Teknik Pengelasan Plastik:8 Metode Terbukti &Manfaatnya
Bagi orang yang baru mengenal fabrikasi komponen plastik, istilah “pengelasan” mungkin masih asing. Secara umum, pengelasan mengacu pada proses penyatuan dua logam dengan cara melebur dan meleburkannya. Namun, pengelasan melibatkan peleburan dua bagian atau lebih dengan panas, baik logam atau plastik.
Pengelasan plastik memiliki aplikasi industri yang luas, dan terdapat berbagai teknik untuk mengelas plastik. Artikel ini membahas pengelasan komponen plastik, langkah-langkah umumnya, dan delapan teknik pengelasan plastik yang digunakan dalam pembuatan komponen di industri plastik.
Apa itu Pengelasan Plastik?
Pengelasan plastik adalah proses yang dapat diterapkan pada fabrikasi komponen plastik untuk menyambung dua komponen termoplastik yang kompatibel. Ini melibatkan persiapan dua bagian termoplastik, menekannya bersama-sama pada sambungan yang diusulkan, dan memanaskannya menggunakan beberapa teknik pemanasan. Selain itu, teknik pemanasan yang digunakan sangat bergantung pada bahan plastik. Misalnya, pengelasan plastik ultrasonik umumnya digunakan untuk PVC karena tidak melibatkan pemanasan langsung yang menyebabkan emisi asap berbahaya pada material.
Penerapan tekanan terus menerus selama pemanasan dan pendinginan membentuk ikatan molekul antara kedua bagian. Oleh karena itu, sambungan las plastik bersifat kuat, tidak seperti proses penyambungan plastik lainnya seperti perekat dan paku keling. Pengelasan plastik telah menjadi teknik yang banyak digunakan dalam bidang kedokteran, elektronik, konstruksi, dll.
Lebih lanjut:Ketahui Perbedaan Antara Riveting dan Welding.
3 Langkah Pengelasan Plastik
Mengelas dua resin plastik setengah jadi yang terbuat dari cetakan injeksi atau proses lainnya bisa jadi merupakan tantangan. Oleh karena itu, bagian ini menunjukkan langkah-langkah cara mengelas plastik, apa pun teknik pengelasannya.
Langkah 1:Siapkan ruang kerja dan bersihkan plastik
Hal pertama yang harus dilakukan adalah menyiapkan ruang kerja. Tempat kerja memerlukan ventilasi yang baik karena sebagian besar teknik pemanasan mengeluarkan asap berbahaya. Selain itu, operator harus memakai alat pelindung diri.
Bersihkan termoplastik untuk memastikan sambungan las yang tinggi. Pembersihan dapat dilakukan dengan mencuci menggunakan sabun dan air hangat, lalu mengeringkan plastik dengan kain bersih dan tidak berbulu. Selain itu, Anda juga disarankan untuk menghilangkan noda menggunakan pelarut cair seperti Methyl Ethyl Ketone (MEK), amplas 80 frit, atau pengikis cat.
Langkah 2:Menyatukan plastik
Jepit dan rekatkan kedua potongan plastik untuk membentuk dan menahan sambungan yang diinginkan. Selanjutnya letakkan potongan plastik tersebut di atas meja kerja dan sematkan menggunakan klem C. Gaya penyambungan plastik tergantung pada teknik pengelasan. Misalnya, pengelasan ultrasonik hanya cocok untuk sambungan pangkuan.
Langkah 3:Selesaikan pengelasan
Perbaiki lasan sebelum pendinginan untuk mengatasi masalah seperti kehalusan. Biarkan plastik yang dilas menjadi dingin selama kurang lebih 5 menit atau mencapai suhu ruangan. Selanjutnya, ampelas sambungan las setelah dingin atau gunakan proses finishing permukaan lainnya agar halus.
8 Metode Pengelasan Plastik
Dalam industri plastik, terdapat berbagai teknik pengelasan plastik berdasarkan proses pemanasan yang berbeda. Berikut delapan teknik yang umum digunakan dalam pembuatan komponen.
Pengelasan Ultrasonik
Pengelasan plastik ultrasonik menggunakan getaran mekanis dengan frekuensi tinggi (15 kHz hingga 40 kHz) dan amplitudo rendah untuk menggabungkan dua polimer plastik. Getaran mekanis menghasilkan panas gesekan, yang kemudian melelehkan polimer plastik. Karena getaran mekanis, ikatan molekul terbentuk antara polimer plastik. Oleh karena itu, sambungan las plastik ultrasonik kuat dan memiliki kualitas terbaik.
Kelebihan Pengelasan Ultrasonik
- Memiliki throughput yang tinggi dan waktu penyelesaian yang singkat
- Sangat aman karena tidak memanaskan bagian plastik menggunakan panas langsung
- Penggunaan panas langsung juga membuatnya cocok untuk bahan seperti polivinil klorida, terkenal menghasilkan asap berbahaya jika terkena panas secara langsung
- Ini menghasilkan sambungan las berkualitas tinggi, yang meningkatkan nilai estetika
Kekurangan Pengelasan Ultrasonik
- Metode ini tidak cocok untuk termoplastik dengan kadar air tinggi dan termoplastik keras/kuat seperti polipropilena
- Proses ini tidak ideal untuk bahan tebal seperti polipropilen karena sebagian besar transduser mesin ultrasonik memiliki rentang keluaran antara 100-150mm
- Hanya cocok untuk sambungan yang saling tumpang tindih. Sambungan lain seperti corner, butt, tee, dan edge tidak kompatibel
- Waktu tunggu yang tinggi karena banyaknya alat dan proses yang diperlukan
Pengelasan Laser
Pengelasan laser adalah proses pengelasan plastik yang melibatkan penggunaan sinar laser untuk mencairkan plastik. Namun, panasnya tetap berada di bawah suhu penguapan plastik. Tekanan kemudian diterapkan pada pencairan, dan pendinginan terjadi untuk memperkuat sambungan las.
Pengelasan laser cepat dan terjadi dengan berbagai cara. Oleh karena itu berbagai jenis proses pengelasan laser plastik:bersifat hybrid, simultan, kontur, dan single pass. Namun, kecepatannya tergantung pada proses, plastik, dan mesin las laser.
Kelebihan Pengelasan Laser
- Dapat memanaskan seluruh permukaan pengelasan atau satu titik
- Ini sangat akurat sehingga dapat digunakan dalam industri dirgantara
- Pengelasan dapat dilakukan pada suhu ruangan atau dalam kondisi khusus
- Cocok untuk mengelas plastik dengan desain rumit
- Sambungan las memiliki nilai estetika yang tinggi, yaitu tampilan yang bersih
- Prosesnya cepat sehingga sangat populer dalam pembuatan prototipe cepat
Kekurangan Pengelasan Laser
- Tidak cocok untuk plastik dengan ketebalan (di atas 0,5 inci) agar tidak menyebabkan sambungan las yang buruk
- Hal ini dapat menyebabkan porositas dan kerapuhan pengelasan
- Biaya investasi awal tinggi
Pengelasan Gesekan
Pengelasan gesekan tidak memerlukan penerapan panas secara langsung agar pengelasan dapat berlangsung. Oleh karena itu, proses penyambungan plastik yang umum tidak memerlukan penerapan panas langsung. Prosesnya menggunakan prinsip gesekan untuk menyatukan material plastik.
Ini melibatkan penerapan tekanan eksternal pada kedua bahan plastik dengan menggerakkan atau memutarnya satu sama lain. Gerakan tersebut menghasilkan gesekan, menghasilkan panas yang melelehkan plastik. Setelah meleleh, terjadi penerapan gaya tekanan yang meningkat secara seragam pada kedua bahan plastik hingga terbentuk sambungan permanen. Ada dua jenis pengelasan gesekan:
Pengelasan Gesekan Induksi Berkelanjutan
Prosedurnya mengikuti prosedur di atas. Namun, pergerakan yang menghasilkan panas berasal dari rotor yang terhubung ke rem pita. Ketika panas yang dihasilkan lebih tinggi dari batas suhu plastik, rem pita menghentikan rotor seiring dengan peningkatan tekanan hingga terjadi pengelasan.
Pengelasan gesekan inersia
Hal ini mirip dengan pengelasan gesekan induksi kontinyu. Namun, roda gila mesin dan roda gila poros menggantikan rem pita. Meski tersambung pada awal pengelasan, flywheel terpisah ketika gesekan/kecepatan mencapai batas. Momen inersia poros roda gila yang rendah membuatnya berhenti. Penerapan gaya tekanan secara terus menerus berlanjut hingga sambungan las terbentuk.
Kelebihan Pengelasan Gesekan
- Menghilangkan oksida dan kontaminan dengan mudah saat penggosokan awal
- Cocok untuk plastik yang berbeda
- Tidak ada distorsi dan lengkungan material karena panas rendah
- Kualitas sambungan las yang tinggi
- Kecepatan pengelasan tinggi
- Ini ramah lingkungan
- Tidak memerlukan bahan habis pakai dan catu daya khusus
Kekurangan Pengelasan Gesekan
- Hanya cocok untuk batang bundar dengan penampang yang sama serta sambungan pantat bersudut dan datar
- Memiliki biaya investasi awal yang tinggi
Pengelasan Frekuensi Tinggi
Pengelasan frekuensi tinggi melibatkan pengelasan polimer plastik menggunakan medan elektromagnetik (13–100 MHz). Ini menghasilkan panas di dalam material (tidak memerlukan penerapan panas langsung). Operator memberikan tekanan terus menerus untuk meleburkan plastik hingga terbentuk las, dan terjadi pembuangan panas untuk mendinginkan sambungan las.
Ini menghasilkan sambungan las yang kuat dengan sifat serupa atau bahkan lebih baik dari bahan aslinya. Pengelasan HF adalah proses pengelasan plastik yang paling cocok untuk material plastik yang berbeda. Meskipun berguna dalam industri plastik, ia hanya kompatibel dengan beberapa bahan. Yang umum adalah polivinil klorida, EVA, PET-G, dan anggota keluarga PET lainnya.
Keuntungan Pengelasan Frekuensi Tinggi
- Pemisahan kurang efektif
- Rentang pengaruh termal yang kecil
- Kecepatan pengelasan tinggi (sekitar 100 hingga 120 m/mnt)
Kerugian Pengelasan Frekuensi Tinggi
- Ini memancarkan banyak panas
- Tergantung pada mesinnya, rentang pemanasannya kecil, yaitu area pemanasan
- Konsumsi kepala kontak
Pengelasan Getaran
Pengelasan getaran melibatkan penggosokan bagian plastik pada frekuensi dan amplitudo tertentu. Hal ini menyebabkan timbulnya panas gesekan yang melelehkan bagian sambungan dan menciptakan sambungan las. Ada dua jenis pengelasan getaran:
Pengelasan Getaran Linier
Ia menggunakan panas gesekan yang dihasilkan dengan menggerakkan satu bagian plastik relatif terhadap bagian lainnya pada perpindahan tertentu untuk melelehkan sambungan bagian plastik. Proses berlanjut pada tekanan konstan setelah getaran berhenti hingga sambungan las menjadi dingin.
Pengelasan Getaran Orbital
Ini melibatkan penggetaran bagian atas bagian plastik dalam gerakan melingkar terus menerus ke segala arah. Ini menghasilkan panas yang melelehkan bagian plastik. Getaran berhenti mencapai titik leleh sehingga sambungan las dapat mengeras.
Kelebihan Pengelasan Getaran
- Tidak memerlukan bahan habis pakai apa pun
- Tidak perlu persiapan permukaan
- Ini sangat hemat energi
- Cocok untuk mengelas bahan plastik tipis
- Cocok untuk mengelas plastik dengan bentuk tidak beraturan
Kekurangan Pengelasan Getaran
- Permukaan pengelasan harus rata dan horizontal
- Materi yang kompatibel terbatas
- Peralatan mahal
Pengelasan Pelat Panas
Ini melibatkan pemanasan pelat dan menggunakannya untuk melelehkan permukaan sambungan dua termoplastik. Setelah kedua bagiannya melebur, keduanya disatukan dan dibiarkan dalam jangka waktu yang telah ditentukan sehingga dapat terbentuk ikatan molekuler, permanen, dan kedap udara.
Pengelasan pelat panas memerlukan ketelitian dan kontrol yang ekstrim. Cocok untuk bahan termoplastik apa pun, namun lebih cocok untuk termoplastik lunak dan semikristalin, misalnya PP dan PE.
Kelebihan Pengelasan Pelat Panas
- Cocok untuk menyambung plastik besar
- Menghasilkan sambungan las yang kuat
- Waktu siklusnya pendek tergantung pada waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik leleh plastik
Kekurangan Pengelasan Pelat Panas
- Tidak cocok untuk mengelas plastik tipis di bawah 0,1 inci
- Peralatan memerlukan perawatan tingkat tinggi
Pengelasan Gas Panas
Pengelasan gas panas digunakan dalam fabrikasi termoplastik dan melibatkan penggunaan pistol las genggam yang mengeluarkan uap gas atau udara untuk memanaskan batang las plastik dan polimer. Bahan plastik melunak ketika dipanaskan di atas titik leleh, membentuk sambungan las. Ini kemudian mendingin untuk membentuk sambungan las yang kokoh.
Proses pengelasan gas panas dapat diterapkan dalam pembuatan bejana penahanan, pipa, penukar panas, tangki air, dll., yang terbuat dari polimer plastik serupa.
Kelebihan Pengelasan Gas Panas
- Peralatannya sangat portabel
- Tidak memerlukan listrik untuk beroperasi
- Tidak memerlukan alat berat apa pun
- Tidak memerlukan banyak keahlian teknis
Kekurangan Pengelasan Gas Panas
- Laju pemanasan sangat lambat, membuat prosesnya lambat
- Tidak cocok untuk plastik yang lebih tebal
Pengelasan Putar
Pengelasan spin atau pengelasan gesekan rotasi adalah proses yang digunakan untuk mengelas bagian termoplastik dengan permukaan sambungan simetris rotasi. Ini melibatkan menggosok bagian-bagian bersama-sama (satu yang diam) di bawah tekanan dalam gerakan melingkar searah. Hal ini menghasilkan panas gesekan yang melelehkan dan mengikat plastik. Sambungan las kemudian mengeras setelah pendinginan.
Kelebihan Pengelasan Spin
- Prosesnya sederhana dan memerlukan lebih sedikit keahlian teknis
- Tidak memerlukan bahan habis pakai
- Ini sangat hemat energi
- Kompatibel dengan banyak termoplastik
Kekurangan Pengelasan Putar
- Salah satu bagian plastik yang akan dilas harus memiliki permukaan yang simetris
- Penyiapannya mahal
Manfaat Pengelasan Plastik
Mesin las plastik untuk manufaktur memiliki banyak manfaat, oleh karena itu penerapannya di beberapa industri dan pembuatan prototipe yang cepat. Berikut beberapa manfaatnya:
Bahan Habis Pakai Tambahan
Tidak diperlukan bahan habis pakai tambahan seperti pengencang, pelarut, atau lem. Oleh karena itu, ada pengurangan komplikasi, risiko, dan biaya yang timbul karena bahan habis pakai tambahan.
Kompatibel dengan Bentuk Sendi apa pun
Proses ini cocok untuk bagian dalam bentuk apa pun. Perkembangan teknik pengelasan yang berbeda memungkinkan pengerjaan dengan bentuk yang kompleks. Oleh karena itu, Anda dapat mengelas bagian dengan bentuk melengkung atau tidak beraturan dengan mudah.
Tidak Memerlukan Ventilasi Lingkungan
Beberapa teknik pengelasan yang digunakan untuk plastik tidak menghasilkan sekring, misalnya pengelasan berbasis getaran. Oleh karena itu, kebutuhan akan alat pelindung diri dan infrastruktur yang membantu ventilasi sangat minim.
Opsi Hemat Biaya
Teknik ini memerlukan kebutuhan bahan habis pakai yang rendah dan waktu siklus yang rendah. Oleh karena itu, lebih efektif dibandingkan metode penyambungan lainnya seperti riveting.
Pilihan Pengelasan yang Sangat Serbaguna
Sangat cocok untuk bagian dengan ukuran atau dimensi apa pun. Ini tidak seperti metode penggabungan lainnya. Misalnya, paku keling mengharuskan bagian-bagiannya memiliki ukuran minimum tergantung pada paku kelingnya. Jadi, satu-satunya hal yang diperlukan adalah menemukan teknik yang paling cocok di antara semua teknik pengelasan komponen plastik.
Lebih Ringan dibandingkan Menggunakan Pengencang Mekanis
Pengelasan plastik tidak memerlukan banyak bahan habis pakai. Akibatnya, hal ini mengurangi berat produk akhir yang dilas, tidak seperti metode lain yang menggunakan pengencang mekanis dan paku keling yang berkontribusi terhadap berat keseluruhan.
Pengelasan bersifat Permanen
Sambungan las bersifat permanen, berbeda dengan perekat atau mekanisme penyambungan plastik lainnya. Oleh karena itu, ini adalah pilihan yang masuk akal bila Anda tidak ingin komponen internal dikompromikan.
Aplikasi Bagian Las Plastik
Pengelasan plastik dapat diterapkan di beberapa industri. Di bawah ini adalah beberapa komponen las plastik dan industri penerapannya.
Aeronautika
Plastik dirgantara memerlukan pengelasan permanen yang akurat tanpa mengurangi sifat-sifatnya. Oleh karena itu, proses ini cocok untuk pembuatan komponen las plastik seperti panel interior, tangki penampung, dan baki.
Pertanian
Komponen las plastik seperti gasket, pagar PVC, tangki, dan saluran air &kabut memiliki aplikasi luas di bidang pertanian.
Otomotif
Otomotif menggunakan pengelasan plastik untuk menyambung plastik untuk membuat pemanggang, radiator, wadah baterai, pelapis roda, bemper, dll.
Kelautan
Proses ini juga dapat diterapkan dalam pembuatan perahu, tangki pemberat, sumur penampung ikan, tangki penampung air, dan komponen las plastik lainnya yang digunakan di lingkungan laut. Lingkungan laut menggunakan plastik karena ketahanannya terhadap korosi dan sifat lainnya. Namun, bagian plastik yang dilas dapat dirakit dan dilas menjadi satu.
Pipa
Pengelasan plastik sangat umum dilakukan pada pipa ledeng, dan dapat digunakan dalam pembuatan pipa DWV, saluran air, keran, dll. Bagian-bagian tersebut diproduksi sendiri-sendiri dan perlu dirakit. Tidak seperti proses penyambungan plastik lainnya, pengelasan bersifat permanen, yang merupakan faktor kuat dalam pemilihannya.
Buat Anda Bagian Plastik
RapidDirect adalah perusahaan pembuatan prototipe cepat yang menawarkan layanan manufaktur canggih yang dapat membantu Anda memproduksi plastik. Kami menawarkan layanan cetakan injeksi, layanan pemesinan CNC, teknik pengelasan, dan banyak lagi, dan kami membuat suku cadang dengan kualitas terbaik dalam waktu singkat.
Kami adalah perusahaan ISO 9001:2015 yang memiliki pabrik milik sendiri dengan fasilitas canggih dan tim ahli yang dapat membantu proyek Anda. Selain itu, platform penawaran harga instan kami memastikan penawaran harga yang akurat dan analisis desain yang efisien. Unggah file desain Anda hari ini dan dapatkan penawaran harga real-time dan analisis DFM gratis dalam waktu 12 jam. Kami memberikan layanan berkualitas dengan harga kompetitif dan waktu tunggu yang cepat.
FAQ
Mengapa Plastik Banyak Digunakan?
Plastik memiliki aplikasi industri yang luas karena mudah didapat dan harganya lebih murah dibandingkan logam. Selain itu, mereka mudah dibentuk dan dikerjakan. Mereka juga dapat didaur ulang dan diperbaiki. Oleh karena itu, tidak banyak masalah jika plastik retak, tidak seperti bahan seperti kaca.
Mungkinkah Menyatukan Plastik yang Berbeda?
Ya, plastik yang berbeda dapat dilas menjadi satu. Namun, daya rekatnya tidak akan kuat jika dibandingkan dengan bahan plastik serupa.
Bahan yang sejenis mempunyai ikatan yang paling kuat, disusul oleh plastik yang tidak sejenis dengan sifat yang serupa, kemudian bahan yang berbeda dengan sifat yang berbeda.
Apakah Lasannya Kuat?
Di satu sisi, sambungan las termoplastik sangat kuat, terutama jika disambung dengan bahan serupa. Hal ini dikarenakan sambungan las mempunyai sifat yang sama dengan plastik induknya. Sebaliknya, sambungan las dari bagian plastik yang berbeda tidak kuat.