Memahami Material Elastomerik: Prinsip Utama & Aplikasi

Apa yang sama antara ban mobil, gasak tahan air, alas sepatu, karet pengikat, dan penghapus pensil? Banyak dari objek ini adalah hal yang kita hubungi sehari-hari, namun mereka juga dibuat menggunakan elastomer, atau “polimer elastis.”

Material elastomerik adalah polimer sintetis yang lenyap yang mirip dengan karet. Sementara keduanya memiliki karakteristik yang serupa, mereka berbeda dalam beberapa cara yang penting. Karet, misalnya, adalah senyawa alami yang berasal dari lateks. Sementara bahan yang sangat berguna dan serbaguna, komposisi kimia karet mengenakan beberapa keterbatasan manufaktur dan juga membuat bagian rentan terhadap retakan ozon. Elastomer, di sisi lain, adalah keluarga polimer berbasis petroleum yang bertindak sangat mirip dengan karet tetapi menawarkan properti bahan yang lebih baik.

Artikel ini akan memberikan primer singkat tentang manufaktur dengan material elastomerik.

Ciri Khas dan Properti Mekanis Elastomer

Elastomer adalah bahan yang memiliki kemampuan untuk meregang dan kemudian kembali ke bentuk aslinya. Elastomer menyediakan berbagai manfaat lainnya, termasuk elastisitas tinggi, resistensi aus dan retakan, keabsorpabilitas, tekstur lembut, dan resistensi geser. Mereka juga dapat menahan fluktuasi suhu yang signifikan dan ideal untuk isolasi suhu dan listrik.

Elastomer dapat disesuaikan secara kimiawi untuk berbagai aplikasi. Misalnya, material elastomerik dapat disesuaikan untuk pengukuran yang lebih baik untuk sesuatu seperti alas sepatu atau disesuaikan untuk produk penahan getaran dengan pengukuran rendah seperti pegangan. Mereka juga dapat menyediakan hisap dan penyegelan. Bergantung pada aplikasi, memilih material yang tepat dapat meningkatkan karakteristik yang diinginkan dari bagian akhir.

Termoplastik vs. Termoset

Penting untuk dicatat bahwa ada dua jenis utama elastomer: termoplastik dan termoset. Termoplastik mencair saat dipanaskan dan membeku saat didinginkan — proses yang dapat diulang, yang memperpanjang siklus hidup bahan. Kualitas ini membuatnya sangat berguna untuk manufaktur bagian injeksi plastik dalam volume besar. Bahan polimer kuat ini biasanya tahan terhadap penurunan volume, menyerap benturan, dan sebagian besar dapat didaur ulang, juga.

Di sisi lain, plastik termoset tidak dapat dicairkan dan digunakan kembali setelah bagian mengeras. Proses pengeringan memicu reaksi kimia yang memicu pembentukan silang tiga dimensi yang sangat kuat antara molekul dalam polimer — ikatan hampir tidak mungkin dipecahkan, bahkan di bawah suhu ekstrim. Karena daya tahan, kekuatan, dan resistensi deformasi yang tinggi yang diberikan oleh ikatan ini, termoset sering digunakan untuk memperkuat bahan lain terhadap benturan dan deformasi.

Empat Faktor Penting untuk Merancang dan Memproduksi Bagian Elastomerik

Untuk memaksimalkan properti bahan yang diinginkan dari bagian elastomerik, ada beberapa pertimbangan kritis yang tim produk akan baik untuk diingat.

1. Mulai dengan kebutuhan yang didefinisikan dengan jelas

Kebutuhan spesifik untuk aplikasi tertentu harus mendorong pemilihan bahan dan desain bagian. Dengan memiliki pemahaman yang jelas tentang kebutuhan tersebut, produsen dapat dengan cepat menentukan material elastomerik mana yang menawarkan manfaat yang paling signifikan.

Menggunakan sistem perencanaan kebutuhan bahan (MRP) seringkali terbukti bermanfaat untuk tim produk. Bekerja secara retroraktif dari rencana dan jadwal produksi, sistem ini menghasilkan daftar kebutuhan komponen dan bahan yang memberikan visibilitas ke bahan apa yang dibutuhkan, dalam jumlah apa, dan dalam waktu apa — semuanya dapat membantu produsen tetap tepat waktu dan dengan sumber daya yang tepat.

2. Capai jemuran yang sesuai

Jemuran merujuk pada sudut menyempit yang diintegrasikan ke dalam desain bagian yang membantu memastikan bagian dikeluarkan dengan lancar dari cetakan. Jemuran yang tidak cukup tidak hanya membuat bagian lebih sulit untuk dikeluarkan, namun juga dapat menghasilkan lenturan, patah, deformasi, dan finishing permukaan yang buruk saat plastik dingin.

Komponen elastomerik biasanya memerlukan jumlah jemuran yang signifikan untuk mencegah bahan menempel pada cetakan itu sendiri. Menambahkan tekstur pada pin eksektor untuk memberikan mereka grip ekstra adalah metode lain untuk meningkatkan efisiensi pengosongan bagian dari cetakan mereka.

3. Kalibrasi ketebalan dinding sesuai kebutuhan spesifik

Umumnya, ketebalan dinding bagian harus dipertahankan antara 1,5 dan 3 mm ketebalan dan harus seragam sebesar mungkin. Ini membantu bagian dingin lebih cepat (yang mengurangi waktu siklus), dan mencegah penurunan volume yang tidak teratur dan tanda tenggelam yang tidak menyenangkan. Jika aplikasi bagian memerlukan ketebalan dinding yang bervariasi, maka transisi bertahap harus diintegrasikan untuk mempertahankan integritas desain.

Karakteristik lenyap dari material elastomerik memungkinkan bagian dirancang dengan ketebalan dinding yang lebih tinggi serta variasi dalam ketebalan dinding. Dengan menerapkan tekanan selama produksi, insinyur dapat membentuk atau mencetak bahan dengan cara yang tidak dapat dicapai melalui injeksi plastik atau saat memanufaktur dengan bahan yang lebih kaku.

4. Maksimalkan efektivitas overmolding

Overmolding merujuk pada proses pembuatan lapis elastomer yang kemudian dilekatkan pada bagian non-elastomer yang kaku. Contoh umum ini adalah pegangan lenyap yang ditemukan pada banyak alat tangan, yang menyediakan resistensi geser dan mencegah pengguna memegang plastik atau logam yang kaku — keduanya yang meningkatkan keselamatan dan efisiensi alat.

Untuk memaksimalkan efektivitas pegangan overmolded, insinyur perlu merancang produk untuk memungkinkan kekuatan ikatan yang baik antara material elastomerik dan kaku melalui metode kimiawi dan mekanis. Ikatannya yang terutama penting karena ikatan yang terbentuk antara dua bahan meningkatkan daya tahan dan umur bagian, sambil juga menghilangkan kebutuhan untuk pra-pengolahan permukaan tambahan atau perekat.

Pembuatan elastomer yang efisien — dan lebih banyak

Elastomer adalah kategori serbaguna dari termoplastik mirip karet yang menawarkan kualitas bahan yang jauh ditingkatkan. Set resistensi kimia dan fisik unik dari elastomer termoplastik — serta kelegaan dan kekuatan tinggi mereka — memungkinkan produsen untuk memproduksi banyak item yang kita hubungi sehari-hari, termasuk segala hal dari ban sepeda hingga wetsuit.

Bekerjasama dengan mitra manufaktur berpengalaman seperti Fast Radius memberdayakan tim produk untuk mendapatkan hasil terbaik dari setiap bahan atau desain bagian. Tim insinyur dan desainer yang berpengalaman dan kolaboratif kami setara mahir dalam berbicara prototipe elastomer seperti halnya proses terbaru dalam manufaktur aditif, dan kami bekerja erat dengan setiap pelanggan untuk memastikan setiap tahap proses produksi dioptimalkan untuk kebutuhan desain, manufakturabilitas, dan jadwal yang spesifik. Hubungi kami hari ini dan temukan perhatian pada detail, efisiensi, dan efektivitas biaya yang dibawa Fast Radius.