Proses Pembuatan Polimer [PDF]

Citation preview

Proses pembuatan polimer Pengantar Pengolahan Polimer



Konversi polimer mentah menjadi produk jadi melibatkan serangkaian langkah.Langkah pertama terdiri dari mencampur aditif ke dalam polimer untuk mencapai modifikasi yang diperlukan pada sifat polimer mentah. Tahap kedua adalah menciptakan bentuk yang diinginkan. Inheren dalam tahap pembentukan adalah persyaratan untuk mengatur atau mempertahankan bentuk itu. Pembentukan dapat dibagi menjadi dua dimensi, dimana produk memiliki geometri yang relatif sederhana, dan formasi tiga dimensi dengan geometri kompleks. Pada kebanyakan manufaktur akan ada sejumlah langkah finishing namun keuntungan dari pemrosesan polimer di atas manufaktur dengan bahan yang lebih tradisional adalah bahwa ada peluang penghematan biaya melalui proses finishing yang minimal. 1. MIXING (compounding)



Bubuk, meleleh, dispersi, larutan



2. PEMBENTUKAN 2.1 PEMBENTUKAN 2-D



Ekstrusi, calendering, coating



2.2 PEMBENTUKAN 3-D



Thermoforming Moulding: kompresi, transfer, injeksi, pukulan; rotasi



3. FINISHING



Machining, dekorasi, perakitan



Pembuatan produk tertentu mungkin memerlukan lebih dari satu proses pembentukan. Fitur penting dari sebagian besar proses polimer adalah pembuatan bahan polimer dalam keadaan melunak yang sesuai dengan tahap pembentuk.Biasanya keadaan yang melunak dicapai dengan memanaskan polimer. Pengaturan bentuk dicapai dengan pendinginan atau melakukan proses kimiawi (crosslinking) untuk mencapai stabilitas dimensi yang diperlukan. Proses dapat dibagi menjadi proses kontinu dan proses batch. Dalam proses kontinyu dimana bahan baku diumpankan secara terus menerus dan produk tampak terus menerus misalnya ekstrusi, ada penggunaan energi yang lebih efisien dan lebih mudah mempertahankan kualitas yang konsisten.



Untuk proses batch atau siklik, seperti proses pencetakan, ada kemungkinan variasi batch-tobatch yang lebih tinggi dan efisiensi yang lebih rendah karena bagian siklus yang tidak produktif (down time). Fitur umum dari pemrosesan polimer adalah: 1. Transfer massa 2. Transfer energi (terutama energi panas) 3. Aliran dan deformasi (rheologi) Perpindahan panas



Bahan polimer ditandai dengan panas spesifik tinggi dan konduktivitas termal rendah yang membuat mereka tidak cocok untuk pemanasan dengan konduksi pada bagian tebal. Akibatnya bentuk pakan terbaik adalah butiran terbagi halus atau bubuk. Dalam pemanasan konduksi, konduktivitas termal yang buruk menghasilkan gradien suhu yang tidak diinginkan dan pemanasan geser (gesekan) lebih cepat dan memberikan suhu yang lebih seragam. Energi yang dibutuhkan untuk menaikkan massa satuan polimer dari suhu kamar hingga suhu proses didefinisikan sebagai entalpi. Termoplastik semi-kristal memiliki enthalpies yang hampir dua kali lipat dari pasangan amorf mereka. Karena kerentanannya terhadap dekomposisi termal, disarankan untuk memanaskan polimer dengan cepat, membentuk dengan cepat dan mendingin sesegera mungkin dan hindari lama tinggal pada suhu tinggi. Rheologi



Dalam keadaan termoplastik lelehan menunjukkan berbagai ketahanan (viskositas) terhadap tegangan aliran yang diterapkan. Viskositas (daya tahan terhadap arus): menurun seiring dengan meningkatnya suhu meningkat dengan tekanan yang meningkat menurun dengan meningkatnya laju regangan geser (shear thinning, pseudoplastic) meningkat dengan bertambahnya ukuran molekul (MW)



berkurang dengan meningkatnya kandungan pelumas meningkat dengan bertambahnya kandungan pengisi Polimer dispersi (lateks, plastisols) dapat menunjukkan kedua geser penipisan (pseudolplasticity) dan penebalan geser (dilatancy). Karena viskositas tinggi mereka, lelehan termoplastik jarang menunjukkan aliran turbulen. Dalam kebanyakan situasi dapat diasumsikan bahwa aliran adalah laminar. Pada saluran isotermal, seperti die ekstrusi dimana dinding berada pada suhu yang sama dengan meleleh, front arus akan menjadi parabola, dengan kecepatan tertinggi di tengah saluran dan mengurangi ke nol pada dinding. Dalam cetakan injeksi, di mana lelehan panas mengalir ke saluran pendingin, lapisan kulit "beku" terbentuk di dinding dengan meleleh yang mengalir di dalam kulit di depan meleleh ("aliran air mancur"). Ekstrusi



Ekstrusi adalah proses di mana bahan polimer, dalam bentuk bubuk, butiran, perjalanan atau lelehan, diubah menjadi produk penampang silang yang terkontrol secara terus menerus, dengan melembutkan (plasticising) bahan menggunakan panas dan / atau tekanan, pemaksaan bahan melunak melalui dan lubang (die) dan mempertahankan penampang yang diinginkan dengan pendinginan atau dengan reaksi kimia. 1. Extruded produk Profil:



batang, strip edging, bingkai jendela, rel gorden



Bagian berongga:



tubing, ducting, pipe



Bagian Flat:



lembaran, film cor, film tubular, tape, film berorientasi



Monofilamen:



Serat



Lapisan:



penutup kawat, pelapis lembaran



Co-ekstrusi:



film, lembaran



Percampuran:



peracikan, palletising, daur ulang



2. Desain Extruder 2.1 Ram Extruder



Dalam bentuknya yang paling sederhana, alat pengekstrusi sama dengan icing cake. Polimer diumpankan ke silinder (barrel) dalam keadaan plasticised. Silinder dipanaskan untuk mempertahankan keadaan yang melunak. Tumor yang digerakkan secara hidrolik (plunger) memaksa material melalui die clamped ke ujung silinder. Sebuah ram extruder tidak benar-benar kontinyu namun sesuai untuk panjang produk pendek, misalnya strip untuk ban tapak.Juga distribusi suhu, dan karenanya distribusi viskositas, buruk. 2.2 Gear Pump Extruder Mekanisme Gear Pump, meshing cogs, bekerja dengan baik pada bahan-bahan viskositas praplastik dan viskositas rendah, memberikan throughput positif namun buruk untuk plastisisasi. Gear pumps sekarang digunakan di antara extruder sekrup tunggal dan die untuk mempertahankan throughput konstan. 2.3 Ekstrak Sekrup Single Sebuah sekrup Archimedean yang berputar di dalam silinder memastikan perpindahan material yang terus menerus dari umpan (hopper) berakhir ke akhir.Panas dipasok dari pita pemanas eksternal atau jaket. Dengan desain sekrup sederhana yang dilakukan, heat set up gradien suhu yang tidak diinginkan dalam material dan silinder panjang akan dibutuhkan untuk beroperasi pada throughput yang masuk akal. Faktor pembatasnya adalah panjang sekrup yang dibatasi oleh torsi drive yang dapat dipertahankannya. Pada rasio pengekangan yang lebih kecil (rasio diameter 35 mm) diameter / diameter (L / D) naik sampai 35: 1 namun pada rasio pengekangan yang lebih besar (diameter 200 mm) rasio L / D 40: 1. 2.3.1 Screw Design Untuk memaksimalkan masukan panas dan menghasilkan suhu yang lebih seragam, pemanasan gesekan (geser), yang dihasilkan di antara sekrup putar dan silinder stasioner, dimaksimalkan dengan meletakkan bahan di bawah tekanan. Kompresi dicapai dengan mengurangi volume yang tersedia (volume penerbangan) di sepanjang sekrup dengan semakin meningkatkan diameter akar sekrup.



Untuk tujuan desain dan operasional, sekrup tersebut dapat dibagi menjadi tiga zona: (a) ZONA FEED



Dari hopper ke zona kompresi, dengan kedalaman saluran konstan (akar konstan atau diameter batang); Bahannya secara bertahap dihangatkan oleh pemanas silinder dan udara dalam bubuk atau umpan granular dilepaskan kembali melalui gerbong



(b) ZONA KOMPRESI (zona transisi)



Turunkan volume penerbangan selanjutnya kompres bahan dan plasticises dengan pemanasan geser



(c) METERING ZONE



Kedalaman saluran konstan, lebih kecil dibandingkan dengan zona umpan; Tujuannya adalah untuk meminimalkan keseragaman komposisi, suhu dan viskositas non-keseragaman sebelum lelehan dikirim ke die; zona metering juga bertindak seperti katup non-balik untuk mengisolasi die dari zona kompresi



Sekrup biasanya dibuat dari baja perkakas keras dengan tip penerbangan yang keras namun masih dapat dikenakan dan memerlukan perbaikan pada interval tertentu. Beberapa sekrup memiliki pendinginan air internal untuk membantu mekanisme umpan di zona umpan dan untuk membantu proses pemanasan geser. 2.3.2 Extruder Cylinder Karena tekanan tinggi yang dialami selama plasticisasi, silinder harus kuat.Lapisan baja yang mengeras digunakan untuk meminimalkan keausan dan biaya penggantian silinder lengkap.



Untuk bahan yang mudah dilembutkan (misalnya elastomer), jaket uap atau jaket minyak panas sudah cukup namun untuk pemanasan silinder termoplastik biasanya disediakan oleh bank pemanas tahanan listrik. Dimana pemanasan geser sangat efisien, saluran pendingin atau sirip aluminium dengan blower udara digunakan untuk menghilangkan kelebihan panas. Pada ujung umpan, hopper harus dirancang untuk memberi aliran butiran positif ke tenggorokan alat pengekstrusi. Magnet di dalam hopper mencegah kontaminasi logam dari mencapai dan merusak sekrup. Untuk bahan yang menyerap kelembaban (misalnya poliamida) penting untuk mengeringkan terlebih dahulu bahan, baik off-line atau dengan pengering gerbong yang mengedarkan udara kering yang hangat. Vacuum hoppers menghilangkan udara dari tepung pakan dan mencegah pemblokiran (bridging). Tingkat bahan dalam hopper dapat dipelihara secara otomatis dengan menggunakan alat pengisi pneumatik dari tas, wadah curah atau silo. Perangkat dosis untuk mencampur polimer perawan dengan masterbatch atau regrind daur ulang juga dapat dimasukkan ke dalam hopper. Pada ujung pengiriman ada flensa yang terletak di die, dengan perlengkapan sekrup, baut atau mekanisme pelepasan cepat untuk perubahan dan perawatan mati. 2.3.3 Screw Drive Motor listrik (baik AC atau DC) digunakan untuk putaran sekrup, biasanya dengan pengurangan gigi dan sabuk penggerak untuk memberikan berbagai kecepatan sekrup. Pengekstrusi modern memiliki kecepatan sekrup variabel yang tak terhingga. Tekanan tinggi yang tercipta pada akhir die akan cenderung memaksa sekrup kembali pada poros dan pelat dorongnya atau bantalan rol tirus tergabung untuk mencegah gerakan ke belakang.



3. Desain Die Fungsi extruder die adalah untuk: 1. menghasilkan penampang ekstrusi yang diperlukan; 2. putus aliran rotasi yang keluar dari alat pengekstrusi 3. menjaga aliran laminar ke pintu keluar mati 4. pastikan waktu tinggal lelap yang konsisten dan minimal meleleh di matinya 5. membuat uang saku untuk membengkak 6. menjaga suhu leleh 3.1 Breaker Plate / Screen Pack Untuk memecah aliran rotasi yang berasal dari silinder ekstruder dan untuk membentuk aliran laminar, pelat perforasi (pelat pemutus) dimasukkan antara silinder ekstruder dan die. Pelat pemutus juga membantu menyaring butiran dan kontaminan yang tidak menentu serta meningkatkan tekanan balik pada silinder yang menghasilkan plasticisasi lebih efisien.



Fungsi penyaringan dan efek tekanan balik ditingkatkan dengan menempatkan lapisan wire mesh halus (screen pack) di belakang pelat pemutus. Paket layar harus diubah (terkadang dengan sistem otomatis, untuk menjaga kondisi proses. 3.2 Die Head Di dalam tubuh mati, aliran melamin laminar dipertahankan dengan menghindari bintik mati dan perubahan bagian yang mendadak. Kebanyakan mati dirancang dengan bagian konvergen untuk meningkatkan tekanan sebelum mati keluar. Pada bagian akhir (die parallel atau die land) penampang dipertahankan konstan untuk meminimalkan pembengkakan mati. Dies biasanya memiliki beberapa bentuk pemanasan eksternal untuk menjaga suhu leleh. Suhu mati yang lebih tinggi pada pintu keluar mati dapat menghasilkan hasil akhir yang lebih baik pada ekstrudat dan meminimalkan kesalahan ekstrusi lainnya. 3.3 Die Swell Bila pelelehan polimer viskoelastik dikenakan tegangan geser atau ekstensional pada die, ada pemulihan elastis (memori) pada arah ekstrusi setelah ekstrudat keluar dari die. Pemulihan elastis ini memanifestasikan dirinya sebagai kontraksi pada panjangnya (tidak terlihat dalam proses kontinyu) dan perluasan yang sesuai pada penampang melintang, menghasilkan ekstrudat dengan dimensi penampang lebih besar daripada dimensi die exit. Die swell dapat bervariasi dari 10% sampai lebih dari 100% peningkatan dimensi, tergantung pada material, suhu leleh, kecepatan ekstrusi dan geometri mati. Die swell dapat diminimalkan dengan meningkatkan panjang tanah mati, meningkatkan suhu leleh dan mengurangi throughput mati (menurunkan kecepatan sekrup) 3.4 Jenis Dies Dies bervariasi dalam desain, ukuran dan kompleksitas untuk menghasilkan berbagai macam produk ekstrusi. 3.4.1. Bagian padat Dies Untuk menghasilkan rod, edging strip, curtain rail dan window frame profiles, meninggal memiliki desain yang sederhana dengan masuknya runcing ke die exit dan panjang tanah yang panjang (minimal 10 kali dimensi cross-section).



3.4.2. Bagian Hollow Dies Untuk menghasilkan tabung atau pipa, die dirancang dengan mandrel internal (torpedo) untuk menciptakan dimensi internal. Kompleksitas timbul dari metode untuk menemukan mandrel di dalam kepala mati untuk memungkinkan penyesuaian konsentris dan meminimalkan gangguan aliran. Dalam beberapa kasus mandrel dipasang pada tiga kaki kecil (laba-laba) secara langsung melalui die atau dipasang lebih kaku di kepala mati, dalam keadaan mati kepala di mana lelehan harus menyapu putaran mandrel dan berbalik melalui 90o ke pintu keluar mati. Dalam kedua kasus tersebut akan ada kelemahan jalur pengelasan pada ekstrudat dimana aliran leleh digabungkan kembali. Komplikasi lebih lanjut pada kematian berlubang adalah bahwa harus ada tekanan internal ekstrudat selama pendinginan untuk mencegah ekstrudat berlekukluntur. Hal ini biasanya dicapai dengan jalur udara melalui mandrel melalui salah satu kaki labalaba. Solusi yang lebih elegan adalah menerapkan vakum eksternal ke ekstrudat karena pendinginan.



3.4.3. Lapisan Kawat Dies Dengan dead cross-head, dimungkinkan untuk memberi makan substrat, seperti konduktor kawat, melalui mandrel berongga sehingga substrat menerima lapisan polimer yang mencair dalam die-head secara terus-menerus.



Dies dapat dirancang untuk memberi ketebalan lapisan dinding konstan (tubing atau selubung mati) atau untuk menghasilkan produk dengan diameter luar konstan (in-filling die). Di industri kawat dan kabel, pengisian in-filling biasanya digunakan untuk isolasi primer dan tabung mati untuk selubung luar kabel.



3.4.4 Lembar dan Film Meninggal Untuk menghasilkan produk lembaran datar dengan lebar yang bervariasi, celah die telah dikembangkan untuk menghasilkan film dan lembaran hingga lebih dari 2 m dan ketebalannya sampai 100 μm. Desain ekor ikan, dengan sedikit demi sedikit meningkatkan lebar dan mengurangi tinggi badan, mengalami masalah dalam mendistribusikan meleleh ke ujungnya. Menggabungkan saluran manifold ke dalam die mendorong aliran yang lebih seragam (coathanger die) sedangkan batangan pembatas disesuaikan dengan lebar untuk kontrol halus ketebalan lembaran. Dalam pembuatan film peregangan biaksial biokimia, masih panas, diregangkan dalam panjang dan di cross-direction untuk menghasilkan film yang sangat lebar (14 m) dan sangat tipis (kurang dari 100 μm) untuk kemasan.



3.4.5 Film Tubular Meninggal Penampang melintang annular menghasilkan tabung berdinding tipis dengan ketebalan seragam. Dengan meregangkan tabung panas secara melingkar dan meregangkan tabung sepanjang diameternya bertambah dan ketebalannya berkurang. Menggorok tabung dalam panjang menghasilkan film yang sangat lebar.



Cara lain memotong dan memanaskan penyegelan film tubular adalah metode sederhana untuk membuat tas polietilen dan karung.



3.4.6. Co-ekstrusi Dies Lapisan lembaran dan kemasan termoplastik dapat diproduksi dengan cara diekstrusi co-



extrusion (celah die atau tubular die) yang terdiri dari lapisan individu dari polimer yang berbeda yang digabungkan bersama-sama. Aliran mencair yang berbeda, disiapkan dalam pengekstrusi terpisah, disatukan baik pada pintu keluar mati atau pada tahap awal di manifold. Kunci untuk ekstrusi bersama terletak pada aliran laminar lelehan termoplastik, tanpa kecenderungan untuk mencampur antara lapisan yang berurutan. 4. Peralatan Hilir Keberhasilan pembuatan menggunakan ekstrusi terletak pada desain dan operasi sisa produksi seperti pada alat ekstrusi dan die. Pendinginan produk ekstrusi dicapai dengan menggunakan udara, air bersih dan kontak dengan rol logam dingin. Selama proses pendinginan, dimensi ekstrudat harus dipertahankan atau, dalam beberapa kasus, dimodifikasi untuk memenuhi spesifikasi produk. Kalibrasi mengambil bentuk pelat logam, kalibrasi mati, atau rol. Ekstrusi adalah proses yang kontinyu namun produk biasanya dipotong dengan panjang (lebih dari 100 m untuk produk fleksibel tapi kurang dari 1 m untuk ekstrudat kaku). Ekstrudan secara otomatis dipotong panjang menggunakan tindakan guillotine, roda pemotong atau gergaji. Film yang fleksibel dililitkan pada roller, sekali lagi dengan perubahan roll otomatis. Peralatan hilir lainnya meliputi trim tepi, laminasi, emboss, pencetakan dan pemeriksaan kualitas on-line (misalnya profil ketebalan, lubang jarum)



Injection Moulding



1. Prinsip Injeksi Moulding Untuk termoplastik, proses dominan untuk menghasilkan bentuk kompleks adalah injection molding dimana lelehan polimer diproduksi secara efisien di satu bagian mesin. Dalam fungsi terpisah, volume meleleh yang diukur kemudian dipaksa masuk ke dalam rongga antara kedua pelat cetakan, yang dikunci bersama untuk mencegah pemisahan di bawah tekanan hidrostatik tinggi dari lelehan di rongga. Tahap akhir adalah mengekstrak panas dari cetakan menggunakan sistem pertukaran panas yang dimasukkan ke dalam pelat cetakan, sebelum bagian cetakan dibuka dan cetakan selesai dikeluarkan. Untuk bagian siklus berdinding tipis bisa kurang dari 10 detik tapi untuk bagian yang lebih tebal, waktu siklus bisa lebih dari 60 detik. Suhu leleh bisa serendah 150oC tapi untuk beberapa termoplastik mereka harus lebih dari 350oC. Dalam semua kasus, tekanan injeksi bisa sampai 120 MPa, sehingga menciptakan kekuatan pembuka hidrostatik yang besar dalam cetakan. Kekuatan penguncian cetakan (clamping) dapat serendah 100 kN (10 ton kekuatan) untuk cetakan area kecil dan lebih dari 25.000 kN (2500 ton) untuk cetakan yang sangat besar. Proses injection molding dapat dibagi menjadi empat tahap. Tahap 1



Plastikisasi



Transformasi serbuk atau butiran termoplastik menjadi keadaan leleh yang homogen



Tahap 2



Injeksi



Transfer meleleh dari unit plasticisasi ke seluruh bagian rongga cetakan



Tahap 3



Setting



Pendinginan meleleh di rongga cetakan sampai di bawah suhu distorsi panasnya



Tahap 4



Penyemburan



Pembukaan cetakan dan pengangkatan cetakan jadi



Untuk menjaga waktu siklus pendek, beberapa fase ini dapat beroperasi secara paralel, misalnya plastisisasi untuk siklus berikutnya dapat terjadi bersamaan dengan pendinginan dan ejeksi. Untuk mengoptimalkan waktu proses pengisian injeksi pendek (kurang dari 5 detik dan terkadang kurang dari 1 detik). Ini menyumbang tekanan injeksi tinggi (sampai 120 MPa).



Begitu meleleh mulai mendingin di rongga itu akan berkontraksi dan kehilangan kompresi. Volatetrik susut selama fase pendinginan akan menghasilkan cetakan yang akan sedikit lebih kecil dari rongga cetakan dan kurang detail rongga cetakan. Untuk meminimalkan efek penyusutan cetakan, tekanan dipertahankan selama beberapa detik setelah tahap injeksi untuk memompa lebih banyak lelehan untuk mengkompensasi penyusutan. Tekanan tahan tinggi juga akan meminimalkan penyusutan jamur namun tidak dapat dihilangkan. Nilai susut cetakan tipikal berkisar antara 0,5% atau kurang untuk termoplastik amorf dan termoplastik terisi sampai lebih dari 1% untuk termoplastik semi-kristal. Untuk memenuhi dimensi dimensi cetakan dimensi rongga harus disesuaikan agar kerut. Karena nilai penyusutan cetakan akhir bergantung pada variabel proses seperti suhu meleleh, tekanan injeksi, tahan tekanan dan waktu tahan, ini menghadirkan masalah besar bagi pembuat alat untuk mengantisipasi faktor penyusutan.



2. Desain Mesin 2.1. Unit Plastikisasi Awalnya unit plasticisasi dirancang dengan plunger yang mendorong butiran dari gerbong, melalui silinder yang dipanaskan untuk melelehkan termoplastik dan memaksa meleleh melalui nosel dan saluran umpan ke dalam rongga cetakan.



Desain plunger yang tidak efisien akhirnya digantikan oleh desain sekrup in-line dimana plastisisasi dicapai dengan putaran sekrup archimedean dalam silinder yang dipanaskan, menggunakan pemanasan geser lebih banyak daripada pemanasan konduksi untuk menghasilkan lelehan yang lebih homogen. Pengambilan lelehan di kepala sekrup memaksa sekrup kembali ke porosnya (sambil tetap berputar) hingga volume lelehan yang dibutuhkan telah dihasilkan. Rotasi sekrup dihentikan dan silinder hidrolik membawa sekrup ke depan dalam tindakan plunger untuk mengisi rongga cetakan. Dengan memisahkan plastisation dan tahap injeksi efisiensi dan kualitas sangat meningkat.



2.2 Unit Cetakan Fungsi unit cetakan adalah: 1. untuk menemukan dua bagian cetakan tanpa warping dan misalignment;



2. untuk membuka dan menutup bagian cetakan; 3. untuk mengunci bagian cetakan bersama selama injeksi; 4. untuk membantu mendepak cetakan saat cetakan terbuka; 5. untuk membantu pendinginan cetakan sebelum dikeluarkan. Untuk meminimalkan distorsi cetakan, misalignment dan warping pelat cetakan dipasang pada pelat baja besar ( platens ) sejajar dengan serangkaian dasi (dua untuk mesin yang sangat kecil dan 4 untuk mesin yang lebih besar). Sebagian besar desain terdiri dari 3 platens, pelat tetap (di samping unit plasticisasi), stock ekor dan pelat bergerak di antaranya, yang berjalan di dasi untuk memberi efek pada goresan pembukaan dan penutup. Satu pelat cetakan diikat ke pelat tetap dan pelat cetakan lainnya ke pelat pemuat. Selama tahap injeksi, tekanan-tahan dan pendinginan pelat cetakan harus dikunci bersama oleh gaya yang melebihi kekuatan pembuka cetakan yang dibuat oleh tekanan hidrostatik lelehan di rongga dan area efektif rongga cetakan (area yang diproyeksikan). Pada beberapa mesin, kekuatan penguncian dihasilkan oleh silinder hidrolik antara stok ekor dan pelat bergerak ( hidrolik langsung ).



Pada desain lain ( toggle ), sebuah sistem tuas memberikan balok yang kaku untuk melawan kekuatan pembuka cetakan pada posisi cetakan-tertutup namun juga memberikan tindakan pembukaan dan penutupan yang cepat dengan bantuan silinder hidrolik kecil.



2.3 Konfigurasi Meskipun sebagian besar mesin injection molding dirancang dengan unit plastisisasi horizontal dan unit cetakan in-line, horizontal membuka ada kemungkinan konfigurasi lainnya. 



Plastikisasi horisontal, unit cetakan vertikal







Plastikisasi vertikal, unit cetakan horisontal







Plastikisasi vertikal, unit cetakan vertikal







Plastikisasi horisontal, unit cetakan horizontal terbuka pada suhu 90o



Blow Molding



Blow Molding of thermoplastics berawal dari teknologi glass blowing dan menyumbang lebih dari 5% konsumsi plastik dalam memproduksi berbagai cetakan, botol, wadah dan mainan berongga tebal. Prinsip dasar blow molding adalah inflasi termoplastik viskoelastik panas dalam bentuk sederhana (parison) untuk mengambil bentuk internal dari cetakan dua bagian berongga. Cetakan logam berfungsi untuk mendinginkan termoplastik yang terbentuk agar cetakan dibuka dan cetakan berongga dikeluarkan. Persiapan Parison dicapai dengan: 1. ekstrusi tabung berongga diikuti segera oleh inflasi; 2. injection molding bentuk sederhana segera diikuti oleh inflasi; 3. pemanasan kembali tabung yang sebelumnya diekstrusi atau parain yang dibentuk.



1. Extrusion Blow Moulding Ekstrusi parut yang tidak kontinyu, untuk memungkinkan pemotongan panjang, penyisipan tongkat bertiup, inflasi, pendinginan dan ejeksi, akan menempatkan tuntutan yang tidak masuk akal pada alat pengekstrusi yang dirancang untuk operasi terus-menerus. Continuouis extrusion dapat diakomodasi dengan menggunakan dua atau lebih stasiun cetakan. Stasiun cetakan tunggal bisa memadai jika alat ekstrusi dinaikkan untuk memungkinkan ekstrusi vertikal sementara parel sebelumnya ditiup. Masalah utama dengan parut besar adalah "parison sag" yang mengakibatkan dinding tipis dimana parutan panas membentang di bawah beratnya sendiri. Untuk meminimalkan efek parison sag, alat ekstrusi tersebut dengan mantap akan meleleh ke dalam ruang (akumulator) dimana parman diekstrusi dengan cepat menggunakan ram hidrolik. Selama tahap inflasi, parison membentang dengan jumlah yang berbeda pada posisi yang berbeda dalam cetakan yang menyebabkan ketebalan dinding bervariasi. Untuk menghasilkan cetakan berongga dengan ketebalan dinding yang lebih seragam, perlu dilakukan parut dengan ketebalan dinding variabel. Hal ini dicapai dengan menggerakkan mandrel kerucut secara aksial di dalam ekstrusi yang mati selama ekstrusi panjang parison. Salah satu kelemahan utama dari blow molding ekstrusi adalah jumlah limbah yang terkait dengan "kilat" di daerah leher dan di daerah cubitan. Ada juga limbah yang cukup besar dalam produksi kontainer dengan pegangan integral. 2. Injection Blow Moulding Untuk mengurangi jumlah limbah dan untuk mengendalikan variasi ketebalan dinding di parison (sesuai dengan tingkat peregangan pada cetakan akhir), parikel dapat diproduksi dengan proses injection molding. Paralel berbentuk tabung tes, lengkap dengan geometri leher yang rinci, dibentuk di sepanjang tongkat bertiup dimana ia ditransfer saat masih saya mencairkan keadaan ke dua bagian cetakan bertiup. Namun ada biaya tambahan dari cetakan parison. 3. Injection Stretch Blow Moulding Untuk menghasilkan botol berdinding tipis pada PET dan polipropilena dengan kekuatan tinggi dan transparansi yang baik, perlu dilakukan pengendalian kristalisasi secara biaksial peregangan pada fase pembentuk akhir.



Peregangan di arah melingkar terjadi secara alami dengan inflasi. Peregangan panjangnya dicapai dengan cara mekanis peregangan parison menggunakan tongkat bertiup. 4. Cetakan Karena tekanan rendah pada tahap inflasi (tekanan udara orde 0.5 MPa [6 bar]), cetakan dapat dibuat dari aluminium cor dan paduan lainnya serta baja. Fitur kritis dari "pinch-off" (untuk memotong dan menyegel salah satu ujung parison) dan sisipan leher biasanya dibuat pada baja perkakas. Permukaan bagian dalam cetakan biasanya ditembakkan untuk mencegah jebakan udara di antara parison dan jamur. Untuk produksi berkecepatan tinggi, cetakan didinginkan dengan air.



5. Bahan Kebanyakan termoplastik dapat meledak namun, untuk hasil terbaik ada nilai khusus yang memiliki tingkat kekuatan panas yang diinginkan; terlalu rendah akan mengakibatkan parison melorot; Terlalu tinggi akan membutuhkan tekanan inflasi yang lebih tinggi. Bahan yang paling



populer untuk blow molding adalah, polietilena, polipropilena, polistirena, PVC-u, polikarbonat dan polietileneterfalat (PET). 6. Aplikasi Dalam botol dan wadah polietilen dan polipropilen digunakan untuk ketahanan kimia, biaya rendah dan fleksibilitas dalam wadah untuk deterjen, pemutih, poles, tinta dan kosmetik. Polystyrene telah digunakan dalam pot yoghurt, kemasan kosmetik dan kemasan medis. Botol PVC kaku transparan pada awalnya digunakan untuk air, jus buah, anggur, minyak sayur, sampo dan desinfektan namun pasar ini sebagian besar telah diambil alih oleh PET. Dengan ketahanan benturan yang sangat baik, polikarbonat (PC) telah digunakan untuk botol air besar. Polyethyleneterephthalate (PET) memberikan kejelasan tinggi, kekuatan tinggi, botol ringan untuk banyak produk di atas. Sifat penghalang yang sangat baik membuat PET sangat sesuai untuk mengepakkan minuman berkarbonasi (Coke, limun, bir). Saat ini banyak produk blow molded diproduksi dari multi-layer extruded parisons dengan sampai 7 lapisan bahan yang berbeda, masing-masing memasok properti yang berbeda ke wadah akhir (kekuatan, sifat penghalang, kemampuan cetak, kemampuan tahan panas, ketahanan kimia dll) Beberapa kontainer yang sangat besar (sampai 2 m3) telah diproduksi dengan blow molding namun perkembangan terakhirnya adalah "technical blow moldings" untuk menghasilkan struktur kulit kembar seperti bumper mobil dan pintu kulkas.