Injeksi molding

Injeksi molding adalah metode pembentukan material termoplastik di mana material yang meleleh karena pemanasan diinjeksikan oleh plunger ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air sehingga mengeras.

Meskipun banyak variasi dari proses dasar ini, 90 persen injeksi molding adalah memproses material termoplastik. Injection molding mengambil porsi sepertiga dari keseluruhan resin yang dikonsumsi dalam pemrosesan termoplastik. Sekarang ini bisa dipastikan bahwa setiap kantor, kendaraan, rumah, pabrik terdapat barang-barang dari plastik yang dibuat dengan cara injeksi molding, misalnya pesawat telepon, printer, keyboard, mouse, rumah lampu mobil,dashboard, reflektor, roda gigi, helm, televisi, sisir, roda furnitur, telepon seluler, dan masih banyak lagi yang lain.

Sejarah 
Mesin injeksi molding tercatat telah dipatenkan pertama kali pada tahun 1872 di Amerika Serikat untuk memproses celluloid. Berikutnya pada tahun 1920-an di Jerman mulai dikembangkan mesin injeksi molding namun masih dioperasikan secara manual di mana pencekaman mold masih menggunakan tuas. Tahun 1930-an ketika berbagai macam resin tersedia dikembangkan mesin injeksi molding yang dioperasikan secara hidraulik. Pada era ini kebanyakan mesin injeksi moldingnya masih bertipe single stage plunger. Pada tahun 1946 James Hendry membuat mesin injeksi molding tipe single-stage reciprocating screw yang pertama. Mulai tahun 1950-an relay dan timer mulai digunakan untuk pengontrolan proses injeksi nya.

Proses 
Termoplastik dalam bentuk butiran atau bubuk ditampung dalam sebuah hopper kemudian turun ke dalam barrel secara otomatis (karena gaya gravitasi) di mana ia dilelehkan oleh pemanas yang terdapat di dinding barrel dan oleh gesekan akibat perputaran sekrup injeksi. Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh sekrup injeksi (yang juga berfungsi sebagai plunger) melalui nozzle ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air. Produk yang sudah dingin dan mengeras dikeluarkan dari cetakan oleh pendorong hidraulis yang tertanam dalam rumah cetakan selanjutnya diambil oleh manusia atau menggunakan robot. Pada saat proses pendinginan produk secara bersamaan di dalam barrel terjadi proses pelelehan plastik sehingga begitu produk dikeluarkan dari cetakan dan cetakan menutup, plastik leleh bisa langsung diinjeksikan.

Jendela proses 

Jendela proses atau juga disebut Molding Area Diagram adalah sebuah indikator seberapa jauh kita bisa memvariasikan proses dan masih bisa membuat produk yang memenuhi syarat. Idealnya jendela proses cukup lebar sehingga bisa mengakomodasi variasi alami yang terjadi selama proses injeksi. Jika jendela proses terlalu sempit maka ada risiko menghasilkan produk yang cacat akibat variasi proses injeksi berada di luar jendela. Jendela proses berbeda-beda untuk tiap resin karena masing-masing resin memiliki titik leleh (temperatur transisi gelas, Tg) yang berbeda-beda.

Jika temperatur proses terlalu rendah maka ada kemungkinan material tidak meleleh dan jika meleleh maka viskositasnya sangat tinggi sehingga memerlukan tekanan injeksi yang sangat tinggi. Jika tekanan injeksi terlalu tinggi maka akan menimbulkan flash atau burr pada garis pemisah cetakan akibat gaya pencekaman lebih kecili dari tekanan injeksi. Dan jika temperatur proses terlalu tinggi maka material akan mengalami kerusakan atau terbakar.

Gas Assisted Injection Molding 

Gas Assisted Injection Molding melibatkan penggunaan gas bertekanan tinggi dalam proses injeksi. Ketika mold
baru terisi sebagian material plastik leleh (1), gas bertekanan tinggi diinjeksikan. Gas ini akan mendorong plastik leleh ke arah dinding-dinding cetakan (2). Tekanan gas tetap dipertahankan untuk memberikan tekanan pemadatan sementara produk mengalami pendinginan (3). Gas yang biasa dipakai adalah gas Nitrogen karena bersifat inert.

Keuntungan:
 Leluasa dalam mendesain bentuk-bentuk produk berongga, berdinding tipis ataupun tebal dan berbentuk batang atau pipa
 Kekakuan produk lebih tinggi akibat adanya ruang kosong (momen inersia polar lebih tinggi)
 Memerlukan jumlah gate lebih sedikit sehingga mengurangi weldline
 Tidak ada cacat sinkmark pada produk-produk yang tebal
 Tekanan injeksi dan pemadatan yang lebih rendah
 Distribusi tekanan pemadatan lebih merata
 Siklus injeksi lebih cepat akibat waktu pendinginan yang lebih singkat.
 Produk yang lebih ringan

Mesin injeksi molding

Komponen utama 
 Unit injeksi - bagian dari mesin injeksi molding yang berfungsi untuk melelehkan material plastik, terdiri dari hopper, barrel dan screw.
 Mold - bagian dari mesin injeksi molding di mana plastik leleh dicetak dan didinginkan
 Unit pencekam - bagian dari mesin injection yang berfungsi untuk mencekam mold pada saat penginjeksian material ke dalam cetakan sekaligus menyediakan mekanisme pengeluaran produk dari mold

Jenis-jenis mesin injeksi molding 
 Berdasarkan metode pencekaman cetakan
 pencekam toggle
 pencekam hidraulis
 Berdasarkan proses pelelehan bijih plastik
 single-stage plunger
 two-stage screw-plunger
 single-stage reciprocating-screw
 Berdasarkan tonase - Mesin injeksi molding dibedakan berdasarkan besarnya gaya pencekaman maksimum yang bisa diberikan. Kisarannya mulai dari 5 ton untuk menghasilkan produk seberat 10 gram sampai dengan 5000 ton untuk menghasilkan produk seberat 50 kilogram.

Contoh polimer yang paling cocok untuk proses ini adalah 
Sebagian besar polimer, kadang-kadang disebut resin, dapat digunakan, termasuk semua termoplastik, beberapa bahan termoseting, dan beberapa elastomer. Sejak tahun 1995, jumlah total bahan cetakan injeksi yang tersedia telah meningkat dengan kecepatan 750 per tahun; sekitar 18.000 bahan tersedia ketika tren ini dimulai. Material yang tersedia meliputi alloys atau campuran material yang telah dikembangkan sebelumnya, sehingga perancang produk dapat memilih material dengan serangkaian sifat terbaik dari berbagai macam material. Polimer yang umum seperti epoksiepoksidan fenolikadalah contoh plastik termoset, sedangkan nylon, polietilen, polistiren, dan polistirenadalah plastik termoplastik. Kriteria utama pemilihan material adalah kekuatan dan fungsionalitas yang diperlukan untuk bagian akhir, serta biaya, tetapi juga setiap material memiliki parameter yang berbeda untuk pencetakan yang perlu dipertimbangkan. Pertimbangan lain saat memilih bahan cetakan injeksi termasuk modulus lentur, atau sejauh mana bahan dapat ditekuk tanpa kerusakan, serta pembuangan panas dan penyerapan air. Sampai saat ini, pegas plastik tidak mungkin dibuat, tetapi kemajuan dalam sifat polimer membuatnya sekarang cukup praktis. Aplikasi termasuk gesper untuk mengamankan dan melepaskan tali peralatan luar ruangan.

Referensi

Daftar pustaka 
  Strong, A. Brent (2006). "Plastics: Materials and Processing". Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-114558-4
  R.J. Crawford (2002). “Plastic Engineering”. Buttenworth-Heinemann ISBN 0-7506-3764-1
  Anonym (1995). “The Wordsworth Dictionary of Science & Technology”. Wordsworth Reference ISBN 1-85326-351-6
  Charles A. Harper (2000). “Modern Plastic Handbook”. McGraw-Hill, ISBN 0-07-026714-6

Pranala luar 
  Close mold fabrication
  Society of Plastic Engineer
  Injection Molding (Grand Valley State University) 

Manufaktur