Injection molding adalah metode pemrosesan material termoplastik dimana material yang meleleh karena pemanasan diinjeksikan oleh plunger ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air dimana material tersebut akan menjadi dingin dan mengeras sehingga bisa dikeluarkan dari cetakan.

Sejarah

Mesin injection 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 injection molding namun masih dioperasikan secara manual dimana pencekaman mold masih menggunakan tuas. Tahun 1930-an ketika berbagai macam resin tersedia dikembangkan mesin injection molding yang dioperasikan secara hidrolik. Pada era ini kebanyakan mesin injection moldingnya masih bertipe single stage plunger. Pada tahun 1946 James Hendry membuat mesin injection molding tipe single-stage reciprocating screw yang pertama. Mulai tahun 1950-an relay dan timer mulai digunakan untuk pengontrolan proses injeksi.

Proses

Termoplastik dalam bentuk butiran atau bubuk ditampung dalam sebuah hopper kemudian turun ke dalam barrel secara otomatis (karena gaya gravitasi) dimana 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 hidrolik 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

Molding area diagram

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[1]:

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

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[1]:

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

Mesin injection molding

Komponen utama

  1. Unit injeksi – bagian dari mesin injection molding yang berfungsi untuk melelehkan material plastik, terdiri dari hopper, barrel dan screw.
  2. Mold – bagian dari mesin injection molding dimana plastik leleh dicetak dan didinginkan
  3. 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

Sebuah mold akan dipasang ke mesin injection molding

Jenis-jenis mesin injection molding

  1. Berdasarkan metode pencekaman cetakan
    1. pencekam toggle
    2. pencekam hidrolik
  2. Berdasarkan proses pelelehan bijih plastik
    1. single-stage plunger
    2. two-stage screw-plunger
    3. single-stage reciprocating-screw
  3. Berdasarkan tonase – Mesin injection 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.[1]

jenis-jenis plastik

Ini sebagai catatan aja, 

Blown Film dari biji plastik jenis   : PP, LLDPE, LDPE, HDPE
Jenis Pembuatan                      : Kantongan, Sheet, Cetak
Contoh :                                       
· PP Kantong Polos
· PP Cetak
· PP Cetak terbalik (Reverse)
· PP untuk album
· PP Emboss untuk dokumen keeper
· PP Susu Cetak untuk kemasan tempe
· PP Sheet warna untuk hanger
· PP Hanger untuk promosi (contoh : Plastik Renceng)
· PE Kantong polos
· PE Kantong cetak
· PE Sheet
· PE Antistatik
· PE Double Layers (warna depan dan belakang, beda
  Contoh : Depan = Biru, Belakang = Silver
·  HD Kantong polos
·  HD Kantong cetak
·  HD Sheet
·  HD Kantong buah yang di Supermarket
·  HD Double Layers

PP (POLY – PROPYLENE)

Karakteristik

- Bening
· Aman bersentuhan langsung dengan makanan (Food Grade)
· Lebih mudah sobek dibanding PE

Yang umum digunakan di Indonesia :
· Kantong kerupuk
· Kantong garam
· Laundry baju
·  Roti manis

Ukuran yang bisa dibuat :
Lebar : 6 cm – 65 cm
Tebal : 0,03 mm – 0,20 mm

Keunggulan Plastik PP di Elfrida :
Plastik Emboss         : Bermotif
Plastik Bening         : Tidak Bergaris
Ada Rotary Die         : Tidak ada tulang
Pinggir Plastik rapi   : Bisa buang kanan kiri
Roll 1 lapis           : Pisah roll, Back to Back
Ada Treatment          : Hasil printing tidak rontok
Lebar plastik dapat Presisi : Dilengkapi pisau sheet kanan, kiri & tengah

LLDPE (LINEAR LOW–DENSITY POLY–ETHYLENE)

Karakteristik  :
· Buram
· Lemas
·  Ulet, tidak mudah sobek
·  Aman bersentuhan langsung dengan makanan

Yang umum digunakan langsung di Indonesia :
·  Kantong gula cetak
·  Pelapis dalam dus

Ukuran yang bisa dibuat :
Lebar : 4 cm – 140 cm
Tebal : 0,025 mm – 0,06 mm

Keunggulan Plastik LLDPE di Elfrida :
· Bisa membuat tidak bertulang
· Bisa dibuat satu roll satu lapis (Sheet)
· Bisa Side Seal

 LDPE (LOW-DENSITY POLY-ETHYLENE)

Karakteristik :
· Lemas
· Mengkilap
· Lebih jernih dari LLDPE
· Titik leleh lebih rendah
· Aman bersentuhan dengan makanan
·  Seal lebih bagus
·  Harga lebih mahal dari LLDPE
Yang umum digunakan di Indonesia :
· Melebur karet
Ukuran yang bisa dibuat :
Lebar : 4 cm – 140 cm
Tebal : 0,025 mm – 0,06 mm
Keunggulan Plastik LDPE di Elfrida :
· Bening
· Titik leleh rendah

 HDPE (HIGH-DENSITY POLY-ETHYLENE)

Karakteristik :
· Bunyi kresek – kresek
· Lebih kaku

Yang umum digunakan di Indonesia :
· Kantong tentengan
· Kantong Buah
· Untuk kuah sayur / kuah baso

Ukuran yang bisa dibuat :
Lebar : 9 cm – 140 cm
Tebal : 0,02 mm – 0,05 mm

Keunggulan Plastik HDPE di Elfrida :
· Tidak bertulang
·  Warna rata
·  Bisa bikin Sheet
·  Bisa membuat sangat tipis

 DOUBLE LAYERS

Double layers adalah Plastik yang 1 (satu) lembar terdiri
dari 2 (dua) lapis (Lapis luar dan dalam berbeda)

Contoh plastik beda bahan :LDPE & HDPE 
(Satu lembar plastik tetapi terdiri dari dua lapis) 

Contoh plastik beda warna :Biru & Silver 
(Satu lembar plastik tetapi terdiri dari dua warna)
Keunggulan Plastik Double Layers di Elfrida :
· Daya Seal lebih bagus (jika lapis di dalam LDPE,
 lapis luar LLDPE)
· Penampilan lebih menarik (Karena dua sisi warna berbeda)
· Bisa membuat amplop yang isi di dalamnya 
  tidak kelihatan
Ukuran yang bisa dibuat :
Lebar : 60 cm – 150 cm
Tebal : 0,02 mm – 0,16 mm
Keunggulan plastik ELFENE di Elfrida :
·  Bening sekali

 ANTISTATIK

Antistatik adalah plastic yang berguna untuk 
melindungi barang elektronik yang  ditimbulkan 
oleh static dan juga untuk barang yang mau 
free low (barang yang dimasukan kedalam plastik, 
lalu dikeluarkan,  maka barang tersebut 
tidak akan menempel di plastik)

Bahan Antistatik

Umumnya antistatic mengandung
surface resistivity 10² - 1011 ohm.
Jenis – jenis antistatik berdasarkan sifatnya :
· Slow        : Antistatik jenis ini sifat 
                antistatiknya baru 
                keluar setelah satu minggu 
                dan sifat tersebut lama
                hilangnya, jika penyimpanan baik.
· Fast        : Antistatik jenis ini sifat
                antistatiknya keluar sekitar 
                10 jam dan sifat tersebut 
                dapat hilang dengan cepat.
· Intermediet : Antistatik ini sifat antistatiknya 
                keluar setelah 2 – 3 hari.

Cepat atau lamanya sifat antistatis itu hilang 
selain dari sifatnya sendiri juga
tergantung dari beberapa hal, diantaranya :
1.  Tempat penyimpanan
Sebaiknya disimpan ditempat sejuk dan kering.
2.  Cara Penyimpanan
Polybag yang mengandung antistatik sebaiknya 
diletakkan diatas pallet / antara lantai 
dan polybag ada udara terbuka yang membatasinya 
atau tidakkontak langsung dengan lantai.

Polybag bila digesek/digosokkan elektron – elektron 
yang ada pada plastik itu akan berpindah, sehingga
pada polybag akan terjadi beda potensial atau 
Electro Magnetik fil yang dapat merusak komponen – 
komponen sensitif.  Untuk mencegah hal itu maka
pada polybag harus ditambahkan additive yang 
mengandung antistatik.  Sehingga elektron-elektron
yang berpindah dapat segera digantikan dengan 
elektron baru oleh additive tsb, dan pada 
polybag tidak terjadi beda potensial.
Industri-industri yang umumnya menggunakan 
polybag antistatik diantaranya : 
IC chips, carrier, Shipping trays, Pager trays, 
Roller Cams & Gears, Electronic packaging, 
IC ship trays, Printer gears, 
Burn-in sockets dll.

Polybag antistatik umumnya bersifat hidroskopik 
artinya menghisap air. Dan mempunyai tingkat 
surface resistivy 10³ - 10 ohm. Semakin besar
tingkat surface resistivitynya semakin jelek.
Sedangkan dalam electronic
packaging tingkat surface resistivitynya umumnya
10 – 10 ohm.Untuk menjaga agar sifat antistatiknya
tidak cepat hilang maka polybag harus disimpan didalam
room yang memiliki suhu 35º C dan kelembaban 60.

Alat untuk mengukur nilai surface resistivity disebut 
“Work surface tester”
Cara Penggunaannya :
1.Pegang disamping electron yang disebut Teflon.
2. Tekan dengan Teflon sejajar dengan sisi-sisi 
   lubang dibawah worksurfacetester.
3. Putar tombolnya hingga kencang.
4.  Letakan diatas plastik yang akan diukur.
  (Plastik harus satu lapis, jika 9 lapis sifat 
   antistatiknya tidak dapat
   terukur karena antara lapisan plastik mengandung angina.)

Cara Penyimpanan :
1. Lepaskan Teflon dari alat ukurnya.
2. Simpan didalam tas khusus.
3. Jangan meletakan alat tersebut dengn Teflon 
   terpasang dalam posisi  seperti saat mengukur plastik.