Proses Produksi 2
PROSES PEMBENTUKAN PLASTIK Theodorus B. Hanandoko
They have plastic in it
2
1
Pertimbangan •
Variasii geometri Varias geometri kompon komponen en yang yang dapat dapat dibentuk dibentuk hampir hampir tak terbat terbatas as
•
Kebanyakan kompo Kebanyakan komponen nen plastik plastik dibent dibentuk uk melalui melalui pencet pencetakan akan (moldi (molding) ng) “net shape process”
•
Meskipun pemanas Meskipun pemanasan an diperluka diperlukan n dalam dalam memben membentuk tuk plastik plastik,, namun namun energi yang dibutuhkan cukup kecil dibandingkan proses logam
•
Temperatur lebih rendah, Temperatur rendah, penang penanganan anan produ produk k lebih lebih mudah mudah selama selama produksi
•
Pengerjaan Penge rjaan akhir akhir (finishi (finishing) ng) dengan dengan cat cat atau atau plating plating tidak tidak diperlukan diperlukan
3
Plastik merupakan polimer Polimer
Plastik
Thermoplastic (TP)
Karet
Thermoset (TS)
Solid pada Truang. Cair pada pemanasan beberapa ratus derajat
Tidak mampu mengalami siklus reheating
Dapat melewati siklus pemanasan & pendinginan berulang-ulang tanpa degradasi polimer
Memproduksi reaksi kimia ketika dipanaskan, material jadi keras.
Elastomer (E) Polimer dengan sifat elastis yang tinggi
Hangus ketika dipanaskan kembali 4
2
Pertimbangan •
Variasii geometri Varias geometri kompon komponen en yang yang dapat dapat dibentuk dibentuk hampir hampir tak terbat terbatas as
•
Kebanyakan kompo Kebanyakan komponen nen plastik plastik dibent dibentuk uk melalui melalui pencet pencetakan akan (moldi (molding) ng) “net shape process”
•
Meskipun pemanas Meskipun pemanasan an diperluka diperlukan n dalam dalam memben membentuk tuk plastik plastik,, namun namun energi yang dibutuhkan cukup kecil dibandingkan proses logam
•
Temperatur lebih rendah, Temperatur rendah, penang penanganan anan produ produk k lebih lebih mudah mudah selama selama produksi
•
Pengerjaan Penge rjaan akhir akhir (finishi (finishing) ng) dengan dengan cat cat atau atau plating plating tidak tidak diperlukan diperlukan
3
Plastik merupakan polimer Polimer
Plastik
Thermoplastic (TP)
Karet
Thermoset (TS)
Solid pada Truang. Cair pada pemanasan beberapa ratus derajat
Tidak mampu mengalami siklus reheating
Dapat melewati siklus pemanasan & pendinginan berulang-ulang tanpa degradasi polimer
Memproduksi reaksi kimia ketika dipanaskan, material jadi keras.
Elastomer (E) Polimer dengan sifat elastis yang tinggi
Hangus ketika dipanaskan kembali 4
2
Polimer Cair • Pema Pemana nasa san n pol polim imer er membentuk termoplastik (polimer dengan kekentalan zat cair – polym polymer er melt, melt, polimer polimer cair) cair) • Polimer Polimer cair cair memi memiliki liki beber beberapa apa sifat dan karakteristik unik, mencakup : – Viskositas – Viskoelastisitas
5
Viskositas • Kare Karena na ber berat at mol molek ekul ular ar yang tinggi polimer cair merupakan fluida tebal dengan viskositas tinggi. • Visko Viskosit sitas as mrpk mrpk.. sifat sifat flu fluida ida yang berhubungan dengan tegangan geser selama mengalir dalam saluran tertentu.
Gambar 1. Hubungan viskositas fluida terhadap laju geseran •
Newt Ne wton onia ian n flu fluid id : ai air, r, min minya yak k
•
Pseud Ps eudopl oplast astic ic flu fluid id : poli polimer mer cai cair r 6
3
Pengaruh temperatur pada viskositas polimer
Viskositas sebagai fungsi temperatur utk beberapa polimer pada laju geser 103 per detik 7
Viskoelastisitas
Swell ratio (r s ):
r s
=
D x D d
Die swell, swell , wujud viskoelastisitas pada polimer cair (Saluran yang semakin panjang akan mengurangi die swell) Swell = mengembang, bertambah besar 8
4
EKSTRUSI • Mrpk salah satu dasar proses pembentukan, baik untuk logam,keramik, ataupun polimer. • Ekstrusi adalah sebuah proses kompresi di mana material dipaksa untuk mengalir melalui lubang die untuk menghasilkan produk yang panjang kontinu (bentuk penampangnya ditentukan oleh bentuk lubang die) 9
Proses dan Peralatan Ekstrusi Plastik
Komponen dan fitur sebuah extruder (single(single-screw) untuk plastik dan elastomer Ddalam = 25 – 150 mm (1 – 6 in) Rasio L/D = 10 – 30 (rasio tinggi utk material termoplastik, rasio rendah utk. elastomer) Extruder screw rotation speed = 60 rev/min 10
5
Screw Sections & Functions • Feed secti on : – Bahan baku (pellet) dipindahkan dari hopper – Pemanasan awal (preheating)
• Compression section : – Polimer diubah bentuk menjadi cair (“liquid consistency”) – Udara yang terjebak di antara pellet dikeluarkan dari larutan (“melt”) – Material dikompresi
• Metering section : – Cairan tercampur rata (homogen) – Tekanan secukupnya diberikan untuk memompa cairan melalui lubang die
11
Extruder Screw A = sudut ulir spiral/screw/flight wc = lebar channel dc = kedalaman channel D = diameter barrel Clearance antara diameter flight & barrel = 0.05 mm (0.002 in) wf = lebar flight (hardened steel)
tan A =
p π . D
P = pitch of the screw
12
6
Model Matematis untuk Ekstrusi
13
Melt Flow dalam Extruder (1) • Drag fl ow * f low
Qd = 0.5π D Nd c sin A. cos A 2
2
di mana : Qd = volume drag flow rate, m3/s (in3/s) D = diameter screw flight, m (in.) N = screw rotational speed, rev/s dc = screw channel depth, m (in.) wc = screw channel width, m (in.) A = flight angle wf = flight land width, m (in.) * Drag flow = mekanisme perpindahan material yang dihasilkan dari gesekan antara fluida dengan kekentalan tertentu (viscous liquid) dan dua permukanan berlawanan yang bergerak relatif satu terhadap yang lain 14
7
Melt Flow dalam Extruder (2) • Back pressure flow: flow penurunan aliran (flow reduction) dalam barrel akibat dimensi screw, viskositas polimer melt, dan kenaikan tekanan sepanjang barrel
Qb
=
3
π . D.d c
sin 2 A ⎛ dp ⎞
⎜ ⎟ ⎝ dl ⎠
12η
Qb = back pressure flow, m3/s (in3/s)
η = viskositas, N-s/m 2 (lb-sec/in 2) dp/dl = kenaikan tekanan (pressure gradient) 15
Kenaikan Tekanan (Pressure gradient) • Back pressure flow dengan asumsi kenaikan tekanan menjadi sebuah konstanta p/L :
Qb
=
3
π . p. D.d c
sin 2 A
12η . L
p = head pressure dalam Kenaikan tekanan pada sebuah ekstruder. Garis putus-putus mengindikasikan pendekatan garis lurus untuk kemudahan perhitungan
barrel, MPa (lb/in2) L = panjang barrel, m (in.)
16
8
Melt Flow dalam Extruder (3) • Laju aliran yang dihasilkan (resulting flow rate) : Q x
= Qd − Qb 3
Q x
= 0.5π 2 D 2 Nd c sin A. cos A −
π . p. D.d c
sin 2 A
12η L
• Qx = laju aliran polimer melt yang dihasilkan dalam ekstruder 17
Parameter dalam persamaan • Parameter desain : – Segala sesuatu yang menggambarkan geometri screw dan barrel, dan tidak dapat diubah selama proses berlangsung – Meliputi : D, dc, A
• Parameter operasi : – Segala sesuatu yang dapat diubah selama proses ekstrusi berlangsung untuk mengubah laju aliran keluaran (output flow) – Meliputi : N, p, η
18
9
Contoh • Sebuah extruder plastik memiliki barrel dengan diameter D = 75 mm. Screw berputar pada kecepatan N = 1 rev/s. Kedalaman channel dc = 6 mm, dan flight angle A = 20o. Tekanan pada ujung barrel p = 7.0 x 106 Pa, panjang barrel L = 1.9 m, dan viskositas polimer cair diasumsikan sebesar η = 100 Pa-s. Tentukan laju aliran volume plastik pada barrel (Qx) !
19
Penyelesaian Qd
= 0.5π 2 (75 ×10 −3 ) 2 (1.0)(6 ×10 −3 )(sin 20)(cos 20) = 53525(10 −9 ) π (7
m 3 /s
× 10 6 )(75 × 10 −3 )(6 × 10 −3 ) 3 (sin 20) 2
Qb
=
Q x
= 18.276(10 −6 ) = 18276(10 −9 ) m 3 /s = Qd − Qb
12(100)(1.9)
= (53525 − 18276)(10 −9 ) =2035249(10 −9 ) m 3 /s
10
Konfigurasi Die & Produk Hasil Ekstrusi Plastik
21
Profil Solid
Potongan pandangan samping sebuah die ekstrusi untuk bentuk umum solid, seperti batang silindris pejal (round stock)
Pandangan depan die dengan profil hasil ekstrusi.
NOTE : Perhatikan die swell pada kedua pandangan di atas !
22
11
Profil Solid Non-bulat
Potongan penampang die menunjukkan profil mulut lubang yang diperlukan untuk produk nonnon-bulat
Profil persegi hasil ekstrusi
23
Profil Berlubang
24
12
Lapisan kawat dan kabel
25
Cacat pada Ekstrusi Plastik “ Melt fracture” fracture” bentuk tidak teratur pada hasil extrusi akibat tekanan terlalu tinggi pada cairan sebelum dan selama melewati die “ Sharkskin ” permukaan produk kasar saat keluar dari die. Gesekan pada titik yang bersinggungan dengan die mengakibatkan profil kecepatan seperti tampak pada gambar. “ Bambooing Bambooing” tegangan tarik muncul pada permukaan akibat pusat kecepatan bergerak lebih cepat, cepat, menyebabkan sedikit pecahan, permukaan menjadi kasar. Bila kenaikan kecepatan terlalu besar, muncul pola bambu. 26
13
Produksi Plastik Lembaran dan Film
27
Terminologi • Lembaran (sheet) – plastik dengan ketebalan 0.5 – 12.5 mm (0.02 – 0.5 in.) – digunakan untuk pelapisan jendela datar
• Film – plastik dengan ketebalan kurang dari 0.5 mm – Film tipis : packaging (pembungkus produk, tas kresek, tas sampah) – Film yang lebih tebal : covers, pembatas (liners)
• Karakteristik operasi pembuatan : kontinu, high-production • Bahan baku : polyethylene, polypropylene, polyvinylchloride, cellophane 28
14
Slit -Die Extrusion
29
Slit -Die Extrusion (cont ’d) • Slit : lebar hingga 3 m (10 ft), ketebalan 0.4 mm (0.015 in.) • Manifold : menyebarkan polimer cair dalam arah menyamping sebelum polimer mengalir melalui lubang die yang sempit (die orifice, slit). • Kesulitan : ketebalan yang seragam sepanjang lebar lembaran (biasanya kemudian dipotong pada bagian tepi karena cenderung menebal) 30
15
Cooling & Collecting the Film
Water quenchin g bath quenching
Chill -roll extrusion
Digunakan untuk kecepatan produksi sangat tinggi - 5 m/s (1000 ft/min) 31
Cooling & Collecting the Film Ekstrusi pipa (masih cair) diarahkan ke atas, inflasi udara (tekanan harus konstan) menyebabkan film mengembang. “Frost line” memberi tanda di mana solidifikasi polimer terjadi. Pinch rolls menyatukan pipa plastik kembali dengan udara di dalamnya, membentuk plastik tipis berbentuk pipa (thin (thin tubular film)
Blown -Film Extrusion 32
16
Cooling & Collecting the Film Mrpk proses untuk membuat lembaran dan film termoplastik karet seperti PVC plastis. RolRol-rol disusun seri untuk menghaluskan permukaan dan menurunkan ketebalan material. Peralatan mahal, laju produksi tinggi. Kecepatan mampu mendekati 2.5 m/s (500 ft/min). Perlu kontrol ketat : temperatur rol, tekanan, dan kecepatan putaran.
Calendering
Aplikasi : pelapis lantai PVC, tirai KM, vinyl table cloths, pool liner, perahu sekoci dan mainan
33
Produksi Fiber dan Filamen (Spinning)
34
17
Terminologi • Fiber : helaian material yang tipis & kuat, di mana panjangnya minimal 100 kali ukuran penampangnya. • Filamen : fiber dengan panjang kontinu • Aplikasi paling penting dari fiber & filamen : industri tekstil
35
Fiber
Alami (Natural)
Sintetis
Sekitar 25% dari total produksi fiber.
Mrpk 75% total pasar fiber saat ini.
Contoh : katun / cotton (kuantitas produksi wol masih di bawah katun)
Contoh : polyester (most important), nylon, acrylic, & rayon.
36
18
Spinning • Spinning : – Metode yang digunakan untuk menarik dan menggulung fiber alami menjadi tenunan atau uliran – Proses ekstrusi polimer cair pada fiber sintetis melalui spinneret (die dengan banyak lubang kecil) untuk membuat filamen dan selanjutnya ditarik dan digulung pada bobbin (kumparan).
37
Spinning Fiber Sintetis • Melt Spinni ng – Polimer awal dipanaskan hingga cair dan dipompa melalui spinneret – Filamen yang keluar dari die ditarik dan secara simultan didinginkan dengan udara sebelum digulung pada sebuah bobbin. – Diameter akhir yang tergulung hanya 1/10 dari ukuran ekstrusi-nya, karena tarikan dan penipisan filamen saat polimer masih cair. – Contoh produk : polyester dan nylon
•
Dry Spinning Spinnin g – Polimer awal dlm bentuk larutan, pelarut dapat dipisahkan dengan evaporasi – Hasil ekstrusi ditarik melewati ruang pemanas yang akan memindahkan pelarut – Langkah selanjutnya sama dengan melt spinning – Contoh produk : acrylic
•
Wet Spinnin Spinning g – Polimer awal dlm bentuk larutan, pelarut tidak dapat diuapkan (nonvolatile) – Hasil ekstrusi dilewatkan cairan kimia – Contoh produk : rayon 38
19
Melt spinning •
Tebal spinneret 6 mm (0.25 in.), memiliki 50 lubang berdiameter 0.25 mm (0.010 in.)
•
Bentuk lubang “countersink”, L/D max = 5 : 1
39
Proses Pelapisan (Coating) Plastic or Rubber Coating
Ketebalan berkisar 0.01 – 0.05 mm (0.0005 – 0.002 in.)
Wire & Cable coating
Planar coating
Contour coating
Pada dasarnya mrpk proses ekstrusi (telah dibahas)
Melapisi kain tenunan, kertas, papan nama, metal foil
Untuk obyek 3 dimensi, dapat dengan cara dicelup (dipping) atau disemprot (spraying)
Important polymers : polyethylene & polypropylene
40
20
Planar coating process
Metode rol
Metode doctor -blade
41
INJECTION MOLDING
42
21
Injection Molding • Mrpk. sebuah proses di mana polimer dipanaskan menjadi bentuk sangat plastis dan dipaksa untuk mengalir di bawah tekanan tinggi ke dalam rongga cetakan, di mana selanjutnya menjadi padat (solid) • Waktu siklus produksi 10 – 30 detik. Kisaran 1 menit juga umum utk. cetakan yang memiliki lebih dari satu rongga. • Untuk bentuk kompleks dan rumit • Tantangan : mendesain dan membuat cetakan di mana rongganya sama dengan geometri komponen dan memungkinkan pengeluaran produk jadi dari cetakan 43
Mesin Injection Molding
44
22
Proses dan Peralatan
Mesin Injection Molding : Reciprocating screw type
45
Siklus Injection Molding
Melt is injected into cavity
Mold is closed
Mold opens & part is ejected
Screw is retracted
Mold close
: 1-2 sec
Part cool
: 10-20 sec
Injection
: 2-5 sec
Screw return : 2-5 sec
Mold open : 1 sec Ejection
: 1 sec 46
Pack and Hold : 8-10 sec
23
Bagian-bagian Cetakan (Mold) •
Rongga cetakan – menentukan geometri komponen cetak
•
Jalur distribusi distribusi – Tempat di mana polimer cair mengalir ke dalam rongga cetakan – Terdiri dari : • Sprue : dari nozzle ke dalam cetakan • Runners : dari sprue ke dalam rongga • Gates : menarik aliran plastik ke dalam rongga
•
Sistem pendingin – Berupa pompa yang mengalirkan air dan terhubung dengan lintasan dalam cetakan – Diperlukan untuk mengeluarkan panas dari plastik
•
Ventilasi – Berguna untuk mengeluarkan udara dari rongga cetakan – Mrpk clearance pada ejector pin dlm cetakan 47
Two-plate Mold Cetakan memiliki 2 rongga untuk menghasilkan 2 komponen sekaligus sekaligus dalam sekali injeksi
Saat cetakan tertut up
Saat cetakan tterbu erbuka ka 48
24
Three-plate Mold
49
Alternatif Sistem Injeksi Screw preplasticizer type
Plunger type 50
25
Clamping design
Toggle clamping
Hydraulic Hydraulic clamping 51
Penyusutan (Shrinkage) • Penyusutan biasanya dinyatakan sebagai penurunan dalam ukuran linear yang terjadi selama proses pendinginan dari temperatur cetak ke temperatur ruang.
Dc = dimensi rongga cetakan (mm) Dp = dimensi komponen tercetak (mm) S = nilai penyusutan (dari tabel)
• Persamaan : Dc = Dp + DpS + DpS2 52
26
Cacat pada Injection Molding • Short shots – Cetakan mengeras sebelum rongga cetakan terisi penuh – Langkah pencegahan : menaikkan temperatur/tekanan, memperbesar kapasitas tembakan (perlu mesin yg lebih besar)
• Flashing – Polimer cair meluap hingga permukaan pemisah cetakan, atau di sekitar ejector pin – Penyebab : • • • •
Ventilasi dan clearance terlalu besar Tekanan injeksi terlalu besar Temperatur cairan plastik terlalu tinggi Ukuran tembakan (shot size) terlalu besar 53
Cacat pada Injection Molding (cont ’d) • Sink marks & vo ids (cekung & kko osong) song) – Berhubungan dengan bagian cetakan yang tebal – Penyebab : kenaikan packing pressure setelah injeksi – Solusi : mendesain komponen supaya memiliki ketebalan seragam
• Weld lines – Polimer mengalir di seputar inti (core), bertemu polimer cair dalam arah berlawanan, & membentuk garis – Solusi : • • • •
Menaikkan temperatur cairan Menaikkan tekanan injeksi Memberi alternatif lokasi gates pada komponen Memperbaiki sistem ventilasi 54
27
Reaction Injection Molding (RIM) Mencampur dua cairan unsur “highly reactive” dan secara cepat menginjeksikan campuran pada rongga cetakan. Pengerasan (solidifikasi) dipicu oleh reaksi kimia antar keduanya.
55
COMPRESSION & TRANSFER MOLDING
56
28
Compression Molding
(1) Mengisi senyawa molding dalam jumlah yang tepat (2) Cetakan menekan bahan isian (3) Memanaskan bahan isian supaya mengeras (4) Membuka cetakan, mengambil produk dari rongga cetakan 57
Transfer Molding (Pot)
(1) Bahan isian dimasukkan (2) Polimer ditekan ke dalam rongga cetakan (3) Komponen jadi dikeluarkan
Cull = scrap material, tidak dapat digunakan lagi karena bahan isiannya adalah polimer jenis thermoset
58
29
Transfer Molding (Plunger)
(1) Bahan isian dimasukkan (2) Polimer ditekan ke dalam rongga cetakan (3) Komponen jadi dikeluarkan 59
BLOW MOLDING & ROTATIONAL MOLDING
60
30
Blow Molding • Mrpk. proses molding di mana tekanan udara digunakan untuk menggembungkan (inflate) plastik halus ke dalam rongga cetakan. • Contoh produk : botol plastik & container sejenisnya • 2 langkah blow molding : – Fabrikasi tabung awal dari plastik cair (dinamakan parison ), melalui extrusion blow molding atau injection blow molding – Penggembungan tabung ke bentuk yang diinginkan 61
Extrusion Blow Molding
(1) (2) (3) (4)
Ekstrusi parison 2 cetakan bergerak bersama, bagian atas parison dijepit, metal b low pin menutup bagian bawah Tabung digelembungkan hingga mencapai bentuk rongga cetakan Cetakan dibuka untuk mengambil produk jadi 62
31
Tube die – parison – blow mold Final blow -molded container
Dimensi extrusion die Dd = diameter ratarata-rata tube die Dp = diameter ratarata-rata parison Dm = diameter blow mold
td = tebal dinding tube die tp = tebal dinding parison tm = tebal dinding blow mold 63
Menghitung tebal dinding blow mold (1) • Swell ratio diameter parison : r sd
=
D p D d
• Swell ratio ketebalan dinding : r st
=
t p t d
• Swelling tebal dinding proporsional terhadap kuadrat diameter swelling : r st
= r sd 2 64
32
Menghitung tebal dinding blow mold (2) • Jika diasumsikan volume penampang konstan : π D p t p
• Selanjutnya :
= π Dm t m 3
t m
=
r sd t d Dd Dm
• Tekanan udara yang digunakan untuk blow molding :
p =
2σ .t m Dm
p = tekanan udara blow molding, Pa (lb/in 2) σ = tegangan tarik max yang diijinkan pada polimer selama penggelembungan, Pa (lb/in2) tm = tebal dinding produk cetakan, m (in.) Dm = diameter cetakan, m (in.) 65
Injection Blow Molding
(1) (2) (3) (4)
Parison dinjeksikan di sekitar blowing rod Injection mold dibuka, parison dipindahkan ke dalam blow mold Soft polymer digelembungkan, menyesuaikan bentuk blow mold Blow mold dibuka, produk jadi diambil
66
33
Stretch Blow Molding
(1) Injection molding parison
(2) Stretching
(3) Blowing
67
Rotational Molding / Rotomolding • Menggunakan gaya gravitasi di dalam sebuah mold yg berputar untuk memperoleh bentuk berongga (lubang) • Digunakan terutama untuk polimer termoplastik • Proses : – Bubuk polimer dituangkan pada rongga cetakan yang terpisah – Cetakan dipanaskan dan diputar secara simultan pada 2 sumbu tegak lurus – Saat masih berputar, cetakan didinginkan shg permukaan plastik mengeras (solid) – Cetakan dibuka, produk jadi dikeluarkan 68
34
Rotational Molding / Rotomolding
69
THERMOFORMING
70
35
Thermoforming • Merupakan proses di mana lembaran datar termoplastik dipanaskan dan dibentuk menjadi produk jadi. • Contoh : bathtubs, atap dg kontur, dll. • Dua proses utama : – Pemanasan (heating) • Menggunakan pemanas dg pancaran elektrik • Jarak lembaran – pemanas sekitar 125 mm (5 in.) • Lama pemanasan untuk menghaluskan lembaran tergantung pada ketebalan dan warna polimer
– Pembentukan (forming) • Vacuum thermoforming • Pressure thermoforming • Mechanical thermoforming 71
Vacuum Thermoforming (1) Lembaran plastik datar dihaluskan melalui pemanasan (2) Lembaran yang sudah halus ditempatkan di atas rongga cetakan cekung (3) Tekanan vacuum menarik lembaran ke dlm rongga (4) Plastik mengeras akibat kontak dg permukaan cetakan yg dingin, produk jadi diambil 72
36
Pressure Thermoforming
Proses awal sama dengan dengan vacuum thermoforming, perbedaan terletak pada : (2) Lembaran plastik ditempatkan di atas rongga cetakan (3) Tekanan positif mendorong lembaran ke dalam dalam rongga cetakan
73
Positive mold
Penggunaan positive mold pada vacuum thermoforming : (1) Plastik yang telah dipanaskan ditempatkan di atas cetakan cetakan cembung cembung (2) Clamp diturunkan, menutupkan lembaran pada cetakan akibat adanya tekanan vacuum 74
37
Prestretching pada positive mold
75
Mechanical Thermoforming
(1) Plastik yang telah dipanaskan ditempatkan di atas cetakan negati negatif (2) Cetakan ditutup untuk membentuk lembaran 76
38
PRODUCT DESIGN CONSIDERATIONS
77
Pertimbangan Umum •
Strength & stiffness – Lower than metal – Should not be used in high stress application
•
Impact resistance – Plastics is good in absorbing impact
•
Service temperature – Limited compared to metals or ceramics
•
Thermal expansion – Greater than metals, dimensional change is much more than metals
•
Degradation – Plastics are subject to degradation, some of them also degrade in oxygen & ozone atmosphere – Resistant to conventional corrosion 78
39
Extruded Plastics • Wall thickness – Uniform wall thickness is desirable in an extruded cross section – Variations result in nonuniform plastic flow & uneven cooling
• Hollow sections – Complicate die design and plastic flow
• Corners – Sharp corners, inside & outside, should be avoided (result in uneven flow during processing & stress concentrations in the final product) 79
Molded Parts (1) • Kuantitas produksi ekonomis – Tiap produk memerlukan cetakan khusus (tiap cetakan mahal harganya) – Kuantitas produksi minimum : • Injection molding : ± 10.000 pcs. • Compression molding : ± 1000 pcs. • Transfer molding : 1000 – 10000 pcs.
• Kompleksitas komponen – Pertimbangkan : merakit komponen sederhana menjadi satu atau mendesain cetakan yang rumit 80
40
Molded Parts (2) • Ketebalan dinding – Hindari penampang tebal (menyebabkan bengkok krn penyusutan & pengerasan lebih lama) – Gunakan reinforcing ribs utk mendapatkan kekakuan yang cukup
• Radius dan fillet – Hindari sudut yg tajam (eksternal maupun internal) : aliran plastik cair jadi lambat, cenderung membentuk cacat pada permukaan, & konsentrasi tegangan pada produk akhir
• Lubang – Memungkinkan dalam plastic molding, namun menyebabkan desain cetakan dan pengambilan produk akhir jadi rumit
81
Molded Parts (3) • Toleransi umum pada komponen hasil cetakan untuk beberapa jenis plastik
82
41
