7 faktor yang harus dipertimbangkan dalam pencetakan injeksi plastik

Bentuk dan perhitungan penyusutan cetakan termoplastik adalah seperti yang telah disebutkan di atas. Faktor-faktor yang mempengaruhi penyusutan cetakan termoplastik adalah sebagai berikut:

Selama proses pencetakan termoplastik, karena faktor-faktor seperti perubahan volume yang disebabkan oleh kristalisasi, tegangan internal yang kuat, tegangan sisa yang besar yang membeku di dalam bagian plastik, orientasi molekul yang kuat, dll., dibandingkan dengan plastik termoset, tingkat penyusutannya lebih besar, rentang penyusutannya luas, dan arahnya jelas. Selain itu, penyusutan setelah pencetakan, anil, atau perlakuan pengendalian kelembaban umumnya lebih besar daripada plastik termoset.

Saat pencetakan, material cair bersentuhan dengan permukaan rongga dan lapisan luar segera didinginkan untuk membentuk cangkang padat dengan kepadatan rendah. Karena konduktivitas termal plastik yang buruk, lapisan dalam bagian plastik mendingin perlahan untuk membentuk lapisan padat dengan kepadatan tinggi yang menyusut secara signifikan. Oleh karena itu, benda dengan dinding tebal, pendinginan lambat, dan lapisan padat tebal akan menyusut lebih banyak.

Selain itu, ada atau tidaknya sisipan serta tata letak dan jumlah sisipan secara langsung memengaruhi arah aliran material, distribusi kepadatan, dan ketahanan terhadap penyusutan. Oleh karena itu, karakteristik komponen plastik memiliki dampak yang lebih besar pada ukuran dan arah penyusutan.

Faktor-faktor seperti bentuk, ukuran, dan distribusi lubang masuk bahan baku secara langsung memengaruhi arah aliran material, distribusi kepadatan, efek penahan tekanan dan pengumpanan, serta waktu pencetakan. Lubang masuk bahan baku langsung dan lubang masuk bahan baku dengan penampang besar (terutama yang memiliki penampang lebih tebal) memiliki penyusutan yang lebih kecil tetapi arah aliran yang lebih jelas, sedangkan lubang masuk bahan baku dengan panjang yang lebih lebar dan lebih pendek memiliki arah aliran yang lebih lemah. Lubang masuk bahan baku yang dekat dengan lubang masuk atau sejajar dengan arah aliran material akan mengalami penyusutan lebih besar.

Suhu cetakan tinggi, material cair mendingin perlahan, memiliki densitas tinggi, dan menyusut besar. Terutama untuk material kristalin, penyusutan lebih besar karena kristalinitas yang tinggi dan perubahan volume yang besar. Distribusi suhu cetakan juga berkaitan dengan pendinginan internal dan eksternal serta keseragaman densitas bagian plastik, yang secara langsung memengaruhi penyusutan dan arah setiap bagian.

Selain itu, tekanan dan waktu penahanan juga memiliki dampak yang lebih besar pada penyusutan. Jika tekanan tinggi dan waktu lama, penyusutan akan kecil tetapi terarah. Tekanan pencetakan injeksi yang tinggi, perbedaan viskositas material cair kecil, tegangan geser antar lapisan kecil, dan pantulan elastis setelah pelepasan cetakan besar, sehingga penyusutan dapat dikurangi secara tepat. Suhu material tinggi, penyusutan besar, tetapi arahnya kecil. Oleh karena itu, menyesuaikan berbagai faktor seperti suhu cetakan, tekanan, kecepatan injeksi, dan waktu pendinginan selama pencetakan juga dapat mengubah penyusutan bagian plastik secara tepat.

Saat mendesain cetakan, berdasarkan rentang penyusutan berbagai plastik, ketebalan dinding dan bentuk bagian plastik, ukuran dan distribusi saluran masuk bahan, tingkat penyusutan setiap bagian plastik ditentukan berdasarkan pengalaman, dan kemudian ukuran rongga cetakan dihitung.

(1). Fluiditas termoplastik umumnya dapat dianalisis dari serangkaian indeks seperti berat molekul, indeks leleh, panjang aliran spiral Archimedes, viskositas semu dan rasio aliran (panjang aliran/ketebalan dinding bagian plastik).

Berat molekul kecil, distribusi berat molekul yang lebar, keteraturan struktur molekul yang buruk, indeks leleh tinggi, panjang aliran spiral yang panjang, viskositas semu yang kecil, dan rasio aliran yang besar memiliki fluiditas yang baik. Plastik dengan nama produk yang sama harus diperiksa petunjuk penggunaannya untuk menentukan apakah fluiditasnya sesuai untuk pencetakan injeksi.

Berdasarkan persyaratan desain cetakan, fluiditas plastik yang umum digunakan secara kasar dapat dibagi menjadi tiga kategori:

• Fluiditas yang baik: PA, PE, PS, PP, CA, poli(4) metilpentena;
• Resin seri polistirena dengan fluiditas sedang (seperti ABS, AS), PMMA, POM, polifenilen eter;
• PC dengan fluiditas buruk, PVC keras, polifenilen eter, polisulfon, poliarilsulfon, fluoroplastik.

(2). Fluiditas berbagai plastik juga berubah karena berbagai faktor pencetakan. Faktor-faktor utama yang mempengaruhinya adalah sebagai berikut:

• Fluiditas material suhu tinggi meningkat ketika suhu material tinggi, tetapi plastik yang berbeda juga memiliki perbedaan. Fluiditas PS (terutama yang tahan benturan dan memiliki nilai MFR tinggi), PP, PA, PMMA, polistirena yang dimodifikasi (seperti ABS, AS), PC, CA, dan plastik lainnya berubah sangat besar dengan suhu.
• Seiring meningkatnya tekanan pada proses pencetakan injeksi, material cair akan mengalami gaya geser yang lebih besar dan fluiditasnya juga akan meningkat. Terutama PE dan POM yang lebih sensitif.
• Bentuk, ukuran, tata letak sistem pengecoran struktur cetakan, desain sistem pendinginan, hambatan aliran material cair, dan faktor-faktor lainnya secara langsung memengaruhi fluiditas aktual.

Termoplastik dapat dibagi menjadi dua kategori: plastik kristalin dan plastik amorf (juga dikenal sebagai plastik amorf) berdasarkan fakta bahwa plastik tersebut tidak mengkristal ketika dikondensasi.

Saat mendesain cetakan dan memilih mesin cetak injeksi, perlu diperhatikan persyaratan berikut untuk plastik kristalin:

• Diperlukan banyak panas untuk menaikkan suhu material, sehingga perlu digunakan peralatan dengan kapasitas plastisasi yang besar.
• Sejumlah besar panas dilepaskan selama pendinginan dan pemulihan, sehingga pendinginan diperlukan.
• Perbedaan berat jenis antara keadaan cair dan keadaan padat sangat besar, sehingga mengakibatkan penyusutan cetakan yang besar.
• Pendinginan cepat menghasilkan kristalinitas rendah dan penyusutan kecil. Tingkat kristalinitas berkaitan dengan ketebalan dinding.
• Anisotropi yang signifikan dan tegangan internal yang besar. Rentan terhadap deformasi dan pembengkokan.
• Kisaran suhu kristalisasi sempit, sehingga saluran pemasukan mudah tersumbat.

(1). Sensitivitas termal mengacu pada kecenderungan beberapa plastik untuk lebih sensitif terhadap panas. Ketika dipanaskan pada suhu tinggi dalam waktu lama, bahan tersebut rentan terhadap perubahan warna, degradasi, dan dekomposisi.

Oleh karena itu, perhatian harus diberikan kepada desain cetakanPemilihan dan pencetakan mesin cetak injeksi. Mesin cetak injeksi ulir harus dipilih. Penampang sistem pengecoran harus besar. Cetakan dan laras harus dilapisi krom.

(2). Bahkan jika beberapa plastik (seperti PC) mengandung sedikit kelembapan, plastik tersebut akan terurai pada suhu dan tekanan tinggi. Sifat ini disebut hidrolisis, dan plastik tersebut harus dipanaskan dan dikeringkan terlebih dahulu.

(1). Beberapa plastik sensitif terhadap tekanan. Plastik rentan terhadap tekanan internal selama pencetakan dan rapuh serta mudah retak. Bagian plastik akan retak akibat gaya eksternal atau pelarut.

Saat mendesain cetakan, sudut kemiringan harus ditingkatkan, dan lubang pemasukan serta mekanisme pengeluaran yang tepat harus dipilih. Setelah pencetakan, bagian plastik harus diproses lebih lanjut untuk meningkatkan ketahanan terhadap retak.

(2). Ketika lelehan polimer melebihi nilai tertentu saat melewati lubang nosel, retakan melintang yang jelas akan terjadi pada permukaan lelehan, yang disebut pecah lelehan. Penampang nosel, runner, dan saluran masuk umpan harus diperbesar.

(1). Berbagai jenis plastik mempunyai sifat termal yang berbeda seperti panas spesifik, konduktivitas termal, dan suhu distorsi panas. Memplastisasi bahan dengan panas spesifik tinggi membutuhkan banyak panas, sehingga harus dipilih mesin cetak injeksi dengan kapasitas besar.

(2). Berbagai jenis plastik memerlukan laju pendinginan yang sesuai dengan karakteristik jenis dan bentuk bagian plastiknya. Oleh karena itu, cetakan harus dilengkapi dengan sistem pemanasan dan pendinginan sesuai dengan persyaratan pencetakan untuk mempertahankan suhu cetakan tertentu.

Karena terdapat berbagai aditif dalam plastik, aditif tersebut memiliki tingkat afinitas yang berbeda terhadap kelembapan. Kandungan kelembapan dalam material harus dikontrol dalam kisaran yang diizinkan. Jika tidak, kelembapan akan berubah menjadi gas atau terhidrolisis, menyebabkan resin berbusa, mengurangi fluiditas, dan memiliki tampilan yang buruk.

Oleh karena itu, plastik higroskopis harus dipanaskan terlebih dahulu menggunakan metode dan spesifikasi pemanasan yang sesuai untuk mencegah penyerapan kembali kelembapan selama penggunaan.