Pelajaran 2.1MembentukBab 2 · Pencetakan plastik dan karet

Cetak injeksi

Lelehan dipaksa masuk ke cetakan baja tertutup

Cetak injeksi melelehkan pelet plastik dan memaksa lelehan masuk ke cetakan baja tertutup, tempat ia mendingin menjadi komponen jadi. Tutup botol, bata mainan, casing ponsel, dan dasbor mobil semuanya dibuat dengan cara ini. Setelah cetakan ada, setiap komponen tambahan nyaris tanpa biaya, itulah mengapa sebagian besar benda plastik di sekitar Anda dibuat dengan cetak injeksi.

Foto: The robotic engineer1, CC BY-SA 4.0, melalui Wikimedia Commons

Mesin cetak injeksi · penampang, 6 langkahAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah. Panel B menunjukkan cetakan yang sama sesaat kemudian, terbuka untuk melepas komponen.

Cetak injeksi dalam satu menit, oleh MecMade

Cara kerjanya

Umpan. Pelet plastik (butiran plastik mentah selebar beberapa milimeter) jatuh dari hopper (corong) ke barel, tabung baja berpemanas.
Leleh. Sekrup berputar menyeret pelet maju. Gesekan dari sekrup dan panas dari pemanas pita melelehkannya, dan lelehan terkumpul di depan ujung sekrup.
Jepit (clamp). Unit clamp menutup kedua belahan cetakan dan menahannya tertutup dengan gaya puluhan hingga ribuan ton. Ini mencegah lelehan bocor di garis pisah (sambungan antara kedua belahan).
Injeksi dan pemadatan (pack). Sekrup berhenti berputar dan maju seperti plunger. Lelehan melesat melalui nosel dan sprue (saluran umpan) ke rongga (cekungan berbentuk komponen). Sekrup terus mendorong untuk memadatkan plastik tambahan saat komponen menyusut.
Dinginkan. Air yang mengalir melalui saluran di dalam baja membawa pergi panas hingga komponen padat. Ini biasanya langkah terpanjang. Sementara itu sekrup berputar lagi untuk menyiapkan tembakan berikutnya.
Buka dan keluarkan. Belahan yang bergerak mundur. Pin pelontar mendorong komponen, bersama sprue-nya, lepas dari inti (tonjolan baja yang membentuk bagian dalam). Cetakan menutup dan siklus berulang.

Fakta kunci

Material: Termoplastik (plastik yang melunak setiap kali dipanaskan) seperti polipropilena, ABS, nilon, dan polikarbonat; juga beberapa termoset dan karet silikon cair
Komponen khas: Tutup, bata mainan, casing elektronik, komponen interior mobil, jarum suntik, sisir
Ukuran komponen: Dari kurang dari satu gram hingga bumper mobil seberat beberapa kilogram
Presisi: Biasanya sekitar ±0,05 hingga ±0,1 mm; lebih ketat pada komponen presisi kecil
Hasil permukaan: Menyalin cetakan: apa pun dari kilap cermin hingga tekstur mirip kulit, tanpa perlu finishing
Ukuran batch yang cocok: Ribuan hingga jutaan komponen identik
Biaya perkakas dan mesin: Cetakan dari beberapa ribu dolar (sederhana, aluminium) hingga jauh di atas $100.000 (besar, banyak rongga, baja dikeraskan); mesin dari puluhan ribu hingga lebih dari satu juta dolar
Kecepatan: Biasanya 10–60 detik per siklus; tutup tipis dalam beberapa detik, sering banyak komponen per tembakan

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Biaya per komponen sangat rendah setelah cetakan terbayar
Cepat, otomatis, dan sangat berulang
Bentuk rumit, klip snap-fit, ulir, dan detail halus dalam satu tembakan
Pilihan plastik, warna, dan tekstur yang sangat luas

Batasan

Cetakan mahal dan sering butuh berminggu-minggu untuk dibuat
Perubahan desain berarti mengerjakan ulang atau membuat ulang cetakan baja
Dinding harus cukup tipis dan merata (sering sekitar 1–4 mm), atau komponen melengkung dan menunjukkan sink mark (penyok kecil di atas bagian tebal)
Undercut (fitur yang akan mengunci komponen di cetakan) butuh bagian cetakan geser, yang menambah biaya

Di mana dipakai

KemasanTutup botol, penutup, wadah makanan berdinding tipis
Barang konsumenBata mainan, perkakas dapur, casing peralatan rumah tangga
OtomotifDasbor, panel pintu, bumper, rumah lampu, klip
MedisJarum suntik, ujung pipet, bodi inhaler
ElektronikCasing ponsel dan laptop, konektor, tuts dan tombol

Cara mengenalinya

Garis halus di sekeliling komponen tempat kedua belahan cetakan bertemu (garis pisah).
Bekas bulat kecil, sedikit menonjol atau cekung, yang ditinggalkan pin pelontar di sisi tersembunyi.
Benjolan atau bekas kecil tempat plastik masuk (bekas gate).
Dinding tipis dengan ketebalan merata yang ditopang rusuk (dinding penguat tipis), dan teks cetak seperti simbol daur ulang atau date wheel.

Bandingkan dengan

Overmolding dan two-shot molding2.2mesin yang sama, tetapi material kedua dicetak di atas atau di sekeliling yang pertama.Blow molding2.3membuat komponen berongga seperti botol dengan meniup plastik lunak ke cetakan, bukan mengisi rongga padat.Pengecoran cetak tekan (die casting)1.4prinsip yang sama dengan logam cair, bukan plastik.

Tonton

tronicarts · Seluruh mesin dan satu siklus penuh dalam animasi 3D

Autodesk · Penjelasan lima menit dengan sejarah dan contoh sehari-hari

ARBURGofficial · Press sungguhan mengisi 72 rongga per tembakan dengan kecepatan tinggi

Ian Collier (How It's Made excerpt) · Bagaimana cetakan baja itu sendiri dimesin dan dipoles

Lihat foto asli

Wikipedia: Injection moulding — cetakan sungguhan, termasuk cetakan bata LEGO dan cetakan dengan side action
Wikipedia: Injection molding machine — cetakan terbuka di dalam press dan press besar dengan robot
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Leleh, injeksi di bawah tekanan, dinginkan, lontarkan: satu komponen setiap beberapa detik hingga satu menit.
Cetakan adalah biaya besar dan setiap komponen murah, sehingga menguntungkan pada volume tinggi.
Desain yang baik memakai dinding tipis dan merata, draft (kemiringan) ringan, dan sesedikit mungkin undercut.