Baik dalam industri kedirgantaraan maupun otomotif, komponen plastik yang rumit seperti roda gigi dan braket sangat penting untuk berbagai aplikasi. Namun, pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana komponen rumit ini diproduksi dengan presisi seperti itu? Proses cetak injeksi adalah jawabannya!
Saat ini, mesin cetak injeksi hampir ada di mana-mana, memungkinkan bisnis untuk memproduksi berbagai komponen plastik secara massal secara efisien. Itulah alasan mengapa ukuran pasarnya tumbuh dengan cepat dan diperkirakan akan mencapai besar USD 12.4 miliar pada tahun 2027.
Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang proses cetak injeksi, bahannya, manfaat, keterbatasan, dan aplikasinya, teruslah membaca.
Apa itu Cetakan Injeksi?
Pencetakan injeksi adalah proses manufaktur yang sangat efisien dan dapat diulang. Sederhananya, prinsipnya melibatkan penyuntikan plastik cair ke dalam cetakan logam (biasanya terbuat dari besi atau aluminium) untuk membentuk bagian-bagian dengan bentuk yang diinginkan.
Cetakan injeksi plastik dapat menghasilkan ribuan atau bahkan jutaan komponen identik dengan toleransi yang ketat dan hasil akhir permukaan yang tinggi. Dengan demikian, proses pencetakan injeksi digunakan dalam berbagai industri.
Dibandingkan dengan proses manufaktur lainnya seperti permesinan CNC atau pencetakan 3D, pencetakan injeksi membutuhkan investasi awal dalam biaya cetakan, yang biasanya cukup besar. Namun, seiring peningkatan skala produksi, biaya per bagian terus menurun.
Desain untuk Cetakan Injeksi
Desain cetakan injeksi memainkan peran penting dalam fungsionalitas dan kualitas keseluruhan produk yang diinginkan. Jadi, berikut adalah kiat-kiat desain dasar yang harus Anda ikuti untuk memastikan komponen yang diproduksi memiliki kekuatan tinggi dan tahan terhadap tekanan kimia dan mekanis:
Bahan yang Tepat
Berbagai material menawarkan karakteristik yang berbeda seperti kekuatan, fleksibilitas, dan ketahanan panas. Anda harus memilih material yang paling sesuai dengan kebutuhan aplikasi.
Untuk itu, penting untuk mempertimbangkan laju aliran leleh, penyusutan, dan perubahan bentuk material, serta kompatibilitas cetakan. Resin semi-kristalin adalah contoh yang baik karena ketahanan kimia dan listriknya yang sangat baik serta gesekan termal yang lebih rendah.
Ketebalan dinding
Kiat desain cetak injeksi dasar lainnya adalah mempertahankan ketebalan dinding yang seragam untuk pendinginan yang konsisten dan meminimalkan risiko lengkungan. Misalnya, sebagian besar produk atau aplikasi memerlukan ketebalan dinding 1.5 mm hingga 2.5 mm, tetapi Anda juga harus merujuk pada ketebalan dinding yang direkomendasikan untuk material yang Anda gunakan.
Jalan pintas
Sebaiknya hindari undercut jika Anda ingin meminimalkan biaya desain dan memastikan material dikeluarkan dari cetakan tanpa kerusakan. Namun, jika undercut diperlukan, seperti pada desain snap-fit, Anda dapat menggunakan side action atau lifter.
Tulang Rusuk dan Gusset
Anda dapat menambahkan rusuk dan gusset alih-alih menambah ketebalan dinding komponen plastik untuk memberi kekuatan tambahan dan mempertahankan integritas strukturalnya. Mereka mengurangi risiko cacat kosmetik seperti cekungan, rongga, dan lengkungan. Disarankan agar menjaga ketebalan rusuk sekitar 50% hingga 60% dari ketebalan dinding dapat mengurangi lengkungan secara signifikan.
gating
Gerbang merujuk pada lubang kecil pada cetakan yang memungkinkan plastik panas masuk ke rongga cetakan. Gerbang ini mengontrol aliran plastik yang bergerak ke cetakan, memastikan bahwa produk akhir menawarkan kinerja yang baik dan kualitas yang tinggi. Biasanya, gerbang sprue langsung digunakan untuk memasukkan plastik cair ke dalam cetakan selama proses cetak injeksi.
Bagaimana Cara Kerja Cetakan Injeksi
The cara kerja cetakan injeksi Prosesnya cukup sederhana; material, baik itu plastik, elastomer, atau logam, disuntikkan ke dalam tabung yang dipanaskan dan dicampur menggunakan sekrup.
Setelah pita pemanas memanaskan material dan mengubahnya menjadi bentuk cair, material tersebut dipindahkan ke cetakan, biasanya terbuat dari logam seperti aluminium atau baja dan dibagi menjadi dua bagian.
Di sana, material mendingin dan mengeras, mengikuti bentuk cetakan. Setelah mengeras sepenuhnya, bagian yang diproduksi dikeluarkan dengan membuka kedua sisi cetakan.
Berbagai Jenis Proses Pencetakan Injeksi
Untuk memahami cara kerja cetak injeksi dengan baik, penting untuk mempelajari berbagai jenis proses. Jika demikian, berikut ini beberapa di antaranya:
Cetakan Injeksi Standar
Ini adalah proses pencetakan injeksi paling dasar. Dalam proses ini, butiran plastik dilelehkan dan disuntikkan di bawah tekanan tinggi ke dalam cetakan tertutup, kemudian didinginkan dan dikeluarkan dari cetakan. Proses ini cepat, dapat diulang, dan cocok untuk berbagai macam produk, mulai dari casing ponsel hingga suku cadang otomotif. Pencetakan injeksi standar sederhana dan andal, menjadikannya pilihan utama untuk produksi suku cadang dalam volume menengah hingga tinggi dengan geometri yang relatif sederhana.
cetakan berlebihan
Satu material disuntikkan ke dalam cetakan, dan kemudian, di dalam cetakan yang sama (atau melalui proses transfer), material kedua disuntikkan di atas atau di sekitar material pertama. Contohnya termasuk pegangan lembut pada perkakas, kancing multiwarna, atau alas kaku dengan segel fleksibel. Overmolding menciptakan ikatan kimia yang kuat, menghilangkan kebutuhan akan perakitan sekunder, dan menghasilkan tampilan dan nuansa berkualitas tinggi.
Cetakan Injeksi Dua Tembakan atau Multi-Tembakan
Sesuai namanya, pencetakan injeksi dua tembakan atau multi-tembakan adalah proses di mana Anda menggabungkan dan mengubah dua material, seperti resin plastik, menjadi satu komponen atau bagian. Ini adalah teknik yang hemat biaya untuk menghasilkan komponen industri multi-warna dan multi-fungsi.
Cetakan Injeksi Berbantuan Gas
Dalam jenis proses ini, gas inert seperti nitrogen ditambahkan ke dalam rongga cetakan yang mendorong plastik ke dinding cetakan hingga mengeras. Hal ini menghasilkan permukaan akhir yang lebih baik dan memberikan tekstur halus pada produk akhir. Pencetakan injeksi berbantuan gas sangat cocok untuk bagian tebal dan berongga (pegangan, tabung, panel besar) di mana Anda ingin menghemat material, mengurangi tanda penyusutan, dan menjaga waktu siklus tetap wajar.
Masukkan Moulding
Ini adalah proses di mana bagian atau sisipan yang sudah ada (komponen plastik atau logam apa pun) digabungkan dengan lapisan plastik kedua atau bahan lain untuk menciptakan ikatan yang kuat dan menghilangkan kebutuhan akan perekat. Pencetakan sisipan cocok untuk konektor, kenop dengan poros logam, atau apa pun yang membutuhkan kekuatan logam ditambah fitur plastik dalam satu proses.
Pencetakan Injeksi Busa
Zat pembusa dicampurkan ke dalam plastik, menyebabkan plastik tersebut berbusa di dalam cetakan, menciptakan cangkang luar yang kuat dengan inti berbusa. Pencetakan injeksi busa cocok untuk pembuatan komponen yang tebal namun ringan dengan kekakuan yang baik dan penyusutan yang rendah. Proses ini banyak digunakan untuk pembuatan wadah besar, penutup, dan komponen struktural di mana berat menjadi pertimbangan tetapi kekuatan tidak boleh dikompromikan.
Cetakan Injeksi Reaksi (RIM)
Proses ini mencampurkan dua komponen cair (biasanya poliuretan) yang bereaksi dan mengeras di dalam cetakan di bawah tekanan rendah. Proses ini cocok untuk menghasilkan komponen besar, ringan, kuat, dan memiliki detail permukaan yang sangat baik. Pencetakan injeksi reaksi sering digunakan untuk produksi volume rendah hingga menengah panel bodi, bumper, dan casing untuk mengendalikan biaya perkakas.
Bahan Cetakan Injeksi
Ini adalah berbagai macam bahan proses pencetakan injeksi Digunakan untuk membuat berbagai komponen:
- Akrilonitril butadiena stirena:ABS adalah bahan termoplastik tahan lama dengan ketahanan benturan yang luar biasa dan titik leleh 190 °C hingga 220 °C. Bahan ini juga cukup ringan dan digunakan untuk pembuatan pipa dan komponen otomotif lainnya melalui proses cetak injeksi.
- Nilon: Nilon adalah bahan cetak injeksi lain yang secara alami tahan air dan abrasi. Nilon dapat digunakan untuk memproduksi berbagai komponen seperti ban mobil dan isolator.
- Polioksimetilena: Dikenal juga sebagai poliasetal asetal. Poliasetal sangat cocok untuk pembuatan komponen presisi yang membutuhkan kekakuan tinggi. Polioksimetilen digunakan dalam komponen otomotif, ritsleting, dan roda kipas.
Selain itu, beberapa bahan lain seperti logam (misalnya seng karena sifat pengecorannya yang sangat baik) dan keramik juga digunakan dalam proses pencetakan injeksi.
Opsi untuk Penyelesaian Permukaan
Ada banyak pilihan penyelesaian permukaan dalam proses pencetakan injeksi, seperti Grade A (finishing mengkilap), Grade B (finishing semi-mengkilap), Grade C (finishing matte), dan Grade D (finishing bertekstur). Mari kita lihat semuanya:
| Finish | Standar SPI | Definisi | bahan |
| Cetak mengkilap | A | Permukaan yang sangat halus yang dicapai dengan menggunakan pemolesan berlian | Akrilik, PC |
| Selesai Semi Mengkilap | B | Hasil akhir halus dengan sedikit pantulan yang dicapai dengan menggunakan pengamplasan | ABS, HDPE, Nilon, PP, Polistirena |
| Matte Finish | C | Hasil akhir refleksi rendah memiliki tampilan kusam dan tidak mengilap | ABS, HDPE, Nilon, PP, Polistirena |
| Selesai Bertekstur | D | Permukaan kasar memiliki tekstur dan pola, yang dicapai dengan menggunakan peledakan abrasif. | ABS, HDPE, Nilon, PP, Polistirena, TPU |
Pencetakan 3D vs. Cetakan Injeksi
Kedua Pencetakan 3D dan pencetakan injeksi Digunakan untuk membuat komponen fisik yang dapat digunakan di berbagai industri seperti otomotif, elektronik, dan kedirgantaraan. Namun, mereka memiliki perbedaan utama:
- Pencetakan 3D bergantung pada manufaktur aditif, di mana material dilapiskan satu di atas yang lain untuk membangun suatu bagian. Di sisi lain, proses pencetakan injeksi melibatkan peleburan material dan kemudian menyuntikkannya ke dalam cetakan untuk mendapatkan produk yang diinginkan.
- Dibandingkan dengan cetak injeksi, pencetakan 3D cocok jika Anda membutuhkan waktu penyelesaian yang cepat, seperti 1 hingga 2 minggu. Di sisi lain, cetak injeksi memiliki waktu penyelesaian yang lebih lama, biasanya berkisar antara 5 hingga 7 minggu.
- Percetakan 3D dapat digunakan untuk produksi bervolume rendah dan pembuatan komponen yang lebih sederhana. Sebaliknya, pencetakan injeksi dapat merancang komponen yang rumit dalam volume tinggi.
Manfaat & Keterbatasan Injection Molding
Sekarang, mari kita bahas berbagai manfaat dan keterbatasan dari proses cetak injeksi:
Keunggulan
- Produksi Tinggi dan Efisien: Setelah cetakan dikembangkan dan disiapkan, waktu siklusnya sekitar 10 detik. Bergantung pada jenis cetakan yang Anda gunakan, Anda dapat dengan mudah memproduksi 10,000 hingga 100,000 unit.
- Multifungsi: Pencetakan injeksi tidak hanya terbatas pada satu jenis material; sebaliknya, Anda dapat menggunakan berbagai plastik seperti ABS, Nilon, dan logam lain atau bahkan keramik untuk membuat berbagai komponen.
- Limbah Rendah: Limbah produksi dengan cepat mencemari lingkungan, tetapi dalam pencetakan injeksi, Anda tidak perlu khawatir tentang hal ini! Proses ini menghasilkan sangat sedikit limbah; bahkan jika ada, Anda dapat mendaur ulangnya untuk membuat lebih banyak komponen.
keterbatasan
- Batasan Desain: Cukup sulit untuk mencapai bentuk atau desain tertentu seperti dinding tipis atau sudut tajam, dan itu bisa memakan banyak waktu.
- Biaya Awal Tinggi: Mempersiapkan seluruh fasilitas cetak injeksi dapat memakan banyak biaya. Terutama alat cetak, yang merupakan bagian utama dari mesin cetak injeksi, membutuhkan banyak tenaga kerja, waktu, dan bahan, yang menambah biaya keseluruhan.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Biaya Cetakan Injeksi
Ada beberapa faktor yang dapat memengaruhi biaya proses cetak injeksi, jadi Anda harus mengetahuinya untuk menghemat uang. Berikut ini beberapa di antaranya:
Ukuran
Pertama, ukuran komponen atau bagian sangat memengaruhi biaya cetak injeksi secara keseluruhan. Misalnya, bagian yang lebih besar memerlukan cetakan yang lebih mahal, sehingga meningkatkan harga cetak. Sebaliknya, komponen yang lebih kecil memerlukan lebih sedikit bahan dan cetakan yang lebih kecil, sehingga lebih hemat biaya.
Bahan cetakan
Bahan cetakan yang Anda gunakan juga merupakan faktor penentu dalam biaya cetak injeksi. Misalnya, jika Anda memilih cetakan aluminium berkualitas rendah, harganya lebih murah tetapi tidak tahan lama. Namun, jika Anda mencari cetakan tahan lama yang terbuat dari bahan mahal seperti baja yang dikeraskan, biaya awalnya akan meningkat.
Kompleksitas
Ketahuilah bahwa semakin rumit desain suatu komponen, semakin sulit komponen tersebut diproduksi dan semakin tinggi biayanya. Anda mungkin harus menambahkan lifter atau undercut serta mempertahankan ketebalan dinding tertentu, yang bisa jadi cukup mahal.
Standar & Sertifikasi
Berikut adalah daftar standar dan sertifikasi yang digunakan dalam proses dan industri pencetakan injeksi:
- ISO 13845 untuk Industri Medis
- Sertifikasi Mesin Cetak Injeksi Otomotif (IATF 16949:2016)
- Peraturan, Registrasi, dan Kepatuhan Lalu Lintas Senjata Internasional (ITAR)
- Sertifikasi Sekolah Insinyur Mekanik Amerika (ASME)
Barang Umum yang Diproduksi melalui Cetakan Injeksi
Jika Anda bertanya-tanya barang apa yang dapat diproduksi melalui proses cetak injeksi, berikut jawabannya:
- Tutup botol dan barang sehari-hari lainnya seperti mainan, perhiasan, dll.
- Peralatan medis seperti kateter, jarum suntik, dan jarum suntik
- Komponen otomotif seperti bantalan, roda gigi, sakelar dasbor, dan kenop
- Komponen elektronik, termasuk tombol, sakelar, isolator
Kesimpulan
Proses pencetakan injeksi sangat luar biasa untuk memproduksi komponen plastik dan logam yang tahan lama yang digunakan dalam berbagai aplikasi. Jika Anda ingin jasa cetak injeksi untuk bisnis manufaktur Anda, kontak Fecision dan membuat produksi Anda lancar dan hemat biaya!
