16 Polistirena banyak dipakai dalam produk-produk elektronik sebagai
casing, kabinet dan komponen-komponen lainya. Peralatan rumah tangga yang terbuat dari polistirena, antar lain: sapu, sisir, baskom, gantungan baju, ember.
Polistirena dapat dibentuk menjadi berbagai macam variasi produk dengan beberapa cara, antara lain:
Injection molding
Ekstrusi
2.2.3.2. Sifat dan Karakteristik Polystyrene
Polistirena padat murni adalah sebuah plastik tak berwarna, keras dengan fleksibilitas yang terbatas yang dapat dibentuk menjadi berbagai macam produk
dengan detail yang bagus. Penambahan karet pada saat polimerisasi dapat meningkatkan fleksibilitas dan ketahanan kejut. Polistirena jenis ini dikenal
dengan nama High Impact Polystyrene HIPS. Polistirena murni yang transparan bisa dibuat menjadi beraneka warna melalui proses compounding.
Beberapa karakteristik dari polystyrene, antara lain:
Stabilitas dimensi yang tinggi dan shrinkage yang rendah
Temperatur operasi maksimal 90 °C
Tahan air, bahan kimia non-organik, alkohol
Rapuh perpanjangan 1-3
Tidak cocok untuk aplikasi luar ruangan
Mudah terbakar
2.3. Proses Manufakturing Plastik
2.3.1. Klasifikasi Proses Manufakturing Plastik
Proses manufakturing plastik dapat dilakukan dengan beberapa proses pencetakan, antar lain:
a. Injection Molding Bijih plastik pellet yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang
berpemanas diinjeksikan ke dalam cetakan.
Universitas Sumatera Utara
17 b. Ekstrusi
Bijih plastik pellet yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas secara kontinyu ditekan melalui sebuah orifice sehingga
menghasilkan penampang yang kontinyu. c. Thermoforming
Lembaran plastik yang dipanaskan ditekan ke dalam suatu cetakan. d. Blow Molding
Biji plastik yang dilelehkan oleh sekrup dalam tabung yang berpemanas secara kontinyu diekstrusi membentuk pipa kemudian ditiup dalam cetakan.
2.3.2. Injection Moulding
Proses injection moulding adalah metode pembentukan material termoplastik dimana material yang meleleh karena pemanasan diinjeksikan oleh
plunger ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air sehingga mengeras. Termoplastik dalam bentuk butiran 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. Semakin panas suhunya, plastikmaterial itu akan semakin encer rendah
viskositasnya sehingga semakin mudah diinjeksi,disemprotkan kedalam mold. Setiap material memiliki karakter suhu molding. Semakin lunak formulasinya,
yang berarti kandungan plastis tinggi, membutuhkan temperatur rendah, sebaliknya yang memiliki formulasi lebih keras butuh temperatur tinggi. Bentuk-
bentuk partikel yang sulit, besar dan jumlah cavity yang banyak serta runner yang panjang menyebabkan tuntutan temperatur yang tinggi atau naik.
Salah satu keistimewaan dari proses Injection Moulding adalah kemampuan menggabungkan dan menggunakan kelebihan teknologi seperti
kemampuan pembentukan bahan plastik, ketepatan dalam pencetakan dan kebebasan memilih bahan. Komponen yang dihasilkan banyak digunakan dalam
bidang industri otomotif, kimia, penerbangan, listrik, komputer, kedokteran dan bidang militer.
Universitas Sumatera Utara
18
10
6
10
5
10
4
10
3
Rendah Sedang
Tinggi Permesinan
Penekanan dan Sinter Penuangan
Teknik Injeksi Serbuk Teknik
PIM Plastik
Injeksi
Gambar. 2.5. Kelebihan Injeksi Moulding Cremer, 1994
Gambar. 2.6. Keistimewaan Injeksi Moulding Moller, 1994
Keuntungan plastic injection molding 1. Kecepatan produksi yang tinggi
2. Toleransi tinggi 3. bermacam,-macam material yang dapat digunakan
4. Biaya tenaga kerja yang rendah 5. Plsatik sisa yang terbuang minimal
6. Sedikit kebutuhan dan finishing
Kerugian plastic injection molding 1. Investasi perawatan yang sangat tinggi
2. Biaya menjalankan perlatan tinggi 3. Produk plastik harus sesuai dengan pertimbangan mold
Universitas Sumatera Utara
19
2.3.2.1. Bagian Dan Fungsi Injection Moulding
Pada dasarnya Injection Moulding dibagi dalam 3 bagian, yaitu Clamping, Mold dan Injection.
Gambar 2.7. Injection Moulding Machine 1. Clamping Unit
Clamping unit berfungsi untuk memegang dan mengatur gerakan dari mould unit, serta gerakan ejector saat melepas benda dari moulding unit. Pada
clamping unit, kita dapat mengatur berapa panjang gerakan moulding saat dibuka dan berapa panjang ejector harus bergerak.
Ada dua clamping unit yang dipakai, yaitu toggle clamp dan hidroulic clamp.
Gambar 2.8.a. Toggle Clamp; b. Hidroulic Clamp http:plastics.turkavkaz.ru
2. Moulding Unit Pada molding unit sebenarnya adalah bagian lain dari mesin plastic injection,
molding unit adalah bagian yang membentuk benda yang di buat, secara garis besar molding unit memiliki 2 bagian utama yaitu bagian cavity dan core.
Universitas Sumatera Utara
20 Bagian cavity adalah bagian cetakan yang berhubungan dengan nozle mesin,
sedangkan bagian core adalah bagian yang berhubungan dengan ejector.
3. Injection Unit Injection unit terdiri dari beberapa bagian, yaitu :
Gambar 2.9. Bagian Plastic Injection Machine www.substech.comdokuwikidoku.php?id=injection_molding_of_polymers
Bagian dari Injection Unit 1. Motor dan Transmisi Gear Unit
Berfungsi untuk menghasilkan daya yang digunakan untuk memutar screw pada barrel, sedangkan transmisi unit berfungsi untuk memindahkan daya
dari putaran motor ke dalam screw dan berfungsi untuk mengatur tenaga yang disalurkan sehingga tidak terjadi pembebanan yang terlalu besar.
2. Cylinder Screw Ram Berfungsi untuk mempermudah gerakan screw dengan menggunakan momen
inersia sekaligus menjaga perputaran screw tetap konstan, sehingga dihasilkan kecepatan dan tekanan yang konstan saat proses injeksi dilakukan.
3. Hopper Sebagai tempat untuk menempatkan material sebelum masuk barrel. Biasanya
berfungsi untuk menjaga kelembaban material plastik digunakan tempat penyimpanan khusus yang dapat mengatur kelembaban sebab apabila
kandungan air terlalu besar pada udara, dapat menyebabkan hasil injeksi yang tidak bagus.
Universitas Sumatera Utara
21 4. Barrel
Sebagai tempat screw dan selubung yang menjaga aliran plastik ketika dipanasi oleh heater. Pada bagian ini juga terdapat heater untuk memanaskan
plastik sebelum masuk ke nozzle. 5. Screw
Reciprocating screw berfungsi untuk mengalirkan plastik dari hopper ke nozzle. Ketika screw berputar, material dari hopper akan tertarik mengisi
screw yang selanjutnya dipanasi lalu didorong ke arah nozzle. 6. Nonreturn Valve
Berfungsi untuk menjaga aliran plastik yang telah meleleh agar tidak kembali saat screw berhenti berputar.
2.3.2.2. Proses Injection Moulding
Secara garis besar, proses injection moulding terdiri dari enam tahapan penting. Berikut ini merupakan tahapan proses pencetakan pada Injection
Moulding, adalah
SERBUK
BINDER CAMPURAN
BUTIRAN
PENCETAKAN
DEBINDING SINTERING
SELESAI KELUARAN
Gambar 2.10. Proses Plastic Injection Moulding German, 1990
1. Pengapitan Suatu mesin injeksi memiliki tiga bagian utama, yaitu cetakan, pengapit
dan unit penyuntik. Unit pengapit adalah pemegang cetakan yang mengalami tekanan selama proses penyuntikan dan pendinginan.
Universitas Sumatera Utara
22 2. Suntikan
Pada saat penyuntikan, material plastik umumnya dalam bentuk butiranpellet, diisi kedalam suatu wadah saluran tuang hopper yang terdapat
bagian atas unit mesin. Butirpellet ini disuap ke dalam silinder untuk dipanaskan hingga mencair. Di dalam silinder barrel terdapat mesin screw berputar yang
mencampur bahan butiranpellet cair dan mendorong campuran ke bagian ujung silinder.
Ketika material yang dikumpulkan di ujung screw telah cukup, proses penyuntikan dimulai. Plastik yang dicairkan dimasukkan kedalam cetakan melalui
suatu nozzle injector, ketika tekanan dan kecepatan diatur oleh screw tersebut. Sebagian mesin injeksi menggunakan suatu pendorong sebagai pengganti screw.
Gambar 2.11. Pengisian bahan plastic kedalam cetakan mold
3. Penenangan Tahap ini adalah waktu penenangan sesaat setelah proses penyuntikan.
Plastik cair telah disuntik kedalam cetakan dan tekanan dipertahankan untuk meyakinkan segala sisi rongga cetakan telah terisi secara sempurna.
Gambar 2.12. Masa penenangan mulai pendinginan
4. Pendinginan Plastik didinginkan didalam cetakan untuk mendapatkan bentuk padatnya
didalam cetakan. Pada proses ini sekaligus pengisian ulang bahan plastik dari hopper ke dalam barrel dengan screw yang berputar.
Universitas Sumatera Utara
23 Gambar 2.13. Pengisian bahan plastik sekaligus pendinginan
5. Cetakan Dibuka Unit pengapit dibuka, yang memisahkan kedua belah cetakan
Gambar 2.14. Pembukaan kedua mold sekaligus pengeluaran hasil cetakan
6. Pengeluaran Pena dan plat ejector mendorong dan mengeluarkan hasil cetakan dari
dalam cetakan,. Geram dan sisa pada sisi-sisi hasil cetakan yang tidak dipakai dapat didaur ulang untuk digunakan pada pencetakan berikutnya.
2.3.2.3. Parameter Proses Injection Moulding
Untuk memperoleh benda cetak dengan kualitas hasil yang optimal, perlu mengaturbeberapa paramateryang mempengaruhi jalannya proses produksi
tersebut. Parameter- parameter suatu proses tentu saja ada yang berperan sedikit dan adapula yang mempunyai peran yang signifikan dalam mempengaruhi hasil
produksi yang diinginkan. Biasanya orang perlu melakukan beberapa kali percobaan hingga ditemukan parameter-parameter apa saja yang cukup
berpengaruh terhadap produk akhir benda cetak. Adapun parameter produksi plastik melalui metoda injection molding adalah:
a. Temperatur Cair Melting Temperature Adalah batas temperatur dimana bahan plastik mulai meleleh kalau diberikan
enegi panas.
Universitas Sumatera Utara
24 b. Batas Tekanan Pressure Limit
Adalah batas tekanan udara yang perlu diberikan untuk menggerakkan piston guna menekan bahan plastik yang telah dileleh- kan. Terlalu rendah tekanan,
maka bahan plastik kemungkinan tidak akan keluar atau terinjeksi ke dalam cetakan. Jika tekanan udara terlalu tinggi dapat mengakibatkan tersemburnya
bahan plastik dari dalam cetakan dan hal ini akan berakibat proses produksi menjadi tidak efisien.
c. Waktu Tahan Holding Time Adalah waktu yang diukur dari saat temperatur leleh yang di-set telah tercapai
hingga keseluruhan bahan plastik yang ada dalam tabung pemanas benar- benar telah meleleh semuanya. Hal ini dikarenakan sifat rambatan panas yang
memerlukan waktu untuk merambat ke seluruh bagian yang ingin dipanaskan. Dikhawatirkan jika waktu tahan ini terlalu cepat maka sebagian bahan plastik
dalam tabung pemanas belum meleleh semuanya, sehingga akan memper- sulit jalannya aliran bahan plastik dari dalam nozzle.
d. Waktu Penekanan Compression Time Adalah waktu untuk memberikan tekanan pada piston yang mendorong
plastik yang telah leleh. Pengaturan waktu bertujuan agar bahan plastik benar- benar mengisi ke seluruh rongga cetak. Oleh karena itu waktu penekanan ini
sangat tergantung dengan besar kecilnya dimensi cetakan mold. Makin besar ukuran cetakan makin lama waktu penekan yang diperlukan.
e. Temperatur Cetakan Moulding Temperature Yaitu temperatur pemanasan awal cetakan sebelum dituangi bahan plastik
yang meleleh. f.
Kecepatan Injeksi Injection Rate Yaitu kecepatan lajunya bahan plastik yang telah meleleh keluar dari nozzle
untuk mengisi rongga cetak. Untuk mesin-mesin injeksi tertentu kecepatan ini dapat terukur, tetapi untuk mesin-mesin injeksi sederhana kadang-kadang
tidak dilengkapi dengan pengukur kecepatan ini.
Universitas Sumatera Utara
25 g. Ketebalan Dinding Cetakan Wall Thickness
Menyangkut desain secara keseluruhan dari cetakan moulding. Semakin tebal dinding cetakan, semakin besar kemungkinan untuk terjadinya cacat
shrinkage.
2.4. Uji Tarik Tensile Test
