Jenis Plastik Apa yang Dapat Diolah dengan Mesin Cetak Injeksi?

Sebagai peralatan inti pemrosesan plastik, mesin cetak injeksi mencapai presisi dan efisiensi tinggi dengan memanaskan plastik termoplastik atau termoset hingga meleleh dan menyuntikkan rongga cetakan. Perusahaan ini memproses berbagai macam produk, mulai dari produk sehari-hari hingga komponen industri, mencakup lebih dari 20 jenis plastik. Dalam makalah ini, jenis plastik yang digunakan dalam mesin cetak injeksi dianalisis secara sistematis dari empat aspek: klasifikasi bahan, karakteristik kinerja, kemampuan adaptasi pemrosesan, dan skenario aplikasi umum.

Plastik komoditas menyumbang lebih dari 70% konsumsi plastik global dan dicirikan oleh produksi tinggi, biaya rendah, dan kinerja pemrosesan yang stabil. Mereka adalah bahan utama yang digunakan dalam mesin cetak injeksi.
1.1 Polietilen
Polyethylene (HDPE) dan LDPE merupakan dua jenis plastik dengan rendemen tertinggi. Rantai molekul polietilen densitas tinggi (HDPE) tersusun rapat, memiliki kekakuan dan ketahanan kimia yang baik, dan sering digunakan dalam pembuatan wadah besar seperti kotak omset dan tempat sampah. Polietilen densitas rendah (LDPE) memiliki fleksibilitas yang baik karena strukturnya yang bercabang dan banyak diterapkan pada produk fleksibel seperti film dan tas kemasan. Selama pencetakan injeksi, HDPE perlu menjaga suhu dalam tong antara 220 derajat C dan 260 derajat untuk mencegah degradasi, sedangkan LDPE dapat diproses pada suhu antara 180 derajat C dan 220 derajat.
1.2 Polipropilena (PP)
Polipropilena memiliki kepadatan plastik paling rendah (0,9-0,91 g/cm3), ketahanan lelah yang sangat baik, dan tahan panas (titik leleh 160 -170 derajat ) dan merupakan bahan pilihan untuk bemper dan rumah peralatan. Selama pencetakan injeksi, polipropilen mudah melengkung karena laju kristalisasi yang berbeda, sehingga perlu mengoptimalkan suhu cetakan (disarankan 80-100 derajat) dan menjaga tekanan (disarankan tekanan injeksi 60-80%) untuk mengontrol penyusutan.
1.3 Polistiren
PS dikenal karena sifat optiknya yang sangat baik (transmisi cahaya 88-92%), namun kerapuhan dan ketahanan panasnya (suhu defleksi panas 70-90 derajat ) membatasi penerapannya. Polistiren berdampak tinggi (HIPS) adalah polimer butadiena yang tiga hingga 5 kali lebih kuat dibandingkan PS dan banyak digunakan pada wadah mainan dan keyboard komputer. Teknologi cetakan injeksi gas buang secara efektif memecahkan masalah residu yang mudah menguap dalam pemrosesan PS dan meningkatkan kualitas permukaan produk.
1.4 Akrilonitril-Butadiena-Styrene Copolymer (ABS)
ABS menggabungkan ketahanan kimia akrilonitril, ketangguhan butadiena, dan kemampuan proses stirena untuk menjadi plastik rekayasa yang paling banyak digunakan. Vicat memiliki suhu pelunakan 100-105 derajat dan kekuatan benturan 3 hingga4 kali lipat PS, dan sangat cocok untuk pembuatan rumah elektronik dan bagian interior mobil yang memerlukan ketahanan gaya eksternal. Cetakan injeksi dua warna memungkinkan penggabungan ABS dengan bahan lain, seperti PC, untuk memenuhi beragam persyaratan desain produk.

Plastik rekayasa memiliki sifat mekanik, stabilitas termal, dan ketahanan kimia yang sangat baik. Meskipun mahal, ia memainkan peran yang tak tergantikan dalam-manufaktur kelas atas.
2.1 Poliamida (PA, nilon)
Dari keluarga PA, PA6 dan PA66 adalah yang paling banyak digunakan karena sifat mekanik dan pemrosesannya yang seimbang. Kisaran titik leleh 220-265 derajat, tingkat penyerapan air setinggi 2-3%, dan stabilitas ukuran jelas dipengaruhi oleh kelembapan. Fiberglass Enhanced PA (GFPA) meningkatkan kekuatan tarik hingga lebih dari 200 MPa dan suhu defleksi panas hingga lebih dari 200 derajat, sehingga ideal untuk komponen mekanis presisi seperti roda gigi dan bantalan. Selama pencetakan injeksi, kontrol ketat terhadap suhu barel (PA6: 240-260 derajat ; PA66: 270-290 derajat ) dan kondisi kering (120 derajat + 4 jam pengeringan) sangat penting.
2.2 Polikarbonat (PC)
Dikenal sebagai "lem antipeluru", PC menunjukkan kekuatan benturan 300 kali lipat dan transmisi cahaya 89 89% dibandingkan kaca 89, namun ketahanannya buruk terhadap abrasi (permukaan hanya 2H). Paduan PC/ABS yang dipadukan dengan ABS telah meningkatkan kinerja produk secara keseluruhan dan telah menjadi material standar untuk casing laptop dan panel instrumen mobil. Selama pencetakan injeksi, tekanan injeksi tinggi (80-120 MPa) dan injeksi cepat (kecepatan injeksi lebih besar dari atau sama dengan 100 mm/s) diperlukan untuk mencegah pembekuan lelehan, dan disarankan suhu cetakan pada 80-100 derajat.
2.3 Polioksimetilen (POM)
POM dikenal sebagai "baja super" dengan kekerasan (kekerasan Rockwell M85-105), ketahanan abrasi mendekati logam, dan stabilitas dimensi yang sangat baik (koefisien muai linier hanya 6×10−5/ derajat). Dengan menambahkan pelumas polytetrafluoroethylene (PTFE), koefisien gesekan dapat dikurangi hingga kurang dari 0,1, merupakan bahan yang ideal untuk roda gigi, penggeser, dan komponen transmisi lainnya. Selama pencetakan injeksi, suhu di dalam tong harus dikontrol antara 190 dan 210 derajat Celcius untuk menghindari penguraian gas formaldehida.

Plastik termoset mengeras melalui reaksi kimia selama pencetakan, membentuk struktur ikatan silang yang tidak dapat diubah, cocok untuk kondisi khusus yang memerlukan suhu tinggi dan ketahanan terhadap bahan kimia.
3.1 Plastik Fenolik (PF)
PF adalah plastik termoset industri paling awal dengan insulasi listrik yang sangat baik, tahan panas (suhu terus menerus 150 derajat) dan tahan api (indeks oksigen lebih besar dari atau sama dengan 30%), tetapi rapuh dan kemampuan aliran pemrosesan yang buruk. Dengan menambahkan bahan penguat dan penambah aliran, perusahaan ini dapat memproduksi sakelar dan soket listrik. Selama pencetakan injeksi, suhu barel harus dikontrol antara 70 dan90 derajat, suhu cetakan antara 150 dan180 derajat, dan tekanan injeksi antara 120-150 MPa untuk mengatasi ketahanan viskositas yang tinggi.
3.2 Resin Epoksi (EP)
EP dikenal dengan daya rekatnya yang sangat baik (kekuatan geser Lebih besar dari atau sama dengan 20 MPa) dan ketahanan terhadap bahan kimia serta banyak digunakan dalam kemasan elektronik dan matriks komposit. Dengan menambahkan bahan pengisi anorganik (seperti bubuk silika), penyusutan dapat dikurangi secara signifikan (dari 2% menjadi di bawah 0,1%) dan akurasi dimensi dapat ditingkatkan. Pencetakan injeksi memerlukan sekrup khusus (rasio aspek lebih besar dari atau sama dengan 20:1) dan sistem pencetakan injeksi bertekanan tinggi (tekanan lebih besar dari atau sama dengan 200 MPa), dengan suhu cetakan dikontrol antara 120 dan 150 derajat .

Plastik khusus memberikan sifat khusus melalui desain struktur molekul untuk memenuhi-permintaan kelas atas di bidang luar angkasa, medis, dan bidang lainnya.
4.1 Politetrafluoroetilen
PTFE (PTFE) memiliki rentang suhu pengoperasian terluas (-200 hingga 260 derajat), stabilitas kimia tertinggi (ketahanan terhadap korosi air raja) dan koefisien gesekan terendah (0,04). Namun, viskositas lelehnya yang sangat tinggi (1010-1012 Pa. S) membuat cetakan injeksi tradisional menjadi sulit. Pengepresan dingin, sintering atau modifikasi polytetrafluoroethylene (seperti serat kaca terisi) diperlukan untuk mengurangi viskositas lelehan. Produk PTFE yang dimodifikasi banyak digunakan pada segel dan penahan bantalan.
4.2 Polietereterketon
PEEK memiliki suhu-jangka panjang sebesar 240 derajat , ketahanan suhu-jangka pendek sebesar 315 derajat , dan kekuatan tarik 90-100 MPa. PEEK yang diperkuat serat karbon meningkatkan modulus elastisitas hingga 140 GPa, mendekati tingkat paduan aluminium, dan banyak digunakan dalam struktur ruang angkasa dan implan medis. Pencetakan injeksi memerlukan sekrup khusus bersuhu tinggi (suhu barel 380-420 derajat ) dan sistem tekanan tinggi (tekanan lebih besar dari atau sama dengan 250 MPa), dengan suhu cetakan dikontrol antara 180 derajat C dan 200 derajat .
V. Tren teknologi pemrosesan
Dengan berkembangnya ilmu material dan teknologi peralatan, kemampuan pemrosesan mesin cetak injeksi semakin berkembang:
Cetakan komposit multi-bahan: Ikatan laminasi PC/ABS, PA/GF, dan komposit lainnya dapat dicapai dengan teknologi injeksi-bersama untuk meningkatkan kinerja produk secara menyeluruh.
Pencetakan mikroinjeksi: Pengembangan sekrup ultra-presisi (diameter Kurang dari atau sama dengan 10 mm) dan sistem kontrol-respons tinggi untuk menghasilkan komponen mikro seperti roda gigi dan konektor dengan berat kurang dari 0,1 g.
Cetakan injeksi tambahan gas: pengisian tambahan gas nitrogen bertekanan tinggi digunakan untuk mengurangi tanda tenggelam yang disebabkan oleh perbedaan ketebalan dinding produk. Cocok untuk panel pintu mobil, rumah peralatan besar, dan komponen-berdinding tebal lainnya.
Pemrosesan plastik sumber bioenergi: beradaptasi dengan karakteristik asam polilaktat, polihidroksiapatit dan bahan lainnya, mengembangkan struktur sekrup khusus dan sistem kontrol suhu, mempromosikan industrialisasi bahan perlindungan lingkungan.
Kesimpulan:
mesin cetak injeksi telah berkembang dari plastik komoditas tradisional menjadi plastik rekayasa, plastik termoset, dan bahkan plastik khusus, yang memenuhi kebutuhan produksi mulai dari suku cadang presisi berskala mikrometer hingga komponen struktur besar berskala mikron. Dengan berkembangnya teknologi modifikasi material dan kecerdasan peralatan, proses pencetakan injeksi akan terus memainkan peran penting dalam-manufaktur kelas atas, mendorong industri plastik menuju pembangunan berkinerja tinggi,-berperforma tinggi, multifungsi, dan berkelanjutan.