Kapasitas Mesin & Parameter Injeksi

Sebelum desain dilakukan, sangatlah penting untuk mengetahui atau merencanakan jenis mesin injeksi dan kapasitas mesin yang akan digunakan sebagai dasar menentukan dimensi cetakan. Parameter mesin yang seringkali diperlukan dalam proses perancangan diantaranya adalah :

1. Jarak minimal dan maksimal bukaan mesin untuk merancang ketinggian mould (Mould high)
2. Jarak poros mesin (tie bar) untuk menentukan lebar mould yang dapat dipasang pada meja mesin
3. Diameter lubang standard untuk dudukan ring penepat pada mould
4. Kemampuan maksimum gaya clamping mesin
5. Radius pada ujung nozzle
6. Sistem ejektor mesin
7. Jarak lubang dan dimensi baut pengikat pada meja mesin
8. Parameter injeksi standar yang dimiliki mesin

Pada dasarnya ketepatan pengaturan parameter injeksi akan menentukan kualitas produk yang dihasilkan, baik dari ketepatan dimensi, berat produk dan bentuk produk secara keseluruhan. Umumnya parameter injeksi tersebut dapat diatur mesin berdasarkan trial yang dilakukan, akan tetapi ada beberapa parameter tertentu yang harus dicapai terutama yang berhubungan dengan spesifikasi material plastik.
Parameter injeksi yang berpengaruh diantaranya :

• Temperatur injeksi
• Cavity filling time
• Injection pressure
• Clamping pressure
• Injection speed
• Cooling time
• Holding time

Temperatur Injeksi
Temperatur injeksi adalah temperatur injeksi adalah temperatur leleh plastik saat di injeksikan kedalam cetakan melalui nozzle. Penentuannya ditentukan menurut zona temperatur pemanas pada barrel dan nozzle yang disesuaikan menurut spesifikasi jenis material yang telah ditetapkan industri pengolah material plastik.

Pada umumnya temperatur metarial plastik yang terjadi saat injeksi lebih rendah 10-20  derajat celcius dari temperatur pada nozzle mesin injeksi.

Cavity Filling Time
Filling time adalah waktu yang diperlukan untuk mengisi rongga cetak. Pada umumnya waktu ini diatur dari mesin injeksi saat trial untuk mendapatkan hasil produk yang optimal. Lamanya waktu injeksi berpengaruh terhadap cycle time pencetakan. Secara teoritis, waktu injeksi dapat dihitung dari persamaan berikut :

Injection Pressure
Injection pressure adalah besarnya tekana yang diperlukan untuk menginjeksikan cairan plastik kedalam cetakan. Besarnya tekanan maksimal ditentukan berdasarkan spesifikasi tiap jenis material plastik.
Besarnya injection pressure material yang dibutuhkan untuk mengisi rongga cetak, sangat berpengaruh terhadap besarnya gaya cekam mesin yang dibutuhkan untuk menahan kedua bagian mould pada saat pengisian dan pemadatan produk. Tekanan permukaan yang terjadi pada daerah parting line disebabkan oleh besarnya tekanan yang dibutuhkan saat pembentukan produk dalam rongga, yang besarnya proporsional terhadap luas proyeksi rongga isian. Pengaruh yang ditimbulkan dari tekanan yang terlalu besar pada daerah bukaan dapat mengakibatkan kebocoran dan menimbulkan flashing di sekeliling produk.

Clamping Force
Clamping force adalah gaya yang dibutuhkan mesin untuk menahan kedua bagian cetakan agar tidak membuka pada saat pembentukan. Besarnya gaya pembentukan yang terjadi sangat dipengaruhi tekanan spesifik material, tebal dinding produk dan proyeksi isiian (produk + tunner + sprue + gate) dan posisi gate terhadap sisi terjauh aliran yang dicapai dalam pembentukan produk.
Besarnya dapat dihitung dari persamaan berikut
Tekanan isi spesifik :
Psf = Fs x Lp (kg/cm²)
Psf          = Tekanan isi spesifik (kg/cm3)
Fs            = Faktor tebal dinding (kg/cm2)
Lp            = Panjang aliran dari gate sampai titik terjauh (cm)

Gaya cekam cetak :
Fc = Psf x Aproj (kg.f)
Fc            = Gaya pembentukan (kg.f)
Aproj      = Luas proyeksi isian (cm2)                                                    
Besarnya gaya cekam mesin (Fm = clamping force) harus lebih besar dari gaya cekam cetak (Fm > Fc)

Injection Speed
Injection speed adalah kecepatan alir material yang dibutuhkan untuk mengalirkan material kedalam rongga cetak. Besarnya sangat dipengaruhi putaran ulir transportir dan dibatasi oleh kapasitas alir mesin / injection rate mesin serta diameter nozzle mesin.

Waktu Pendinginan
Waktu pendinginan adalah waktu yang diperlukan untuk mendinginkan produk setelah pengisian. Lamanya waktu pendinginan dihitung mulai dari solidifikasi sampai waktu membuka.

Holding Time
Holding time adalah waktu yang dibutuhkan untuk membentuk secar keseluruhan rongga cetak setelah terisi penuh, sampai tekana akhir selesai dilakukan membentuk produk. Lamanya waktu pemadatan akan berpengaruh terhadap shrinkage dan berat produk. Umumnya waktu pemadatan diatur dimesin berdasarkan penampilan produk optimal yang dihasilkan.
Pemadatan yang terjadi dalam rongga cetak, terbentuk karena adanya tekanan tambahan (holding pressure) setelah pengisian. Penekanan saat pemadatan dilakukan secara bertahap,  umumnya terdiri dari 4 tahap dengan perbedaan tekanan tiap tahap sebesar 5-10 bar.