Pemilihan Bahan

Kaviti dan inti adalah bagian utama cetakan yang membentuk dan menentukan tampilan produk. Proses pembentukkan yang terjadi didalam rongga mulai dari masuknya material sampai produk dikeluarkan, dan parameter injeksi yang diperlukan. Oleh karenanya, proses perancangan kedua bagian ini dipertimbangkan terhadap berbagai faktor mendasar dari berbagai elemen proses yang mempengaruhinya, baik yang bersumber pada proses deain / perancangan, proses manufaktur, maupun proses produksinya. Penentuannya dipertimbangkan terhadap beberapa hal.

Pemilihan Bahan
Bahan inti dan kaviti cetakan merupakan faktor utama yang memiliki aspek global dalam pembuatan mould, meliputi :

• Umur pakai (life time) cetakan yang diukur dari ketahanan dalam pemenuhan jumlah kebutuhan produksi / jumlah produk yang dihasilkan. Efektivitas etakan yang diukur dari pemilihan material dan kesesuaiannya terhadap tuntutan produksi.
• Efisiensi proses ditinjau dari pemberdayaan fasilitas dan potensi yang dapat dimanfaatkan dalam menerapkan metoda pengerjaan secara sederhana, dan mampu memenuhi tuntutan waktu penyelesaian.
• Nilai ekonomis (cost) yang diukur dari besarnya biaya yang dikeluarkan dalam pembuatan.

Oleh karenanya, penentuan material inti dan kaviti harus memenuhi kriteria kebutuhan dan tuntutan produksi. Pada umumnya pemilihan material dipertimbangkan berdasarkan pemenuhan tuntutan antara lain :

1. Tuntutan kemempuan / ketahan pakai :
   
   • Tahan aus (wear resistance)
   • Tahan impact (Toughness)
   • Tahan tekan (Compression strength)
   • Keras pada temperatur operasi
   • Tahan abrasive (Abrasive resistance)
2. Tuntutan karakteristik (properties)
   
   • Kestabilan dimensi (Dimensional stability)
   • Tahan panas (Heat resistance)
3. Tuntutan pengerjaan
   
   • Mudah dikerjakan
   • Mudah dibentuk
   • Mudah diperbaiki
   
   
    Untuk bahan kaviti insert dapat dipilih baja dengan kualitas berikut :
   
   1. Case hardening steels
      Baja ini sangat baik untuk part aktif cetakan. Selain harganya yang relative murah, baja ini dapat dikeraskan permukaan, di karburasi, pelapisan keras, juga memiliki sifat polis yang sangat baik serta ulet. Pengerasan permukaan yang dilakukan pada baja ini mampu meningkatkan ketahanan pakai dan kokoh terhadap beban kejut. Material ini memiliki kandungan karbon < 0,2 % dan di annealing pada temperatur 840-900°C dengan media quenching oil atau air. Selama annealing bagian permukaan akan terkaburasi dan kandungan karbon bertambah 0,8% dengan kedalaman antara 0,6 dan 2 mm tergantung kebutuhan. Kedalaman karburasi ditentukan oleh media karborasi baik berbentuk gas, cairan atau padat dan kedalamannya dipengaruhi durasi waktu serta temperature yang dicapai.
      
   2. Nitriding steels
      Pada dasarnya semua bahan yang mamiliki unsur paduan pembentukkan nitride dapat dilakukan proses nitriding. Unsur tersebut misalnya seperti chromium, molybdenum, vanadium dan alumunium dengan komposisi khusus. Proses ini dilakukan dalam bak garam, dalam gas, bak tepung atau dalam larutan yang memiliki ionitriding kuat pada temperature 350-380°C. Proses ini menghasilkan permukaan kaviti yang keras mencapai 600-800 brinell.
      
   3. Trough hardening steels
      Trough hardening steel akan menigkatkan kekerasannya dengan pembentukkan struktur martensite yang dilakukan dengan pendinginan yang cepat pada suhu kristalisasi logam. Pendinginan harus cepat dan drastis dengan menggunakan media air, oil atau udara. Proses dilakukan secara bertahap mulai dari pemanasan awal, pemanasan pada temperatur kristalisasi, pendinginan untuk membentuk martensite dan normalizing dengan temperatur 160-250°C untuk menghilangkan tegangan dalam bahan.
      Material ini memiliki stabilitas dimensi yang baik jika dilakukan proses panas karena memiliki sifat mampu keras dan ketahahan terhadap kompresi, sehingga sangat cocok untuk keviti yang tipis dan tahan terhadap lonjakan tekanan tinggi. Material ini umumnya dibentuk dengan proses permesinan non tradisional (EDM, Gerinda, Wire Cut).
      
   4. Tempered steels for use as supplied
      Setelah pengerasan, material dapat dikerjakan kembali setelah di temper pada suhu 500°C yang akan mengubah struktur martensite menjadi besi alpha (carbide). Material ini tidak perlu dilakukan heat treatment lagi setelah proses permesinan karena dapat mengakibatkan perubahan dimensi dan distorsi sehingga pekerjaan akan semakin mahal. Oleh karenanya material ini direkomendasikan untuk bahan mold yang memiliki dimensi besar. Untuk meningkatkan katahanan pada permukaan, proses tambahan yang mngkin dilakukan adalah dengan metode pelapisan (chrome, galvanized).
      
   5. Martensitic steel
      Material ini memiliki sifat keras dan ketahan yang tinggi. Structurenya terdiri dari nickel martensite yang memiiki ketahanan 1100 Mpa. Material ini dapat dikerjakan dengan permesinan setelah di temper.
      Material ini memiliki kekerasan 530-600 Brinell dan dianjurkan untuk pemakaian insert kaviti kecil dan memiliki bentukyang komplek.
      
   6. Corrosion resistance steels
      Pada permukaan produk plastik, seringkali bahan plastik yang digunakan bersifat korosif dan bereaksi terhadap material cetakan. Untuk mencegah rusaknya part aktif tersebut, maka cetakan seringkali dilapisi denganbahan pelapis chrome atau nickel. Pelapis ini sangat efektif karena dapat melapisi permukaan secara seragam. Untuk mencegah retaknya hasil pelapisan akibat deformasi bahan, maka pelapisan dibuat agar cukup tebal. Pelapisan pada cetakan dilakukan apabila tidak akan dilakukan lagi proses permesinan yang dapat menimbulkan cacat pada laipsan tersebut.
      Umumnya material untuk inti dan kaviti dipilih dari bahan logam ferro dan non ferro yang telah direkomendasikan oleh industri pengolahan material.
      Data berikut adalah hasil experiment dari berbagai jenis logam dan jumlah produk yang mampu dihasilkan untuk berbagai jenis material plastik sebelum di repair.