Apa yang Menyebabkan Penumpukan Mati pada Ekstrusi Plastik dan Bagaimana Anda Dapat Mencegahnya?

Penumpukan die, sering disebut sebagai air liur die, die bleed, atau plate-out, adalah tantangan yang sering terjadi dalam ekstrusi plastik yang dapat membahayakan kualitas produk dan menghambat efisiensi produksi. Fenomena ini terjadi ketika material terakumulasi pada die, terutama pada atau dekat pintu keluar die, karena faktor-faktor seperti desain die, sifat material¹atau kondisi proses. Memperoleh wawasan tentang penyebabnya dan menerapkan strategi pencegahan yang efektif sangat penting untuk memastikan proses ekstrusi yang lancar dan berkualitas tinggi.

Penumpukan cetakan dalam ekstrusi plastik terutama didorong oleh geometri keluar mati²sifat material, dan kondisi proses seperti tekanan dan kecepatan tinggi, tetapi dapat dimitigasi melalui desain die yang dioptimalkan, alat bantu proses, dan kontrol material.

Apa yang Menyebabkan Penumpukan Mati dalam Ekstrusi Plastik?

Penumpukan cetakan berasal dari kombinasi berbagai faktor yang berinteraksi selama proses ekstrusi. Berikut ini adalah penyebab utamanya:

• Die Exit Geometry: Bentuk dan sudut pintu keluar cetakan sangat memengaruhi penumpukan. Penelitian menunjukkan bahwa ujung yang tajam atau pintu keluar die yang menyatu, seperti sudut 90°, dapat meningkatkan penumpukan bibir die (DLBU). Sebaliknya, pintu keluar yang miring (misalnya, 15° untuk HDPE) dapat menguranginya dengan mengurangi tekanan dan kecepatan leleh. Bahkan ketidaksempurnaan kecil, seperti radius kecil 0,010 inci di pintu keluar cetakan, dapat memicu robekan permukaan dan penumpukan dengan polimer tertentu. Pengaruh geometri pintu keluar cetakan pada fenomena air liur cetakan internal selama ekstrusi lelehan HDPE linier; Cetakan yang Lebih Tajam Menghasilkan Ekstrusi yang Lebih Halus | Teknologi Plastik.

• Properti Material: Polimer dengan aditif, anorganik, atau distribusi berat molekul yang luas (MWD) sangat rentan. Misalnya, kelembapan dalam bahan dapat mempercepat pemisahan komponen di bawah geseran dan suhu tinggi, yang menyebabkan penumpukan. Bahan seperti HDPE rentan terhadap masalah ini karena degradasi yang diinduksi secara termal yang meningkatkan elastisitas lelehan NOVA-Chem-Tech-Bulletin-Die-Lip-Buildup-FINAL.pdf; Investigasi fenomena air liur cetakan untuk lelehan polimer HDPE.

• Kondisi Proses: Tekanan dan kecepatan leleh yang tinggi dapat menciptakan ruang hampa udara atau vortisitas yang menarik komponen yang lebih ringan ke bibir cetakan, sehingga memperparah penumpukan. Hal ini terutama terlihat jelas dalam ekstrusi kecepatan tinggi atau saat memproses material dengan profil reologi yang bervariasi.

Bagaimana Anda Dapat Mencegah Penumpukan Die?

Mencegah penumpukan die membutuhkan pendekatan yang proaktif dan disesuaikan. Berikut adalah beberapa strategi yang telah terbukti:

• Optimalkan Desain Die: Menyesuaikan pintu keluar cetakan ke bentuk yang berbeda, seperti kemiringan 15° untuk HDPE, mengurangi tekanan dan kecepatan lelehan, sehingga meminimalkan penumpukan. Menguji modifikasi ini pada peralatan yang lebih kecil terlebih dahulu dan disarankan untuk berkonsultasi dengan produsen mesin NOVA-Chem-Tech-Bulletin-Die-Lip-Buildup-FINAL.pdf.

• Gunakan Alat Bantu Proses: Aditif yang mengurangi fraktur lelehan juga dapat mengurangi penumpukan die, menawarkan solusi yang fleksibel tanpa perubahan peralatan yang besar.

• Kontrol Kelembaban Bahan: Mengeringkan bahan hingga di bawah 0,05 wt% kelembaban mencegah pemisahan dan penumpukan, terutama dalam campuran polimer. Mencocokkan komponen dengan profil reologi yang serupa akan mengurangi risiko.

• Menerapkan Pelapis Die: Lapisan logam yang seragam pada bagian dalam cetakan tahan terhadap abrasi dan daya rekat polimer, meskipun mungkin perlu dilapisi ulang secara berkala.

• Perawatan dan Pembersihan Rutin: Jadwal rutin untuk memeriksa dan membersihkan die mencegah penumpukan meningkat, termasuk memeriksa keausan dan memastikan keselarasan yang tepat.

Apa Saja Material Umum yang Terpengaruh oleh Die Build-Up?

Beberapa bahan lebih rentan terhadap penumpukan mati³ karena karakteristik yang melekat pada mereka. Berikut ini rinciannya:

Bahan	Kerentanan terhadap Penumpukan Mati	Catatan
HDPE	Tinggi	Rawan karena degradasi termal dan mati membengkak.
LDPE	Sedang	Dipengaruhi oleh sifat aliran dan kadar air.
PP	Sedang	Dipengaruhi oleh stereoisomerisme dan distribusi berat molekul.
Campuran Polimer	Tinggi	Pemisahan di bawah geseran menyebabkan penumpukan yang signifikan.

• HDPE (Polietilen Densitas Tinggi): Sangat rentan karena efek die swell dan degradasi termal pada elastisitas leleh⁴.

• LDPE (Polietilena Densitas Rendah): Terpengaruh secara moderat, sering dikaitkan dengan sifat aliran dan kelembapan.

• PP (Polypropylene): Bervariasi berdasarkan kelas, dengan MWD yang lebih luas meningkatkan kerentanan.

• Campuran Polimer: Risiko tinggi karena pemisahan komponen akibat geseran dan suhu.

Apa Saja Langkah-langkah untuk Mengatasi Masalah Penumpukan Die?

Ketika terjadi penumpukan die, pendekatan terstruktur dapat menentukan dan menyelesaikan masalah:

1. Mengisolasi Sumber: Hapus komponen campuran satu per satu untuk mengidentifikasi bahan penyebabnya.

2. Gantikan Polimer Primer: Uji polimer yang berbeda untuk menentukan apakah masalahnya spesifik pada material.

3. Periksa Pintu Keluar Die: Periksa keausan, kerusakan, atau geometri yang tidak tepat yang menyebabkan penumpukan.

4. Mengevaluasi Pintu Keluar Mati yang Lebih Luas: Untuk sementara, gunakan pintu keluar yang lebih lebar untuk menilai peran geometri.

5. Menganalisis Komposisi Build-Up: Periksa penumpukan untuk mengidentifikasi komponen yang terakumulasi dan sesuaikan formulasinya.

Kesimpulan

Penumpukan cetakan dalam ekstrusi plastik merupakan tantangan kompleks yang memengaruhi kualitas dan efisiensi produk. Dengan mengatasi penyebabnya - geometri die exit, sifat material, dan kondisi proses - serta menerapkan solusi seperti desain die yang dioptimalkan, alat bantu proses, dan kontrol material, produsen dapat menjaganya tetap terkendali. Perawatan rutin dan pemecahan masalah yang sistematis semakin memastikan kelancaran operasi.