Apa Prinsip Ilmiah di balik Ekstrusi Plastik?

Ekstrusi plastik mengubah plastik mentah menjadi bentuk kontinu dengan menggunakan panas dan tekanan, sebuah teknik yang sangat penting untuk membuat berbagai produk seperti pipa, lembaran, dan film.

Ekstrusi plastik melelehkan polimer dan mendorongnya melalui cetakan untuk mendapatkan bentuk yang kontinu, sehingga secara efisien membuat benda-benda seperti pipa, lembaran, dan film.

Memahami ekstrusi plastik adalah kunci untuk mengoptimalkan proses manufaktur. Metode ini memungkinkan pembuatan profil plastik yang beragam. Selami lebih dalam untuk mengeksplorasi bagaimana teknik ekstrusi yang berbeda dapat bermanfaat bagi lini produksi Anda.

Apa Prinsip Dasar Ekstrusi Plastik?

Ekstrusi plastik adalah proses manufaktur mendasar yang membentuk dan membentuk bahan menjadi produk yang digunakan dalam berbagai industri. Melalui pemanasan dan ekstrusi yang terkendali, plastik mentah diubah menjadi barang serbaguna seperti tabung, film, dan lembaran.

Ekstrusi plastik melelehkan dan membentuk plastik melalui cetakan, menghasilkan produk yang berkesinambungan seperti pipa. Komponen utama meliputi ekstruder, die, dan sistem pendingin, yang sangat penting untuk manufaktur yang efisien dalam industri otomotif dan konstruksi.

Prinsip-prinsip Mekanis

Ekstrusi itu sederhana. Sebuah sekrup berputar dalam tong dan mendorong plastik ke depan. Sekrup sebenarnya adalah bidang miring atau tanjakan, yang melilit lapisan tengah. Tujuannya adalah untuk meningkatkan tekanan untuk mengatasi resistensi yang lebih besar.

Ketika Anda melakukan ekstrusi, Anda memiliki tiga hal yang harus dilawan: gesekan partikel padat (umpan) terhadap dinding laras dan gesekan di antara keduanya selama beberapa putaran pertama sekrup (zona umpan); daya rekat lelehan pada dinding laras; dan hambatan aliran di dalam lelehan saat didorong ke depan.

Prinsip-prinsip Termal

Termoplastik adalah plastik yang dapat meleleh ketika menjadi panas dan mengeras ketika dingin. Dari mana datangnya panas untuk melelehkan plastik? Pemanas pada tenggorokan umpan dan laras/die dapat membantu dan penting saat Anda memulai, tetapi energi input motor, panas yang dihasilkan oleh gesekan di laras saat motor memutar sekrup melawan resistensi plastik tebal yang meleleh, adalah sumber panas yang paling penting untuk semua plastik, kecuali untuk sistem kecil, lambat kecepatan sekrup¹s, plastik suhu leleh tinggi dan aplikasi pelapisan ekstrusi.

Prinsip-prinsip Penggerak Roda Gigi

Pada sebagian besar ekstruder, perubahan kecepatan sekrup dicapai dengan menyesuaikan kecepatan motor. Motor biasanya bekerja pada kecepatan penuh sekitar 1750rpm, tetapi ini terlalu cepat untuk sekrup ekstruder.

Jika berjalan secepat itu, terlalu banyak panas gesekan yang dihasilkan dan waktu tinggal plastik terlalu singkat untuk menyiapkan lelehan yang seragam dan tercampur rata. Rasio reduksi yang umum adalah antara 10:1 dan 20:1. Tahap pertama dapat menggunakan roda gigi atau katrol, tetapi tahap kedua menggunakan roda gigi dan sekrup terletak di tengah-tengah roda gigi besar terakhir.

Pada beberapa mesin yang berjalan lambat (seperti sekrup kembar untuk UPVC), mungkin ada tiga tahap reduksi dan kecepatan maksimum mungkin serendah 30 rpm atau kurang (rasio hingga 60:1). Di sisi lain, beberapa sekrup kembar yang sangat panjang yang digunakan untuk pencampuran dapat berjalan pada 600 rpm atau lebih cepat, sehingga tingkat perlambatan yang sangat rendah dan banyak pendinginan yang dalam diperlukan.

Apa Saja Parameter Proses untuk Cetakan Ekstrusi?

Parameter cetakan ekstrusi menentukan kualitas dan efisiensi produk, yang memainkan peran penting dalam berbagai sektor manufaktur.

Parameter cetakan ekstrusi meliputi suhu barel, kecepatan sekrup, dan desain cetakan, yang memengaruhi aliran, bentuk, dan akurasi, yang penting untuk produksi yang optimal dalam pengemasan dan konstruksi.

Suhu

Suhu adalah salah satu kondisi penting untuk kelancaran proses pencetakan ekstrusi. Mulai dari bahan padat dalam bentuk bubuk atau butiran, produk bersuhu tinggi diekstrusi dari kepala cetakan dan menjalani proses perubahan suhu yang kompleks.

Sebenarnya, suhu cetakan ekstrusi harus mengacu pada suhu lelehan plastik, tetapi suhu ini sangat bergantung pada suhu laras dan sekrup, dan sebagian kecil berasal dari panas gesekan yang dihasilkan selama pencampuran di dalam laras, sehingga suhu laras sering digunakan untuk memperkirakan suhu cetakan.

Untuk mengangkut, melelehkan, menghomogenisasi, dan mengekstrusi plastik di dalam laras dengan lancar, dan untuk menghasilkan komponen berkualitas tinggi secara efisien, kuncinya adalah mengontrol suhu setiap bagian laras. Suhu laras disesuaikan dengan sistem pemanas dan pendingin dan kontrol suhu² sistem ekstruder.

Suhu kepala harus dikontrol di bawah suhu dekomposisi termal plastik, dan suhu pada cetakan bisa sedikit lebih rendah daripada suhu kepala, tetapi lelehan plastik harus dijamin memiliki fluiditas yang baik.

Selain itu, fluktuasi suhu dan perbedaan suhu selama proses pencetakan akan menyebabkan cacat, seperti tegangan sisa, kekuatan yang tidak merata pada setiap titik, dan permukaan yang tumpul pada bagian plastik. Ada banyak faktor yang menyebabkan fluktuasi dan perbedaan suhu tersebut, seperti sistem pemanas dan pendingin yang tidak stabil, perubahan kecepatan sekrup, dll., tetapi desain dan pemilihan sekrup memiliki dampak terbesar.

Tekanan

Apabila Anda mengekstrusi, plastik harus mendorong cetakan. Ini seperti mencoba mengeluarkan pasta gigi dari dalam tabung. Anda harus mendorongnya dengan keras agar pasta gigi bisa keluar. Tekanan di dalam plastik saat melewati laras itulah yang membuatnya meleleh dan menjadi bagian yang solid.

Jika Anda meningkatkan tekanan cetakan, Anda bisa membuat campuran lelehan lebih baik dan membuat produk lebih padat. Tetapi, jika Anda meningkatkan tekanan cetakan terlalu banyak, produk yang dihasilkan akan lebih sedikit.

Sama seperti suhu, perubahan tekanan dari waktu ke waktu juga akan menghasilkan fluktuasi periodik, yang juga berdampak buruk pada kualitas komponen plastik.

Perubahan kecepatan sekrup dan ketidakstabilan dalam sistem pemanas dan pendingin adalah penyebab fluktuasi tekanan. Untuk mengurangi fluktuasi tekanan, kecepatan sekrup harus dikontrol secara wajar untuk memastikan akurasi kontrol suhu perangkat pemanas dan pendingin.

Tingkat Ekstrusi

Laju ekstrusi (juga dikenal sebagai kecepatan ekstrusi) adalah jumlah plastik yang keluar dari cetakan ekstruder dalam jangka waktu tertentu. Biasanya diukur dalam kilogram per jam atau meter per menit. Ukuran kecepatan ekstrusi memberi tahu Anda berapa banyak yang dapat dihasilkan oleh ekstruder.

Ada banyak faktor yang memengaruhi kecepatan ekstrusi, seperti struktur cetakan, sekrup dan laras, kecepatan sekrup, struktur sistem pemanas dan pendingin, serta karakteristik plastik.

Baik teori maupun praktik telah menunjukkan bahwa tingkat ekstrusi³ meningkat dengan bertambahnya diameter sekrup, kedalaman alur spiral, panjang bagian homogenisasi, dan kecepatan sekrup, dan meningkat dengan bertambahnya tekanan leleh di ujung sekrup dan celah antara sekrup dan laras.

Apabila struktur ekstruder, jenis plastik, dan jenis komponen plastik sudah ditentukan, maka laju ekstrusi hanya terkait dengan kecepatan sekrup. Oleh karena itu, menyesuaikan kecepatan sekrup adalah ukuran utama untuk mengontrol laju ekstrusi.

Laju ekstrusi juga berubah selama produksi, yang memengaruhi bentuk dan ukuran komponen plastik. Jadi, selain mendapatkan desain dan dimensi sekrup yang tepat, Anda juga harus mengontrol kecepatan sekrup dan suhu ekstrusi. Dengan begitu, Anda bisa menjaga tekanan ekstrusi dan viskositas lelehan agar tidak berubah karena perubahan suhu. Dengan begitu, Anda bisa menjaga agar laju ekstrusi tidak berubah.

Kecepatan Traksi

Apabila Anda mengekstrusi plastik, Anda akan mendapatkan bagian yang panjang dan bersambung. Anda memerlukan sesuatu untuk menariknya keluar. Plastik akan diregangkan saat keluar dari cetakan dan ditarik. Semakin Anda meregangkannya, semakin kuat plastik itu ke arah Anda meregangkannya, tetapi plastik itu juga semakin menyusut saat mendingin.

Biasanya, Anda menariknya keluar pada kecepatan yang sama dengan kecepatan Anda mengeluarkannya. Rasio seberapa cepat Anda menariknya dengan seberapa cepat Anda mengeluarkannya, disebut rasio rasio tarikan⁴. Harus lebih dari 1.

Apa Saja Langkah-langkah Ekstrusi Plastik?

Ekstrusi plastik mengubah bahan plastik mentah menjadi bentuk kontinu seperti pipa dan lembaran, yang sangat penting untuk berbagai aplikasi manufaktur.

Ekstrusi plastik melibatkan pengumpanan, peleburan, pembentukan plastik mentah melalui cetakan, dan pendinginan untuk membuat profil kontinu seperti pipa dan lembaran.

Pemberian Makan dan Pemanasan Awal

Perangkat pengumpanan ekstruder plastik biasanya menggunakan desain corong untuk menambahkan bahan baku plastik ke dalam laras. Selama proses pengumpanan, bahan mentah perlu dipanaskan terlebih dahulu untuk meningkatkan fluiditas dan efek lelehnya. Pemanasan awal dapat dicapai melalui pemanas di luar laras, atau bahan mentah dapat dipanaskan terlebih dahulu dengan pemanas awal.

Peleburan dan Pengangkutan

Apabila bahan mentah masuk ke dalam laras, sekrup terus mendorongnya ke depan. Sementara itu, pemanas di luar laras memanaskan bahan mentah, membuatnya meleleh dan menjadi cairan yang lengket. Sekrup dan pemanas bekerja bersama untuk membuat cairan membentuk lapisan dalam laras.

Sekrup adalah bagian penting dari ekstruder plastik, dan bentuk serta strukturnya berpengaruh besar pada seberapa baik ia melelehkan dan menggerakkan plastik. Sekrup biasanya dibuat dalam beberapa bagian, dengan bagian sekrup yang berbeda memiliki kedalaman dan lebar ulir yang berbeda untuk bekerja dengan berbagai jenis plastik.

Seberapa cepat sekrup berputar juga penting untuk mengetahui seberapa baik ia melelehkan dan menggerakkan plastik, dan Anda harus mengubah kecepatannya tergantung pada jenis plastik yang Anda gunakan, seberapa panasnya, dan apa yang ingin Anda buat.

Ekstrusi dan Pencetakan

Setelah plastik dilelehkan dan diangkut, lelehan plastik mencapai bagian die (cetakan). Cetakan mengekstrusi lelehan ke dalam bentuk yang diinginkan sesuai dengan bentuk dan persyaratan produk. Struktur dan desain cetakan memiliki pengaruh penting pada efek cetakan produk, dan perlu dirancang dan diproduksi sesuai dengan persyaratan produk.

Ketika lelehan diekstrusi, lelehan mengalami tekanan dan gaya geser di dalam cetakan, dan secara bertahap membentuk bentuk produk. Pada saat yang sama, sistem pendingin di luar cetakan mendinginkan produk agar tetap dalam bentuk dan ukuran tertentu. Kecepatan pendinginan dan metode pendinginan perlu disesuaikan dengan bahan dan persyaratan produk.

Traksi dan Pemotongan

Setelah ekstrusi dan pencetakan, produk perlu ditarik keluar dari cetakan dan dipotong. Perangkat traksi biasanya menggunakan desain perayap atau roller untuk menarik produk keluar dari cetakan dengan gesekan. Perangkat pemotongan memotong sesuai dengan panjang dan persyaratan produk untuk memastikan spesifikasi dan kualitas produk.

Apa Saja Karakteristik Proses Ekstrusi Plastik?

Proses ekstrusi plastik adalah metode manufaktur serbaguna yang digunakan secara luas untuk menghasilkan profil kontinu dengan penampang melintang yang konsisten, yang sangat penting untuk industri seperti konstruksi dan pengemasan.

Ekstrusi plastik melibatkan peleburan pelet dan membentuknya melalui cetakan, yang menawarkan keserbagunaan, efisiensi, dan efektivitas biaya untuk produksi skala besar.

Cetakan Plastik Presisi

Ketepatan produk yang diekstrusi relatif tinggi, dan produk dengan diameter, ketebalan, dan panjang yang relatif sesuai dengan presisi yang ditentukan, dapat diproduksi. Produk presisi tinggi memiliki aplikasi yang sangat penting di semua lapisan masyarakat karena dapat memenuhi kebutuhan pelanggan dengan lebih baik atau secara bebas mengembangkan produk yang lebih kompleks.

Ekstrusi plastik adalah proses yang dapat membuat cetakan plastik lebih presisi dan menghasilkan semua jenis produk plastik yang kompleks, seperti pipa, profil, lembaran, dll. Dengan menyesuaikan parameter ekstruder dan struktur cetakan, ukuran dan bentuk produk yang dihasilkan dapat dikontrol secara akurat untuk memenuhi kebutuhan pelanggan yang berbeda.

Efisiensi Produksi Tinggi

Dibandingkan dengan metode pengolahan plastik lainnya, metode proses ekstrusi plastik⁵ memiliki efisiensi produksi yang lebih tinggi. Proses produksi cetakan ekstrusi plastik sederhana dan mudah, dan dapat diotomatiskan. Efisiensi produksi relatif tinggi, dan Anda dapat membuat banyak produk dalam waktu singkat.

Extruder dapat terus menghasilkan produk plastik hingga ratusan meter, dengan kecepatan produksi yang cepat, produksi otomatis, pengurangan biaya tenaga kerja, dan peningkatan efisiensi produksi. Sebagai tambahan, cetakan ekstrusi⁶ juga dapat terus diproduksi tanpa henti untuk operasi penggantian cetakan, sehingga sangat mengurangi biaya waktu produksi produk. Cocok untuk produksi massal.

Kemampuan Kontrol yang Kuat

Anda dapat mengontrol ekstrusi plastik⁷ proses untuk membuat produk yang berbeda. Anda dapat mengubah suhu, tekanan, kecepatan, dan hal-hal lain pada ekstruder untuk membuat bahan dan proses bekerja untuk produk yang berbeda. Anda juga dapat mengubah cetakan kapan pun Anda ingin membuat produk yang berbeda.

Permukaan Produk Halus

Produk plastik yang dibuat dengan ekstrusi plastik memiliki permukaan yang halus dan kualitas yang stabil. Ketika plastik diekstrusi dan didinginkan oleh cetakan, tidak mudah menghasilkan gelembung dan cacat pada permukaannya. Ini terlihat bagus dan terasa nyaman, dan cocok untuk acara-acara dengan persyaratan tinggi pada permukaan produk.

Sifat Mekanis Yang Sangat Baik

Produk cetakan ekstrusi memiliki sifat mekanik yang sangat baik, seperti ketahanan aus, ketahanan suhu tinggi, ketahanan korosi, kekuatan tinggi, dan ketangguhan yang baik. Ini luar biasa sifat mekanik⁸ membuat produk ekstrusi yang banyak digunakan di berbagai bidang, seperti serat kimia, bahan bangunan, elektronik, mobil, pengemasan, dan industri lainnya.

Berbagai Bentuk

Teknologi cetakan ekstrusi dapat membuat semua jenis produk, seperti pipa, pelat, film, profil, dan sebagainya. Anda juga dapat menyesuaikannya. Produknya sangat fleksibel.

Biaya Produksi Rendah

Pencetakan ekstrusi murah untuk diproduksi karena peralatan dan proses untuk teknologi ini sederhana, dan tingkat skrapnya rendah. Ketika Anda membuat produk, biaya adalah hal yang penting. Jadi, pencetakan ekstrusi adalah pilihan yang baik untuk membuat produk.

Dalam proses ekstrusi plastik, partikel plastik dipanaskan dan dilunakkan sebelum diekstrusi, yang mengurangi limbah dan menghemat bahan mentah secara maksimal. Selain itu, ekstruder dapat secara akurat mengontrol jumlah ekstrusi, menghindari pemborosan bahan baku, meningkatkan tingkat pemanfaatan bahan baku, dan mengurangi biaya produksi.

Apa Saja Area Aplikasi Ekstrusi Plastik?

Ekstrusi plastik merupakan bagian integral dari manufaktur, memberdayakan beragam industri dengan produk plastik yang disesuaikan, mulai dari suku cadang otomotif hingga pengemasan.

Ekstrusi plastik digunakan dalam komponen otomotif, bahan konstruksi, produk konsumen, dan pengemasan, yang menawarkan keserbagunaan, sifat yang lebih baik, efektivitas biaya, dan fleksibilitas desain.

Bahan Dekorasi Rumah

Di bidang dekorasi rumah, teknologi ekstrusi plastik juga banyak digunakan. Teknologi ekstrusi dapat membuat bahan dekoratif seperti lantai, panel dinding, dan skirting. Material-material ini tidak hanya indah dan mudah dipasang, tetapi juga memiliki ketahanan aus yang baik, tahan air, dan tahan korosi. Proses ekstrusi plastik memberikan pilihan yang lebih beragam dan ramah lingkungan untuk dekorasi rumah.

Profil Pintu dan Jendela

Dalam industri konstruksi, profil pintu dan jendela plastik secara bertahap telah menggantikan profil pintu dan jendela kayu dan logam tradisional karena ringan, tidak berkarat, dan mudah dibuat.

PVC adalah salah satu bahan utama untuk membuat profil pintu dan jendela. Anda bisa membuat kusen pintu dan jendela, selempang, dan bagian lain dengan berbagai bentuk dengan memeras PVC dari mesin. Bagian-bagian ini terlihat bagus, menahan panas, meredam suara bising, dan merupakan bagian dari bangunan modern.

Pipa

Pipa adalah salah satu hal yang paling umum dibuat dengan ekstrusi plastik. Anda bisa membuat pipa air, pipa gas, atau pipa insulasi kawat dengan ekstrusi. PVC, PE, dan PP adalah plastik yang paling populer untuk membuat pipa karena memiliki sifat fisik yang baik dan mudah diproses. Anda dapat membuat pipa dengan diameter, ketebalan dinding, dan panjang yang berbeda dengan ekstrusi agar sesuai dengan penggunaan yang berbeda.

Suku Cadang Otomotif

Ekstrusi plastik juga penting dalam industri otomotif. Ekstrusi dapat membuat suku cadang mobil seperti dasbor, segel, dan suku cadang lainnya. Komponen-komponen ini harus terlihat bagus dan memiliki ukuran yang tepat. Mereka juga harus mampu menangani cuaca dan tidak aus. Ekstrusi dapat membuat bagian-bagian ini. Itu bisa membuat suku cadang mobil yang bagus yang membuat mobil lebih baik.

Komponen Elektronik dan Listrik

Dalam industri elektronik dan kelistrikan, teknologi ekstrusi plastik banyak digunakan untuk membuat semua jenis rumah, bahan insulasi, radiator, dan bagian lainnya. Bagian-bagian ini harus memiliki insulasi yang baik, tahan panas dan kekuatan mekanik. Dengan menyesuaikan struktur dan ukuran cetakan ekstrusi, kami dapat membuat semua jenis bentuk dan warna komponen elektronik dan listrik yang kompleks untuk memenuhi kebutuhan produk yang berbeda.

Profil Khusus Lainnya

Selain profil plastik umum yang disebutkan di atas, teknologi ekstrusi plastik juga dapat menghasilkan berbagai profil khusus sesuai dengan kebutuhan pelanggan. Misalnya, profil khusus untuk pagar pengaman dan perangkat pelindung, profil presisi untuk peralatan medis dan komponen penerangan, dll. Produksi profil khusus ini membutuhkan desain cetakan presisi tinggi dan teknologi ekstrusi canggih untuk memenuhi kebutuhan bidang tertentu.

Kesimpulan

Ekstrusi plastik adalah proses yang mendorong plastik ke depan dengan memutar sekrup di laras, yang melibatkan prinsip-prinsip mekanis, termal, dan perlambatan. Termoplastik dipanaskan terlebih dahulu, dilelehkan, dialirkan ke cetakan untuk membentuk bentuk yang diinginkan, dan diselesaikan dengan pemotongan traksi.

Pencetakan ekstrusi adalah cara yang bagus untuk membuat sesuatu. Sangat presisi, sangat cepat, mudah dikendalikan, dan murah. Anda dapat menggunakannya untuk membuat semua jenis barang seperti perlengkapan rumah tangga, pipa, pintu dan jendela, suku cadang mobil, dan elektronik. Anda dapat membuat segala macam bentuk yang sesuai dengan apa pun yang Anda butuhkan. Ini bagus untuk semua jenis barang.