Tampilkan postingan dengan label Know How Thermoplastics. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Know How Thermoplastics. Tampilkan semua postingan

Mesining Plastik Optimalisasi Cutting Tools

Pencapaian produktifitas menjadi penting, karena menentukan profit yang bisa dicapai. Tetapi untuk mendapatkan produktifitas optimal, dua hal penting mesti dilakukan. Pertama proses harus berlangsung dengan cepat dan efisien. Kedua hasil outputnya acceptable (dapat diterima). Untuk mendapatkan kualitas hasil produksi yang bisa diterima, beberapa faktor harus diperhatikan yaitu tipe plastik yang akan di cutting, peralatan cutting (tools) dan desain, ketahanan aus peralatan, dan juga fixturing dan colleting.



Cutting tool material

Ada empat grup tool material yang dipertimbangkan untuk analisis : high speed steel (HSS), carbide, ceramic dan diamond.
High-speed steel (HSS) berbiaya rendah namun demikian memberikan produktifitas tool material cukup baik, termasuk untuk jenis rigid plastik maupun fleksibel plastik. Biasanya umur pakai HSS tool tidak selama carbide tool terutama pemotongan plastik rigid. Meskipun demikian penggunaan material HSS lebih disukai jika ada tingkat kesulitan pada pemasangan fixture dan lingkungan operasi yang berat. Yang penting dicatat bahwa HSS tidak perform pada material fiber reinforced.
Carbide, dilain pihak bersifat lebih padat dan keras sebagai material cutting tool daripada HSS. Material tool berbahan carbide dapat memotong hampir semua grup plastik dengan sangat efektif. Namun tentunya harga carbide tool jauh lebih mahal dibandingkan dengan material tool tipe HSS sekitar tiga kali lebih mahal. Komparasi penggunaan carbide atau HSS dapat dianalisa melalui rasio price/performance.
Penggunaan diamond tooling dapat menjadi pertimbangan bilamana masa pakai/ kecepatan aus carbide tool dirasa tidak lagi menguntungkan.

Tool design

Ada teori yang beranggapan bahwa jika cutting tool cukup handal memotong steel ataupun wood composite, maka dapat dipastikan tool tersebut dapat memotong plastik dengan baik.
Salah, kekeliruan terbesar adalah begitu banyak routers cutting plastik material yang hanya memberikan tingkat produktifitas potensial kurang dari 50 persen. Hal ini disebabkan masing masing kategori plastik membutuhkan geometri tool yang berbeda untuk mendapatkan optimum performance dan produktifitas
Plastik memiliki karakter unik karena chip yang terserpih memiliki kemampuan untuk mengalami perlengketan (reweld) pada bidang plastik satu sama lain. Untuk itu tool geometri harus di desain untuk dapat mengeluarkan chip dari bidang potong mata pisau, hal ini bukan hanya untuk mengatasi masalah perlengketan yang menyebabkan panas dan macet dan aus namun juga untuk menghasilkan plastik part finish yang acceptable.
Multi-flute solid carbide spiral tools lebih disukai untuk mesining fiber-reinforced materials, jika dipakai mesin CNC router. Namun jika hand routers yang digunakan, alternative carbide-tipped tool dengan penyesuain plastic geometri menjadi pilihan berdasarkan cost yang lebih efisien.

Tool wear

Faktor panas yang terjadi akibat gesekan adalah musuh utama dari masa pakai tool. Mencegah tool menjadi panas diharapkan dapat memperlama masa pakai.
Pastikan memilih tool material yang cocok dengan tipe plastik yang akan di routing. Kedua pilihlah cutting tool dengan geometri yang sesuai dengan tipe plastik. Penting untuk memastikan bahwa tool yang dipakai selalu dalam kondisi tajam untuk mereduksi panas yang akan timbul. Bilamana tool tumpul maka akan memperlambat kecepatan pemotongan dengan hasil pemotongan yang kasar.
Prinsip penting segera keluarkan chip – karena akan memproduksi panas. Faktor masa pakai lainnya adalah keteguhan router, kemantapan setup dan fixturing. Material akan bergerak dan bergetar/ vibrasi ketika dipotong, hal ini akan menyebabkan kerusakan yang tidak diinginkan dari tool. 

Colleting

Banyak workshop memilih tool tanpa memperhatikan betapa pentingnya collet untuk memegang tool tersebut. Collet sedapat mungkin diganti setiap rata rata 500 sampai 700 jam pemakaian. Sebab lambat laun collet akan kehilangan elastisitas dan kekerasannya yang akan menjadi penyebab hasil finish cutting yang tidak memuaskan. Bersihkan collet dengan wire brush, sebab chip, chemical dan resin yang tidak dikeluarkan atau dibersihkan akan menjadi deposit yang akan menyebabkan kegagalan tool.




Homopolymer dan Copolymer



Untuk memahami properties plastik yang tentunya berhubungan dengan performance yang kita inginkan, adalah penting untuk mengerti plastik melalui struktur polymernya.

Polimer adalah molekul besar (makromolekul), dengan pengulangan unit struktural monomer. Monomer ini terikat satu sama lain dengan ikatan kovalen untuk membentuk polimer.  

Memahami properties plastik dari rantai polymer



Plastik dan polymer yang ada disekitar kita mempunyai sifat yang sangat beragam, ada yang bersifat elastis/ lentur, ada yang fleksibel, ada yang keras dan kaku, ada yang lembut lunak, ada yang getas keras namun mudah patah, ada yang transparan, ada yang buram. Ada yang tahan temperature tinggi ada yang mudah meleleh dan lain lain.
Disamping zat additive dan filler yang ditambahkan pada pembuatan plastik, struktur polimer dapat menjelaskan beragam sifat karakter plastik tersebut.

Plastics Thermoforming Properties


Thermoplastik Forming
Semua thermoplastik akan melalui dua tahap yang berbeda apabila kita panaskan.
Pada
tahap awal apabila plastik dipanaskan akan menjadi apa yang kita kenal sebagai kondisi 'elastis', yaitu menyerupai material kenyal, seperti karet gelang, dengan kekuatan tarik yang hanya sedikit saja memberikan perlawanan terhadap pembentukan/ forming. Temperature panas pada tahap ini adalah pada rentang suhu di atas titik glass transition temperature (di bawah suhu glass transition ini plastik masih bersifat rigid/ kaku).  

Polymer Melting Temperature

Polimer yang berbeda memiliki titik leleh (Tm : melting temperature) dan titik glass transisi temperature (Tg : glass temperature) yang berbeda. Banyak plastik yang dibentuk dengan pemanasan  sampai menjadi fleksibel /lembut/ rubbery menyerupai karet, dan kemudian dibentuk dengan cetakan, compression forming, vacuum forming, stamping, atau dengan cara lainnya. Sulit untuk melakukan hal ini secara manual, karena membutuhkan instrument yang dapat mengontrol suhu dan harus didapatkan suhu yang merata pada semua sisi bagian plastik.  

Polymer Morphology

Polymer
Polymer adalah molekul besar hydrocarbon yang memiliki berat molekul antara seribu sampai jutaan yang terbangun dari repetisi rantai carbon dengan berat molekul yang lebih rendah. ‘Poly’ berarti banyak dan ‘mer’ berarti bagian. Sebagai contoh polyethylen adalah gabungan dari banyak molekul ethylene  C
2
H
4
  atau H2C=CH2 sebagai penyusunnya. 
Proses penggabungan menjadi molekul besar (rantai panjang) ini disebut polymerisasi.

Apakah syarat hot gas welding harus plastik yang sejenis ?

Jawabannya iya,..secara umum memang plastik tidak akan sukses di joint dengan cara welding, bila kedua plastik tidak sejenis, namun ada beberapa pengecualian (anomali) yang tidak mengikuti aturan umum tersebut. Sebagai contoh plastik acrylic (PMMA) yang biasa dipakai untuk 'kaca' lampu mobil dapat di welding joint dengan plastik ABS (acrylonitrile butadiene stryrene) yang biasa digunakan untuk rumah lampunya tersebut. Alasan yang dapat dimengerti adalah kedua jenis plastik tersebut baik PMMA maupun ABS merupakan polimer yang bersifat amorphous dan memiliki rentang Tg (glass transition temperature) yang hampir sama ; Tg untuk PMMA 85-105 deg C dan untuk ABS berkisar antara 110 - 125 deg C. Kombinasi pengecualian lainnya adalah PS (Polystyrene) dengan ABS dan PMMA dengan PC (polycarbonate).  

Tabel dibawah ini dapat dipakai sebagai acuan potensi untuk kombinasi plastik yang masih memungkinkan dijoint dengan cara pengelasan hot gas welding.

Thermoplastics 

ABS
ABS/PC
Acrylic
PA 12
PBT
PC
PE
PEI
PET
PP
PPO
PS
PVC
Acrylonitrile butadiene styrene
ABS
x
x
x

?
x

?



-
-
ABS/PC blend
ABS/PC
x
x
-


x







Polymethylmethacrylate
Acrylic
x
-
x


-





-
?
Nylon 12
PA 12



x

?







Polybutylene terephthalate
PBT
?



x
?

?




?
Polycarbonate
PC
x
x
-
?
?
x

-
?


-

Polyethylene
PE






x


?



Polyetherimide
PEI
?



?
-

x





Polyethylene terephthalate
PET





?


x




Polypropylene
PP






?


x



Polyphenylene oxide
PPO










x


Polystyrene
PS
-

-


-





x

Polyvinylchloride
PVC
-

?

?







x

Keterangan :



tidak dapat di welding joint
x
dapat di welding joint
-
beberapa grade bisa
?
beberapa dilaporkan sukses
Sumber :
1 Reinhold Martin, 'The Use of Lasers with Technical Polymers', AILU Conference, 'Laser Processing of Polymer-Based Materials', February 2004
2 Grewell, Benatar & Park, 'Ultrasonic Welding' in Plastics & Composites Welding Handbook, Hanser 2003, ISBN 3-466-19534-3
3 Benatar, 'Implant Induction (Electromagnetic) Welding' in Plastics & Composites Welding Handbook, Hanser 2003, ISBN 3-466-19534-3
4 Froment, 'Linear & Orbital Vibration Welding' in Plastics & Composites Welding Handbook, Hanser 2003, ISBN 3-466-19534-3
5 Watson, Rivett & Johnson 'Plastics - an Industrial & Literature Survey of Joining Techniques', The Welding Institute Research Report 301/1986


Bisakah Las Plastik/ Plastic Welding Acrylic PMMA menggunakan kawat las PVC Clear 

Berikut kutipan bersumber dari :
http://en.wikipedia.org/wiki/Plastic_welding

"Hot gas welding, also known as hot air welding, is a plastic welding technique using heat. A specially designed heat gun, called a hot air welder, produces a jet of hot air that softens both the parts to be joined and a plastic filler rod, all of which must be of the same or a very similar plastic. (Welding PVC to acrylic is an exception to this rule.)"

Plastik PMMA atau yang lebih kita kenal dengan plexiglass atau acrylic berdasarkan banyak pengakuan cukup sukses untuk dapat di welding dengan kawat las pvc (kawat las pvc clear).
PVC Welding Clear



Acrylic Flange dan Pipa Acrylic di Welding dengan PVC Clear Welding Rod
Hal ini sangat menguntungkan (joining dengan hot gas welding) untuk menyambung pipa atau tabung acrylic yang digunakan sebagai pipa transparan untuk aliran fluida. Untuk mengatasi masalah dimana penggunaan lem solvent acrylic saja tidak cukup kuat pada sambungan pipa acrylic untuk aliran air, mengingat sifat lem solvent acrylic sangat cair/ encer sehingga sulit menutup kebocoran/ leak yang mungkin timbul.
Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...