Apa Proses Struktural untuk Komponen Plastik?

Apa Proses Struktural untuk Komponen Plastik?

Desain proses struktural untuk komponen plastik terutama melibatkan pertimbangan seperti geometri, akurasi dimensi, rasio tarikan, kekasaran permukaan, ketebalan dinding, sudut draft, diameter lubang, jari-jari fillet, sudut draft cetakan, dan rusuk penguat. Artikel ini akan menguraikan masing-masing poin ini dan membahas cara mengoptimalkan elemen-elemen ini selama proses thermoforming untuk meningkatkan kualitas produk dan efisiensi produksi.

1. Geometri dan Akurasi Dimensi

Sejakplastik termoformingadalah metode pemrosesan sekunder, terutama dalam pembentukan vakum, sering kali terdapat celah antara lembaran plastik dan cetakan. Selain itu, penyusutan dan deformasi, terutama di area yang menonjol, dapat menyebabkan ketebalan dinding menjadi lebih tipis, yang menyebabkan penurunan kekuatan. Oleh karena itu, komponen plastik yang digunakan dalam pembentukan vakum tidak boleh memiliki persyaratan yang terlalu ketat untuk geometri dan akurasi dimensi.

Selama proses pembentukan, lembaran plastik yang dipanaskan berada dalam kondisi peregangan yang tidak terkendali, yang dapat menyebabkan kendur. Ditambah dengan pendinginan dan penyusutan yang signifikan setelah pelepasan cetakan, dimensi dan bentuk akhir produk dapat menjadi tidak stabil karena perubahan suhu dan lingkungan. Karena alasan ini, komponen plastik yang dibentuk secara termal tidak cocok untuk aplikasi pencetakan presisi.

2. Rasio Gambar

Rasio tarikan, yang merupakan rasio tinggi (atau kedalaman) komponen terhadap lebarnya (atau diameter), sangat menentukan tingkat kesulitan proses pembentukan. Semakin besar rasio tarikan, semakin sulit proses pencetakan, dan semakin besar kemungkinan timbulnya masalah yang tidak diinginkan seperti kerutan atau keretakan. Rasio tarikan yang berlebihan secara signifikan mengurangi kekuatan dan kekakuan komponen. Oleh karena itu, dalam produksi aktual, kisaran di bawah rasio tarikan maksimum biasanya digunakan, biasanya antara 0,5 dan 1.

Rasio tarikan berhubungan langsung dengan ketebalan dinding minimum komponen. Rasio tarikan yang lebih kecil dapat menghasilkan dinding yang lebih tebal, cocok untuk pembentukan lembaran tipis, sementara rasio tarikan yang lebih besar memerlukan lembaran yang lebih tebal untuk memastikan bahwa ketebalan dinding tidak menjadi terlalu tipis. Selain itu, rasio tarikan juga berhubungan dengan sudut draft cetakan dan kemampuan meregang bahan plastik. Untuk memastikan kualitas produk, rasio tarikan harus dikontrol untuk menghindari peningkatan tingkat skrap.

3. Desain Fillet

Sudut yang tajam tidak boleh dibuat di sudut atau tepi komponen plastik. Sebaliknya, fillet yang sebesar mungkin harus digunakan, dengan radius sudut umumnya tidak lebih kecil dari 4 hingga 5 kali ketebalan lembaran. Kegagalan untuk melakukannya dapat menyebabkan penipisan material dan konsentrasi tegangan, yang berdampak negatif pada kekuatan dan ketahanan komponen.

4. Sudut Draft

pembentukan termalcetakan, mirip dengan cetakan biasa, memerlukan sudut draft tertentu untuk memudahkan pelepasan cetakan. Sudut draft biasanya berkisar antara 1° hingga 4°. Sudut draft yang lebih kecil dapat digunakan untuk cetakan betina, karena penyusutan bagian plastik memberikan sedikit kelonggaran tambahan, sehingga pelepasan cetakan lebih mudah.

5. Desain Tulang Rusuk Penguat

Lembaran plastik yang dibentuk secara termal biasanya cukup tipis, dan proses pembentukannya dibatasi oleh rasio tarikan. Oleh karena itu, menambahkan rusuk penguat di area yang secara struktural lemah merupakan metode penting untuk meningkatkan kekakuan dan kekuatan. Penempatan rusuk penguat harus dipertimbangkan dengan cermat untuk menghindari area yang terlalu tipis di bagian bawah dan sudut komponen.

Selain itu, menambahkan alur dangkal, pola, atau tanda pada bagian bawah cangkang yang dibentuk secara termal dapat meningkatkan kekakuan dan menopang struktur. Alur dangkal memanjang pada sisi-sisinya meningkatkan kekakuan vertikal, sementara alur dangkal melintang, meskipun meningkatkan ketahanan terhadap keruntuhan, dapat membuat pelepasan cetakan menjadi lebih sulit.

6. Penyusutan Produk

Produk yang dibentuk secara termalumumnya mengalami penyusutan yang signifikan, dengan sekitar 50% penyusutan terjadi selama pendinginan dalam cetakan. Jika suhu cetakan tinggi, komponen dapat menyusut hingga 25% tambahan saat mendingin hingga mencapai suhu ruangan setelah dilepaskan dari cetakan, dengan 25% penyusutan yang tersisa terjadi selama 24 jam berikutnya. Selain itu, produk yang dibentuk menggunakan cetakan betina cenderung memiliki tingkat penyusutan 25% hingga 50% lebih tinggi daripada yang dibentuk dengan cetakan jantan. Oleh karena itu, sangat penting untuk mempertimbangkan penyusutan selama proses desain guna memastikan bahwa dimensi akhir memenuhi persyaratan akurasi.

Dengan mengoptimalkan desain untuk geometri, rasio tarikan, radius fillet, sudut draft, rusuk penguat, dan penyusutan, kualitas dan stabilitas komponen plastik yang dibentuk secara termal dapat ditingkatkan secara signifikan. Elemen desain proses ini memiliki dampak penting pada efisiensi produksi dan kinerja produk yang dibentuk secara termal dan merupakan kunci untuk memastikan bahwa produk memenuhi persyaratan pengguna.