ITS Undergraduate 15794 2105109618 Presentation

Published on March 2017 | Categories: Documents | Downloads: 80 | Comments: 0 | Views: 130
of 34
Download PDF   Embed   Report

Comments

Content

Outline:
JUDUL
LATAR BELAKANG
RUMUSAN MASALAH
BATASAN MASALAH
TUJUAN PERANCANGAN
METODOLOGI PERANCANGAN
SPESIFIKASI PRODUK DAN SPESIFIKASI MESIN
PERENCANAAN JUMLAH CAVI TY
DIMENSI SISTEM SALURAN
PERHITUNGAN TEKANAN I NJEKSI DAN GAYA PENCEKAMAN
PENDINGINAN CETAKAN DAN WAKTU SIKLUS
PENENTUAN LOKASI GATE
ESTI MASI BI AYA PRODUKSI
KESIMPULAN

Tugas Akhir
Perancangan Cetakan Bagasi
Sepeda Motor
(Honda) Untuk Proses
Injection Molding
Oleh : FIRMAN
WAHYUDI
2105 109
618
Dosen Pembimbing
:
Prof. Dr. Ing. I Made Londen Batan,

M.Eng

iTS

Institut
Teknologi
Sepuluh Nopember

Latar Belakang
 Adany keinginan masyarakat yang
a
menjadikan
seped
motor
sebagai alternatif sarana
a
angkut masyarakat meminta
baran
sehingga
g,
kepada
Otoparts
untuk Astra
memproduksi bagasi
sepeda motor.
 Dan selama ini cetakan belum dibuat,
sehingga Astra Otopart berkeinginan untuk
membuat cetakan dan memproduksinya
sendiri.

Gambar bagasi sepeda
motor yang dirancang

z

l:x

RUMUSAN MASALAH
Bagaimana merancang sebuah unit
ngga produk yang
icetakan njeksi,seh
i
id hasilkan sesuai dengan spesif kas
i
i
.
yang ditetapkan

BATASAN MASALAH
i sepeda moto r.
 Produk yangi d buat bagas
l
l
 Materi al yang di gunakan Po ypropi
ene
:
(
PP-7533
)
Taiwan PP

 Software
perancangan
l
dengan
ti I i
Mechanica
Desktop dan
. .
ns ght
5 0 fi
i kasi
t III.
 Spesi
mesin cetakan
Me i
 T. dak dilakukan optimas

danl
l

simu asi
l
l

Mo d F ow P as c
i j

:

i

n eksi M tsubhis
i

parameter proses

TUJUAN PERANCANGAN

 Merancang komponen – komponen
l :
utama i
njection mo,d nozzle, runner
sprue dan
gate.
il
 Menggambar
.
has
perancangan i dalam bentuk
gambar kerja
i
i
 Mengh tung estimas
i
b aya .
untuk proses pembuatan bagas
sepeda motor

METODOLOGI
PERANCANGAN
~~data:

1.

AA..>eAU!.m~J;l..r.:..~Js

.2.~~

.3 .

AA..>eA.i.&J. i ~:L mate
rial

~~~:

1.

eeffi~.:i¥W.lu,.lJJtW. 9~1JJ;l!tOOJVJlJSl~J!

2.

D'irnen:Si sprue,

S.

J3.9,)J~ ..y$l~~.

runnerdan

gate.

caVity

TIdak:

~~~~:
1. §1~iS!tI. ~JJ -Qo .i.ruijJ!{!IV~
2.~~

.3. e...~IJ$J!1~

~!I,}.@J!

Si m ulas'i cetakan

Va

Perencanaan Sistem
Pengeluaran Produk

tti!t.

Penentuan Komponen Pendukung:
ejector, spring ejector plug. guide bush,
guide pin

Proses perancangan komponen cetakan injeksi dalam
bentuk gam bar kerja.

I IF KASI PRODUK
SPES
Materi al Produk : Polyprop ene
i
Tailwan
PP -7533

l

Luas proyeks
1223
8 cm2
i
,
Vo umei cav ty ,987 08 cm3
Massa cav
i ty 742
, 74 g

Spes
i fikas
i Mesi n I njeksi
Max. inj ecti on speed 8.27 ps i
Max. i nj ection pressure
i ps Max ho ding
24157
. l 21315 ps Clamp
pressure
i i f 300 US ton
ng orce
l C amping stroke
i 23.62 in
(
)
) clearance HxV 28.74 x 28.74
T( r-bar

PERENCANAAN JUMLAH
I CAV TY
Berdasarkan gaya pencekaman (Fc) N = 1.6 x 10 -2 cavit y
Berdasarkan kapasit as i nj eksi maks. N = 7.21 x 10 -2 cavit y
Berdasarkan kapasit as i nj eksi mi n. N = 2.88. x 10 -1 cavit y
l j li
l i .
it
Berdasarkan a u a ran p ast k
N = 1.5 cav y
i
l
it
j l
t ,
t i
:
Dar hasi perh ungan um ah cavi y dapa d simpulkan da am
l li i j
it
seka n eksi = 1 cav y

DI MENSI SISTEM SALURAN
sprue

D

runner

W

x4 L D

3 ,7
24 mm

,
D 23 , 6 mm

Ag
P n po nt gate

i
2

cm

2

5 4mm

742.4
0.7525.2778, 6. 6. 53
i

2
g

D

742 74
,

A

.

2.6mm

3mm

5. 4 x10

x 4 106 ,25

37

HASIL PERHITUNGAN TEKANAN
INJEKSI
Penurunan Tekanan Injeksi Saluran
 Sprue = 14.43 MPa ≈ 14.5 Mpa
 Runner = 0,12 MPa
 Gate
= 0,0014 MPa
Tekanan Isi Spesifik pada Cavity
 Flow path (FP) = 23.62603 cm
Tekanan isi spesifik Pi = 15.967 Mpa
Jadi, tekanan injeksi = 30.58 MPa

Gaya F!encekaman Cetakan
Gaya injeksi = 3.74 kN
Gaya pencekaman minimum =
4.114 kN Sedangkan,
Gaya pencekaman mesin maksimum =
2668.9 kN Sehingga, kemampuan
mesin memenuhi.

PENDINGINAN CETAKAN
Waktu pendinginan = 26 detik
Laju aliran cairan pendingin = 5.55x10-4 m3 /
s
Diameter maksimum saluran pendingin = 17
mm

Waktu Siklus
Waktu gerak cetakan,
Gerak cetakan membuka = 0,4 detik
 Gerak cetakan menutup = 0,34 detik


Waktu pendinginan = 26 detik
Waktu injeksi.
Waktu injeksi sebenarnya = 3.53 detik
 Holding time = 6.5 detik


Waktu pengeluaran produk = 0,893 detik

Jadi, total waktu siklus sebesar 34,163
detik

Penentuan Lokasi Gate
~n

. -- B~;i g~t~-Io~~;o

i

= 1000::

".,.,
;:
".,
""

Best

".,

.It,
"
"

;:

.:,,
"

~:
"
::

..,

~
~
~,

•l

,

i. ,,
,

Worst

::

.,"
"

;.fIOId'Iw/
:M_QLDfWW

".~Sl;l.t;$.IN~Ki.HT......

"

-167 ::
-178.:.,
-83 :,

.

S.c~le (3!lD rrl'!l)

.

._ ....

::

~

:1

Dengan menggunakan 2 gate (uniform flow length),

EST
I MASI BI AYA PRODUKSI
Biaya produksi cavity =. Rp.. 4 087 750 ,Biaya produksi base mold. = .Rp .36 000 000 ,Biaya produksi komponen pendukung. =Rp.
. 47 821
937,00
Tota
l Biaya Produks i Cetakan = Rp 87 909
687 ..
.
,

KESIMPULAN
Dari hasil perancangan dapat dipero eh l :
1. Jumlah cavity untuk kemampuan mesin ada ah 1 lcavity
2. Ukuran base mold 596 mm x 446 mm x 324 mm
.
3. Untuk dimens saluran:
i
- sprue :ds = 6 5, mm d; =f 8 5. mm L;= 59 91, mm d amb
( i da
il ca a
ri og ts anda
l
td

r )

D=
-runner :penampang ingkaran
l
, 24 mm
= 3mm
-gate : pin po nt
i gate 2 6 .mm≈ d ameter
i
4. Parameter proses yang d dapatkan
dar hasil
i
i perhitungan
adalah
:
Mo d Temperaturel
57 oC
Me t Temperature:
232 oC
njectl on time
3:53 s
Max mum nject
160 Mpa
I on Pressure
i
5 Jum ah biaya untuk
: , proses pembuatan Rp 87 909 687
i
I
i
:

.

l

:

.

.

.

Demikian dan Terima Kasih
Mohon Kritik dan Saran



PERH
I TUNGAN JUMLAH CAV TYI
Berdasarkan gaya pencekaman (Fc) N
N

Berdasarkan kapasitas inj eksi maks.N

10. f .Fc
A.P inj
10.1, 3. 2668
. 9kN
2
cavity
2
2 . 1 6 x10
1223 ,868cm .1698 ,4 kgf / cm
02
Vs N 0 2 349, 04 N
7
21x10
.
.
.
0. 2.
967,65
Vp

Berdasarkan kapasit as i nj eksi mi n. N 0,8 Vs N
Vp

Berdasarkan
plastik.

l aj u

ali ran

n4

t evel .Rp
3, 6Vp .

m

0. 8.

349
, 04
N , 2 88x10
967, 65

n4

23, 6x172
1, 5cavity
3, 6x967, 65x0, 75252

01

Grow From

GWWfrom
= 2.000

1.250

\[J[]O

.43
·21
-6

Hasil simulasi Grow from merupakan visualisasi dari proses pengisian
cairan plastik yang terjadi melalui masing-masing gate. Bahwa proses
pengisian dimulai dari warna biru kemudian dilanjutkan warna merah.
Meski menggunakan balancing gate, daerah yang lebih dulu terisi
merupakan warna biru.

fi\\time
: 4032lsl

Fill Time

2.016

.41

.2'3

.1

Hasil simulasi fill time menunjukkan waktu yang dibutuhkan
cairan plastik untuk mengisi semua rongga cavity dari sprue hingga
produk. Pengisian paling awal dimulai dari warna biru, sedangkan
akhir dari proses pengisian ditunjukkan dengan warna merah. Dari
gambar dapat diketahui waktu yang dibutuhkan untuk mengisi
semua komponen saluran ialah 4.032 detik

= 232.3ICI'
ICI

Temperature at Flow Front

2323

151.8

-39
-22

-8

Hasil simulasi temperature at flow front menunjukkan tingginya temperatur cairan
plastik ketika mencapai titik atau area tertentu pada rongga cavity. Untuk menghindari
terjadinya cacat hesitasi, maka selisih temperatur ketika cairan plastik masuk rongga
cavity dan akhir dari proses injeksi tidak boleh lebih dari 5 oC. Selisih perubahan
temperatur yang tinggi menunjukkan bahwa waktu injeksi sangat lamban. Dari gambar
menunjukkan temperatur cairan plastik ketika memasuki sprue ialah sebesar 232.3 oC.
Sedangkan aliran plastic yang melalui sprue tetap berkisar 232.3 oC

Bulk Temperature

\e\

Hasil dari simulasi bulk temperature menunjukkan besarnya temperatur rata-rata
ketika cairan plastik melewati ketebalan tertentu. Dari gambar dapat dilihat pada runner
berwarna kuning mendekati merah dengan temperatur 184.3 oC. Hal ini terjadi karena
terjadi penyempitan pada runner menuju gate, sehingga terjadi gesekan yang besar
yang menyebabkan peningkatan temperatur sesaat. Sedangkan pada produk didominasi
warna biru, yang menunjukkan temperatur 57 oC. Dikuatirkan akan terjadi short shot
pada cavity.

Pressure

31.<§J

Hasil dari simulasi pressure menunjukkan distribusi tekanan pada tahap akhir
proses pengisian. Tekanan merupakan energi yang digunakan untuk mendorong cairan
plastik menuju rongga cavity melalui sistem saluran.
Pada menunjukkan bahwa distribusi tekanan merata pada produk yang
menunjukkan warna biru muda pada ujung produk. Tekanan pada ujung produk
merupakan tekanan yang paling rendah.. Tekanan yang diperlukan untuk mengisi agar
cavity terisi secara penuh adalah 75 Mpa.

Orientation at skin

\
,z.l..
~

\
-33 \
:~\

.,0 \

Hasil dari simulasi orientation at skin menunjukkan arah orientasi dari molekul
cairan plastik yang tampak pada bagian terluar produk. Arah orientasi yang sama akan
menghasilkan permukaan produk yang baik. Apabila terjadi perbedaan arah orientasi
yang cukup besar, maka dapat menyebabkan terjadinya penyusutan yang tidak
seragam. Disamping itu, area bertemunya arah orientasi yang berbeda akan
menimbulkan cacat weldline. Tampak bahwa arah orientasi seragam dari in gate
menuju daerah terluar produk, akan tetapi ada area yang memungkinkan bertemunya
dua arah orientasi yang berbeda sehingga menyebabkan weld lines.

Weld
line
Weld lines i

/'

('

·33

-zs

·10

Weld lines dapat terjadi ketika bertemunya dua atau lebih arah aliran cairan plastik.
Bertemunya dua atau lebih arah aliran cairan plastik dapat disebabkan karena beberapa
hal, diantaranya ialah adanya lubang pada produk, lokasi in gate yang lebih dari satu,
atau adanya ketebalan produk yang tidak merata. Dari gambar menunjukkan adanya
kemungkinan cacat weld lines yang terjadi pada produk. Hal ini terjadi karena pada
produk terdapat lubang dan adanya dua penempatan lokasi in gate.

Air Traps
Air traps

()

••

..

o



,r

O.

o

·33
·26
·10

Hasil simulasi air traps merupakan visualisasi adanya udara terjebak dalam proses
injeksi. Terjadinya udara terjebak dapat ditimbulkan karena kecepatan aliran dan
tekanan yang terlalu tinggi, sehingga udara tidak sempat keluar dari rongga, serta
holding pressure yang terlalu cepat. Adanya air traps dapat mengakibatkan burn marks
dan short shot. Untuk menghindari cacat ini, maka perlu diletakkan venting atau celah
sebagai tempat mengalirnya udara.

Time to Freeze
Time to freeze
= 768.9Isl

Is)
768.8

577.6

366.3

,,
,
,

,,,
195.1
,
,
,
,
,
,

,

,,
,
,
,
,
,
,

3.843

·51
·18
·10

~

Hasil simulasi time to freeze menunjukkan waku yang dibutuhkan untuk
mendinginkan cairan plastik menjadi padat, yaitu waktu setelah proses injeksi selesai
hingga mencapai temperatur pengeluaran produk. Dari gambar 5.9 dapat terlihat waktu
yang dibutuhkan untuk pendinginan adalah 768.8 detik

f\~

rate, beams
347 .6\5\

utTl' -

Flow rate
~.~._

,-,_ ~

""....

-..

·51

.16
,10

Hasil simulasi circuit flow rate menunjukkan besarnya debit aliran air ketika
melewati saluran pendingin. Gambar 5.11 menunjukkan debit aliran air yang konstan,
yaitu sebesar 3860.8 cm3 /sec.

Penurunan Tekanan Pada Sprue
2kL
R

P_ sprue

1
3
Q
n
R3

n

=14.5 MPa + 0.12 Mpa + 0,0014 Mpa

2. x5, 3x10. 3 Pa
. sx0
, 099m
0, 003115m

P_ sprue

3

=14.62 MPa

0 , 378

1
m3
x0,000349044
0, 378
s
3
, 003115m
3, 14 x0

Pi m n = Pi + ΔP
= 16.2 MPa + 14.62 MPa
= 30.82 MPa

= 14.43 MPa ≈ 14.5 MPa

Gaya
pencekaman enurunan Tekanan Pada Runner
F =P xA
2kL
R

P_ runner

3

1

n
3
R

i

n

Q

F = 30.58 MPa x 0,1224 m2 = 3.74 kN
i

3

3

3

1
m
x0 000349044
,
0, 378
s
3
3 14 x0 024m
,
,

P_ runner

2 x5 3x10 Pa sx0 2125m
,
. . ,
0 024m
,

P_ runner

0 1114006341MPa ≈ 0,12 MPa
,

enurunan Tekanan Pada
Gate
P_ gate
P_ gate

,
. . ,
3
2 x5 3x10, Pa sx0 001m
0 004m
0,00131577MPa

o
t t

3

,
3
,1
x0 000349044m
0 378
s
,
,
3
3 14 x0 004m

,
0 378

0 378
,

Fc= F (1 + 10%)
i

= 4 114 kN < 150 US Ton = 23,250 kN
.

Perhitungan Waktu Pendinginan Cetakan
2

tc

S max

=

.

2

l n
2

Te

p

,
(0 003) 2
, .
2
0 67 10

tc

tc

8. 232

ln

2

63

,
l
,
13 61x n 6 76

tc
L

7

8 Tm

Laju Aliran Fluida Pendingin

Tw

V
C

Tw

l

40

aju Perpindahan Panas Yang Diperlukan

tb

lt
j t
= M produk. Cp ( T me – T e ec )

molding

J.
= 0,74274 kg x 2890 0
kg C

li
oo ng

li

Coo ng

Q

li

Coo ng

TC

,
362761 64J
26Sec

,
13952 3W

t

Q

li
nes

li

Q nes

4

3

5 55x10 m

40
,
= 116 67

0

0

x (232 C - 63 C)

ti

*+

t
h

t i* =
Qlines

.

coolant

t

Pcoo an

/

s

100
,
ti
0 34 de k

Waktu penginjeksian
ti

= 362761,64 J

Qmolding

l

Gerakt cetakan membuka
,
t
L
40
=
0
4
de
ik
bb
V

.

Q

.

bb

Q

.

.

0

Vcoolan

26 det k

molding

. T

2325
/ .3W
/
2
1 C 1000kg m 4187 J kg 0C

t

t

40

Qlines

coolant

Vcoo an

i

Q

QC

coolant

Q cooling

ti

nlines

,
13952 3W
6
.
/
2325 3W =0.5554 kcal det

ti

* =

=

Vp
,
0 8x Q me si n
987
,
.
0 8 x 349 0445

ti
= 3,53 de k

,
i
ti
= 3 53 det k + 3 de k
i
= 6,53 det k

Sponsor Documents

Or use your account on DocShare.tips

Hide

Forgot your password?

Or register your new account on DocShare.tips

Hide

Lost your password? Please enter your email address. You will receive a link to create a new password.

Back to log-in

Close