Plastic Joining
Transcript of Plastic Joining
Copyright © Wondershare Software
Kuswarini 0806331651M. Dimas Sanjaya 0806331670M. Ekaditya Albar 0806331683Maryane Anugerah P 0806331714
Copyright © Wondershare Software
Plastic Joining
What?
Why?
Where?When?
How?
Copyright © Wondershare Software
• Merupakan cara menyambungkan material plastik.
Plastic Joining
Heated Tool Welding Induction Welding
Vibration Welding Spin Welding
Ultrasonic Welding Heat Sealing
Hot Bar Welding Impulse Welding
Laser Welding Mechanical Fastening
Copyright © Wondershare Software
• Prinsip dasarnya adalah memanaskan permukaan dari polimerhingga mencapai suhu tertentu, kemudianmenyambungkannya dengan bantuan gaya tekan.
• Material yang dapat disambung dengan metode ini adalahberbagai jenis termoplastik, contohnya PP dan PE.
Copyright © Wondershare Software
Heating Platen is inserted
Holding fixture
Tooling stop
Part
Melt stop
Parts are held and aligned by holding fixture
Parts are pressed against
platen to melt edges.Heating platen is withdrawn.
Parts are compressed so
edges fuse as plastic cools.Holding fixtures open, leaving
bonded part in lower fixture
Copyright © Wondershare Software
Kelebihan
• Mudah diaplikasikan, baik untuklarge parts & small parts.
• Dapat diaplikasikan padaberbagai bentuk geometri darikomponen.
Kekurangan• Memerlukan waktu yang relatif
lebih lama dibanding metode lain.Untuk small parts, biasanyamemerlukan 10-20 detik,sedangkan untuk large parts (pipabesar) bisa mencapai 30 menit.
• Panas yang diperlukan untukmelelehkan permukaan yangakan disambung cukup tinggi,sehingga dalam beberapa kasusdapat menyebabkan degradasidan kemudian menempel padahot plate, sehingga menggangguproses itu sendiri.
Copyright © Wondershare Software
• Aplikasi:
Metode Heated tool welding biasanya digunakanuntuk pembuatan lampu belakang kendaraan &lampu indikator.
Copyright © Wondershare Software
• Merupakan suatu metode penyambungan polimerdengan menggunakan induksi panas yang berasaldari frekuensi gelombang, biasanya 10-20 MHz.
• Biasanya disebut juga dengan electromagnetic atauEMA welding.
Copyright © Wondershare Software
Alat-alat yang digunakan:
• Implant
Terbuat dari metallic atau ferromagnetic compound. Alat inilah yangnantinya akan dipanaskan. Setelah panas, alat ini akan mentransfer energipanasnya kepada permukaan material yang akan disambung melaluiperistiwa thermal conduction sehingga permukaan material tersebut akanmelunak.
• Power Supply
Merupakan alat untuk menciptakan arus listrik yang nantinya akan diubahmenjadi medan elektromagnet.
• Work Coil
Merupakan alat untuk menciptakan medan elektromagnetik yang nantinyaakan memanaskan implant.
Copyright © Wondershare Software
4 Tahapan Proses :
• Penempatan Implant
Implant ini tersedia dalam berbagai macam bentuk, misalnyasheets, extruded profiles, injection molded parts, tapes, danstrands yang tergantung dari ukuran dan bentuk dari partsyang akan disambung serta posisi dari work coil. Implant iniakan ditempatkan pada bagian yang akan disambung.
• Pemberian Tekanan
Setelah implant ditempatkan pada bagian yang akandisambung, selanjutnya material akan ditekan agarmenempel.
Copyright © Wondershare Software
4 Tahapan Proses :
• Induction Heating
Selanjutnya arus listrik akan dialirkan dan diubah menjadi medanelektromagnet. Medan elektromagnet akan memanaskan implantyang kemudian mentransfer panasnya pada material yang akandisambung lewat proses thermal conduction. Permukaan materialakan melunak, dan karena diaplikasikan dalam tekanan, makaterjadilah proses penyambungan dari material tersebut.
• Pendinginan
Setelah waktu yang sudah ditentukan, arus listrik akan dimatikansehingga material akan melalui proses pendinginan dalam kondisiditekan. Setelah mencapai kondisi yang baik, material yang telahdisambung dapat diambil.
Copyright © Wondershare Software
Jenis-Jenis Implant :
Copyright © Wondershare Software
Kelebihan
• Dapat digunakan untuk menyambungmaterial berukuran besar (mencapai6.1 m) dalam sekali proses.
• Setelah disambung, material jugadapat dipisahkan lagi denganperalatan yang sama, apabilaterdapat cacat pada sambungan atauapabila memang ingin dipisahkanlagi.
• Siklus produksi terbilang cepat, dengan waktu penyambunganbiasanya berkisar antara 1-10 detik.
Kekurangan• Kekurangan utama pada
Induction Welding adalah biayatambahan pada implant.
• Selain itu biaya yang digunakanuntuk mengoptimalkankonfigurasi pada work coil jugacukup signifikan.
• Dan kehadiran implant padasambungan juga terkadangmenimbulkan dampak terhadapmechanical performance darimaterial tersebut.
Copyright © Wondershare Software
• Aplikasi:
Induction Welding biasa digunakan untukmenyambung material dengan ukuran besar ataudengan bentuk yang tidak biasa.
Copyright © Wondershare Software
• Menggunakan tekanan serta panas yangditransformasikan dari friksi pada interface dari duamaterial untuk menghasilkan ‘melting’ di areainterface.
• Tekanan yang digunakan biasanya 0.5 – 20 MPa
• Umumnya digunakan pada polimer jenistermoplastik.
• Tipe gerakannya ada dua, yaitu:
1. Linear (Line Motion)
2. Orbital (Circular Motion)
Copyright © Wondershare Software
Linear (Line Motion) Orbital (Circular Motion)
Copyright © Wondershare Software
Copyright © Wondershare Software
• Merupakan metode atau teknik friction welding yangdigunakan pada material-material termoplastik yangmana bagian-bagian yang dilas dipanaskan melaluigesekan.
Copyright © Wondershare Software
Kelebihan
• Penggabungan yang sederhana, cepat, danefisien untuk bagian-bagiantermoplastik yang bundaratau silinder
Kekurangan
• Hanya dapat digunakanuntuk bagian-bagian circular cross-sectioned yang tidakmemerlukan penyelarasansudut.
Copyright © Wondershare Software
• Aplikasi:
Digunakan terutama diakhir pemasangankomponen-komponenyang kecil seperti: penyaring bahan bakar, pemeriksaan katup, silinder aerosol, dankarburator apung.
Copyright © Wondershare Software
• Ultrasonic welding hanya dapat digunakan pada polymerthermoplastik yang umunya mempunyai struktur amorf.
• Tidak dapat di aplikasikan pada crystalin polimer karena 2sebab:
Material kristalin menyerap energi vibrasi sebelumwelding zone dicapai, akibatnya energi yang dibutuhkanuntuk menyambung jauh lebih besar.
Kristalin material mempunyai melting temperatur yangtinggi, sehingga sangat sulit untuk mencapai kualitas yangbagus tanpa merusak komponen.
Copyright © Wondershare Software
• Pulsa ditransmisikan dengan alat getar resonansi(sonotrode). Pada area kontraksi terjadi panassehingga terjadi plasticizes locally pada material,kemudian kedua material tersebut menyatu.
• Biasanya dilakukan pada 20 kHz untuk mencapaiamplitudo getaran dan power yang dibutuhkanuntuk melehkan termoplastik.
• Contoh aplikasi pada packaging.
Copyright © Wondershare Software
Copyright © Wondershare Software
Kelebihan
• Preparasi permukaan tidak begitu diperhatikan.
• Hasilnya hanya meninggalkan deformasi yang sangat minimal pada permukaan.
• Material yang sangat tipis dapat di weld.
Kekurangan
• Polymer harus berstruktur amorf (thermoplastik)
• Material harus mempunyai melting point yang tidakjauh berbeda.
Copyright © Wondershare Software
Heat Sealing
Hot-Bar Welding
Impulse Welding
• Heat sealing digunakan untuk menggabungkanlapisan tipis thermoplastic yang tebalnya kurangdari 0,5 mm
Copyright © Wondershare Software
• Hot bar welding dua lembaran tipis polimertermoplastik ditekan dengan batang logam panas polimer akan lunak dan terjadi penggabungan diantara keduanya.
Copyright © Wondershare Software
• Impulse welding dua lembaran tipis polimertermoplastik ditekan dengan logam yang sumberpanasnya berasal dari electric insulation polimerakan lunak dan terjadi penggabungan diantarakeduanya.
Copyright © Wondershare Software
Kelebihan Kekurangan
1. Sedikit porositas2. Desain joint yang simpel3. Waktu welding cepat4. Lebih hemat biaya dari
metode penyambunganyang lain
1. Panas yang dihasilkanberasal dari lingkungan luarsehingga memungkinkankehilangan energi danefisiensi berkurang
2. Hanya dapat digunakanuntuk lapisan tipis(maksimal 0,5mm)
3. Transfer panas padametode hot-bar welding mencapai produk didalamnya
4. Kerusakan dapat terjadi ditempat lipatan pada area penyambungan
Copyright © Wondershare Software
• Menggunakan sinar laser untuk melelehkan plastik diregion penggabungan cocok untuk polimertermoplastik lembaran (sheet), lapisan tipis (film),dan polimer yang telah tercetak (molded)
Laser Welding
Direct Laser Welding
Transmission Laser
Welding
Copyright © Wondershare Software
• Pada metode ini, material dipanaskan daripermukaan luar ke bagian dalam menggunakanlaser dengan panjang gelombang 2-10,6 μm
Copyright © Wondershare Software
• Metode ini, polimer termoplastik dipanaskan denganmentransmisikan laser melewati bagian yang akandisambung menggunakan laser dengan panjanggelombang 0,8-1,1μm
Copyright © Wondershare Software
Laser welding
methods:
(a)moving work
piece,
(b)moving laser,
(c) curtain laser
(d) Simultaneous
welding,
(e) scanning laser
Copyright © Wondershare Software
Kelebihan Kekurangan
1. Proses Otomatis2. Prosedur kontrol kualitas
dan monitoring bagus3. Tidak ada kontak dengan
peralatan panas4. Tidak ada kerusakan
permukaan5. Tidak ada getaran6. Memungkinkan
menyambung padabentuk yang komplex
7. Panas yang terlokalisasi8. Sedikit atau tidak ada abu
1. Bagian atas harusmentransmisikanradiasi laser
2. Peralatan mahal3. Bahaya kesehatan dan
keamanan karenapenggunaan laser
4. Terbatasnya ketebalankhususnya untukmaterial highly crystalline
5. Permukaan sambunganharus bagus
Copyright © Wondershare Software
Copyright © Wondershare Software
• Proses penyambungan polimer dengan fastenersseperti mur atau dibuat dengan bagian yang salingberikatan (interlocking).
Mechanical Fastening
Permanen= Screws
Sementara= Snap-Fit
Copyright © Wondershare Software
Pemasangan screw yang tepat akan mengurangi bendingstress.
Copyright © Wondershare Software
• Pada metode ini, dua bagian yang akan disambungdengan memanfaatkan bagian yang bisa salingberikatan (interlocking) yang memang sudahdidisain dari saat membuat material tersebut
Jenis Snap-fit
Cantilever
Annular
Copyright © Wondershare Software
Cantilever Annular
Copyright © Wondershare Software
Kelebihan Kekurangan
1. Dapat digunakan untukmenyambung metal-polimer
2. Proses penyambungan lebihcepat
1. Ada stress di daerahpenyambungan
2. Harus dibentuk supaya adabagian interlock atau dibuatscrew
Copyright © Wondershare Software
Copyright © Wondershare Software
Copyright © Wondershare Software