Penghasilan Produk Plastik dari Proses Pengacuan Suntikan Plastik

Oleh: Raja Azlan bin Raja Abdullah
Senior Technical Training Officer,
German Malaysian Institute

Tidak salah rasanya untuk menyatakan bahawa produk plastik adalah satu keperluan hidup buat zaman ini. Dari alatan dapur, automobil, pembungkusan, elektronik dan banyak lagi tak terkira bilangannya kepentingan produk plastik di masa kini. Ada jenis nipis, tebal, berongga dan berbentuk kompleks. Tapi pernahkan anda terfikir bagaimana semua produk ini dihasilkan?

Pengacuan suntikan plastik (plastic injection moulding) merupakan salah satu pilihan proses yang boleh digunakan dalam penghasilan produk plastik. Walaupun tidak semua bentuk dapat dibuat melalui proses ini tetapi saya yakin lebih 70% produk plastik dipasaran adalah melibatkan proses ini. Antara kelebihan utama proses ini adalah ianya mampu menghasilkan produk plastik yang berbentuk kompleks, permukaan produk yang cantik dan juga julat dimensi yang sangat ketat. Kini kita dapat menggunakan tablet, telefon tangan, komputer riba, pencetak yang semuanya ini dibuat menggunakan proses pengacuan suntikan plastik dan produk ini sangat berkualiti tinggi.

Apa sebenarnya pengacuan suntikan plastik?

Pengacuan suntikan plastik (plastic injection moulding) merupakan suatu proses dimana Polimer plastik yang akan dimasukkan dalam mesin pengacuan suntikan plastik (plastic injection moulding machine) untuk dicairkan sehingga bertukar bentuk dari pepejal Polimer plastik (yang biasa dalam bentuk granul kecilan) kepada bentuk cecair dan akhirnya disuntik kedalam acuan besi untuk mendapatkan bentuk produk yang dikehendaki.

Secara amnya mesin pengacuan suntikan plastik terbahagi kepada dua unit utama. Unit pertama adalah unit suntikan manakala unit kedua adalah unit acuan. Di unit suntikan, granul Polimer plastik akan berubah bentuk kepada cecair selepas diberikan suhu yang tinggi diantara 200°c hingga boleh mencapai kepada 330°c bergantung pada jenis Polimer plastik yang digunakan.

Sebagai contoh jika kita menggunakan polimer plastik Polypropylene (PP) suhu prosesnya adalah merupakan diantara 200°c ke 240°c untuk mencairkan polimer plastik ini. Jika kita menggunakan polimer plastik Polycarbonate (PC) pula, suhu prosesnya adalah merupakan diantara 280°c ke 320°c untuk mencairkan polimer plastik ini. Setiap polimer plastik dipasaran mempunyai suhu pemprosesannya sendiri. Ini kerana struktur rantaian yang berbeza diantara polimer – polimer ini.

Sebagai contoh di atas Polimer Polypropylene merupakan dari kumpulan Semi crystalline manakalai Polycarbonate dari kumpulan Amorphous . Maka pengendali mesin pengacuan suntikan plastik ini perlu mempunyai sekurangnya pengetahuan asas polimer sebelum dapat mengendalikan mesin ini. Malah sebahagian besar polimer plastik sebenarnya perlu dikeringkan dahulu didalam oven mahupun mesin pengering polimer plastik untuk beberapa jam sebelum dapat digunakan.

Jika tidak Polimer plastik yang bersifat hidroskopik mudah menyerap lembapan hingga terbawa masuk dalam unit suntikan. Jika ini berlaku produk plastik yang dihasilkan nanti akan mempunyai kecacatan tertentu yang serius kerana lembapan yang dibawa oleh polimer plastik yang tidak dikeringkan ini tidak akan musnah didalam bahagian unit suntikan yang sangat panas tetapi bertukar bentuk kepada wap sehingga termendap didalam atau permukaan produk plastik yang terhasil. Antara kecacatan yang boleh berlaku pada produk plastik adalah kilaun perak (silver streak).

Berbalik pada proses seterusnya untuk pengacuan suntikan plastik ini, Polimer plastik yang dimasukkan dalam unit suntikan yang panas ini juga mempunyai satu unit skru yang besar didalamnya. Skru ini akan berfungsi mengisar granul polimer plastik yang dimasukkan sehingga lumat dan dibantu oleh suhu yang tinggi maka proses pencairan granul ini akan berlaku dengan sangat pantas. Skru ini bertindak secara berputar secara berlawanan jam dan menuju kearah belakang mesin sambil mempercepatkan kemasukan granul polimer plastik kedalam unit suntikan sebelum melalui fasa pencairan seterusnya polimer yang telah cair ini akan bergerak pula kehadapan skru ini. Apabila cukup kuantiti polimer plastik yang telah dicairkan ini berada dihadapan skru (jumlah kuantiti polimer dalam unit cm3 boleh di laras pada mesin) , maka poimer plastik ini akan disuntik dengan tekanan dan halaju yang sangat tinggi ke dalam acuan dan bermulalah fasa di unit acuan.

Di unit kedua iaitu unit acuan, acuan besi yang mempunyai profil tertentu akan menerima suntikan polimer plastik yang cair ini dalam keadaan dalam keadaan tertutup rapat dengan tekanan yang tinggi. Kadar tekanan tutup acuan ini ditutup bergantung kepada saiz acuan itu sendiri. Jika kecil acuannya maka lebih rendah tekanan acuan itu perlu ditutup dan jika besar acuannya maka lebih tinggi tekanan acuan itu perlu diutup. Kadar tekanan acuan ini boleh dilaras pada mesin dan ianya sangat penting kerana tekanan suntikan polimer kedalam acuan juga sangat tinngi. Jika tekanan tutup acuan itu tidak dapat menampung kekuatan tekanan kadar suntikan polimer plastik ini, maka cairan polimer akan keluar dari profil acuan hingga menyebabkan kecacatan pada produk. Kecacatan ini kita gelarkan lebihan plastik (flashing). Apabila selesai hampir semua polimer plastik disuntik kedalam acuan, acuan ini akan melalui fasa penyejukan.

Difasa penyejukan acuan ini akan statik dalam keadaan tertutup sehingga polimer plastik bertukar kembali dari bentuk cecair kepada bentuk pepejal. Oleh itu, diwajibkan setiap acuan besi ini mempunyai laluan air didalamnya agar membolehkan air yang bertekanan tinggi dipam masuk dan keluar dari acuan tersebut. Tujuan laluan air ini berfungsi seperti sistem penyejukan enjin kereta. Ia memastikan acuan ini sentiasa terkawal suhunya tidak panas akibat proses suntikan yang berterusan. Acuan yang terkawal suhunya lebih mudah produk plastik disejukkan dari bentuk cecair kepada pepejal. Maka masa penyejukan produk plastik akan lebih pantas dan dapat meningkatkan effisienci pengeluaran kepada syarikat.

Bersambung dari proses diatas, setelah polimer plastik itu betul – betul telah bertukar kepada bentuk pepejal, maka acuan ini akan terbuka. Selepas itu terdapat mekanikal sistem acuan yang tersedia akan menolak keluar produk plastik yang masih melekat di permukaan acuan samada untuk diambil oleh juruteknik atau diambil oleh robot. Proses ini akan berulang ulang dan kadar masa yang diperlukan untuk selesai satu aliran proses pengacuan suntikan plastik sangat bergantung kepada saiz produk itu sendiri. Jika saiz produk plastik itu besar maka masa fasa penyejukan yang diperlukan juga lebih lama berbanding produk plastik yang lebih kecil.

Artikel ini adalah sangat asas untuk pengenalan bagaimana produk plastik dapat dihasilkan melalui proses acuan suntikan plastik. Semoga ianya dapat memberi sedikit gambaran bagaimana proses ini boleh dilakukan dengan baik terutama bagi yang belum pernah tahu apa itu proses pengacuan suntikan plastik. Penulis sedia untuk berkongsi lagi dengan lebih terperinci jika diperlukan tentang proses ini. Ini kerana proses ini sebenarnya sangat menarik, yang memerlukan bukan hanya kepakaran teknikal tetapi juga pengetahuan tentang Sains Polimer.

NOTA EDITOR
Penulis mempunyai 14 tahun pengalaman dalam bidang Plastic Injection Moulding (Pengacuan Suntikan Plastik). Kini berkhidmat sebagai Pegawai Latihan Teknikal Kanan German Malaysian Institute (GMI). Beliau merupakan alumni program Sains Bahan Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM) 1998-2001 dan memiliki Ijazah Sarjana Sains ( Pengurusan Teknologi dan Industri) dari universiti yang sama.