plastic joining

Copyright © Wondershare Software

Kuswarini 0806331651M. Dimas Sanjaya 0806331670M. Ekaditya Albar 0806331683Maryane Anugerah P 0806331714


Plastic Joining

What?

Why?

Where?When?

How?


• 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


• 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.


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platen to melt edges.Heating platen is withdrawn.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


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.


• Aplikasi:

Metode Heated tool welding biasanya digunakanuntuk pembuatan lampu belakang kendaraan &lampu indikator.


• Merupakan suatu metode penyambungan polimerdengan menggunakan induksi panas yang berasaldari frekuensi gelombang, biasanya 10-20 MHz.

• Biasanya disebut juga dengan electromagnetic atauEMA welding.


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.


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.


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.


Jenis-Jenis Implant :


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.


• Aplikasi:

Induction Welding biasa digunakan untukmenyambung material dengan ukuran besar ataudengan bentuk yang tidak biasa.


• 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)


Linear (Line Motion) Orbital (Circular Motion)


• Merupakan metode atau teknik friction welding yangdigunakan pada material-material termoplastik yangmana bagian-bagian yang dilas dipanaskan melaluigesekan.


Kelebihan

• Penggabungan yang sederhana, cepat, danefisien untuk bagian-bagiantermoplastik yang bundaratau silinder

Kekurangan

• Hanya dapat digunakanuntuk bagian-bagian circular cross-sectioned yang tidakmemerlukan penyelarasansudut.


• Aplikasi:

Digunakan terutama diakhir pemasangankomponen-komponenyang kecil seperti: penyaring bahan bakar, pemeriksaan katup, silinder aerosol, dankarburator apung.


• 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.


• 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.


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.


Heat Sealing

Hot-Bar Welding

Impulse Welding

• Heat sealing digunakan untuk menggabungkanlapisan tipis thermoplastic yang tebalnya kurangdari 0,5 mm


• Hot bar welding dua lembaran tipis polimertermoplastik ditekan dengan batang logam panas polimer akan lunak dan terjadi penggabungan diantara keduanya.


• Impulse welding dua lembaran tipis polimertermoplastik ditekan dengan logam yang sumberpanasnya berasal dari electric insulation polimerakan lunak dan terjadi penggabungan diantarakeduanya.


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


• 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


• Pada metode ini, material dipanaskan daripermukaan luar ke bagian dalam menggunakanlaser dengan panjang gelombang 2-10,6 μm


• Metode ini, polimer termoplastik dipanaskan denganmentransmisikan laser melewati bagian yang akandisambung menggunakan laser dengan panjanggelombang 0,8-1,1μm


Laser welding

methods:

(a)moving work

piece,

(b)moving laser,

(c) curtain laser

(d) Simultaneous

welding,

(e) scanning laser



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


• Proses penyambungan polimer dengan fastenersseperti mur atau dibuat dengan bagian yang salingberikatan (interlocking).

Mechanical Fastening

Permanen= Screws

Sementara= Snap-Fit


Pemasangan screw yang tepat akan mengurangi bendingstress.


• 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


Cantilever Annular



1. Dapat digunakan untukmenyambung metal-polimer

2. Proses penyambungan lebihcepat

1. Ada stress di daerahpenyambungan

2. Harus dibentuk supaya adabagian interlock atau dibuatscrew

plastic joining

Documents

untuk small parts

setelah disambung

stoppart parts

inserted parts

setelah panas

biasanya memerlukan

injection molded parts

dalam sekali