Thermoforming plastik dan injection molding memiliki aplikasi luas di seluruh industri. Setiap proses memiliki karakteristik berbeda yang bermanfaat untuk aplikasi tertentu. Namun, seiring kemajuan teknologi manufaktur, kemampuan kedua proses saling tumpang tindih, sehingga memerlukan penilaian yang lebih menyeluruh atas manfaat dan biaya yang terkait dengan masing-masing proses.
Daftar Isi
Pasar thermoforming dan injection molding
Pemahaman yang komprehensif tentang dua proses
Perbandingan antara thermoforming dan injection molding
Pasar thermoforming dan injection molding
Pasar thermoforming global bernilai USD 13.45 miliar pada tahun 2021 dan diperkirakan akan tumbuh pada CAGR sebesar 4.9%. Meningkatnya permintaan untuk thermoforming di sektor farmasi dan medis merupakan faktor signifikan yang mendorong pertumbuhan pasar. Selama beberapa tahun terakhir, plastik termoform telah digunakan sebagai pengganti logam di berbagai industri, termasuk dirgantara, transportasi, dan perangkat medis.
Pasar cetakan injeksi global bernilai USD 175.02 miliar pada tahun 2021 dan diperkirakan akan tumbuh pada CAGR sebesar 4.8% pada tahun 2030. Baru-baru ini, plastik cetakan injeksi digunakan sebagai pengganti logam di sektor konstruksi untuk mengurangi berat, meningkatkan insulasi, dan memberikan perlindungan UV. Selanjutnya, plastik ini biasa digunakan dalam berbagai aplikasi bangunan seperti lantai, atap, pipa ledeng, dinding, dan atap.
Pemahaman yang komprehensif tentang dua proses
Apa itu thermoforming plastik?
Thermoforming plastik adalah proses pembuatan yang membantu membuat komponen plastik berbentuk 3D. Panas diterapkan pada selembar formulasi termoplastik untuk membuatnya lentur. Lembaran ini kemudian direntangkan ke cetakan yang dikontrol suhu untuk membuat geometri yang diinginkan. Proses ini dilakukan dengan menggunakan teknik pembentukan vakum atau tekanan. Saat bagian tersebut cukup dingin, bagian tersebut dikeluarkan dari cetakan, dan bahan berlebih dikikis untuk memenuhi spesifikasi desain yang tepat. Jika perlu, operasi sekunder seperti sablon, pengecatan, perakitan tambahan, atau pengikatan titik dilakukan untuk menyelesaikan bagian tersebut.
Fitur thermoforming plastik
Mengurangi biaya perkakas: Dibandingkan dengan cetakan injeksi, perkakas untuk plastik thermoforming relatif lebih murah. Ini karena cetakannya terbuat dari aluminium yang tidak mahal. Sebaliknya, cetakan cetakan injeksi terbuat dari paduan yang lebih berat seperti baja atau aluminium yang lebih tebal untuk menahan tekanan tinggi dan memungkinkan penggunaan kembali secara terus menerus selama proses produksi yang lebih lama.
Selain itu, thermoforming hanya membutuhkan alat satu sisi daripada alat dua sisi yang biasa digunakan injeksi cetakan. Hal ini mengurangi penggunaan bahan untuk pembuatan cetakan hingga setengahnya, secara signifikan menurunkan biaya di muka. Namun, cetakannya berumur pendek dan tidak dapat digunakan kembali untuk produksi skala besar.
Kecepatan tinggi dan perputaran cepat: Thermoforming cetakan dapat diproduksi lebih cepat daripada cetakan injeksi. Cetakan injeksi membutuhkan waktu lebih lama karena cetakannya dua sisi dan terbuat dari bahan yang lebih keras seperti baja. Selain itu, cetakan thermoforming lebih mudah untuk dirancang, dibuat, dan dimodifikasi.
Opsi desain: Thermoforming memiliki beberapa keunggulan untuk desain dan pengembangan produk. Warna-warna cerah dapat dimasukkan ke dalam plastik termoform selama produksi. Operasi lain seperti pencetakan, stensil, pengecatan, sablon, dan pelapisan juga dapat digunakan untuk menciptakan tekstur dan hasil akhir yang unik serta meningkatkan penampilan.
Fleksibilitas: Termoform desain menggunakan cetakan satu sisi langsung yang terbuat dari bahan yang sangat mudah dibentuk, memungkinkan modifikasi cepat dan murah. Sebaliknya, cetakan injeksi menggunakan cetakan dua sisi yang terbuat dari bahan yang lebih berat, membuat perkakas lebih mahal dan memakan waktu.
Apa itu cetakan injeksi?
Cetakan injeksi adalah proses pembuatan yang menggunakan bahan termoplastik dalam bentuk resin yang dipanaskan untuk membuat bagian 3D. Untuk membuat rongga 3D dari bentuk bagian yang diinginkan, dua cetakan dua sisi dijepit bersama. Ini alat memasukkan bahan plastik yang dipanaskan ke dalam rongga, yang mendingin menjadi padat dan mengambil desain yang diinginkan. Bagian cetakan dikeluarkan dari mesin, dan operasi sekunder seperti pengecatan permukaan dapat digunakan untuk menyelesaikan bagian tersebut.
Fitur cetakan injeksi
Kemampuan untuk membuat bagian yang kompleks: Pencetakan injeksi adalah proses yang memungkinkan pengguna untuk membuat komponen yang sangat kompleks dengan tingkat detail yang luar biasa. Tekanan tinggi yang digunakan dalam injeksi cetakan memungkinkan terciptanya geometris yang rumit karena material dipaksa dengan kuat bahkan ke rongga terkecil sekalipun. Proses pencetakan injeksi dapat dimodifikasi untuk memenuhi persyaratan khusus dengan menggunakan cetakan multi-rongga.
presisi tinggi: Cetakan injeksi menggunakan cetakan yang dapat digunakan kembali dan tahan lama untuk produksi berkelanjutan. Ini cetakan dapat digunakan kembali selama bertahun-tahun untuk mencapai akurasi tinggi untuk proses produksi besar. Cetakan injeksi sangat berguna untuk komponen yang kompleks, kecil, dan rumit yang memakan waktu atau sulit dibuat menggunakan thermoforming atau metode lainnya.
keluwesan: Meskipun cetakan injeksi lebih mahal daripada plastik thermoforming, desain cetakan dapat diubah selama pabrik untuk menurunkan biaya produksi. Dengan menyederhanakan desain, biaya dapat dikurangi sampai batas tertentu. Selain itu, teknik pengurangan material lainnya, seperti coring, undercutting, atau modifikasi cetakan yang ada, juga dapat membantu menghemat uang untuk proyek baru.
Penggunaan bahan yang efisien: Tingkat sisa material rendah dalam cetakan injeksi. Jumlah bahan yang akan digunakan diukur dengan tepat untuk memastikan bahwa cetakan terisi sekaligus menghasilkan limbah paling sedikit. Selain itu, disuntikkan produk yang dicetak dapat diskalakan dan membutuhkan perkakas minimal setelah dikeluarkan dari cetakan.
Perbandingan antara thermoforming dan injection molding
Volume produksi dapat membantu produsen memutuskan metode mana yang terbaik untuk mereka. Plastik thermoforming paling cocok untuk produksi volume rendah dan sedang, sedangkan cetakan injeksi lebih hemat biaya untuk produksi volume tinggi. Hal ini terutama disebabkan kompleksitas perkakas dan perbedaan biaya antara kedua proses. Namun, kedua proses ini terkadang tumpang tindih dalam hal persyaratan dan kemampuan produk, membuat keputusan akhir lebih sulit dibuat.
Tooling
Pada fase tooling thermoforming, cetakan 3D satu sisi terdiri dari poliuretan, kayu, atau aluminium. Untuk cetakan injeksi, cetakan 3D dua sisi dibuat dari paduan baja, aluminium, atau tembaga. Dari segi waktu dan harga, thermoforming memiliki keunggulan dibandingkan cetakan injeksi.
Siklus produksi
Waktu perkakas tipikal untuk thermoforming (pembentukan tekanan) adalah 0 hingga 8 minggu, dengan produksi pertama terjadi dalam dua minggu. Perkakas untuk injeksi pencetakan membutuhkan waktu 12 hingga 16 minggu, dengan hingga empat minggu untuk produksi. Thermoforming bisa menjadi teknik pembuatan yang disukai jika ada waktu yang sulit.
Biaya
Biaya perkakas dalam thermoforming jauh lebih rendah daripada cetakan injeksi. Total biaya bagian untuk thermoforming kurang dari 3,000-5,000 bagian; namun, di atas volume tersebut, biaya per bagian untuk cetakan injeksi lebih kompetitif. Ini sebabnya injeksi cetakan biasanya digunakan untuk produksi skala besar, sedangkan thermoforming digunakan untuk jumlah yang lebih kecil.
Kedua metode dapat diandalkan dan menghasilkan hasil berkualitas tinggi. Pilihan terbaik untuk sebuah proyek sebagian besar bergantung pada persyaratan aplikasi.
Bahan
Dalam thermoforming, bahan yang berbeda dapat digunakan untuk membuat lembaran datar yang dicetak untuk membentuk produk. Thermoforming juga memungkinkan pengguna untuk menyesuaikan warna, hasil akhir, dan ketebalan. Di sisi lain, pelet termoplastik digunakan dalam cetakan injeksi dan tersedia dalam berbagai bahan dan warna.
Aplikasi thermoforming
Karena kemampuan beradaptasi dan keterjangkauannya, thermoforming memiliki kegunaan di berbagai industri. Ini banyak digunakan di sektor otomotif untuk membuat, antara lain, dasbor, panel interior, saluran udara, dan bumper.
Selain itu, proses ini digunakan dalam industri kedirgantaraan untuk memproduksi panel interior, komponen kursi, peralatan dapur, dan penutup jendela. Thermoforming sering digunakan di sektor konstruksi dan medis juga untuk menciptakan segala sesuatu mulai dari wadah alat hingga teknologi bantuan hingga peralatan diagnostik dan pencitraan.
Aplikasi cetakan injeksi
Injeksi cetakan umumnya digunakan dalam industri konstruksi untuk memproduksi pengencang, perkakas tangan, kunci jendela, pintu, gagang, dan aksesori konstruksi lainnya. Ini juga digunakan dalam industri otomotif dan kedirgantaraan untuk membuat lensa, panel, roda gigi, dan bilah turbin. Selain itu, banyak digunakan dalam industri makanan untuk menghasilkan plastik kelas makanan dan minuman kemasan. Ini lebih lanjut diterapkan dalam industri medis juga untuk memproduksi kit diagnostik, komponen sinar-X, dan kit bedah.
Metode mana yang terbaik?
Untuk industri tertentu, kedua metode tersebut dapat digunakan untuk memproduksi suku cadang. Namun, untuk aplikasi tertentu, satu metode mungkin lebih menguntungkan. Untuk menentukan pendekatan mana yang lebih baik, seseorang harus menilai persyaratan proyek, dengan mempertimbangkan waktu, biaya, dan material yang diusulkan, di antara faktor-faktor lainnya.
