Proses Pencetakan Kompresi SMC/BMC dan Tiga Faktor Kontrol Utama

Selama SMC/BMC proses pencetakan kompresi, sangat penting untuk mengontrol tiga faktor utama: suhu pencetakan, tekanan pencetakan, dan waktu pencetakan.

1. Kontrol Suhu Cetakan

Suhu cetakan mengacu ke suhu cetakan selama pencetakan kompresi. Parameter ini menentukan kondisi perpindahan panas dari cetakan ke material di dalam rongga, yang secara signifikan memengaruhi proses peleburan, aliran, dan pengawetan material.

Perubahan suhu selama proses pencetakan SMC/BMC sangat kompleks. Karena plastik merupakan konduktor panas yang buruk, terdapat perbedaan suhu yang signifikan antara inti dan tepi material pada tahap awal pencetakan. Hal ini mengakibatkan reaksi pengawetan dan pengikatan silang dimulai pada waktu yang berbeda pada lapisan dalam dan luar material.

Lapisan luar material, yang menerima panas lebih awal, mengeras terlebih dahulu dan membentuk cangkang yang keras. Saat lapisan dalam mengering kemudian dan menyusut, lapisan ini dibatasi oleh lapisan luar yang mengeras, menyebabkan tegangan tekan sisa pada permukaan dan tegangan tarik sisa pada lapisan dalam. Tegangan sisa ini dapat menyebabkan pembengkokan, keretakan, dan berkurangnya kekuatan produk. Oleh karena itu, meminimalkan perbedaan suhu di dalam material dan menghilangkan pengawetan yang tidak merata sangat penting untuk menghasilkan produk berkualitas tinggi.

Suhu pencetakan bahan SMC/BMC tergantung pada suhu puncak eksotermik dan laju pengawetan sistem pengawetan. Biasanya diatur sedikit di bawah suhu puncak, biasanya antara 135-170°Cdan ditentukan melalui eksperimen.

Sistem pengawetan cepat: Gunakan ujung bawah kisaran suhu.
Sistem pengawetan lambat: Gunakan ujung yang lebih tinggi dari kisaran suhu.
Produk berdinding tipis: Gunakan batas atas kisaran suhu.
Produk berdinding tebal: Gunakan batas bawah kisaran suhu.

Namun, untuk produk berdinding tipis dengan kedalaman yang signifikan, suhu yang lebih rendah dalam kisaran tersebut mungkin diperlukan untuk mencegah pengawetan material selama pengaliran.

Menaikkan suhu pencetakan dengan tepat, tanpa mengorbankan kekuatan produk dan indikator kinerja lainnya, dapat memperpendek siklus pencetakan dan meningkatkan kualitas produk. Di sisi lain, suhu yang terlalu rendah menghasilkan viskositas tinggi dan kemampuan mengalir yang buruk dari bahan yang meleleh, ikatan silang yang tidak sempurna, kekuatan produk berkurang, penampilan kusam, dan masalah seperti lengket dan deformasi selama proses pencetakan.

2. Kontrol Tekanan Cetakan

Tekanan cetakan, biasanya dinyatakan sebagai intensitas tekanan cetakan (MPa)adalah rasio gaya total yang diterapkan oleh pengepres hidrolik ke area yang diproyeksikan cetakan pada arah pengepresan.

Tujuan tekanan cetakan dalam proses pencetakan kompresi adalah untuk:

Pastikan cetakan tertutup rapat.
Memadatkan bahan.
Memfasilitasi aliran lelehan dan menyeimbangkan tekanan dari volatil dengan berat molekul rendah di dalam rongga.

Bahan dengan kompresibilitas tinggi membutuhkan lebih banyak energi untuk densifikasi, sehingga membutuhkan tekanan pencetakan yang lebih tinggi. Sebagai contoh:

Senyawa cetakan massal (BMC): Membutuhkan tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan senyawa cetakan lembaran (SMC).
Bentuk yang rumit atau produk yang besar, berdinding tipis, atau dalam: Memerlukan tekanan yang lebih tinggi untuk mengatasi hambatan aliran yang lebih besar.

Temperatur cetakan yang tinggi mempercepat reaksi ikatan silang, meningkatkan viskositas bahan cair, yang memerlukan tekanan cetakan yang lebih tinggi untuk memastikan pengisian rongga.

Meskipun tekanan cetakan yang tinggi dapat meningkatkan kepadatan produk, mengurangi penyusutan cetakan, dan menghilangkan cacat seperti pembengkakan atau kantong udara, namun tekanan yang berlebihan dapat terjadi:

Mengurangi umur jamur.
Meningkatkan konsumsi daya mesin press hidrolik.
Menyebabkan tegangan sisa pada produk.

Untuk menghindari tekanan pencetakan yang terlalu tinggi saat memproses plastik termoseting, teknik seperti pra-kompresi, pemanasan awal, dan peningkatan suhu pencetakan secara moderat sering digunakan. Namun, kondisi pemanasan awal yang tidak tepat (misalnya, suhu atau waktu pemanasan awal yang berlebihan) dapat menyembuhkan sebagian material, mengurangi kemampuan mengalir dan pada akhirnya membutuhkan tekanan pencetakan yang lebih tinggi.

3. Kontrol Waktu Pencetakan

Waktu pencetakan, juga disebut waktu penahanan cetakan kompresimengacu pada durasi material terkena panas dan tekanan di dalam cetakan, dari saat cetakan menutup sepenuhnya (atau setelah ventilasi akhir) hingga saat cetakan dibuka.

Fungsi utama dari waktu pencetakan adalah untuk memastikan pengawetan material yang cukup untuk membentuk produk yang sesuai dengan rongga cetakan.

Curing adalah proses pembentukan struktur jaringan pada plastik termoseting. Dari perspektif kimia, curing adalah perkembangan dari reaksi ikatan silang. Namun, dalam manufaktur, "pengawetan lengkap" berarti reaksi pengikatan silang telah mencapai tingkat yang sesuai di mana sifat fisik, mekanis, atau sifat tertentu lainnya dari produk memenuhi standar yang diinginkan.

Kurang diawetkan (pengawetan yang tidak memadai): Reaksi tidak sempurna, menghasilkan performa mekanis yang buruk, penampilan kusam, dan lengkungan atau perubahan bentuk setelah demolding.
Over-cured (pengawetan yang berlebihan): Waktu pencetakan yang terlalu lama menyebabkan ikatan silang yang berlebihan, penyusutan yang meningkat, tekanan internal antara resin dan bahan pengisi, kualitas permukaan yang berkurang (misalnya, penggelapan, penggelembungan), dan bahkan keretakan.

Faktor-faktor yang memengaruhi waktu pencetakan termasuk laju pengawetan material, bentuk produk dan ketebalan dinding, struktur cetakan, suhu dan tekanan cetakan, serta apakah pra-kompresi, pemanasan awal, atau ventilasi. Di antara faktor-faktor ini, suhu cetakan, ketebalan dinding produk, dan kondisi pemanasan awal memiliki dampak yang paling signifikan.

Pemanasan awal yang tepat: Mempercepat pemanasan material dan pengisian rongga, mempersingkat waktu pencetakan.
Temperatur cetakan yang lebih tinggi: Mempersingkat waktu pencetakan.
Dinding produk yang lebih tebal: Memerlukan waktu pencetakan yang lebih lama.

Apabila suhu dan tekanan pencetakan ditetapkan, waktu pencetakan menjadi faktor penting yang menentukan performa produk. Waktu pencetakan yang terkendali dengan baik memastikan pengawetan yang optimal, mengurangi cacat, dan meningkatkan sifat-sifat seperti ketahanan panas, kekuatan, dan isolasi listrik. Namun, waktu pencetakan yang terlalu lama akan mengurangi produktivitas, meningkatkan konsumsi energi, dan dapat menyebabkan cacat seperti yang dijelaskan di atas.