Mesin extruder plastik adalah peralatan penting dalam proses manufaktur di industri plastik. Dengan mesin ini, produsen plastik mampu mengubah plastik mentah menjadi barang jadi dengan berbagai pengaplikasian di masyarakat. Mudahnya adalah mengubah barang mentah menjadi barang jadi yang bernilai tinggi.

Pemakaian teknologi ini sudah ada sejak awal abad ke-19 ketika mencari bentuk lain dalam pembentukan ulang plastik. Hingga saat ini, mesin ekstrusi plastik masih digunakan untuk membuat pipa berbahan plastik skala industri.

Mengetahui mesin extruder plastik akan lebih baik disertakan dengan cara kerjanya. Berikut ini bagaimana cara kerja mesin extruder plastik yang terjadi di industri.

Cara kerja mesin extruder plastik

Secara umum, mesin extruder plastik memiliki langkah kerja sederhana yaitu proses pelelehan dan ekstrusi. Penjelasan lengkap urutan cara kerja mesin extruder plastik adalah sebagai berikut

Mempersiapkan material plastik

Siapkan material plastik mentah dalam bentuk pelet sebagai bahan baku proses ekstrusi. Plastik ini biasanya ditempatkan di dalam hopper dan kemudian disalurkan ke extruder plastik melalui saluran input. Ketika pelet bertemu dengan screw, maka proses mengubah plastik menjadi benda cair mulai dilakukan.

Peleburan

Pada ruang extruder, plastik akan dipanaskan untuk mengubah fase menjadi cair sembari memutar screw. Dengan kendali yang presisi, screw mampu berputar dengan kecepatan 120 rpm. 

Rotasi screw mampu mengangkut plastik untuk memanaskannya di dalam ruangan. Akibatnya, campuran plastik dan gesekan akibat screw akan mencairkan plastik dengan suhu antara 200 sampai 275 °C.

Setelah itu, plastik cair masuk ke sistem penyaring untuk menghilangkan kotoran dengan pelat pemutus yang mampu menahan tekanan melebihi 34 MPa.

Proses ekstrusi

Setelah proses peleburan, plastik cair melewati cetakan (die) yang sudah disiapkan di ujung extruder. Pemakaian bentuk cetakan sudah harus final dengan dimensi yang diinginkan. 

Pendinginan

Setelah keluar dari cetakan, plastik masuk ke dalam tangki pendingin. Disanalah, sistem fluida seperti udara atau air berfungsi untuk menghilangkan panas dan membuat plastik menjadi benda padat.

Demi mendapat hasil pembentukan sempurna, gunakan alat ukur untuk memastikan ukurannya sesuai dengan dimensi perancangan.

Pengangkutan dan pemotongan

Roller akan menarik produk plastik yang sudah tercetak dengan kecepatan dan tegangan tepat selama proses berlangsung. Profil yang sudah terekstrusi kemudian disegmentasi agar memiliki panjang yang presisi. Pemotongan ini dapat memakai alat potong yang sudah disiapkan.

Proses lanjutan

Setelah produk ekstrusi sudah jadi, selanjutnya adalah menambah elemen-elemen untuk menaikkan kualitas produk. Caranya dapat mencakup menambahkan komponen tambahan pada produk plastik hasil ekstrusi. Dengan ini, produk plastik akan memiliki nilai lebih ketika akan dipasarkan kepada konsumen.

Quality Control (QC)

Tahap akhir adalah pemeriksaan atau quality control. Aktivitas pemeriksaan untuk mencari celah cacat, penyimpangan dimensi, atau parameter yang tidak sesuai dengan hasil perencanaan.

Akan ada dua kondisi setelah melalui quality control. Jika produk plastik lolos QC, maka produk plastik dapat dikirimkan ke konsumen. Jika produk plastik tidak lolos QC, maka produk plastik akan dibuang atau diolah kembali ke mesin ekstrusi plastik.

Komponen mesin extruder plastik

Mesin extruder plastik memiliki beberapa komponen utama agar dapat melakukan proses ekstrusi. Berikut adalah bagian pada mesin ekstrusi plastik.

Silinder hopper

Silinder hopper (hopper cylinder) terbuat dari baja cor yang memiliki lapisan untuk proses pendinginan air. Pada bagian dalam terbuat dari lapisan krom atau baja paduan nitrit agar memiliki ketahanan aus. Sedangkan, bagian dalamnya memiliki spiral undercut untuk menaikan efisiensi pemakanan (feeding).

Roll feeder

Roll pemakan dioperasikan oleh sekrup melalui gear dan pinion. Permukaannya dikeraskan dan tersedia ruangan untuk cairan tempering.

Silinder depan

Silinder depan terbuat dari baja paduan nitrit untuk meningkatkan ketahanan aus. Tersedia pula pengeboran periferal untuk sirkulasi cairan temper. Hanya terkadang juga diberikan lapisan bi-metalik. Silinder depan memiliki pin dari bahan paduan bermutu tinggi yang sudah dikeraskan untuk menaikkan ketahanan aus.

Screw

Mesin extruder plastik memakai twin screw yang terbuat dari baja tuang berlapis krom. Pada screw terdapat lubang untuk proses pendinginan.

Diameter screw berkisar pada 60-200 mm dengan panjang 5-20 kali dari diameter. Fungsi screw adalah untuk pencampuran, menghomogenisasi, mendispersi, compounding, dan degrassing.

Screw mesin ekstrusi plastik bersifat intermeshing atau non intermeshing.

Screw mesin ekstrusi bergerak ke arah yang sama dengan kondisi material plastik berpindah dari satu sisi screw ke sisi lainnya.

Feeding screw

Screw ini terbuat dari baja paduan tinggi yang ujungnya dipoles nitrit. Screw ini juga di bor untuk membuat sirkulasi fluida temper.

Dies

Dies atau cetakan digunakan untuk lembaran berlapis komposit, Dua jenis karet masuk ke cetakan dari dua barrel extruder dan keluar menjadi satu lembar. Cetakan lapisan atas dan bawahnya terbuat dari bahan yang berbeda.

Mixing chamber

Ruang yang berisi screw ini merupakan lokasi proses pencampuran berlangsung. Komponen ini merupakan mengkonsumsi daya besar karena berguna untuk menaikkan suhu. Hasil extruder biasanya berkisar 400 kg/jam.

Vacuum Zone

Zona vakum berada di dalam silinder dibuat dari sekrup dengan ulir yang tinggi. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan masuknya gas ke dalam karet supaya menghilangkan porositas.

Extruder tempering system

Komponen ini biasanya ada pada jenis sirkuit tertutup dengan pemanas listrik. Single screw extruder maupun double screw extruder mampu memakai sistem sirkulasi oli panas untuk mengatur suhu.

Suhu wadah diatur ke 204 derajat, dan laras ekstruder dipanaskan atau didinginkan sesuai dengan pembangkitan panas internal. Jenis sirkulasi ini dapat berupa konstan atau memiliki sistem kendali suhu. 

Gear reducer

Sekrup memiliki kecepatan antara 30-60 rpm. Agar tidak merusak komponen digunakanlah peredam gigi untuk mengurangi kecepatan motor. Alat peredam ini sudah dilengkapi sistem pelumasan umpan paksa.

Thrust bearing

Bantalan dorong merupakan komponen yang terintegrasi dari sistem ekstruder. Dengan desain yang optimal untuk memperpanjang usia dan menghasilkan tekanan ekstrusi yang maksimal.

Kelebihan mesin extruder plastik

Mesin ekstrusi plastik memiliki keunggulan yang meliputi hal sebagai berikut

Menurunkan biaya produksi

Mesin cetak ekstrusi plastik lebih efisien dan murah dari segi biaya. Proses pembuat cetakan plastik mesin extruder memakai termoplastik dan proses peleburan dan pengerasan secara berulang, sehingga mengurangi produksi limbah plastik.

Dampak dari memakai bahan yang sama berulang-ulang membuat biaya produksi mesin extruder plastik menjadi rendah. Selain itu, mesin ini dapat beroperasi terus menerus selama 24 jam.

Fleksibel

Cetakan ekstrusi memberi fleksibilitas yang cukup besar pada hasil produksi mesin extruder plastik karena konsistensi penampang, Selama penampang tetap sama, cetakan ekstrusi dapat membuat bentuk yang kompleks. 

Perubahan kecil pada proses ekstrusi plastik produsen dapat digunakan untuk membuat produk dengan campuran atribut plastik.

Masih dapat diolah kembali pasca proses ekstrusi.

Ketika plastik telah keluar dari extruder, ia masih memiliki suhu panas yang tertinggal sehingga masih bisa diolah kembali. Produsen roller dan sepatu memanfaatkannya untuk mengubah bagian tertentu agar sesuai dengan kebutuhan.

Kekurangan mesin extruder plastik

Walau fleksibel secara produksi, tetap saja mesin ini memiliki kekurangan dalam proses pembuatan produk plastik, yaitu

Memiliki kondisi die swell pasca ekstrusi

Ketika plastik panas keluar dari extruder, plastik akan mengembang secara terus menerus. Gejala ini disebut sebagai die swell. 

Gejala die swell sulit untuk memprediksi berapa besar tingkat perluasannya. Maka dari itu, produsen plastik sering menerima penyimpangan ukuran dari dimensi produk.

Memiliki keterbatasan pada produksi

Walau proses ekstrusi plastik mampu membuat banyak produk, namun masih ada keterbatasan terkait metode yang digunakan. Dan beberapa produk tertentu memerlukan perangkat ekstrusi lainnya.

Produk yang dihasilkan dari proses ekstrusi plastik

Mesin extruder plastik menghasilkan produk yang banyak ditemukan di industri maupun sehari-hari. Apa saja sih produk hasil dari proses ekstrusi.

Pipa dan tabung

Mesin ekstrusi plastik banyak digunakan pada produksi pipa dan tabung. Proses ini menghasilkan pipa plastik yang tahan lama dan dapat diaplikasikan pada berbagai sistem perpipaan.

Profil dan cetakan

Proses ekstrusi mampu membuat profil dan cetakan untuk industri konstruksi dan otomotif. Pemakaian mesin ekstrusi dipilih karena mampu membuat bentuk dengan desain khusus.

Film dan sheets

Sheets dan film dibuat melalui proses ekstrusi plastik. Benda ini dapat digunakan untuk pengemasan, pencetakan, dan papan tanda nama. Prosesnya yang fleksibel memungkinkan produksi bahan halus dan cocok untuk berbagai keperluan.

Kawat dan kabel listrik

Industri listrik dan telekomunikasi memakai plastik untuk membuat lapisan pelindung kawat dan kabel. Fungsi plastik untuk mengisolasi arus listrik agar tidak nyetrum ke orang lain.

Botol dan sedotan

Produk seperti botol dan sedotan plastik banyak terbuat dari mesin extruder. Pada cetakan blow dipakai untuk membuat jenis beberapa botol yang kemudian dipompa dengan udara bertekanan.

Kesimpulan

Mesin extruder plastik bekerja dengan cara mulai dari mempersiapkan material plastik, pelelehan plastik menjadi cair, ekstrusi, pendinginan hingga pelapisan sebelum akhirnya dikirim ke konsumen.

Mesin ini memiliki kemampuan menggunakan kembali plastik yang sudah digunakan sehingga mampu menghemat produksi. Hanya saja, ketika produk plastik keluar dari cetakan dapat terjadi die swell yang mampu mengubah hasil produksi ekstrusi plastik.

Sumber

• Editorial, BOSS. “Surprising Products That Are Made Using Plastic Extrusion.” BOSS Magazine, 30 Nov. 2022, thebossmagazine.com/plastic-extrusion-products/.
• “Plastic Extrusion Technology Overview.” Xometry Pro, xometry.pro/en-eu/articles/plastic-extrusion-overview/.
• PTFE Machinery. “Parts of Extruder – PTFE Machinery.” Ptfe-Machinery.com, Oct. 2022, ptfe-machinery.com/parts-of-extruder/. Accessed 29 Aug. 2024.
• Rayda Plastics. “Advantages and Disadvantages of Plastic Extrusion | Rayda Plastics.” Rayda Plastics, 15 Nov. 2022, www.rayda.co.uk/blog/advantages-and-disadvantages-of-plastic-extrusion/.