Apa itu proses ekstrusi film tiup?

Ekstruder film tiup adalah peralatan penting untuk produksi film plastik, yang secara luas digunakan dalam bidang kemasan, pertanian, industri, dan kebutuhan sehari-hari. Melalui proses peleburan, ekstrusi, dan peniupan bahan baku plastik menjadi film tipis, proses film tiup mewujudkan proses konversi lengkap dari partikel menjadi film. Lalu, seperti apakah alur proses spesifik dari ekstruder film tiup tersebut? Artikel ini akan membahasnya mulai dari alur proses, menjelaskan secara sistematis setiap tahap kunci dan titik kendali teknisnya, sehingga membantu pembaca memahami secara utuh proses ekstrusi film tiup.

1. Apa itu Ekstrusi film blown Proses?

Ekstrusi film tiup adalah proses pembentukan plastik termoplastik yang cocok terutama untuk produksi film yang terbuat dari bahan baku seperti polietilena (PE) dan polipropilena (PP). Plastik dipanaskan dan dilelehkan oleh ekstruder kemudian diekstrusi dari kepala cetakan (die head), dan ditiup menjadi film dengan tekanan udara tinggi. Pada saat yang sama, seluruh proses pembuatan film diselesaikan melalui penarikan, pendinginan, dan penggulungan.

2. Komposisi dan Struktur Ekstruder Film Tiup

Sebuah ekstruder film tiup standar biasanya terdiri dari bagian-bagian berikut:

• Sistem ekstrusi (hopper, sekrup, barel, sistem pemanas)
• Sistem kepala cetakan (die head) (untuk membentuk embrio film)
• Sistem cincin udara (pendinginan dan peniupan)
• Perangkat penarik (mengontrol ketebalan dan kestabilan film)
• Perangkat penggulung (menyelesaikan pengumpulan gulungan film)
• Sistem kontrol elektronik (kontrol otomatis suhu, kecepatan, tekanan udara, dll.)
• Setiap bagian memainkan peran penting dalam keseluruhan proses.

3. Proses Alur Ekstruder Tiup Film

3.1 Persiapan dan Pemberian Bahan Baku

Langkah pertama dalam proses tiup film adalah persiapan bahan baku. Partikel plastik termoplastik biasanya digunakan, seperti polietilena densitas rendah (LDPE), polietilena densitas tinggi (HDPE), polietilena linear densitas rendah (LLDPE), atau polipropilena (PP). Bahan aditif seperti masterbatch, antioksidan, pelumas, dan lainnya dapat ditambahkan sesuai kebutuhan yang berbeda.
Partikel-partikel ini dimasukkan ke dalam hopper ekstruder melalui sistem pemberian otomatis dan kemudian dibawa ke zona pemanas sekrup dengan gravitasi atau perangkat pemberian sekrup.

3.2 Peleburan dan Plastisasi (Ekstrusi)

Partikel plastik secara bertahap dipanaskan, dikompresi, dan dilebur selama sekrup berputar. Sekrup dan barel dibagi menjadi tiga area:
Zona pemberian: plastik mulai dipanaskan dan bergerak maju;
Zona kompresi: bahan melebur dan tekanan meningkat;
Zona metering: memastikan lelehan merata dan siap untuk diekstrusi.
Seluruh proses memerlukan kontrol ketat terhadap suhu setiap bagian, umumnya antara 160°C hingga 250°C (tergantung pada jenis bahan), untuk memastikan bahan sepenuhnya meleleh dan tidak terurai.

3.3 Pencetakan Mati (Embrio Film Ekstrusi)

Plastik leleh secara merata diekstrusi dan dibentuk menjadi embrio film berbentuk tabung melalui mati cincin. Desain struktur mati memiliki pengaruh besar terhadap keseragaman dan kestabilan ketebalan film. Suhu mati juga perlu dikontrol dalam kisaran yang sesuai, umumnya sedikit lebih tinggi daripada bagian ekstrusi, untuk mencegah bahan mendingin dan menggumpal di mati.

3.4 Pengembangan Film

Udara bertekanan disemprotkan ke tengah cetakan untuk meniup embrio film dari diameter awal ke ukuran target. Diameter dari tabung film yang terbentuk disebut "rasio pengembangan", umumnya berkisar antara 2:1 hingga 4:1. Dengan menyesuaikan tekanan internal, kecepatan pendinginan, dan laju tarik, ketebalan dan sifat mekanik film dapat dikontrol.
Proses pengembangan merupakan kunci dari kontrol pembentukan, serta memiliki pengaruh signifikan terhadap sifat tarik, transparansi, dan kelataan film.

3.5 Pendinginan dan Pembentukan

Setelah embrio film ditiup dan dibentuk, pendinginan cepat harus dilakukan untuk membentuk film agar tidak runtuh atau gelembung menjadi tidak stabil. Metode pendinginan yang umum digunakan adalah pendinginan cincin udara (satu cincin udara atau dua cincin udara), dengan menyemprotkan aliran udara bertemperatur normal untuk mengelilingi gelembung film dan mendinginkannya secara merata dari sisi luar.
Efisiensi pendinginan secara langsung mempengaruhi kecepatan produksi dan transparansi film. Model berkecepatan tinggi umumnya dilengkapi dengan sistem pendingin udara berkecepatan tinggi.

3.6 Traksi dan Pelipatan

Silinder film yang telah didinginkan ditarik ke atas oleh roller traksi dan memasuki perangkat perata. Roller perata menekan film silindris menjadi film datar berlapis ganda, sekaligus merapikan tepi-tepinya untuk persiapan penggulungan. Kecepatan traksi merupakan parameter penting dalam mengatur ketebalan film, yang umumnya diatur sejalan dengan laju ekstrusi.
Sistem traksi harus memiliki fungsi kontrol tegangan otomatis untuk memastikan tegangan film seragam dan ketebalannya stabil.

3.7 Penggulungan Menjadi Gulungan

Film datar akhir dikirim ke sistem penggulungan dan digulung menjadi gulungan film pada kecepatan tertentu. Mesin tiup film modern umumnya dilengkapi dengan mekanisme penggulungan permukaan gesekan atau penggulungan tengah, serta mendukung fungsi penggantian gulungan otomatis. Kualitas penggulungan yang baik dapat meningkatkan efisiensi proses selanjutnya seperti pencetakan dan pemotongan.

4. Faktor Kritis yang Mempengaruhi Kualitas Film Tiup

4.1 Teknik Optimisasi Pengendalian Suhu

Regulasi termal yang tepat menjaga integritas polimer selama proses ekstrusi. Sistem modern menggunakan pemanas barel multi-zona dengan umpan balik loop tertutup (akurasi ±1°C) untuk mencegah degradasi. Gradien suhu die harus diminimalkan melalui pemanas tersegmentasi.

4.2 Perhitungan Rasio Pengembangan dan Sifat Film

Rasio pengembangan (BUR) mengukur ekspansi film sebagai diameter gelembung dibagi dengan diameter die. Nilai BUR standar berkisar antara 1,5–4,0:

4.3 Paradoks Industri: Menyeimbangkan Kecepatan Produksi dengan Kualitas Kristal

Produksi kecepatan tinggi sering bertentangan dengan kesempurnaan kristalin. Ketika kecepatan lini melebihi 40m/menit, pendinginan cepat menekan pembentukan kristalin sebesar 15–30%, melemahkan sifat penghalang. Sistem canggih menyelesaikan masalah ini melalui cincin udara termodulasi yang menerapkan pendinginan diferensial.

5. Pemecahan Masalah pada Operasi Ekstruder Film Tiup

5.1 Mengatasi Masalah Variasi Ketebalan Film

Ketebalan film yang tidak konsisten sering disebabkan oleh ketidakseimbangan celah die atau ketidakteraturan pendinginan. Kalibrasi die harus memastikan distribusi lelehan polimer yang merata–biasanya dalam toleransi ±5%.

5.2 Mencegah Fenomena Ketidakstabilan Gelembung

Ketidakstabilan gelembung berasal dari ketidakkonsistenan viskositas material atau fluktuasi tekanan udara. Jaga stabilitas viskositas melalui pengendalian kelembapan resin (<0.02%) dan suhu sekrup yang seragam. Regulator tekanan otomatis harus mengatur aliran udara cincin dalam toleransi ±2,5 Pa.

FAQ

1. Apa itu ekstrusi film tiup?

Ekstrusi film tiup adalah proses ekstrusi berkelanjutan dari resin leleh untuk membentuk gelembung yang kemudian dihembuskan dan diregangkan menjadi film.

2. Apa saja manfaat ekstrusi film tiup?

Proses ini memungkinkan produksi film khusus mulai dari pembungkus lapis tunggal hingga laminasi kompleks berlapis-lapis, dengan sifat mekanik yang dapat disesuaikan.

3. Material apa saja yang umum digunakan dalam manufaktur film tiup?

Polimer umum yang digunakan termasuk polietilena (LDPE, LLDPE, HDPE), polipropilena, PVC, dan polimer terstruktur atau terbiodegradasi khusus seperti EVOH.

4. Bagaimana cara mencegah ketidakstabilan gelembung selama ekstrusi?

Menjaga stabilitas viskositas dan memastikan tekanan udara seragam dengan regulator otomatis dapat membantu mencegah fenomena ketidakstabilan gelembung.