ในปัจจุบันอุตสาหกรรมการผลิตชิ้นส่วนพลาสติกภายในประเทศ มีการพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุตสาหกรรมการผลิตชิ้น ส่ว น ย า น ย น ต์ อุป ก ร ณ์ท า ง ไ ฟ ฟ้า แ ล ะอิเล็กทรอนิกส์ เป็นต้น ซึ่งกระบวนการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์พลาสติกที่นิยมใช้ในปัจจุบัน คือกระบวนการฉีดขึ้นรูป (Injection Molding)เนื่องจากให้อัตราการผลิตที่สูง และสามารถผลิตชิ้นงานที่มีความซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตามการได้มาซึ่งผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพดีห รือ ผ ลิต ภัณ ฑ์ที่มีข้อ บ ก พ ร่อ ง เ มื่อ ผ่า น
กระบวนการฉีดขึ้นรูปนั้น โดยทั่วไปแล้วขึ้นอยู่กับการออกแบบแม่พิมพ์ฉีด (Mold design) นอกจากนี้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้ยังคงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ (Material properties)และที่สำคัญคือการปรับตั้งค่าของเครื่องฉีดขึ้นรูปยกตัวอย่างเช่น อุณหภูมิที่ใช้ในการฉีดขึ้นรูป(Injection temperature) ความเร็วในการฉีดขึ้นรูป (Injection speed) แรงดันคงค้าง (Holding pressure) และอุณหภูมิแม่พิมพ์ฉีด (Mold temperature) เป็นต้น บทความฉบับนี้ นำเสนอแนวทางการแก้ไขข้อบกพร่องต่าง ๆ ที่สำคัญและพบมากในภาคอุตสาหกรรมการฉีดขึ้นรูปผลิตภัณฑพลาสติก โดยเฉพาะอย่างยิ่งแนวทางในการปรับแก้ที่แม่พิมพ์ฉีด การปรับตั้งค่าที่เครื่องฉีดพลาสติกและวัสดุที่ใช้ในการฉีดขึ้นรูป ซึ่งได้รวบรวมและเรียบเรียงมาจากตำราบทความวิชาการ และบทความวิจัยที่เกี่ยวข้องรวมถึงจากประสบการณ์
ชิ้นงานฉีดไม่เต็ม (Short shots)
ข้อบกพร่องแรกที่พบมากในกระบวนการฉีดขึ้นรูปคือ ชิ้นงานฉีดไม่เต็มแบบ ดังแสดงในภาพที่ 1(a) ซึ่งพบทุกครั้งในขั้นตอนแรกของการฉีดขึ้นรูป เพื่อการปรับตั้งปริมาตรการฉีดหรือระยะการฉีด (Shot size) ที่เหมาะสม อย่างไรก็ตามหากปัญหาดังกล่าวยังคงเกิดขึ้น ทั้งที่ได้ทำการตั้งปริมาตรการฉีดที่เหมาะสมแล้วแนวทางการแก้ไขปัญหาอาจสามารถทำได้โดย
แนวทางการปรับตั้งค่าที่เครื่องฉีดพลาสติก
1. เพิ่มอุณหภูมิฉีดของพลาสติกหลอมเหลว (Injection temperature)
2. เพิ่มอุณหภูมิของแม่พิมพ์ฉีด (Mold temperature)
3. เพิ่มความดันในการฉีด (Injection pressure)
4. เพิ่มความเร็วในการฉีด (Injection speed)
5. เพิ่มความดันต้านการหมุนถอยหลังกลับของสกรู (Back pressure)
6. ตรวจสอบการสึกหรอของแหวนกันไหลย้อนกลับ (Non-return valve)
แนวทางการปรับแก้ที่แม่พิมพ์ฉีด
1. เพิ่มขนาดและ/หรือลดความยาวของช่องทางวิ่ง (Runner)
2. เพิ่มตำแหน่งและขนาดของช่องทางเข้า (Gate)
3. หากเป็นไปได้ควรปรับขนาดความหนาของชิ้นงาน (Wall thickness) ให้มีความหนาเพิ่มมากขึ้น
4. ตรวจสอบขนาดและตำแหน่งของช่องระบายอากาศ (Venting) ว่าเพียงพอหรือไม่
รอยยุบ (Sink marks)
โดยทั่วไปแล้วการเกิดรอยยุบบนผิวของชิ้นงาน เกิดขึ้นภายหลังจากปรับตั้งค่าปริมาตรการฉีดที่เหมาะสม แต่ยังไม่ได้มีการให้ความดันคงค้าง (Holding pressure) ภายหลังจากในจังหวะการฉีดขึ้นรูป (Injection phase) ซึ่งการเกิดรอยยุบบนผิวของชิ้นงานมีสาเหตุหลักมาจากการหดตัวของชิ้นงาน (Shrinkage) ในขณะที่เย็นตัวภายในแม่พิมพ์ฉีด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการฉีดชิ้นงานที่มีความหนามาก หรือที่บริเวณแนวเสริมความแข็งแรงของชิ้นงาน (Rib) ดังแสดงในภาพที่1(b) อย่างไรก็ตามหากมีการให้แรงดันคงค้างแล้วรอยยุบยังคงปรากฏอยู่บนผิวของชิ้นงาน อาจมีแนวทางการแก้ไขดังนี้
แนวทางการปรับตั้งค่าที่เครื่องฉีดพลาสติก
1. เพิ่มปริมาตรของพลาสติกหลอมเหลวที่สามารถไหลเข้าในแม่พิมพ์ฉีดในจังหวะที่ให้ความดันคงค้าง หรือที่เรียกว่าครูชั่น (Cushion)
2. เพิ่มความดันคงค้างและ/หรือเวลาในการให้ความดันคงค้าง
3. ลดอุณหภูมิฉีดของพลาสติกหลอม-เหลวและ/หรือลดอุณหภูมิของแม่พิมพ์ฉีดและ/หรือลดความเร็วฉีด (หากพบรอยยุบเกิดขึ้นใกล้บริเวณทางเข้า หรือในกรณีพบรอยยุบในชิ้นงานหนา)
4. เพิ่มอุณหภูมิฉีดของพลาสติกหลอม-เหลวและ/หรือเพิ่มอุณหภูมิของแม่พิมพ์ฉีดและ/หรือเพิ่มความเร็วฉีด (หากพบรอยยุบเกิดขึ้นห่างจากบริเวณทางเข้า หรือในกรณีพบรอยยุบในชิ้นงานบาง)
5. เพิ่มเวลาในการเย็นตัวของชิ้นงานภายในแม่พิมพ์ฉีด (Cooling time)
6. ตรวจสอบการสึกหรอของแหวนกันไหลย้อนกลับ
แนวทางการปรับแก้ที่แม่พิมพ์ฉีด
1. เพิ่มขนาดของช่องทางวิ่งและช่องทางเข้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งถ่ายความดันคงค้างเพื่อชดเชยการหดตัวของชิ้นงาน
2. หากเป็นไปได้ควรปรับลดขนาดความหนาของชิ้นงานและ/หรือปรับลดความสูงแนวเสริมความแข็งแรงของชิ้นงาน
แนวทางการปรับแก้โดยใช้เทคนิคอื่น ๆ
1. ใช้สารเติมแต่ง (Additives) ที่เรียกว่า Chemical blowing agents (CBA) [11]โดยสารชนิดนี้จะเกิดการสลายตัวเป็นก๊าซ (ทั่วไปแล้วคือ ก๊าซ CO2 และ N2) กลายเป็นรูพรุน (Voids) ภายในชิ้นงานที่บริเวณชั้นแกนกลาง (Core layer) ของชิ้นงานเพื่อชดเชยการยุบตัวที่ผิวของชิ้นงานที่มีความหนามาก
2. ใช้เทคนิคการฉีดก๊าซ (ทั่วไปแล้วคือก๊าซ CO2 และ N2) หรือน้ำ (Gas/Water assisted injection molding) [9, 13] ในชั้นแกนกลางของชิ้นงานเพื่อชดเชยการยุบตัวที่ผิวของชิ้นงานที่มีความหนามาก
Credit by : สมเจตน์ พัชรพันธ์
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น