คุณสมบัติเหล็กทำแม่พิมพิมพ์และรูปแบบการใช้งาน

เหล็ก ที่ชุบแข็งมาแล้วไม่ต้อง ชุบแข็งเพิ่มเติม ขัดเงาได้ดี สามารถกลึง เจาะ ไสได้ดีมีคุณสมบัติ ทางโฟโตเอทชิ่งดี ความแข็งแรงสูง M202 ขัดขึ้นเงาดี ทำงานง่าย มีความแข็งสม่ำเสมอใช้ทำ แม่พิมพ์พลาสติก แม่พิมพ์แบล็คกาไลท์ ทำโมลด์

อินเสิร์ต (ชิ้นสอด) M238 เป็นเหล็กที่ชุบแข็งมาแล้วมีส่วนผสมกำมะถันต่ำ มาก 0.003% ทำให้ไม่มีตามด มีความ

แข็งสม่ำเสมอ ขัดเงาได้เหมือนกระจก ใช้ทำแม่พิมพ์พลาสติก แม่พิมพ์แบล็คกาไลท์ เมลามีน P20 กลึงง่าย ไม่เปราะ สามารถทำพิมพ์ลวดลายได้ สามารถรับ แรงดึงสูงเหมาะทำแม่พิมพ์อัดพลาสติก เหล็ก สแตนเลส สามารถทนต่อการกัด

กร่อนสูง สามารถทนต่อการสึกหรอได้ดี N695 ใช้ทำอุปกรณ์ที่ต้องการทนสนิม มีความคมและทน เสียดสีี เช่นมีดผ่าตัด M300 ทำแม่พิมพ์ชนิดที่ต้องการทนกรดสูง ทนสนิม เช่นแม่พิมพ์พลาสติก แม่พิมพ์อุตสาหกรรมท่อพีวีซี M310 สามารถทนต่อการกัดกร่อนสูง สามารถทนต่อการสึกหรอได้ดี M340 สามารถทนต่อการกัดกร่อนได้ดีมาก ทนต่อการสึกหรอได้ดี มาก คงขนาดรูปร่างได้ดีระหว่างชุบแข็ง ทำโมลด์ ,โมลด์อินเสิร์ต ,สกรู เหล็กชุบแข็งพร้อม ใช้งาน

NAK80 เป็นเหล็กทำแม่พิมพ์พลาสติกชั้นสูง มีอายุการใช้งาน ยาวนาน มีความสามรถในการกลึงที่ดีเยี่ยมทั้งที่มี ความ

แข็งสูง ขัดเงาเหมือนกระจก M461 เป็นเหล็กที่ชุบแข็งมาแล้วและพร้อมใช้งาน ไม่ต้องชุบแข็ง เพิ่มเติม (อยู่ในสภาพชุบแข็งพร้อมใช้งาน 40 HRC สามารถชุบแข็งได้สูงสุดถึง 44 HRC) ความแข็งสูง การขัดเงาดีเลิศ สามารถเจาะ ไสได้ดี มีคุณสมบัติทาง โพโตเอทชิ่งดีทำแม่พิมพ์พลาสติกที่ต้องการความแข็งแรง สูง

เวลาในการฉีดขึ้นรูปและระยะสกรู

เม็ดพลาสติกที่หลอมละลายในกระบอกฉีดโดยใช้ความร้อนจากฮีทเตอร์จะถูกฉีดเข้าแม่พิมพ์โดยแรงดันของไฮดรอลิคผ่านปลายของหัวฉีด การที่จะให้สภาพการฉีดขึ้นรูปคงที่หรือสม่ำเสมอนั้น วัตถุดิบที่ถูกป้อนเข้าแม่พิมพ์จะต้องมีปริมาณคงที่ เมื่อคำนึงถึงปริมาณของวัตถุดิบกับระยะทางที่สกรูเคลื่อนที่ถ้าระยะทางการเคลื่อนที่ของสกรูสั้นปริมาณวัตถุดิบที่ป้อนเข้าสู่แม่พิมพ์จะมีปริมาณน้อยและถ้าระยะทางการเคลื่อนที่ของสกรูยาวปริมาณวัตถุดิบก็จะมากขึ้นตามไปด้วย ซึ่งหมายถึงว่าถ้าต้องการควบคุมปริมาณวัตถุดิบที่ป้อนเข้าสู่แม่พิมพ์คงที่ส่วนสำคัญคือ ควบคุมระยะทางเคลื่อนที่ของสกรูให้คงที่ วิธีการควบคุมระยะทางการเคลื่อนที่ของสกรูมี 2 แนวทาง 1.ควบคุมเวลาที่จำเป็นในการเคลื่อนที่ของสกรู 2.ควบตำแหน่งของสกรูเมื่อสกรูเคลื่อนที่ไปแล้ว ถ้ากำหนดให้ระยะทางการเคลื่อนที่ของสกรูคงที่เวลาที่จำเป็นในการเคลื่อนที่ของสกรูจะขึ้นอยู่กับความเร็วของสกรู เช่น ถ้าใช้ความเร็วสูงการเคลื่อนที่ของสกรูจะใช้เวลาน้อยและถ้าใช้ความเร็วต่ำจะต้องใช้เวลามากขึ้น ถึงแม้ว่าจะสามารถควบคุมความเร็วในการเคลื่อนที่ของสกรูได้อย่างเที่ยงตรงแต่การควบคุมเวลาที่แน่นอนให้สัมพันธ์กับความเร็วจะทำได้ยากมาก หน่วยนับของความเร็วในการเคลื่อนที่ของสกรูกำหนดให้เป็น มิลลิเมตร/วินาที ( ขึ้นอยู่กับเครื่องฉีด ) ภายใต้สมมุติฐานที่ว่าความเร็วของวัตถุดิบที่ถูกป้อนเข้าสู่แม่พิมพ์เหมือนความเร็วของการเคลื่อนที่ของสกรู ตัวอย่างเช่น ถ้าระยะทางในการเคลื่อนที่ของสกรูเท่ากับ 300 ม.ม ความเร็วเท่ากับ 50ม.ม/วินาที เวลาที่ใช้จะเท่ากับ 6 วินาที

จากวิธีการคำนวณถึงแม้ว่าจะสามารถควบคุมความเร็วได้อย่างเที่ยงตรง แต่การควบคุมทั้งความเร็วและเวลาให้เที่ยงตรงทำได้ยากมากยกตัวอย่างเช่น ถ้าควบคุมความเร็วให้เที่ยงตรงและให้การควบคุมเวลามีเบี่ยงเบนได้ +_0.1 วินาที จะมีผลกระทบต่อระยะทางการเคลื่อนที่ของสกรู ดังนี้

ในการฉีดขึ้นรูปขึ้นรูปพลาสติกแบ่งการควบคุมเป็น 2 ช่วง 1.ช่วงควบคุมความเร็ว คือ ช่วงที่วัตถุดิบถูกป้อนเข้าสู่แม่พิมพ์จนเกือบเต็มแบบ 2.ช่วงควบคุมแรงดัน คือ ช่วงที่เปลี่ยนจากควบคุมความเร็วเป็นช่วงควบคุมแรงดัน ถ้าเราสามารถควบคุมจุดเปลี่ยนจากช่วงควบคุมความเร็วเป็นช่วงควบคุมแรงดันให้คงที่จะทำให้ฉีดขึ้นรูปชิ้นงานมีคุณภาพสม่ำเสมอ เครื่องฉีดบางรุ่นสามาถเลือกได้ว่าจะใช้ระยะหรือเวลาในช่วงควบคุมความเร็วและช่วงควบคุมแรงดัน โดยถ้าใช้เวลาเป็นตัวกำหนดการเคลื่อนที่ของสกรูอาจได้รับผลกระทบจากความเร็วของสกรูให้เกิดความเบี่ยงเบนได้มากหรือน้อยขึ้นอยุ่กับแรงดันในการฉีด ความเร็ว ระยะของสกรู ดังตัวอย่างการคำนวณตามตาราง

วัตถุดิบจะถูกป้อนให้ไหลผ่านเกท ( Gate ) เข้าสู่แม่พิมพ์ด้วยความเร็วคงที่ระดับหนึ่งจนเต็มแม่พิมพ์ แต่เนื่องจากวัตถุดิบที่ถูกป้อนจากความเร็วของสกรูทำให้ไม่สามารถหยุดการไหลได้ทันทีจึงทำให้เกิดแรงดันภายในแม่พิมพ์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งเรียกว่า แรงดันส่วนเกิน ( Over pack ) ถ้าแรงดันสูงเกินไปจะเกิดครีบที่ชิ้นงานและยังเป็นสาเหตุของปัญหาอื่นๆอีก ในกรณีป้อนวัตถุดิบเข้าสู่แม่พิมพ์ด้วยความเร็วต่ำสามารถเปลี่ยนจุดควบคุมความเร็วเป็นการควบคุมแรงดันเมื่อวัตถุดิบมีปริมาณ 99 %ของแม่พิมพ์หรือเกือบเต็มแม่พิมพ์ แต่ถ้าใช้ความเร็วในการป้อนวัตถุดิบเข้าแม่พิมพ์สูงและเปลี่ยนจุดการควบคุมความเร็วเป็นการควบคุมแรงดันเมื่อวัตถุดิบเกือบเต็มแม่พิมพ์จะเกิดแรงดันส่วนเกิน ซึ่งหมายความว่าให้เปลี่ยนจุดควบคุมควบคุมความเร็วก่อนหน้านั้นเล็กน้อยจะช่วยแก้ปัญหาได้ แรงดันที่ควบคุมค่าความเร็วขณะที่สกรูเคลื่อนที่เป็นสิ่งที่จำเป็น ตัวอย่างเช่น เมื่อตั้งความเร็วของการฉีดไว้ที่ 100 ม.ม/วินาทีและตั้งค่าแรงดันฉีดต่ำ แต่ในความจริงความเร็วต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ และเมื่อเพิ่มแรงดันอีกความเร็วก็อาจเพิ่มขึ้นเป็น 100 ม.ม/วินาทีและเมื่อความเร็วของสกรูเท่ากับค่าที่ตั้งไว้ถึงแม้จะเพิ่มแรงดันขึ้นอีกความเร็วก็จะไม่เปลี่ยนแปลงถ้าเป็นเครื่องฉีดรุ่นใหม่จะมีมอนิเตอร์แสดงเป็นกราฟ 2 เส้น คือ ค่าแรงดันที่ตั้งไว้และค่าแรงดันจริงในการทำงาน การควบคุมแบบนี้เรียกว่า แรงดันควบคุมความเร็ว เพื่อให้ง่ายต่อการเข้าใจขอยกตัวอย่าง

ถ้ารูทางออกของถังน้ำมีขนาดเท่ากัน แรงดันของน้ำที่ไหลออกมาจะขึ้นอยู่กับปริมาณของน้ำในถังเปรียบปริมาณน้ำในถังเหมือนแรงดันฉีด ในกรณีทีแรงดันในการฉีดมีการเปลี่ยนแปลงจะทำให้ความเร็วเปลี่ยนแปลงไปด้วย จึงทำให้การขึ้นรูปไม่เที่ยงตรง ถ้าความเร็วในการฉีดเที่ยงตรงจะทำให้เวลาจากจุดเริ่มต้นฉีดจนถึงจุดควบคุมแรงดันคงที่จะทำให้คุณภาพของชิ้นงานสม่ำเสมอ

Gate Seal

การควบคุมสภาพหรือรักษาระดับแรงดัน ( Holding Pressure )เมื่อวัตถุดิบเกือบเต็มแม่พิมพ์จะไม่คำนึงถึงความ เร็ว ซึ่งหมายถึงว่า จะควบคุมเฉพาะแรงดันเท่านั้นแรงดันในช่วงนี้จะใช้ประมาณ 60-70 %ของดันฉีด แนวความคิดพื้นฐานของการรักษาสภาพแรงดันเกิดจากวัตถุดิบเกิดหดตัวเมื่อทำการหล่อเย็น ดังนั้นการรักษาสภาพแรงดันจะต้องทดแทนในส่วนที่วัตถุดิบหดตัวลง ถ้าแรงดันขณะรักษาสภาพแรงดันต่ำจะเกิดการไหลย้อนกลับของวัตถุดิบจากแม่พิมพ์ผ่านเกท (Gate)

เวลาที่ใช้ในการฉีดจะเริ่มจากการเคลื่อนที่ของสกรูจนถึงช่วงเกทซีล ถ้าเวลาฉีด( Injection time+Holding time ) ใช้มากเกินเวลาที่เกทซีลไปแล้วจะไม่ผลต่อน้ำหนักของชิ้นงาน ( รูปกราฟ )และทำให้สิ้นเปลืองค่าไฟฟ้า

จากรูปกราฟแกน X = น้ำหนักของชิ้นงาน แกน Y = เวลาของช่วง Holding Time ถ้าเวลาเกิน 9 วินาทีไปแล้วจะผลต่อน้ำหนักของชิ้นงานและจะคงที่ที่น้ำหนัก43กรัม แต่ถ้าเวลาฉีดน้อยเกินไปจะทำให้ชิ้งานน้ำหนักน้ำหนักน้ำหนักไม่คงที่ นอกจากนั้นวิธีการกำหนดเวลาการฉีด ( Injection Time ) และการรักษาสภาพแรงดัน ( Holding Time ) ขึ้นอยู่กับผุ้ผลิตเครื่องจักร แต่โดยทั่วไปแล้วการป้อนวัตถุให้เต็มแม่พิมพ์คือ เวลาที่ใช้ในการฉีด
เวลาที่ใช้ในการฉีด = เวลาที่ใช้ในการป้อนวัตถุดิบ + เวลารักษาสภาพแรงดัน
ซึ่งเป็นสาเหตุของรอยบุ๋ม ( Shink mark) ฉีดไม่เต็ม ( Short Shot) รอยประสาน (Weld Line) เป็นต้น แต่ถ้าแรงดันสูงเกินไปจทำให้เกิดครีบ (Flash) รอยร้าว (Crack) ในชิ้นงานได้ เมื่อทำการรักษาสภาพแรงดันวัตถุดิบเกือบจะไม่มีการไหลจึงทำให้เกทเกิดการแข็งตัว บริเวณชิ้นงานที่บางกว่าจะเริ่มแข็งตัวก่อนและหลังจากนั้นจะใช้เวลาแข็งตัวในส่วนที่หนากว่า โดยปกติบริเวณที่บางที่สุดจะอยู่บริเวณเกท เมื่อเกทแข็งตัวแล้วไม่ว่าจะเพิ่มหรือลดแรงดันก็จะไม่มีผลกับชิ้นงาน ในสภาพที่เกทแข็งตัวเรียกว่า เกทซีล ( Gate Seal)

รอยประสานของเนื้อพลาสติก Weld line ตอนที่2

Weld line กล่าวทางหลักวิชาการคือ จุดประสานของเนื้อพลาสติกที่มาประสานกันที่อุณหภูมิที่แตกต่าง

Weld line จะเกิดจาก ชิ้นงานมีหลาย gate, ความหนาชิ้นงานที่แตกต่าง Weld line ไม่สามารถทำให้หายได้ 100% แต่สามารถลดการมองเห็นด้วยสายตาได้ และ สามารถย้ายไปในจุดที่มองเห็นได้ยาก Weld line จะเป็นสาเหตุของชิ้นงานอ่อนแอตรงรอย Weld line ในการออกแบบชิ้นงานและแม่พิมพ์จะต้องคำนึงถึงสิ่งเหล่านี้เพื่อขจัดปัญหาก่อนที่จะต้องมาเสียเวลาแก้ไขภายหลัง

สาเหตุการเกิด Weld line

-ด้านการออกแแบบชิ้นงาน

- มีรูกลมหรือร่องสี่เหลี่ยมที่ชิ้นงาน

- ชิ้นงานมีความหนาที่แตกต่างกันมากในแต่ละจุด

-ด้านวัสดุพลาสติก

- อุณหภูมิหลอมละลาย

- ความหนืดผิวของพลาสติก

-ด้านแม่พิมพ์

- อุณหภูมิแม่พิมพ์

- จำนวนของ Gate ที่มากเกินไปเป็นสิ่งที่ทำให้เกิน Weld line

- Air venting บริเวณเกิดรอยประสาน ต้องกำหนดให้มีจุด Air vents

- ระบบการหล่อเย็นของแม่พิมพ์ ควรออกแบบให้ระบบสามารถควบคุมอุณหภูมิได้เท่ากันทั้งแม่พิมพ์

-ด้านเครื่องฉีด

- คุณภาพเครื่องฉีด

- เครื่องฉีดสามารถใช้กับชนิดของพลาสติกที่มีหลากหลายชนิด เช่น PP+GF ต้องการเครื่องฉีดที่มี Screw ขนาดใหญ่กว่าเครื่องฉีดทั่วๆไป ให้คำนึงถึงสิ่วเหล่านี้ด้วยในการแก้ปัญหา

การแก้หรือลด Weld lines

-ใช้อุณหภูมิฉีดสูงในการหลอมละลายพลาสติก

-อุณหภูมิแม่พิมพ์ต้องสุงจึงจะช่วยลดการเกิด Weld lines

-ใช้ความเร็วในการฉีดช้า

-Hold pressure สูง

ตัวอย่างชิ้นงานก่อนแก้ไข Weld line ถ่ายจากกล้องจุลทัศน์จะเห็น weld line อย่างชัดเจน

รูปนี้เป็นรูปที่ได้ทำการแก้และลด Weld line ด้วยวิธีที่แนะนำข้างต้น สิ่งที่สำคัญในการทอลองครั้งนี้คือ อุณหภูมิแม่พิมพ์ได้