รวบรวมกระทู้น่าสนใจใน Pantip.com

Chapter 3 : ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเครื่องฉีดพลาสติก

font color='#0000FF'>

ขอขอบพระคุณเนื้อหาทั้งหมดจาก พี่ยุ่ง(เชาวลิต เจริญรักษา)


ประเภทของเครื่องฉีดพลาสติก


เครื่องฉีดพลาสติกโดยทั่วไป สามารถแบ่งตามลักษณะโครงสร้างของเครื่องได้เป็น 2 ประเภทดังนี้


1) เครื่องฉีดแนวนอน (Horizontal Injection Machine)

2) เครื่องฉีดแนวตั้ง (Vertical Injection Machine)

เครื่องจักรและอุปกรณ์พื้นฐานที่ทำงานร่วมกับเครื่องฉีดพลาสติก


โครงสร้างหลักของเครื่องฉีดพลาสติก

เครื่องฉีดพลาสติกโดยทั่วไป สามารถแบ่งหน่วยการทำงานหลักๆ ของเครื่องได้ดังต่อไปนี้
1. Injection unit (หน่วยการฉีด) : ทำหน้าที่ในการทำงานเกี่ยวกับการฉีดทั้งหมด
2. Clamping unit (หน่วยปากกาปิดแม่พิมพ์) : ทำหน้าในการติดตั้งและการทำงานเกี่ยวกับการเปิด-ปิดแม่พิมพ์
3. Control unit (หน่วยควบคุม) : ทำหน้าที่ในการควบคุมการทำงานทั้งหมดของเครื่องฉีด



1) Injection unit

Injection unit มีหน้าที่ตั้งแต่การรับเม็ดพลาสติกจาก Hopper มาแล้วทำการหลอมเหลว ก่อนที่จะทำการฉีดพลาสติกเหลวเข้าไปในช่องว่าง (cavity) ของแม่พิมพ์ (mold) ซึ่งมีชิ้นส่วนหลักๆ ดังรูป

 Hopper Throat (คอป้อน)

ที่บริเวณรูสำหรับป้อนเม็ดพลาสติก จะมีระบบน้ำหล่อเย็นเลี้ยงรอบๆ เพื่อที่จะควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสมกับชนิดของเม็ดพลาสติก
เม็ดพลาสติกจะถูกลำเลียงจาก Hopper ผ่านรูป้อนเพื่อไหลผ่านไปยังกระบอกฉีด (Barrel) ซึ่งในช่วงที่เม็ดพลาสติกถูกป้อนลงมานั้น หากไม่มีระบบน้ำหล่อเย็นเลี้ยงที่บริเวณคอป้อน (Throat) ก็จะทำให้อุณหภูมิของรูป้อนเม็ดสูงขึ้นมากๆ จะทำให้เม็ดพลาสติกเริ่มหลอมละลายเกาะตัวกันมากยิ่งขึ้น เป็นเหตุทำให้ปริมาณการไหลลงของเม็ดพลาสติกไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องทำการตรวจสอบระบบหล่อเย็นอย่างสม่ำเสมอ ถ้าระบบของการหล่อเย็นของน้ำไม่มีหรือการไหลของน้ำเกิดการอุดตัน ก็จะเป็นเหตุทำให้อุณหภูมิของช่วงการป้อนเม็ดสูงขึ้นได้

ในทางตรงกันข้าม กรณีที่อุณหภูมิของคอป้อน (Throat) ต่ำมากๆ ในขณะที่มีการป้อนเม็ดพลาสติกก็จะทำให้เม็ดพลาสติกมีความชื้นเกิดขึ้น โดยเฉพาะเม็ดที่ผ่านขบวนการไล่ความชื้นมาแล้ว ซึ่งตรงนี้จะเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้การฉีดขึ้นรูปพลาสติกมีปัญหาได้เช่นกัน


 Barrel

Barrel หรือกระบอกฉีด เป็นชิ้นส่วนที่สำคัญมากอีกชิ้นหนึ่งของเครื่องฉีดพลาสติก กระบอกฉีดจะมีลักษณะเป็นท่อทรงกระบอก ที่ติดตั้งอยู่กับ Hopper Throat ผิวด้านนอกของกระบอกฉีดจะติดตั้ง Band Heater เพื่อใช้ในการให้ความร้อนเพื่อใช้ในการหลอมเหลวเม็ดพลาสติก ส่วนปลายของกระบอกจะต่อเข้ากับหัวฉีด (Nozzle) และภายในของกระบอกฉีดก็จะมีชุด Screw สวมอยู่ เพื่อช่วยในการหลอมเหลวเม็ดพลาสติก และฉีดอัดพลาสติกเหลวเข้าไปในแม่พิมพ์

 Band Heater

ปลอกหรือแถบทำความร้อน (Band Heater) มีหน้าที่ทำความร้อนและส่งถ่ายไปยังกระบอกฉีด (Barrel) เพื่อใช้ในการหลอมละลายเม็ดพลาสติก โดยทั่วไป Band Heater จะติดตั้งไว้โดยการห่อหุ้มอยู่ภายนอกของกระบอกฉีด (Barrel) โดยแยกการควบคุมอุณหภูมิออกเป็นส่วนๆ

 Thermo Couple

Thermo Couple เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจวัดอุณหภูมิโดยใช้คุณสมบัติของโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน ซึ่งความต่างศักย์ที่วัดได้จากปลายทั้งสองข้างของ Thermocouple นั้นจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่จุดต่อระหว่างสองโลหะ Thermo Couple มีอยู่มากมายหลายชนิดแต่ที่ใช้กับเครื่องฉีดทั่วไปมีอยู่ 2 ชนิด คือ Type J และ Type K

 Screw

โดยทั่วไปสกรูที่ใช้กับเครื่องฉีดพลาสติกนั้น มีการออกแบบที่แตกต่างกันไปเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน
ซึ่งโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลัก คือ Feed Zone, Compression Zone และ Metering Zone
- Feed Zone ของ Screw จะเป็นช่วงที่ทำหน้าที่ในการลำเลียงเม็ดพลาสติกที่ไหลลงมาจาก Hopper Throat
เพื่อที่จะส่งต่อไปยังช่วง Compression Zone ซึ่งความลึกของร่องเกลียวช่วงนี้จะเท่ากันทุกร่องเกลียว การเปลี่ยนแปลง
ความร้อนในช่วงนี้จะเกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยจากการเสียดสีกันของเม็ดพลาสติก เพราะฉะนั้นความร้อนที่มาจาก Band
Heater ในช่วงนี้ต้องไม่สูงมากจนเกินไป เพราะจะทำให้พลาสติกหลอมเหลวหรือเกาะกันเป็นก้อน และเพื่อป้องกัน
การลำเลียงเม็ดพลาสติกไม่ให้ขาดช่วงหรือขาดความต่อเนื่อง
- Compression Zone ของ Screw จะเป็นช่วงที่ทำให้พลาสติกเกิดการหลอมเหลวและผสมผสานกันได้ดียิ่งขึ้น โดยจะทำให้เกิดการเสียดสีกันของเม็ดพลาสติกเองและทำให้เกิดความร้อนสะสมภายในเม็ดพลาสติก ทำให้เกิดการหลอมเหลวและอัดแน่นกันมากยิ่งขึ้น ตรงช่วงบริเวณนี้ขนาดความลึกของร่องเกลียวจะค่อยๆ ลดลงไปเรื่อยๆ เพื่อทำให้เกิดการอัดตัวของการหลอมเหลวของเม็ดพลาสติก ซึ่งข้อแตกต่างของความลึกของร่องเกลียวช่วงนี้เราเรียกว่า Compression Ratio โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 2 : 1 จากช่วงของ Compression Zone ปริมาณพลาสติกที่ถูกหลอมละลายจะถูกส่งไปยังส่วนสุดท้ายของ Screw ที่เรียกว่า Metering Zone ต่อไป
- Metering Zone ของ Screw จะเป็นช่วงที่มีการเฉือนกันของพลาสติกมากที่สุดและจะเพิ่มมากขึ้นระหว่างBarrel กับ Screw และเพิ่มการหลอมละลายของพลาสติกบางส่วนที่ยังหลอมละลายไม่ดีพอ เพื่อที่จะทำการฉีดต่อไป การหลอมละลายในช่วงนี้จะเริ่มมีการสะสมกำลังและแรงดันเพิ่มมากขึ้นที่ด้านปลายของ Barrel ในช่วงของ Metering Zone นี้จะทำหน้าที่นำพาพลาสติกที่หลอมละลายดีแล้วผ่านทะลุ Non-Return Valve ไปยังด้านหน้าสุดของ Screw และไปสะสมกันอยู่ปลายสุดของ Barrel และในขณะเดียวกันในการสะสมกันของพลาสติกเหลวนี้ก็จะมีกำลังเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่สกรูหมุน กำลังหรือแรงดันนี้จะเป็นตัวที่ดันให้สกรูถอยหลังไปจนถึงระยะของ SM (ตำแหน่งหยุดการหมุนของ Screw) ตามที่ตั้งค่าไว้ ซึ่งเป็นการสะสมปริมาณพลาสติกเหลวให้ได้ตามที่ต้องการเพื่อที่จะทำการฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ในแต่ละรอบการทำงาน




 Nozzle

หัวฉีด (Nozzle) เป็นส่วนประกอบหนึ่งของชุดฉีดพลาสติก มีไว้เพื่อทำหน้าที่เป็นทางผ่านของพลาสติกเหลวจากกระบอกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ ซึ่งหัวฉีดจะเป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างปลายกระบอกฉีดกับ Sprue Bush ของแม่พิมพ์ในขณะทำการฉีดพลาสติกเข้าไปในแม่พิมพ์ ขนาดรัศมีของปลายหัวฉีด (Nozzle) ต้องมีขนาดพอดีที่จะสวมหรือสัมผัสกับขนาดรัศมีของ Sprue Bush ของแม่พิมพ์ และต้องไม่มีรอยยุบรอยกระแทกที่บริเวณใกล้กับรูฉีดของ Nozzle เพราะอาจทำให้การฉีดมีปัญหาได้โดยทั่วไปหัวฉีด (Nozzle) แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ ดังนี้
- หัวฉีดแบบเปิด (Open Nozzle) เป็นหัวฉีดแบบที่ใช้กับพลาสติกที่มีความหนืดค่อนข้างสูง ซึ่งไหลได้ยากเมื่อถึงจุดหลอมเหลว เป็นแบบที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวางมากเพราะมีราคาถูก, มีความเสียดทานในการไหลน้อยมาก และทำให้เกิดการสูญเสียแรงดันน้อยมาก เมื่อเปรียบเทียบกับหัวฉีดแบบปิด เนื่องจากหัวฉีดแบบเปิดไม่มีระบบเปิด-ปิดรูของ Nozzle ซึ่งอาจทำให้เกิดการไหลย้อยของพลาสติกที่ปลายหัวฉีดได้ จึงต้องใช้วิธีการป้องกันด้วยการดึงกลับของสกรู (Suck Back) เป็นมาตรฐานการใช้งานหัวฉีดแบบ Open Nozzle

- หัวฉีดแบบปิด (Shut-off Nozzle) เป็นหัวฉีดแบบที่นิยมใช้กับพลาสติกที่มีความหนืดต่ำ ซึ่งไหลได้ง่ายเมื่อถึงจุด
หลอมเหลว หัวฉีดแบบนี้จะมีกลไกหรือระบบควบคุมการเปิด-ปิดรูฉีดเพื่อป้องกันไม่ให้พลาสติกเหลว ไหลย้อยออกมาที่ปลายหัวฉีด ซึ่งกลไกหรือระบบควบคุมการเปิด-ปิดรูฉีดนั้นมีอยู่มากมายหลายแบบ ดังรูป


2) Clamping unit

Clamp unit เป็นชุดอุปกรณ์มีหน้าที่ในการติดตั้งแม่พิมพ์, เปิด-ปิดแม่พิมพ์ (mold) และกระทุ้งชิ้นงานที่ฉีดเสร็จแล้วออกจากแม่พิมพ์ โดยเฉพาะการปิดแม่พิมพ์นั้น Clamp unit จะต้องมีแรงในการปิดที่สามารถต้านทานแรงดันของพลาสติกเหลวในขั้นตอนการฉีดได้ โดยทั่วไป Clamp unit จะมีอยู่ 2 ระบบใหญ่ๆ ดังนี้
- Direct Clamp เป็นระบบการเปิด-ปิดแม่พิมพ์โดยตรงผ่านต้นกำลัง ซึ่งก็คือลูกสูบไฮดรอลิก (Hydraulic Cylinder) ระบบนี้เป็นระบบที่นิยมใช้ในเครื่องฉีดระบบไฮดรอลิก ซึ่งมีข้อดีก็คือสามารถ set-up ได้ง่าย
- Toggle Clamp เป็นระบบการเปิด-ปิดแม่พิมพ์ผ่านกลไกหรือระบบ Mechanic ซึ่งสามารถใช้ได้กับต้นกำลังจาก Servo Motor และ Hydraulic ซึ่งมีข้อดีก็คือแรงในการปิดแม่พิมพ์จะเที่ยงตรงและสม่ำเสมอ

 รายละเอียดของ Clamping unit


3) Control unit

Control unit มีหน้าที่ในการควบคุมการทำงานทุกระบบของเครื่องฉีด เช่น การควบคุมอุณหภูมิของกระบอกฉีด (Barrel), การควบคุมแรงดันและความเร็วในการฉีด, การควบคุมความเร็วในการเปิด-ปิดแม่พิมพ์, การควบคุมเวลาการทำงานในขั้นตอนต่างๆ ของเครื่องฉีด เป็นต้น




 

Create Date : 01 ตุลาคม 2554   
Last Update : 2 ตุลาคม 2554 10:11:12 น.  

Chapter 2 ; ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก

ขอขอบพระคุณเนื้อหาทั้งหมดจาก พี่ยุ่ง(เชาวลิต เจริญรักษา)


ประเภทของแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก

โดยทั่วไป สามารถจัดแบ่งประเภทของแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก (Mold) ตามลักษณะโครงสร้างออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ แม่พิมพ์ 2 Plates และ 3 Plates

1) แม่พิมพ์ 2 Plates

 ลักษณะโครงสร้างของแม่พิมพ์ 2 Plates




 รายชื่อและหน้าที่ของชิ้นส่วนแม่พิมพ์ 2 Plates




2) แม่พิมพ์ 3 Plates
 ลักษณะโครงสร้างของแม่พิมพ์ 3 Plates




 รายชื่อและหน้าที่ของชิ้นส่วนแม่พิมพ์ 3 Plates


 ระยะในการเปิด-ปิดของแม่พิมพ์ 3 Plates




Runner แบบต่างๆ




Sprue Puller (Cold Slug Well) ชนิดต่างๆ

Sprue Puller ก็คือส่วนของแม่พิมพ์ ซึ่งทำหน้าที่ในการช่วยจับยึด Sprue และ Runner ให้ติดอยู่กับแม่พิมพ์ด้านเคลื่อนที่ (Movable Side)



Gate ชนิดต่างๆ

Gate หรือทางเข้า ก็คือช่องว่างที่อยู่ในแม่พิมพ์ซึ่งทำหน้าที่เป็นทางเข้าของน้ำพลาสติกเหลว จาก Runner เข้าไปยังส่วนของชิ้นงาน ในขณะทำการฉีด










 

Create Date : 25 กันยายน 2554   
Last Update : 1 ตุลาคม 2554 17:31:07 น.  

Chapter 1 : ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับพลาสติก

ขอขอบพระคุณเนื้อหาทั้งหมดจาก พี่ยุ่ง(เชาวลิต เจริญรักษา)


พลาสติกคืออะไร ?

พลาสติก ก็คือวัสดุที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นโดยการนำวัตถุดิบที่ได้จากธรรมชาติ เช่น น้ำมันปิโตรเลียม มาแยกเป็นสารประกอบบริสุทธิ์หลายชนิด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารประกอบระหว่างคาร์บอน (ถ่าน) กับก๊าซไฮโดรเจน เมื่อนำเอาสารประกอบแต่ละชนิดมาทำปฏิกิริยาให้มีลักษณะต่อกันเป็นสายโซ่ยาวมากๆ ก็จะได้วัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นพลาสติก ซึ่งพลาสติกแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ
1. เทอร์โมพลาสติก (thermoplastics; thermo แปลว่า ความร้อน และ plastic แปลว่า อ่อนนุ่ม) พลาสติกชนิดนี้ เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่ออุณหภูมิลดลงจะแข็งตัว ถ้าให้ความร้อนอีกก็จะอ่อนตัว สามารถทำให้กลับเป็นรูปเดิมหรือเปลี่ยนเป็นรูปอื่นได้ พลาสติกประเภทนี้โครงสร้างโมเลกุลเป็นโซ่ตรงยาวมีการเชื่อมต่อระหว่างโซ่โพลิเมอร์น้อยมาก จึงสามารถหลอมเหลวโดยจะไม่ทำลายโครงสร้างเดิม (เป็นการเปลี่ยนสภาวะทางกายภาพเท่านั้น เปรียบเหมือนการเปลี่ยนสถานะของน้ำและน้ำแข็ง ซึ่งสามารถเปลี่ยนกลับไปกลับมาได้หลายครั้ง) ตัวอย่างเช่น โพลิเอทิลีน โพลิโพรพิลีน โพลิสไตรีน เป็นต้น



2. พลาสติกเทอร์โมเซต (thermosetting plastics หรือ thermoset; thermo แปลว่า ความร้อน และ set แปลว่า ทำให้แข็ง) พลาสติกชนิดนี้ จะคงรูปภายหลังจากการผ่านความร้อน หรือแรงดันเพียงครั้งเดียว เมื่อเย็นลงจะแข็งตัว มีความแข็งแรงมาก ทนความร้อนและความดัน ไม่อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างไม่ได้ แต่ถ้าอุณหภูมิสูงพอ ก็จะแตกและไหม้เป็นขี้เถ้าสีดำ พลาสติกประเภทนี้โมเลกุลจะเชื่อมโยงกันเป็นร่างแหจับกันแน่น แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแข็งแรงมากจึงไม่สามารถนำมาหลอมเหลวได้ (เป็นการเปลี่ยนสภาวะทางเคมี เปรียบเหมือนการอบเค้ก ซึ่งเมื่อให้ความร้อนสารจะเปลี่ยนสภาพทางเคมี และคงรูปอย่างนั้นไม่สามารถเปลี่ยนรูปได้อีก) ตัวอย่างเช่น เมลามีน โพลิยูรีเทน อิพอกซี เป็นต้น





ประเภทของพลาสติก





คุณสมบัติเบื้องต้นของของพลาสติกชนิดต่างๆ


อักษรย่อของพลาสติกชนิดต่างๆ


หมายเลขมาตรฐานของพลาสติก
เนื่องจากพลาสติกที่ใช้อยู่ในปัจจุบันนั้น มีอยู่มากมายหลายชนิด และส่วนใหญ่ก็สามารถนำกลับมา Recycle ได้ ดังนั้นเพื่อให้ง่ายต่อการจำแนกชนิดของพลาสติก the American Society of Plastics Industry จึงได้มีการกำหนดหมายเลขของพลาสติกชนิดต่างๆ ขึ้นเพื่อให้ง่ายต่อการจำแนกชนิดของพลาสติก ซึ่งส่วนใหญ่จะพบได้บนผลิตภัณฑ์ชนิดต่างๆ






 

Create Date : 23 กันยายน 2554   
Last Update : 25 กันยายน 2554 13:13:06 น.  

Injection Molding Introduction


ตัวอย่างงานที่เกิดจากการ Injection Molding



Injection Machine



ตัวอย่าง Plastic Resin



อุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกับ Injection machine





 

Create Date : 22 กันยายน 2554   
Last Update : 25 กันยายน 2554 9:38:33 น.  

Big Bright
Location :
กรุงเทพฯ Thailand

[Profile ทั้งหมด]

ให้ทิปเจ้าของ Blog [?]
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
Smember
ผู้ติดตามบล็อก : 6 คน [?]




[Add Big Bright's blog to your web]