วันเสาร์ที่ 10 พฤศจิกายน พ.ศ. 2561

การออกแบบทางวิ่งแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก Runner Lay-Out

ในการออกแบบแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก การจัดวางตำแหน่งทางวิ่งแบบที่ง่ายที่สุด มักจะออกแบบให้อยู่ตำแหน่งกึ่งกลางของกระบอกเครื่องฉีดพลาสติก ซึ่งเป็นตำแหน่งของ sprue ด้วย โดยเป็นไปตามเงื่อนไขดังนี้

-น้ำพลาสติกไหลเข้าเต็มทุกคาวิตี้พร้อมกันด้วยอุณหภูมิเท่ากัน

-ระยะห่างระหว่างคาวิตี้ต้องมากพอสำหรับการวางท่อหล่อเย็น และทนแรงดันจากการฉีดพลาสติกได้

-ผลลัทธ์ของแรงกระทำอยู่ที่จุดศูนย์ถ่วงของแม่พิมพ์

เมื่อออกแบบแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก สิ่งสำคัญก็คือ ความสมดุลของแรงในแม่พิมพ์ และชุดประกบของเครื่องฉีด จะรับแรงที่ไม่สม่ำเสมอ ถ้าคาวิตี้อยู่ตำแหน่งเยื้องศูนย์กับ sprue แม่พิมพ์จะถูกแรงดันให้อ้าออกได้ ผลที่ตามมาอาจเกิดครีบแลบที่ชิ้นงาน และการแตกหักของ tie bar

ภาพที่1 บนทางวิ่งเยื้องศูนย์,ล่างทำการสมดุลทางวิ่ง
แม่พิมพ์ที่ฉีดชิ้นงานแล้วเกิดครีบแลบ จะเกิดความเสียหายที่ผิวแบ่ง (parting line) จนประกบกันไม่สนิท และเกิดครีบแลบอีกหากไม่ปาดผิวใหม่ ดังนั้นกฎของแรกของการออกแบบแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกคือ ผลลัทธ์ของแรงดันฉีดพลาสติกกับแรงประกบแม่พิมพ์ จะต้องกระทำในแนวกึ่งกลางของ sprue

ตามภาพที่1 แสดงการวางตำแหน่งแบบเยื้องศูนย์และได้ศูนย์กับ sprue 

วันอังคารที่ 23 มกราคม พ.ศ. 2561

การฉีดพลาสติก ,แรงดันฉีดและแรงดันตาม,ความเร็วฉีด

การฉีดพลาสติก ,แรงดันฉีดและแรงดันตาม,ความเร็วฉีด
(Injection and Holding Pressure,Injection speed)

      การฉีดพลาสติก แรงดันฉีดและแรงดันตาม รวมทั้งความเร็วในการฉีดพลาสติกที่ต้องใช้ จะขึ้นอยู่กับชนิดพลาสติกที่ใช้ฉีด และสภาพของการฉีด แรงดันฉีดและแรงดันตาม จะตั้งให้เท่ากับแรงดันไฮดรอลิกส์

      แรงดันตามจะต้องมากพอ เพื่อที่จะฉีดเข้าสู่คาวิตี้ได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่เกิดการยุบ (sinkmark) แรงดันนี้อาจแตกต่างกันสำหรับแม่พิมพ์ชุดเดียวกัน ขึ้นอยู่กับความเร็วฉีด อุณหภูมิของน้ำพลาสติก และรูปร่างของหัวฉีด

      ความเร็วฉีดต้องสัมพันธ์กับรูปร่างและขนาดของชิ้นงาน และควรมีความเร็วสูง แรงดันฉีดต้องสูงพอที่จะแน่ใจได้ว่า ความเร็วฉีดจะไม่ลดลงกว่าค่าที่ได้ตั้งไว้ระหว่างรอบการฉีดทั้งหมด ถ้าความเร็วฉีดลดลงไปเรื่อยๆจนถึงสิ้นสุดการฉีด แสดงว่าแรงดันฉีดต่ำเกินไป หรือความเร็วฉีดสูงเกินไป และควรพิจารณาถึงเรื่อง การระบายอากาศในแม่พิมพ์พลาสติก ด้้วย

     ปัจจัยสำคัญอีกอย่างหนึ่งก็คือ การเปลี่ยนไปให้แรงดันตามในช่วงเวลาที่ถูกต้อง เพื่อป้องกันการ Overpacking ในคาวิตี้ของแม่พิมพ์

วันศุกร์ที่ 13 พฤษภาคม พ.ศ. 2559

การใช้คอมพิวเตอร์วิเคราะห์งานฉีดพลาสติก

การผลิตแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกเป็นงานที่ซับซ้อนและมีความละเอียดสูง เพื่อให้ได้ขนาดที่แม่นยำ จำเป็นต้องอาศัยเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพ รวมถึงผู้ออกแบบต้องมีความรู้และประสบการณ์ในการออกแบบแม่พิมพ์จึงจะสามารถผลิตแม่พิมพ์ที่มีคุณภาพที่ดีได้


การสมดุลทางวิ่งโดยใช้คอมพิวเตอร์

ในปัจจุบันเราสามารถสร้างแบบจำลองในคอมพิวเตอร์ขึ้นมาเพื่อดูแนวโน้มของปัญหาที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้าก่อนได้ ซึ่งก็คือการทำ FEAในงานฉีดพลาสติก (Finite Element Analysis)ในแบบจำลองนี้จะสามารถตรวจสอบได้เบื้องต้น โดยที่เรายังไม่ต้องสร้างแม่พิมพ์ขึ้นมา ทำให้ลดข้อผิดพลาดที่จะเกิดขึ้นได้เป็นอย่างดี

อย่างไรก็ดี ความแม่นยำในการวิเคราะห์ขึ้นอยู่กับข้อมูลที่เราป้อนลงไป ซึ่งหากข้อมูลไม่ครบถ้วนหรือไม่ตรงกับความเป็นจริง ผลของการวิเคราะห์ก็อาจผิดพลาดได้

วันพุธที่ 14 สิงหาคม พ.ศ. 2556

ชิ้นงานเป่าพลาสติก

การทดสอบการใช้งานของขวดและกระปองพลาสติก
ในงานเป่าพลาสติก เมื่อได้ชิ้นงานขึ้นมาเพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างถูกต้อง จะต้องมีการทดสอบความคงทนของภาชนะบรรจุของเหลว เช่น ค่า Environmental Stress Crack Resistance (ESCR) มีหลายวิธีการและมาตราฐาน เช่น มาตราฐาน American Society of Testing and Materials (ASTM) ได้กําหนดวิธีการทดสอบขวดพลาสติก ประกอบด้วย Bottle Stress Crack (BSC) Test, Top Load Stress Crack (TLESCR) Test, Internal Pressure (IP) Test  และ Drop Test ซึ่งแต่ละวิธี มีวิธีการและค่าที่ใช้ในการกําหนดที่ต่างกันออกไป
stress-strainโพลีเอธีลีน

การทดสอบโดยวิธี Bottle Stress Crack (BSC)  Test
การทดสอบโดยวิธี Bottle Stress Crack (BSC) Test ตามมาตราฐาน ASTM D2561-91 มี 2 แบบด้วยกัน คือ  แบบ A ทําได้โดยการนําขวดที่ต้องการทดสอบมาเติมสารที่เรียกว่า Stress Cracking Fluid (สารละลาย Stepanal) ปิดฝาขวดให้สนิท แล้วนําขวดไปวางไว้ในเตาอบที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส (140 องศาฟาเรนไฮด์)  แล้วบันทึกตั้งแต่เริ่มต้นจนกระทั่งขวดเกิดการแตก  แบบ B จะคล้าย กับแบบ A โดยสารที่เติมลงไปจะมีปริมาตร 1/3 ของขวด แล้วนําขวดไปใส่ไว้ในภาชนะที่มีสาร Stress Cracking Fluid
อ่านข้อมูลเพิ่้มเติมได้ที่ www.แม่พิมพ์-พลาสติก.com  

วันจันทร์ที่ 5 สิงหาคม พ.ศ. 2556

ส่วนประกอบของแม่พิมพ์พลาสติก


 แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก,แม่พิมพ์ปั๊มโลหะ หรือแม่พิมพ์ใดๆ เราคงไม่สามารถทราบได้เลยว่า ในเหล็กก้อนตันๆในนั้นมีส่วนประกอบอะไรอยู่บ้าง  การจะตัดเฉือนโลหะเพื่อให้ได้ขนาดที่ถูกต้องแม่นยำนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เครื่องจักรที่ใช้ผลิตต้องมีความเที่ยงตรงสูง เมื่อเราลดความคลาดเคลื่อนจากเครื่องจักรได้แล้ว ก็ต้องดูผู้ปฎิบัติงานว่ามีทักษะและมีความเข้าใจในโครงสร้างของแม่พิมพ์มาก-น้อยแค่ไหน การออกแบบที่ถูกต้องจะช่วยลดเวลาและค่าใช้จ่ายในการสร้างแม่พิมพ์ไปได้
ผู้ออกแบบแม่้พิมพ์โดยปกติจะพิจารณาเรื่องของการเปิดแม่พิมพ์เพื่อปลดชิ้นงานเป็นอันดับแรก เพื่อเลือกว่าจะออกแบบแม่พิมพ์เป็นลักษณะใด ผู้ผลิตแม่พิมพ์ในปัจจุบันหลายรายที่อาศัยประสบการณ์เพียงอย่างเดียว ไม่เรียนรู้เทคโนโลยีใหม่ๆ ทำให้แม่พิมพ์ที่ผลิตชิ้นงานมีคุณภาพต่ำ ไม่สามารถแข่งขันกับตลาดได้ ในการออกแบบแม่พิมพ์ ผู้ออกแบบจะต้องทำการวางlayoutของแม่พิมพ์คร่าวๆก่อน  เช่น ถ้าชิ้นงานสามารถเปิดแม่พิมพ์ได้แบบปกติ ก็จะเลือกออกแบบแม่พิมพ์เป็นแบบ2 plate แต่ถ้าชิ้นงานต้องเข้าน้ำพลาสติกทางด้านบนก็ต้องเลือกออกแบบเป็นแบบ 3 plate จากนั้นจึงนำชิ้นงานมาวางใน layout แม่พิมพ์เพื่อออกแบบแม่พิมพ์ต่อไปซึ่งในแม่พิมพ์พลาสติกที่ใช้กันส่วนใหญ่จะมีส่วนประกอบดังนี้
1. แผ่นแม่พิมพ์อยู่กับที่
เป็นชิ้นส่วนที่อยู่ด้านบนสุดของแม่พิมพ์พลาสติก ทำหน้าที่เป็นจุดยึดแม่พิมพ์ฝั่งด้าน cavity  ให้เข้ากับเครื่องฉีดพลาสติก โดยที่แผ่นนี้จะเป็นเหมือนประตูรับพลาสติกหลอมเหลวจากเครื่องฉีดพลาสติกเข้าสู่โพรงแบบ
2.แผ่นปลดทางวิ่งพลาสติก
เป็นแผ่นที่ใช้ในการดึงท่อทางวิ่งของน้ำพลาสติกจากหัวฉีดสู่ทางวิ่ง(runner) หากไม่ีมีแผ่นนี้เมื่อแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกครบรอบ จะไม่สามารถดึงพลาสติกที่แข็งตัวแล้วออกจากหัวฉีดได้  นอกจากนี้ยังเป็นชิ้นส่วนสำหรับติดตั้งชุดดึงทางเข้าพลาสติกอีกด้วย
3.แผ่นโพรงแม่แบบ
แผ่นนี้จะเป็นที่อยู่ของแม่แบบสำหรับขึ้นรูปพลาสติก และเป็นที่ติดตั้งระบบทางเข้าของน้ำพลาสติก เมื่อรอบการฉีดพลาสติกครบ แผ่นนี้จะเป็นตัวเปิดเพื่อปลดให้ท่อทางวิ่งของน้ำพลาสติกที่แข็งตัวออกมาได้
4.แผ่นโพรงแม่แบบฝั่งตัวผู้
ถือเป็นแผ่นที่เป็นส่วนสำคัญในการขึ้นรูปพลาสติก เมื่อเราฉีดพลาสติกหลอมเหลวเข้าสู่แม่พิมพ์ พลาสติกจะต้องเข้ามาเซทตัวที่แผ่นนี้เพื่อขึ้นรูป พลาสติกจะเปลี่ยนสภาพจากของเหลวไปสู่ของแข็ง อุณหภูมิที่สูงของน้ำพลาสติกจะถูกทำให้เย็นลงด้วยระบบหล่อเย็นภายในแม่พิมพ์พลาสติก ซึ่งผู้ออกแบบต้องคำนวณมาอย่างดี เนื่องจากหากพลาสติกเย็นตัวเร็วเกินไป จะทำให้ชิ้นงานไม่ได้ขนาด เนื่องจากการหดตัวของพลาสติก
5.แผ่นรองรับโพรงแม่แบบ
จะใช้กันมากกับแม่พิมพ์พลาสติกทีมีขนาดใหญ่ โดยปกติถ้าแผ่น moving core plate มีความหนาและแข็งแรงเพียงพอผู้ออกแบบมักจะตัดแผ่นนี้ออกไป
6.แท่งรอง หรือ ห้องกระทุ้งชิ้นงาน
แผ่นรอง Moving Plate และเป็นที่อยู่ของห้องที่ใช้ฝังเข็มกระทุ้งปลดชิ้นงาน ความสูงของแผ่นรองนี้ถูกกำหนดโดยระยะในการปลดชิ้นงานพลาสติก
7.แผ่นรองแผ่นกระทุ้งชิ้นงาน
แผ่นนี้จะเป็นที่อยู่ของเข็มกระทุ้งปลดชิ้นงาน และจะมีตัวไกด์ฝังรวมอยู่ด้วย
8.แผ่นกระทุ้งชิ้นงาน
เป็นที่อยู่ของเข็มกระทุ้งปลดชิ้นงาน ยึดติดกับแผ่น ejector retainer plate และเป็นชิ้นส่วนที่รับแรงมาจากตัวกระทุ้งในเครื่องฉีดพลาสติก
9.แผ่นยึดแม่พิมพ์ด้านเคลื่อนที่
เป็นแผ่นประกบแม่พิมพ์ด้านล่างสุดและเป็นจุดที่ใช้ยึดแม่พิมพ์เข้ากับเครื่องฉีดพลาสติก ผู้ออกแบบควรออกแบบให้มีความแข็งแรงเพียงพอต่อการใช้งาน และต้องคำนึงถึงความยากง่ายของผู้ฉีดด้วย  เนื่องจากการยกแม่พิมพ์ขึ้นเซทบนเครื่องฉีดนั้นจะทำได้ยากด้วยน้ำหนักของตัวแม่พิมพ์ และด้วยโครงสร้างของเครื่องฉีดพลาสติกเองด้วย ผู้ออกแบบควรเว้นตำแหน่งโดยเหมาสม เพื่อที่ผู้ปฎิบัติงานจะได้สามารถติดตั้งอุปกรณ์สำหรับจับยึดแม่พิมพ์ได้โดยสะดวก

วันพฤหัสบดีที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2556

สาระเรื่องแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก

แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก ทำงานอย่างไร ทำไมจึงผลิตชิ้นงานออกมาได้  หลายๆท่านอาจยังสงสัย admin ขออธิบายแบบง่ายๆ คือ ปกติตัววัตถุดิบตั้งต้นของพลาสติกจะมาเป็นรูปแบบของเม็ดพลาสติก 

ก่อนนำเม็ดพลาสติกมาเข้ากระบวนการขึ้นรูป เราต้องทำการไล่ความชื้นที่ตัวเม็ดพลาสติกเสียก่อน โดยการนำเม็ดไปให้ความร้อนที่อุณหภูมิหนึ่งเพื่อไล่ความชื้นออกจากตัวเม็ดพลาสติก (ระยะเวลาและอุณหภูมิจะแตกต่างไปตามชนิดของเม็ดพลาสติก)
เมื่อเราให้ความร้อนเม็ดพลาสติก ไอน้ำที่อยู่ภายในเม็ดพลาสติกจะถูกอบเพื่อไล่ความชื้น เราจึงนำไปใส่ในเครื่องฉีดพลาสติก ตัวของเครื่องฉีดพลาสติกจะมีส่วนของแผงให้ความร้อนอยู่ เพื่อทำให้พลาสติกเกิดการหลอมเหลว และตัวของกระบอกและสกรูเป็นตัวคลุกเคล้าเม็ดพลาสติกให้หลอมเหลวได้ดียิ่งขึ้น  เมื่อพลาสติกหลอมเหลวได้ดีเพียงพอแล้ว ก็จะเริ่มทำการฉีดพลาสติกเข้าสู่แม่พิมพ์

ที่ส่วนปลายของสกรูฉีดพลาสติกจะเป็นที่ติดตั้งแม่พิมพ์ไว้ ส่วนปลายสุดของสกรูคือทางเข้าของแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก เนื้อพลาสติกที่หลอมเหลวจะถูกสกรูดันผ่านท่อทางที่ผู้ออกแบบแม่พิมพได้เตรียมไว้แล้ว พลาสติกจะไหลผ่านท่อทางเข้าสู่โพรงแบบ (Cavity) กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปเรื่อยๆจนกระทั่งพลาสติกหลอมเหลวเข้าไปเต็มโพรงแบบ สกรูของเครื่องฉีดจะดันย้ำอีกครั้งเพื่อเป็นการรักษาแรงดันภายในของเนื้อพลาสติกให้หนาแน่น และเป็นการป้องกันการหดตัวของพลาสติก
ระบบการปลดชิ้นงานและกลไกต่าง ผู้ออกแบบแม่พิมพ์จะเป็นผู้กำหนดมา ชิ้นส่วนแม่พิมพ์พลาสติก แต่ละชิ้นจะถูกออกแบบและคำนวณมาเพื่อให้เหมาะสมกับชนิดของพลาสติก เมื่อพลาสติกเริ่มเย็นตัวและแข็งแรงเพียงพอ เครื่องฉีดจะเปิดเพื่อทำการปลดชิ้นงานออก ระบบการปลดนี้ผู้ออกแบบแม่พิมพ์จะต้องออกแบบให้มีความแข็งแรงเพียงพอที่จะปลดชิ้นงาน และจะต้องไม่ทำให้ชิ้นงานได้รับความเสียหายในระหว่างการปลดด้วย
ตามที่adminได้อธิบายมาทั้งหมดนี้ อาจดูเหมือนจะใช้เวลานาน แต่ในความเป็นจริงเวลาที่ใช้สำหรับทั้งหมดนี้อาจเพียงแค่60วินาที(หรือน้อยกว่า)เท่านั้น

วันอังคารที่ 30 กรกฎาคม พ.ศ. 2556

แม่พิมพ์สำหรับฉีดพลาสติก

          

         กระบวนการฉีดพลาสติกคือการอัดพลาสติกหลอมเหลวด้วยแรงดันสูงเข้าสู่ช่องว่างภายใน แม่พิมพ์พลาสติก เพื่อให้ได้ชิ้นงานพลาสติกที่มีี่รูปร่างตามแม่แบบ (mould) แรงดันที่ใช้ในการฉีดพลาสติกนั้นอาจมีค่าสูงถึง 600-1800 bar ทำให้แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกต้องรับภาระความเค้นที่มากระทำในหลากหลายรูปแบบ เช่น ความเค้นที่เกิดจากความร้อนและความเค้นที่เกิดจากแรงปิดแม่พิมพ์ ดังนั้นแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกจึงต้องได้รับการออกแบบอย่างถูกต้องเพื่อให้สามารถรับภาระความเค้นต่างๆที่เกิดขึ้นได้
ภาระความเค้นที่เกิดขึ้นกับแม่พิมพ์ส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของแม่พิมพ์ ถ้าแม่พิมพ์ถูกออกแบบมาไม่ถูกต้องหรือไม่มีความเที่ยงตรงเพียงพอ จะทำให้ชิ้นงานที่ผลิตได้ไม่มีคุณภาพ โดยปกติแม่พิมพ์ฉีดที่มีคุณภาพดีจะมีค่าพิกัดความเผื่ออยู่ที่ 20-30 ไมโครเมตร บางท่านอาจนึกภาพไม่ออกว่ามีขนาดเท่าไร ขอให้ท่านดูที่เส้นผมของท่าน เส้นผมโดยเฉลี่ยจะมีขนาด 50-60ไมโครเมตร หรือ แบ่ง 1 มิลลิเมตรออกเป็น 1000 ส่วน 

          ในการออกแบบแม่พิมพพลาสติกนอกจากจะต้องคำนึงถึงภาระความเค้นต่างๆแล้ว ผู้ออกแบบยังต้องคำนึงถึงพลาสติกที่นำมาฉีดเพื่อใช้เลือกวัสดุที่จะนำมาทำแม่พิมพ์ เพราะเหล็สำหรับทำแม่พิมพ์แต่ละชนิดก็จะมีคุณสมบัติต่างกัน เหล็กที่มีคุณภาพสูงทนการกัดกร่อน ราคาก็จะสูงตามไปด้วย  

          โดยปกติเราจะแบ่งชนิดของแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกตามรูปแบบของแม่พิมพ์ ซึ่งในวันนี้จะขออนุญาต ยกตัวอย่าง ชนิดของแม่พิมพ์พลาสติกที่นิยมใช้กันมากๆ อยู่2แบบ     

         

1. แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกแบบ 2 plate 
  
 แม่พิมพ์แบบ 2 plate คือแม่พิมพ์พลาสติกมาตราฐานที่ใช้กันทั่วๆไป ที่เรียกว่า 2 plate เพราะที่แม่พิมพ์จะมีด้านที่ใช้ขึ้นรูปพลาสติกอยู่ 2ฝั่ง เมื่อเราเติมเนื้อพลาสติกหลอมเหลวเข้าไป รอจนกระทั่งเย็นตัว จังหวะที่เปิดแม่พิมพ์เพื่อหยิบชิ้นงานออกมา สามารถเปิดได้แบบปกติ 



2. แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกแบบ 3 plate
จะมีลักษณะที่เหมือนแม่พิมพ์แบบ 2plate แต่จะมีส่วนเพิ่มเติมขึ้นมาในเรื่องของการเข้าน้ำพลาสติก โดยปกติ แม่พิมพ์แบบนี้จะใช้กับทางเข้าแบบเข็ม เหมาะกับชิ้นงานประเภทที่ต้องเข้าน้ำพลาสติกตรงกลางชิ้นงาน เนื่องจากทางเข้าน้ำพลาสติกแบบนี้จะมีตำหนิที่ชิ้นงานน้อยกว่า เราจะเห็นได้ในพวก ฝาขวดน้ำ,จาน,กาละมัง,แก้วน้ำ อื่นๆ ซึ่ง แม่พิมพ์พลาสติกแบบ 3 plate นี้จะทำให้ไม่สามารถปลดท่อทางวิ่งได้จึงจำเป็นต้องเพิ่มแผ่นแม่พิมพ์เพิ่มขึ้นมาอีก 1 แผ่น เพื่อใช้ปลดท่อทางวิ่ง 

คราวหน้าจะมาเขียนเรื่องแม่พิมพ์พลาสติกแบบต่างๆต่อไปครับ