งานออกแบบผลิตภัณท์

การต่อพลาสติกแบบใช้ตัวประสาน Adhesive Bonding

จากบทความก่อนเรื่อง การต่อพลาสติก ในหัวข้อนี้ admin จะมาพูดถึงการต่อโดยใช้ตัวประสานช่วย ซึ่งมีรูปแบบการใช้งานที่น่าสนใจ และสะดวกในการใช้งานด้วย แต่ทั้งนี้ ก็ขึ้นอยู่กับชนิดพลาสติกที่ใช้ และรูปร่างของชิ้นงาน ที่ผู้ออกแบบ แม่พิมพ์พลาสติก จะเป็นผู้พิจารณาให้เหมาะสมกับวิธีการทำงาน

การใช้ตัวประสาน สำหรับการต่อชิ้นส่วนพลาสติกเข้าด้วยกัน แตกต่างจากการใช้น้ำยาเคมีคือ จะมีองค์ประกอบอื่น เป็นสารช่วยให้ชิ้นส่วนกับน้ำยาเคมีประสานกันได้ สารเคมีที่ช่วยยึดนี้เรียกว่าตัวประสาน (Adhesive) ซึ่งสามารถประสานพลาสติกเข้ากับพลาสติก (ไม่จำเป็นต้องเป็นวัสดุชนิดเดียวกัน) โลหะ,ยาง,เซรามิค,แก้ว,ไม้ หรือผิวของวัสดุอื่นได้

ตัวประสานที่ใช้ในการยึดพลาสติก
ตัวประสานที่ใช้ในการยึดพลาสติก

ตัวประสานที่นิยมใช้สำหรับเทอร์โมพลาสติก คือ อีพอกซี,Acrylics,Polyurethane,Phenolic,Polyester,Vinyl,ยาง และอื่นๆอีกหลายชนิด ขึ้นกับชนิดของพลาสติกที่จะต่อ แต่ที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือ Cyanoacrylate เนื่องจากประสานกับวัสดุอื่นได้เร็ว

Read More

การต่อชิ้นงานพลาสติกเข้าด้วยกันแบบถาวร

ในกระบวนการผลิต ชิ้นงานพลาสติก สามารถทำได้หลายวิธี เช่น การฉีดพลาสติก ,การเป่าพลาสติก หรือการขึ้นรูปพลาสติก ในบทความนี้จะเน้นถึงการผลิตโดยกระบวนการฉีดพลาสติกเป็นหลัก

การต่อชิ้นส่วนพลาสติกเข้าด้วยกันแบบถาวรจะแบ่งเป็นหัวข้อใหญ่ๆได้ดังนี้

-วิธีการประสานทางเคมี (Chemical Bonding)

-วิธีการเชื่อมด้วยความร้อน (Themal Welding)

การประสานด้วยเคมี (Chemical Bonding)

วิธีการนี้ไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนช่วยยึดหรือสกรู แต่ต้องใช้น้ำยาเคมี อุปกรณ์จับยึด (Fixture) และอุปกรณ์ป้องกัน รอยต่อจะเกิดจากสารละลาย และตัวประสานสำหรับต่อชิ้นส่วนที่เป็นวัสดุชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกัน รอยต่อแบบนี้เหมาะสำหรับการประกอบชิ้นส่วนที่ต้องอุดไม่ให้ของเหลวหรือแก๊สรั่วออกมา และไม่สามารถใช้รอยต่อด้วยสกรู รอยต่อแบบนี้มีข้อดีคือ ไม่เกิดความเค้นจากการประกอบชิ้นส่วน แต่มีข้อเสียคือ สารละลายหรือตัวประกอบที่ใช้มักจะมีสารพิษ และเป็นอันตรายต่อผู้ใช้ สารเคมีเหล่านี้จะต้องเข้ากันได้กับชนิดของพลาสติก หรือวัสดุที่จะประสาน นอกจากนี้การเตรียมสารเคมีและรอให้รอยต่ออยู่ตัวจะต้องใช้เวลานาน ซึ่งขึ้นอยู่กับวิธีที่ใช้ ดังนั้นสรุปได้ว่า

การต่อชิ้นงานพลาสติก,ชิ้นส่วนพลาสติก,เชื่อมพลาสติก
การต่อชิ้นงานพลาสติก,ชิ้นส่วนพลาสติก,เชื่อมพลาสติก
Read More

ฉีดพลาสติก และอัตราการเย็นตัว

โมลฉีดพลาสติกล้วนถูกออกแบบมาเพื่อ ฉีดพลาสติก ให้ได้ชิ้นงานออกมาสมบูรณ์ถูกต้องตามที่ผู้ออกแบบได้ทำการออกแบบไว้ ในขั้นตอนการสร้าง แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก นั้น หากผู้ออกแบบขาดประสบการณ์ในงานฉีดพลาสติก อาจทำให้ชิ้นงานพลาสติกเกิดปัญหาขึ้นได้

ในการฉีดพลาสติกจุดที่ส่งผลต่อชิ้นงานพลาสติกคือแรงดันและอุณหภูมิ ซึ่งมีผลต่อการหดตัวของชิ้นงาน ความหนาของผนังชิ้นงานที่แตกต่างกันย่อมส่งผลต่อเวลาในการหล่อเย็นที่ต่างกัน และมีโอกาสที่จะเกิดฟองอากาศด้านในได้

อัตราการเย็นตัวงานฉีดพลาสติก
การเย็นตัว งานฉีดพลาสติก

จากตารางที่1 แสดงความสัมพันธ์ของอุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในการหล่อเย็นชิ้นงาน โดยแบ่งชิ้นงานเป็น4แบบ มีความหนาชิ้นงานเท่ากัน แตกต่างกันเพียงจุดรอยต่อขอชิ้นงาน จะเห็นได้ว่าชิ้นงาน a ใช้เวลาในการหล่อเย็นถึงจุด Te น้อยกว่าชิ้นงาน d ถึง15วินาที

อัตราการไหลน้ำหล่อเย็นในแม่พิมพ์พลาสติก

การหล่อเย็นในแม่พิมพ์พลาสติก เป็นขั้นตอนที่มีความสำคัญอย่างมากในกระบวนการฉีดพลาสติก เพื่อให้รอบการฉีดสั้นลงการหล่อเย็นจะเริ่มต้นเมื่อฉีดพลาสติกเต็มแม่พิมพ์ ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง ความร้อนส่วนใหญ่จะถ่ายเทออกไปในช่วงเวลาหล่อเย็น(เวลาหลังการฉีด) จนถึงการเปิดแม่พิมพ์และการปลดชิ้นงาน การออกแบบระบบหล่อเย็นจะขึ้นอยู่กับพท.ของชิ้นงานที่ต้องหล่อเย็นเป็นเวลานานที่สุดให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิปลดชิ้นงาน

สิ่งสำคัญที่ต้องนำมาพิจารณาคือความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการหล่อเย็นและ fourier number ความหนาแน่นของกระแสความร้อนแปรตามอุณหภูมิของคาวิตี้ สำหรับความหนาผนังที่ต่างๆกัน ความหนาแน่นของกระแสความร้อน สามารถช่วยในการเลือกออกแบบระบบหล่อเย็นของแม่พิมพ์

แบบจำลองการหล่อเย็นแม่พิมพ์พลาสติก
ภาพที่ 1 แบบจำลองการหล่อเย็นแม่พิมพ์พลาสติก CAD (ซ้าย),CAE (ขวา)

ผลคุณของความหนาแน่นของกระแสความร้อนกับพท.ผิวของชิ้นงาน AM ก็คือปริมาณความร้อนซึ่งสารหล่อเย็นต้องถ่ายเทออกในหนึ่งรอบการฉีด อัตราการไหลของสารหล่อเย็น VC  คิดจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของสารหล่อเย็น ซึ่งไม่ควรเกิน 5 oC

เมื่อ

Vc อัตราการไหลของสารหล่อเย็น (ลบม./นาที)

q ความหนาแน่นของกระแสความร้อน (วัตต์/ตรม.)

AM พื้นที่ผิวของชิ้นงาน (ตรม.)

ρc ความหนาแน่นของสารหล่อเย็น (กก/ลบม.)

Tc ความร้อนจำเพาะของสารหล่อเย็น (จูล/กก.)

หรือดูความสัมพันธ์ได้จากภาพที่2

แสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าทางความร้อนและอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นในแม่พิมพ์พลาสติก
แสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าทางความร้อนและอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นในแม่พิมพ์พลาสติก

Flexible cores pin เข็มกระทุ้งแบบให้ตัวได้/ ฉีดพลาสติก# แม่พิมพ์พลาสติก#

เข็มกระทุ้งแบบหดตัวได้ Flexible cores pin

งานฉีดพลาสติกบางรูปแบบ แม่พิมพ์พลาสติกจะมีความซับซ้อน ขึ้นอยู่กับลักษณะของชิ้นงานพลาสติกที่ขึ้นรูป โดยปกติในงานออกแบบมักหลีกเลี่ยงข้อจำกัดดังกล่าวเพื่อความสะดวกในการสร้างแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก

Read More

การหดตัวภายหลังของพลาสติก

การหดตัวภายหลังของพลาสติก

งานฉีดพลาสติก ความรู้ความเข้าใจเรื่องการหดตัวของพลาสติกที่ใช้ฉีด มีความสำคัญที่จะต้องทำความเข้าใจอย่างยิ่ง เพื่อจะให้การออกแบบแม่พิมพ์ใช้ฉีดชิ้นงานได้ขนาดตามต้องการ การหดตัวของพลาสติก คือ ความแตกต่างของขนาดชิ้นงาน เมื่อขณะยังร้อนอยู่ และเมื่อชิ้นงานเย็นตัวแล้ว (ประมาณ24ชม.หลังจากฉีด) อัตราการหดตัวแสดงได้เป็นเปอร์เซ็นต์ของชนิดพลาสติกที่ใช้
ภาพแสดงคุณสมบัติของพลาสติก
ภาพแสดงคุณสมบัติของพลาสติก
การหดตัวของพลาสติกพวกโครงสร้างเป็นระเบียบ มีความซับซ้อนยุ่งยากมากกว่าพวกพลาสติกโครงสร้างไม่เป็นระเบียบ (armorphous)และมักมีการหดตัวมากกว่าด้วย ความแตกต่างของการหดตัวในทิศทางต่างๆเกิดขึ้นได้ในทิศทางตามการไหล และทิศทางที่ตั้งฉากกับการไหล เนื่องจากการหดตัวขอองโมเลกุลใน2ทิศทางนี้ต่างกัน Read More

โมพลาสติกผนังบาง Thin Wall Mold

โมพลาสติกผนังบาง Thin Wall Mold

ภาชนะที่ทำจากเทอร์โมพลาสติกที่มีโครงสร้างเป็นระเบียบ และมีการหดตัวแตกต่างกันในทิศทางการไหลและตั้งฉากกับการไหลของน้ำพลาสติก จะมีผนังโค้งเข้าหรือโค้งออกเล็กน้อยหลังจากปลดชิ้นงาน ลักษณะเช่นนี้สามารถทำให้เกิดปัญหาได้ ( ตามภาพที่ 1 )โดยเฉพาะถ้าต้องพิมพ์ลายหรือตัวหนังสือลงบนผนังด้านนี้

warpage

ภาพที่ 1 การเสียรูปของผนังด้านข้าง

ในขั้นตอนการออกแบบแม่พิมพ์พลาสติก เราสามารถชดเชยการโค้งงอของผนัง สำหรับชิ้นงานที่ฉีดด้วย HD-PE หรือ PP ผนังด้านนอกที่ถูกทำให้โค้งออก จะช่วยป้องกันไม่ให้ผนังด้านนั้นโค้งเข้าหรือเว้าเข้าไปได้ การเพิ่มความหนาทีละน้อยจนถึงกึ่งกลางของภาชนะ มักจะทำให้ชิ้นงานนั้นมีผนังข้างที่เรียบตรง อย่างไรก็ตาม การแก้ความหนาของผนังควรทำ Read More

โมลฉีดพลาสติกแบบ Centerlock Location

โมลฉีดพลาสติก แบบ Centerlock Location

รูปแบบชิ้นงานที่หลากหลาย ส่งผลให้แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกต้องปรับเปลี่ยนไปตามลักษณะของชิ้นงาน การประกอบแม่พิมพ์ส่วนที่เคลื่อนที่เข้าหาส่วนที่อยู่กับที่ของแม่พิมพ์นั้น เพื่อป้องกันความคลาดเคลื่อนของศูนย์กลางแม่พิมพ์ทั้ง 2 ส่วน พื้นผิวของเส้นแบ่งแม่พิมพ์ต้องทำเป็นร่องและบ่าสำหรับบังคับตำแหน่งศูนย์

โมลพลาสติกแบบล็อคตำแหน่ง
โมลพลาสติกแบบล็อคตำแหน่ง
โมลพลาสติกแบบล็อคตำแหน่ง2
โมลพลาสติกแบบล็อคตำแหน่ง2

จากภาพแม่พิมพ์สำหรับชิ้นงานทรงกระบอกกลม ส่วนบังคับตำแหน่งศูนย์เป็น

Read More

รูระบายอากาศในแม่พิมพ์พลาสติก

การทำรูระบายอากาศในแม่พิมพ์พลาสติก



ในกระบวนการฉีดพลาสติกเข้าสู่แม่พิมพ์ พลาสติกหลอมเหลวจะถูกเครื่องฉีดอัดด้วยแรงดันสูงเข้าสู่แม่พิมพ์ การไหลของพลาสติกหลอมเหลวเพื่อเติมเต็มโพรงแบบภายในแม่พิมพ์อาจใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาที การออกแบบแม่พิมพ์พลาสติก จึงควรคำนึงถึงการไหลเข้าของพลาสติกเพื่อเติมเต็ม และการไหลออกของอากาศภายในโพรงแบบ เพื่อให้ชิ้นงานที่ฉีดออกมามีคุณภาพสมบูรณ์ ไม่เกิดรอยตำหนิที่ชิ้นงาน

โดยปกติเรามักเลือกใช้ค่า ตามตารางด้านล่างนี้ เพื่อออกแบบระยะห่างของแม่พิมพ์ตามชนิดของพลาสติก

รูระบายอากาศในแม่พิมพ์พลาสติก

รูระบายอากาศในแม่พิมพ์พลาสติก

การระบายอากาศภายในแม่พิมพ์ควรพิจารณาดังนี้

1.การทำรูระบายอากาศต้องคำนึงถึงความหนืดของพลาสติกแต่ละชนิด ซึ่งค่าความหนืดขึ้นอยู่กับ
-อุณหภูมิของแม่พิมพ์
-อุณหภูมิของพลาสติกที่ฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์
-ความดันในการฉีดพลาสติก

2.อุณหภูมิที่ตำแหน่งของรูระบายอากาศ

3.ความดันที่ cavity

แม่พิมพ์พลาสติกแบบแยกที่ขับด้วย Angular Cam

แม่พิมพ์พลาสติกที่ขับด้วย Angular Cam



รูปแบบของชิ้นงานพลาสติกที่มี Undercut จะไม่สามารถปลดออกจากแม่พิมพ์ด้วยวิธีการกระทุ้งตามปกติได้ แม่พิมพ์พลาสติกที่ทำการขึ้นรูปต้องออกแบบให้เป็นแม่พิมพ์แบบสไลด์ ซึ่งระบบขับเคลื่อนกลไกเพื่อขับเลื่อนชุดสไลด์นี้ สามารถออกแบบได้หลากหลายวิธี ขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบแม่พิมพ์และข้อจำกัดเรื่องรูปร่างของชิ้นงาน

แม่พิมพ์พลาสติกแบบใช้ Angular Cam

แม่พิมพ์พลาสติกแบบใช้ Angular Cam

Credit ภาพ

แม่พิมพ์พลาสติกที่ขับด้วย Angular Cam นี้ จะทำงานโดยใช้การเคลื่อนที่เข้าออกของเครื่องฉีดพลาสติก ในจังหวะที่แม่พิมพ์ปิดเพื่อฉีดงาน ชุด Angular Cam จะดันชุดสไลด์ทั้ง2ฝั่งให้เลื่อนเข้าหากัน เมื่อเครื่องฉีดพลาสติกดันน้ำพลาสติกเข้าสู่โพรงแบบจนเต็มแล้ว ในจังหวะที่แม่พิมพ์เปิดเพื่อปลดชิ้นงาน แกน Angular Cam ที่เป็นช่วงแกนตรง จะยังไม่ไปเตะชุดสไลด์ ในจังหวะนี้ชิ้นงานด้านที่ติดฝั่งคาวิตี้จะถูกปลดออก เมื่อชุด Angular Cam เลื่อนไปจนกระทั่งปลาย Cam เตะ ชุดสไลด์จะถูกเปิดออกทำให้ Read More