Archives for แม่แบบพลาสติก

หลักการออกแบบชิ้นงานพลาสติก eyelets,boss and rib design

ผู้ออกแบบชิ้นส่วนพลาสติก ควรต้องมีความเข้าใจ ถึงข้อจำกัดในกระบวนการผลิต แม่พิมพ์พลาสติก ด้วย เพื่อให้ชิ้นงานพลาสติกที่ออกแบบมาสามารถใช้งานได้จริง ในบทความนี้ ทาง admin จะนำเสนอในส่วนของการออกแบบจุดยึด เพื่อใช้ในการจึบยึดชิ้นงานพลาสติกเข้าด้วยกัน และเป็นตัวช่วยเสริมความแข็งแรง

จุดสะสมของน้ำพลาสติก (Melt Accumulation) เป็นสาเหตุของการเกิดรอยยุบ (Sink mark) เนื่องจากอัตราการหดตัวที่มากกว่า เกิดความเค้นภายใน และบางครั้งจะเกิดการบิดงอ ดังนั้นจึงควรระวังเป็นพิเศษ ในการออกแบบชิ้นงาน ฉีดพลาสติก โดยเฉพาะส่วนต่างๆเหล่านี้ เช่น หูหรือห่วง (lug) ลูกเบี้ยว (cam) รู (boss) จะใช้หลักการเดียวกัน ดังตัวอย่างการออกแบบดังภาพที่ 1

หลักการออกแบบชิ้นงานพลาสติก หู (lug) และรู (boss) ที่ใช้ในการจับยึด
ภาพที่ 1 หลักการออกแบบชิ้นงานพลาสติก หู (lug) และรู (boss) ที่ใช้ในการจับยึด
a.ส่วนมุมของชิ้นงาน (แบบที่ไม่ถูกต้อง)
b. ส่วนมุมของชิ้นงาน (แบบที่ถูกต้อง)
c.ผนังข้าง (แบบที่ไม่ถูกต้อง)
d.ผนังข้าง (แบบที่ถูกต้อง)
e.ผิวชิ้นงาน (แบบที่ไม่ถูกต้อง)
f.ผิวชิ้นงาน (แบบที่ถูกต้อง)

ชิ้นงานฉีดพลาสติก มักจะมีโครงเพื่อเพิ่มความแข็งแรง บางครั้งก็มีโครงเพื่อผลประโยชน์สำหรับการใช้งาน ในการออกแบบโครง บางครั้งจะมีข้อกำหนดที่ขัดแย้งกัน ระหว่างการผลิตกับการใช้งาน ทำให้ต้องหาจุดที่จะนำมาทำงานร่วมกันได้อย่างเหมาะสม

Read More

Slide Block Locking

โมล์ดฉีดพลาสติก แบบที่มี slide core ผู้ออกแบบแม่พิมพ์สามารถออกแบบได้หลากหลายวิธี ขึ้นอยู่กับลักษณะชิ้นงาน,ขนาด และข้อจำกัดในเรื่องของต้นทุนที่ใช้สร้างแม่พิมพ์ ซึ่งในแต่ละรูปแบบก็มีข้อดี,ข้อเสียแตกต่างกันไป ในบทความนี้จะยกตัวอย่างวิธีการออกแบบที่นิยมใช้กันอยู่ 4 แบบ

รูปแบบชุดล็อค slide แม่พิมพ์พลาสติก
รูปแบบชุดล็อค slide แม่พิมพ์พลาสติก

ภาพที่ 1 โมล์ดพลาสติก แบบนี้เหมาะสำหรับการใช้งานที่แรงดันไม่สูงมากนัก เนื่องจากมีความแข็งแรงต่ำ มีโอกาสที่สลักเกลียวที่ใช้ยึดจะยืดออก ส่งผลให้ในจังหวะฉีด slide จะถอยกลับได้ ซึ่งจะทำให้ชิ้นงานพลาสติกเกิดครีบแลบได้

ภาพที่ 2 โมล์ดพลาสติก แบบนี้จะคล้ายคลึงกับภาพที่ 1 แต่ความยาวสลักเกลียวน้อยกว่าจะมีความแข็งแรงมากกว่า ในบางครั้งจะให้ความร้อนแก่สลักเกลียวในการประกอบด้วย

รูปแบบชุดล็อค slide แม่พิมพ์พลาสติก
รูปแบบชุดล็อค slide แม่พิมพ์พลาสติก

ภาพที่ 3 โมล์ดพลาสติก แบบนี้จะทำการขุดเป็น sub insert ในชุดแม่พิมพ์อีกที แบบนี้จะดีกว่า 2 แบบแรก

ภาพที่4 โมล์ดพลาสติก แบบนี้จะทีความแข็งแรงมากที่สุด โดยทำมาจากวัสดุก้อนเดียวกันเลย แต่จะทำให้สิ้นเปลืองวัสดุและเวลาในการตัดเฉือนมากกว่า ซึ่งทำให้ต้นทุนของแม่พิมพ์สูงขึ้นตามไปด้วย

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

แม่พิมพ์พลาสติก แบบกระทุ้งเลื่อนได้ Lifting Ejector

แม่พิมพ์พลาสติก ที่ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตในปัจจุบัน มีการออกแบบหลากหลายรูปแบบตามประเภทของชิ้นงานที่ผลิต ในอดีตการออกแบบแม่พิมพ์มักหลีกเลี่ยงชิ้นงานที่มีความซับซ้อน เนื่องจากข้อจำกัดในด้านกระบวนการตัดเฉือนโลหะ เพื่อควบคุมไม่ให้ราคาแม่พิมพ์สูงจนเกินไป
ปัจจุบันการออกแบบแม่พิมพ์มี software ที่ช่วยในการออกแบบมากมาย อีกทั้งในกระบวนการตัดเฉือนโลหะ ยังเป็นระบบ CNC ทั้งหมดแล้ว ทำให้มีความแม่นยำในการผลิตมากขึ้น ส่งผลให้สามารถออกแบบแม่พิมพ์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้นได้

แม่พิมพ์พลาสติก แบบกระทุ้งเลื่อน lifting ejector #แม่พิมพ์พลาสติก #ฉีดพลาสติก
ภาพที่ 1 แม่พิมพ์พลาสติก แบบกระทุ้งเลื่อน lifting ejector #แม่พิมพ์พลาสติก #ฉีดพลาสติก
Read More

ขึ้นรูปพลาสติกแบบฝังเกลียวโลหะ (Metal Thread Insert)

ขึ้นรูปพลาสติกแบบฝังเกลียวโลหะ (Metal Thread Insert)



การฝังเกลียวโลหะอาจทำได้โดยการฉีดพลาสติกหุ้ม (Casted-in) หรือฝังลงไปในรูที่ฉีดเตรียมไว้แล้ว โดยการใช้คลื่นเสียง Ultra Sonic หรือความร้อน โลหะที่ใช้สำหรับฝังในแม่พิมพ์พลาสติกจะมีรูปแบบต่างๆ ดังแสดงในภาพที่ 1

เกลียวโลหะฝังพลาสติก

ภาพที่ 1 เกลียวโลหะฝังพลาสติกขึ้นรูป

แม่พิมพ์พลาสติกที่ใช้การฉีดหุ้มเกลียวโลหะ ต้องออกแบบให้มีการจับยึดเกลียวโลหะที่แน่นหนาเพียงพอ Read More

การปลดชิ้นงานในแม่พิมพ์แบบ Slide Core

แม่พิมพ์พลาสติก แบบ Slide Core



การออกแบบแม่พิมพ์พลาสติก ผู้ออกแบบต้องคำนึงถึงขั้นตอนในการเข้าน้ำพลาสติก และสิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือการปลดชิ้นงาน รูปแบบชิ้นงานพลาสติกบางประเภทสามารถออกแบบให้เปิดแม่พิมพ์ และปลดชิ้นงานได้แบบปกติ แต่ในบางครั้งด้วยรูปทรงที่ถูกจำกัด ทำให้ผู้ออกแบบไม่สามารถหลีกเลี่ยงการทำแม่พิมพ์แบบ Slide Core ได้

การออกแบบ Slide Core ต้องมีความแข็งแรงเพียงพอ เพราะในจังหวะที่น้ำพลาสติกเติมเต็มเข้าสู่โพรงแม่แบบ พลาสติกที่เย็นตัวจะหดรัดตัว Slide Core หากระบบปลดออกแบบมาไม่ดีพอ อาจส่งผลให้ไม่สามารถปลดชิ้นงานได้ ผู้ออกแบบส่วนใหญ่จึงจำเป็นต้องใช้ระบบไฮดรอลิค เพื่อปลด Slide Core แต่ระบบไฮดรอลิคค่อนข้างยุ่งยากและเป็นอุปสรรคในการต่อสายน้ำมันเข้ากับเครื่องฉีดพลาสติก

รูปร่างชิ้นงานบางแบบผู้ออกแบบสามารถเลือกใช้ระบบ Pneumatic แทนได้ แต่ต้องคำนึงถึงแรงที่ใช้ในการปลดชิ้นงานเพื่อเลือกใช้กระบอกลมให้ถูกต้อง การออกแบบแม่พิมพ์พลาสติกให้ปลดด้วยระบบลมนั้น ในบางกรณีจะสะดวกกับผู้ปฎิบัติงานมากกว่าระบบไฮดรอลิค

แม่แบบพลาสติกกระทุ้งสองขั้นตอน

แม่พิมพ์พลาสติกกระทุ้ง2ชั้น Double Stage Ejection



ชิ้นงานพลาสติกที่มีขนาดใหญ่แต่มีผนังบาง มักจะต้องออกแบบวิธีการปลดหลายขั้นตอน โดยเฉพาะในกรณีที่ไม่สามารถวางเข็มกระทุ้งให้ดันส่วนผนังข้างหรือโครง ซึ่งเป็นส่วนที่แข็งแรงพอจะรับแรงกระทุ้งโดยไม่ทำให้ชิ้นงานเสียหาย จากภาพตัวอย่างด้านล่างชิ้นงานลักษณะนี้จะไม่สามารถกระทุ้งที่ผนังชิ้นงานได้โดยตรง

double-stage-ejection

double-stage-ejection


ในกรณีนี้ต้องออกแบบระบบปลดชิ้นงานแบบสองขั้นตอน ชิ้นงานจะถูกแกะออกจากคอร์ก่อน ในระหว่างเปิดแม่พิมพ์โดยใช้แผ่น Stripper สปริงที่อยู่ในชุดกระทุ้งจะต้องแข็งแรงเพียงพอที่จะไม่ยุบตัวในขั้นตอนนี้ ทันทีที่แผ่นกระทุ้งชนกับแผ่นยึดคอร์ สปริงจะถูกอัดให้ยุบตัว ทำให้เข็มกระทุ้งดันชิ้นงานหลุดออกจากแผ่น Stripper ทำให้สามารถปลดชิ้นงานได้อย่างสมบูรณ์

แม่พิมพ์แบบคาวิตี้แยก

แม่พิมพ์แบบคาวิตี้แยก Spilt Cavity Mould



รูปแบบของชิ้นงานพลาสติกบางประเภท จำเป็นต้องออกแบบแม่พิมพ์พลาสติกให้ผนังด้านข้างทั้งหมดของคาวิตี้เลื่อนออก เพื่อปลดชิ้นงานออกจากคอร์ การออกแบบในลักษณะนี้ จำเป็นต้องใช้แม่พิมพ์คาวิตี้แยก หรือบางครั้งเรียกว่าแม่พิมพ์แบบแยก Spilt Mould ตัวอย่างเช่น กล่องที่ด้านนอกของผนังด้านข้างมีโครงและช่อง ดังเช่นกรณีของแม่พิมพ์ฉีดลังบรรจุขวด หากแรงประกบแม่พิมพ์ของเครื่องฉีดพลาสติกนั้นไม่เพียงพอ การออกแบบแม่พิมพ์แบบนี้จะช่วยให้แรงประกบแม่พิมพ์ในส่วนที่ต้องการ

แม่พิมพ์พลาสติกแบบคาวิตี้แยก

แม่พิมพ์พลาสติกแบบคาวิตี้แยก

ภาพด้านบนแสดงขั้นตอนการทำงานของแม่พิมพ์แบบแยก ตัวเลื่อนรูปลิ่มจะถูกล็อคด้วยโครง ซึ่งต้องมีขนาดพอที่จะทนต่อแรงดันในคาวิตี้ได้ โดยไม่ถ่างออก มิฉะนั้นจะเกิดครีบแลบขึ้น ตัวเลื่อนจะถูกนำเลื่อนไปตามร่อง T หรือร่องหางเหยี่ยว ความเอียงของตัวล็อคประมาณ 10-15 องศา ซึ่งจะใช้ได้ผลดีในทางปฏิบัติ มุมที่เล็กกว่านี้อาจนำไปสู่การอัดตัวเนื่องจากแรงประกบ หากมุมใหญ่เกินไปแรงประกบจะไม่พอ การล็อคเกิดจากแม่พิมพ์ส่วนที่อยู่ตรงกันข้าม ซึ่งสามารถทำเป็นผิวเอียงรับส่วนตัวเลื่อนที่ Read More

เกลียวพลาสติกด้านข้าง

การปลดเกลียวพลาสติกด้านข้าง



ในงานออกแบบชิ้นส่วนพลาสติก ผู้ออกแบบโดยมากมักจะออกแบบให้ชิ้นงานพลาสติกสามารถผลิตได้โดยง่าย ทั้งในส่วนของแม่พิมพ์ที่ใช้ผลิต และกระบวนการฉีดชิ้นส่วนพลาสติก เนื่องจากหากชิ้นส่วนพลาสติกมีความซับซ้อนมาก จะทำให้ราคาแม่พิมพ์สูงขึ้น และยังต้องใช้ระยะเวลาในการสร้างแม่พิมพ์ที่นานขึ้นตามไปด้วย หลังจากได้แม่พิมพ์ เมื่อนำไปทำการผลิตชิ้นงานพลาสติก ระยะเวลาฉีดสำหรับชิ้นงานพลาสติกที่ซับซ้อนมักจะนานกว่า ทำให้ราคาฉีดสูงขึ้นตามไปด้วย

แต่ในบางครั้งเราไม่สามารถหลีกเลี่ยงการออกแบบชิ้นส่วนพลาสติกที่ซับซ้อนได้ ก็จำเป็นต้องสร้างแม่พิมพ์เพื่อให้สามารถผลิตได้ตรงตามความต้องการของลูกค้า

แม่พิมพ์แบบมีเกลียวด้านข้าง

แม่พิมพ์แบบมีเกลียวด้านข้าง

การทำเกลียวในชิ้นส่วนพลาสติกเป็นเรื่องที่ยุ่งยาก เนื่องจากทิศทางในการเปิดแม่พิมพ์มีทิศทางเดียว แต่การปลดเกลียว(ในกรณีนี้พูดถึงการทำเกลียวใน) จำเป็นต้องใช้การเคลื่อนที่ 2 ทิศทาง(การหมุนและการเคลื่อนที่ตามแนวแกน)  ผู้ออกแบบแม่พิมพ์จึงต้องจัดทำระบบกลไก เพื่อให้เกิดการหมุนและเลื่อนไปตามแนวแกนพร้อมกันในขณะที่ทำการเปิดแม่พิมพ์ ตามภาพด้านบน เมื่อแม่พิมพ์เปิดจะมีแกนเลื่อนเพื่อเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่เป็นแนวนอน Read More

ชุดกระทุ้งในแม่พิมพ์พลาสติก Ejector Assembly

Ejector Assembly ชุดกระทุ้งปลดชิ้นงานในแม่พิมพ์



ชุดกระทุ้งปลดชิ้นงานจะประกอบไปด้วย แผ่นกระทุ้ง (Ejector plate) แผ่นยึด (Retainer plate) ตัวหยุด (Stoper) และกลไกดันกลับ ทั้งหมดเป็นชุดกระทุ้ง ถ้าเข็มกระทุ้งหลายอันดันชิ้นงาน จะต้องดันพร้อมกัน ดังนั้นจึงต้องประกอบอยู่กับแผ่นกระทุ้ง เข็มกระทุ้งที่ดันออกไปก่อน จะทำให้ชิ้นงานงอและขัดอยู่ในแม่พิมพ์ เข็มกระทุ้งจะใส่อยู่กับแผ่นยึดซึ่งติดกับแผ่นกระทุ้งด้วยสกรู แผ่นนี้จะทำงานโดยสลักที่ต่อกับระบบกระทุ้งของเครื่องฉีด ตัวหยุดจะจำกัดระยะเลื่อนของชุดกระทุ้ง ในระหว่างปลดชิ้นงาน

การประกอบเข็มกระทุ้งกับแผ่นยึด ต้องทำแบบหลวมๆ พอให้ขยับทางด้านข้างได้ เพื่อให้เข็มกระทุ้งปรับแนวเข้ากับรูที่แม่พิมพ์ บางครั้งแผ่นกระทุ้งถูกชุบแข็งจนหัวเข็มกระทุ้งไม่สามารถกดให้ยุบลงไปได้ อาจเป็นสาเหตุให้เกิดการขัดได้ ดังนั้นชุดกระทุ้งขนาดใหญ่จะมีสลักนำ (Leader pin) ตามภาพด้านล่าง ส่วนชุดกระทุ้งขนาดเล็ก อาจนำเลื่อนด้วยเข็มดันกลับ (Return pin) เมื่อเริ่มต้นปลดชิ้นงานแรงกระทุ้งทั้งหมดจะรวมอยู่ที่ศูนย์กลางของแผ่นกระทุ้ง แผ่นนี้จึงต้องแข็งแรงพอที่จะไม่ถูกดันจนแอ่น เมื่อแม่พิมพ์ปิดชุดกระทุ้งต้องกลับเข้าสู่ตำแหน่งเริ่มต้นโดยเข็มไม่ได้รับความเสียหายจากส่วนของแม่พิมพ์ที่อยู่ฝั่งตรงข้าม ซึ่งทำได้โดยใช้เข็มดันกลับ,สปริง,กลไก toggle เป็นตัวนำเลื่อนสำหรับแผ่นกระทุ้ง

โดยปกติชุดกระทุ้งจะอยู่ที่ตำแหน่งศูนย์กลางของแม่พิมพ์ และเลื่อนอยู่ในที่ว่างแคบๆภายในแม่พิมพ์ ในแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ช่องว่างนี้อาจมีขนาดกว้างมีโอกาสที่จะทำให้แผ่นคอร์แอ่นได้ ซึ่งสามารถป้องกันโดยใช้เสาค้ำ

ejector-plate-guide

ejector-plate-guide