การฉีดขึ้นรูปพลาสติกคืออะไร

การฉีดขึ้นรูปเทอร์โมพลาสติกเป็นวิธีการผลิตชิ้นส่วนปริมาณมากด้วยวัสดุพลาสติก เนื่องจากความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นในตัวเลือกการออกแบบ การฉีดขึ้นรูปจึงถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรม รวมถึง: บรรจุภัณฑ์ ผู้บริโภค & อิเล็กทรอนิกส์ ยานยนต์ การแพทย์ และอื่นๆ อีกมากมาย

การฉีดขึ้นรูปเป็นหนึ่งในกระบวนการผลิตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก เทอร์โมพลาสติกเป็นโพลิเมอร์ที่อ่อนตัวและไหลเมื่อได้รับความร้อน และแข็งตัวเมื่อเย็นลง

การใช้งาน
การฉีดขึ้นรูปเป็นวิธีการที่ทันสมัยที่สุดในการผลิตชิ้นส่วนพลาสติก เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตวัตถุชนิดเดียวกันในปริมาณมาก การฉีดขึ้นรูปถูกนำมาใช้เพื่อสร้างสิ่งต่างๆ มากมาย รวมถึงม้วนลวด บรรจุภัณฑ์ ฝาขวด ชิ้นส่วนและส่วนประกอบยานยนต์ เครื่องเล่นเกม หวีพกพา เครื่องดนตรี เก้าอี้และโต๊ะขนาดเล็ก คอนเทนเนอร์จัดเก็บ ชิ้นส่วนกลไก และผลิตภัณฑ์พลาสติกอื่นๆ อีกมากมาย

การออกแบบแม่พิมพ์
หลังจากออกแบบผลิตภัณฑ์ในซอฟต์แวร์ เช่น แพ็คเกจ CAD แล้ว แม่พิมพ์จะถูกสร้างขึ้นจากโลหะ ซึ่งมักจะเป็นเหล็กหรืออะลูมิเนียม และขึ้นรูปด้วยความแม่นยำเพื่อสร้างคุณลักษณะของชิ้นส่วนที่ต้องการ แม่พิมพ์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสองส่วน ได้แก่ แม่พิมพ์ฉีด (แผ่น A) และแม่พิมพ์ดีดออก (แผ่น B) เม็ดพลาสติกเข้าสู่แม่พิมพ์ผ่านทาง sprue หรือ gate และไหลเข้าสู่โพรงแม่พิมพ์ผ่านทางช่องทางหรือทางวิ่งที่กลึงเข้ากับหน้าเพลท A และ B

กระบวนการฉีดขึ้นรูป
เมื่อเทอร์โมพลาสติกถูกขึ้นรูป โดยปกติแล้ววัตถุดิบที่อัดเป็นก้อนจะถูกป้อนผ่านฮอปเปอร์เข้าไปในถังที่อุ่นด้วยสกรูลูกสูบ สกรูส่งวัตถุดิบไปข้างหน้าผ่านเช็ควาล์ว ซึ่งจะรวบรวมที่ด้านหน้าของสกรูเป็นปริมาตรที่เรียกว่าชอต

ช็อตคือปริมาณเรซินที่ต้องใช้ในการเติมสปรู รันเนอร์ และโพรงของแม่พิมพ์ เมื่อรวบรวมวัสดุได้เพียงพอ วัสดุจะถูกบังคับด้วยความดันและความเร็วสูงเข้าไปในช่องขึ้นรูปชิ้นส่วน

การฉีดขึ้นรูปทำงานอย่างไร?
เมื่อพลาสติกเติมลงในแม่พิมพ์แล้ว รวมทั้งสปรู รันเนอร์ ประตู ฯลฯ แม่พิมพ์จะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่ตั้งไว้เพื่อให้วัสดุแข็งตัวสม่ำเสมอเป็นรูปร่างของชิ้นส่วน ความดันจับจะคงอยู่ในขณะที่เย็นลงเพื่อหยุดการไหลย้อนกลับเข้าไปในกระบอกสูบและลดผลกระทบจากการหดตัว เมื่อถึงจุดนี้ เม็ดพลาสติกจะถูกเพิ่มเข้าไปในถังพักเพื่อรอรอบถัดไป (หรือถ่าย) เมื่อเย็นลง แท่นวางจะเปิดขึ้นและปล่อยให้ชิ้นส่วนที่ทำเสร็จแล้วสามารถขับออกได้ และสกรูจะถูกดึงกลับอีกครั้ง ทำให้วัสดุเข้าไปในถังและเริ่มกระบวนการใหม่อีกครั้ง

วงจรการฉีดขึ้นรูปทำงานโดยกระบวนการต่อเนื่องนี้—ปิดแม่พิมพ์, ป้อน/ให้ความร้อนแก่เม็ดพลาสติก, อัดเข้าไปในแม่พิมพ์, ทำให้เย็นลงในส่วนที่เป็นของแข็ง, ดีดชิ้นส่วนออก, และปิดแม่พิมพ์อีกครั้ง ระบบนี้ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนพลาสติกได้อย่างรวดเร็ว และสามารถผลิตชิ้นส่วนพลาสติกได้มากถึง 10,000 ชิ้นต่อวัน ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ขนาด และวัสดุ

รอบการฉีดขึ้นรูป
รอบการฉีดขึ้นรูปสั้นมาก โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 2 วินาทีถึง 2 นาที มีหลายขั้นตอน:
1. การหนีบ
ก่อนฉีดวัสดุเข้าไปในแม่พิมพ์ ทั้งสองครึ่งของแม่พิมพ์จะปิดอย่างแน่นหนาโดยชุดจับยึด ชุดจับยึดที่ขับเคลื่อนด้วยพลังไฮดรอลิกจะดันส่วนแม่พิมพ์เข้าหากันและออกแรงที่เพียงพอเพื่อให้แม่พิมพ์ปิดในขณะที่วัสดุถูกฉีดเข้าไป
2.ฉีด
เมื่อปิดแม่พิมพ์แล้ว การฉีดโพลิเมอร์จะถูกฉีดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์
3. การระบายความร้อน
เมื่อเติมโพรงแล้ว จะใช้แรงกดค้างซึ่งช่วยให้โพลิเมอร์จำนวนมากเข้าไปในโพรงเพื่อชดเชยการหดตัวของพลาสติกเมื่อเย็นลง ในระหว่างนี้ สกรูจะหมุนและป้อนช็อตถัดไปไปยังสกรูด้านหน้า สิ่งนี้ทำให้สกรูถอยกลับเมื่อเตรียมช็อตต่อไป
4.ดีดออก
เมื่อชิ้นส่วนเย็นลงพอสมควร แม่พิมพ์จะเปิดออก ชิ้นส่วนจะถูกดีดออก และวงจรจะเริ่มขึ้นอีกครั้ง

ข้อดี
1. การผลิตที่รวดเร็ว 2. ความยืดหยุ่นในการออกแบบ 3. ความแม่นยำ; 4. ต้นทุนแรงงานต่ำ 5. ของเสียต่ำ