กระบวนการกดอัดขึ้นรูป (Compression Molding Process)

พื้นฐานและประวัติกระบวนการกดอัดขึ้นรูปพลาสติก (Compression Molding)

กระบวนการขึ้นรูปพลาสติกแบบกดอัด (Compression moulding) เป็นวิธีการขึ้นรูปพลาสติกที่เก่าแก่ที่สุดวิธีหนึ่ง วิธีนี้เป็นการให้ความดันอัดปิดเปิดแม่พิมพ์ ซึ่งมีพลาสติกที่ใช้ขึ้นรูปบรรจุอยู่ พร้อมทั้งให้ความร้อนขณะอัด ให้พลาสติกหลอมและไหลเข้าไปแทนที่ช่องว่างในแม่พิมพ์เพื่อให้เกิดเป็นชิ้นงาน เราอาจเรียกวิธีการนี้ว่ากระบวนการขึ้นรูปแบบอัดร้อน (hot compression moulding) หรือเรียกง่ายๆว่ากระบวนการขึ้นรูปแบบกดอัดก็ได้
กรรมวิธีนี้ใช้กับทั้งเทอร์โมพลาสติกและเทอร์โมเซต แต่ในการผลิตเทอร์โมพลาสติกนั้นจะต้องทำให้แม่พิมพ์เย็นลงภายหลังจากเอาชิ้นงานออกแล้ว และจะต้องทำให้แม่พิมพ์ร้อนใหม่ก่อนที่จะขึ้นรูปชิ้นงานต่อไป ซึ่งในทางอุตสาหกรรมจะถือว่าเป็นการสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายและเวลา สำหรับเทอร์โมพลาสติกที่ขึ้นรูปโดยววิธีนี้ ที่สำคัญก็คือ แผ่นเสียง (Gramophone record) ที่ทำจากพอลีไวนิลคลอไรด์โคพอลิเมอร์ หรือ พีวีซีโคพอลิเมอร์ (PVC copolymer) สีดำ เหตุผลที่สำคัญก็มาจากสมบัติเด่นของการขึ้นรูปวิธีนี้นั่นคือชิ้นงานที่ได้จะมีการจัดเรียงตัวโมเลกุล (orientation) ต่ำ และเป็นการยากที่จะผลิตดิสค์ที่มีลักษณะบางและเบนเช่นนี้ด้วยเครื่องฉีดในสมัยก่อนโดยไม่เกิดการโก่งงอเนื่องจาก การจัดเรียงตัวโมเลกุลจะนำไปสู่การบิดเบี้ยวของชิ้นงาน (distortion) ไปสู่ลักษณะรูปร่างจานหรือใบพาย (dished shape หรือ saddle shape)
กระบวนการขึ้นรูปแบบกดอัดใช้ผลิตแผ่นเสียงที่บางนี้มามากกว่า 50 ปี ซึ่งต่อมาแผ่นเสียงถูกแทนที่ไปด้วย คอมแพคดิสค์ (Compact disc, CD) ที่ได้จากการขึ้นรูปโดยวิธีฉีด ซีดีจะทำจากพอลิคาร์บอเนต (PC) ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ เพื่อให้ได้สมบัติการไหลที่ดี ดังนั้น มันจึงเข้าไปแทนที่แผ่นเสียงซึ่งต่อมาภายหลังได้พัฒนาสมบัติการขึ้นรูปโดยการใช้วัสดุที่เป็น PVC/PVAcetate copolymer และเนื่องจากได้มีการคิดค้นวิธีใหม่ๆในการขึ้นรูปเทอร์โมพลาสติกที่ได้ผลดีกว่ามาก คือ วิธีการฉีดขึ้นรูปจึงทำให้วิธีการอัดขึ้นรูปนิยมใช้กับเทอร์โมพลาสติกคอมปาวด์มากกว่า

วัสดุที่ใช้ในกระบวนการกดอัดขึ้นรูป (Compression Molding)

วัสดุที่ใช้กันหลักๆ ทั่วไปได้แก่ เทอร์โมเซตและยางวัลคาไนซ์

1. ฟีนอล-ฟอมัลดีไฮด์เรซิน (phenol-formaldehyde resins) หรือ ฟีนอลิค (pheonlics)

ฟินอลิคเป็นพอลิเมอณ์สังเคราะห์ที่มีมาแต่ยุคแรก และใช้กันแพร่หลายพอลิเมอร์ตัวนี้จะเกิดจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างฟีนอลและฟอมัลดีไฮด์ฟินอลิคที่นับเป็นพอลิเมอณ์สังเคราะห์ที่เก่าแก่ที่สุด ได้แก่ เบกาไลท์ (Bakelite) ซึ่งใข้กันอย่างแพร่หลาย เพราะสมบัติการเป็นฉนวนไฟฟ้าโดยอุปกรณืเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยธรรมชาติสีของพอลิเมอร์ตัวนี้จะเป็นสีเข้ม และโดยมากจะเป็นสีดำ ผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าจากฟีนอลิคจะให้ราคาถูกที่สุด นอกจากนี้ ยังมีการใช้เป็นที่จับของกระทะและเครื่องครัว
ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ใช้วัสดุ phenol-formaldehyde resins ในการอัดขึ้นรูป
รูปที่ 1 ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากการกดอัดขึ้นรูปโดยใช้วัสดุเบกาไลท์ (Bakelite)

2. ยูเรียฟอมัลดีไฮด์เรซิน (Urea-formaldehyde resins)

เรซินประเภทนี้ เป็นเรซินที่ได้จากปฏิกิริยาควบแน่น (condensation) ระหว่างยูเรียและฟอมัลดีไฮด์โดยที่ฟอมัลดีไฮด์จะเข้าไปแทนที่ไฮโดรเจนที่หมู่ฟีนอล เกิดเป็นยูเรีย-ฟอมัลดีไฮด์เรซิน ซึ่งมีโครงสร้างมีทั้ง methylene bridge (⁓NH-CH2-NH⁓) และ ether bridge (⁓NH-CH2-O-CH2-NH⁓) ทำให้โครงสร้างเข็งแรง พอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นจะเกิดการ curing ระหว่างโซ่เนือ่งจากมี -OH group เหลืออยู่โดยที่น้ำหลุดไป การ curing จะเกิดที่อุณหภูมิสูง พลาสติกที่ทำจากยูเรีย-ฟอมัลดีไฮด์เรซิน มีสมบัติทนไฟฟ้าได้ดีกว่าฟีนอลิคซึ่งมักจะแตก นิยมมาใช้ทำปลั๊กไฟและฉนวนไฟฟ้าที่มีสีขาว นอกเหนือจากการให้สีและเฉดสีอื่น มันยังมีสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีหว่าฟีนอลิค
ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ใช้วัสดุ Urea-formaldehyde resins ในการอัดขึ้นรูป
รูปที่ 2 ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากการกดอัดขึ้นรูปโดยใช้วัสดุยูเรีย-ฟอมัลดีไฮด์เรซิน

3. เมลามีน-ฟอมัลดีไฮด์เรซิน (Melamine Formaldehyde resins)

เมลามีนขฟอมัลดีไฮด์เรซินเตรียมได้จากปฏิกิริยาควบแน่นของฟอมัลดีไฮด์ สมบัติในด้านการทนต่อสารเคมีสูงของวัสดุเหล่านี้ ทำให้มีการใช้งานอย่างสูงเช่น ฟอร์ไมกา (Formica) และอุปกรณ์จานชามที่ใช้สำหรับเด็ก หรือ แคมป์ นอกจากนี้ยังมีสมบัติไฟฟ้าดีเยี่ยม แต่มีราคาแพงที่สุดในพวกเรซินที่ได้จากการควบแน่นของฟอมัลดีไฮด์ (formaldehyde condensation resins)
ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ใช้วัสดุ Melamine Formaldehyde resins ในการอัดขึ้นรูป
รูปที่ 3 ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากการกดอัดขึ้นรูปโดยทำจากเมลามีน-ฟอร์มัลดีไฮด์เรซิน

4. อีพอกซีเรซิน และ พอลิเอสเทอร์ที่ไม่อิ่มตัว

ส่วนใหญ่ที่ใช้งานอยู่ในรูปของการเสริมแรงด้วยใยแก้ว โดยอีพอกซีจะให้สมบัติทางกายภาพที่ดีกว่าพอลิเอสเทอร์ที่ไม่อิ่มตัวแต่ก็จะมีราคาแพงกว่ามาก

5. ยางวัลคาไนซ์

โดยปกติ ยางที่ใช้ในการขึ้นรูปจะใช้อยู่ในรูปที่เป็นคอมปาวด์ซึ่งประกอบด้วยสารเติมแต่งหลายอย่างเพื่อยางเกิดการวัลคาไนซ์ในแม่พิมพ์ ซึ่งต้องใช้กรรมวิธีขึ้นรูปแบบดอัดที่ซับซ้อนขึ้น อย่างไรก็ตามปัญหาของการใช้เทอร์โมเซตรวมทั้งยาง คือ สารระเหยที่ได้จาก by-product ของปฏิกิริยาควบแน่นขณะอยู่ในแม่พิมพ์ส่วนใหญ่จะเป็นน้ำ โดยสารที่ผสมบางตัวในพลาสติกที่ใช้ขึ้นรูปจะดูดความชื้นไว้ทำให้ชิ้นงานมีคุณภาพด้วยลง และอีกประการหนึ่งสารระเหยนี้จะไปกัดกร่อนแม่พิมพ์ทำให้เป็นรูสำหรับยางจะถูกผสมเป็นสถานะ uncured และจะขึ้นรูปโดยการกดอัด

6. คอมปาวด์ (Compounds)

1. เรซินที่ยังทำปฏิกิริยาไม่สมบูรณื
2. สารตัวเติมเพื่อเสริมความแข็งแรงหรือเพื่อให้ราคาถูกลง
3. ตัวเร่งปฏิกิริยาการเกิดปฏิกิริยาการเกิดครอสลิงค์
4. Accelerator เพื่อปรับปรุงอัตาการเกิดปฏิกิริยา
5. สารหล่อลื่นเพื่อเป็น processing aids และ mould releasing agent
6. สีหรือองค์ประกอบอื่นๆ
อัลคิดและพอลีเอสเทอร์ที่ไม่ใส่อินนิซิเอเตอร์ (Initiator) หรือ ยูเรีย-ฟอร์มัลดีไฮด์จะเก็บไว้ได้เป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือน
สำหรับเวลาที่ส่วนประกอบเหล่านี้เมื่อผสมแลัวสามารถเก็บไว้ใช้ได้ (pot-life) ก็จะแตกต่างกันไป เช่น SMC และ DMC จะเก็บไว้ได้หลายวันถึง 1-2 สัปดาห์
ฟินอลิคจะได้ถึง 2 ปี รวมถึงสารตัวเติมที่เป็นพวกเส้นใย เช่น ใยฝ้าย ใยแอสเบสตอส ใยแก้ว

วิธีขึ้นรูปด้วยกระบวนการกดอัด (Compression Molding)

หลักการของกระบวนการขึ้นรูปแบบกดอัดมีดังต่อไปนี้
1. แม่พิมพ์จะถูกยึดระหว่างแผ่นให้ความร้อนของแท่นประกบไฮโดรลิค
2. คอมปาวด์ในปริมาณที่เตรียมไว้จะถูกใส่เข้าไปในแม่พิมพ์ซึ่งวางอยู่ในแท่นประกบ
3. แท่นจะปิดด้วยความดันที่เพียงพอที่จะต้องป้องกันการเกิดครีบที่เส้นแบ่งแยกแม่พิมพ์
4. คอมปาวด์จะอ่อนตัวและไหลไปตามรูปร่างของแม่พิมพ์ และหลังจากที่อุณหภูมิแม่พิมพ์สูงพอก็จะเกิดการ cure ของวัสดุในแม่พิมพ์
5. ถ้าจำเป็นก็จะมีการหล่อเย็นแต่ส่วนใหญ่ไม่ต้องมีการหล่อเย็น
6. แท่นเปิดและชิ้นงานจะถูกนำออกจากแม่พิมพ์
โดยปกติ ในวงจรการผลิตจะต้องมีขั้นตอนที่เรียกว่า breathing หรือ bumping เพื่อคลายความดันออกชั่วคราวเพื่อปล่อยให้สารระเหยที่เป็นแก๊ซหรืออากาศจับอยู่ในชิ้นงานออกมาก่อนที่จะคงความดันไว้ในขั้นตอนที่ 3
จากกรรมวิธีขึ้นรูปด้วยกระบวนการกดอัด (Compression Molding) ที่กล่าวมา ดูเหมือนว่ากรรมวิธีนี้จะไม่ซับซ้อนเท่าไหร่นัก แต่ในทางปฏิบัตเทคนิคบางประการถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงคุณภาพของกรรมวิธีนี้ได้แก่

1. การเตรียม mould charge คือ การเตรียมของผสมพลาสติกที่ใช้ในการขึ้นรูป

ของผสมที่ใช้อาจอยู่ในรูปเม็ดเล็กๆ เม็ดเท่าลูกปัด (bead) ชิ้นเล็กชิ้นน้อย (chips) หรือ เศษเรซิน หรือ อาจจะเป็นเม็ด (tablet) ก็ได้ โดยเม็ดนี้อาจอยู่ในรูปทรงกระบอก (Cylindrical) สี่เหลี่ยม (Rectangular) วงแหวน (Annular) หรือรูปทรงอื่นๆ ที่ง่ายๆ เพราะในกรณีที่ใช้พลาสติกที่มีการไหลให้เต็มแม่พิมพ์ยาก เข่น พอลีเตตระฟลูออโรเอทธีลีน หรือ พีอีเอฟอี (polytetrafluoroethylene, PTFE) รูปทรงเม็ดพลาสติกที่ใช้จะมีผลต่อการขึ้นรูป เนื่องจากได้รับความดันไม่ทั่วถึง ข้อดีของส่วนผสมที่อยู่ในรูปเม็ดคือง่ายต่อการทให้ร้อนก่อนขึ้นรูปและการให้ความดันเมื่อทำการอัดโดยปราศจากความร้อนและที่สำคัญคือสะดวกต่อการชั่งปริมาณของพลาสติกที่ใช้

2. การทำให้ร้อนก่อนขึ้นรูป (preheating)

ประโยชน์ของการทำให้ร้อนก่อนขึ้นรูป คือ สามารถลดระยะเวลาในการผลิต และลดความดันที่ให้กับแม่พิมพ์ อีกประการหนึ่งเป็นการลดเวลาเกิด Curing ลงด้วย โดยเฉพาะในชิ้นงานที่มีความหนาเป็นพิเศษ เนื่องด้วยเหตุผลที่ว่าการทำให้ร้อนก่อนขึ้นรูปสามารถลดความดันที่ให้แก่แม่พิมพ์และทำให้พลาสติกมีการไหลดีขึ้น ทำให้สามารถใช้แม่พิมพ์ที่มีความซับซ้อนและเปราะบางได้ การทำให้ร้อนก่อนขึ้นรูปเป็นการไล่ความชื้นที่พลาสติกดูดเอาไว้ ซึ่งเป็นจุดประสงค์อีกอย่างหนึ่งของการทำให้ร้อนก่อนขึ้นรูป เพราะจะให้สมบัติทางไฟฟ้าของชิ้นงานที่ดีนอกจากนี้ยังทให้การหดตัวของชิ้นงานภายหลังน้อยลง อุณหภูมิที่ใช้ในการให้ความร้อนก่อนขึ้นรูปประมาณ 60-100 องศาเซลเซียส อาจทำได้หลายวิธีดังนี้
1. อุปกรณ์ให้ความร้อนอินฟราเรด (infrared (IR) heaters)
2. เตาให้ความร้อนแบบใช้สนามไฟฟ้าความถี่สูง (High frequency electric field heating ovens) เช่นเตาไมโครเวฟ
3. สกรูที่ร้อน
4. การให้ความร้อนในเตาอบธรรมดา (Convention heating in a hot air oven)
การให้ความร้อนก่อนขึ้นรูปโดยการใช้สนามไฟฟ้าความถี่สูง (2-70 cegacycle/second) วิธีนี้แตต่างจากวิธีทั่วไปตรงที่ความร้อนจะแพร่ออกจากในวัสดุที่ถูกให้ความร้อน โดยไม่ต้องการตัวนำความร้อนความร้อนภายในพลาสติกจะร้อนกว่าผิวนอก เนื่อจากที่ผิวนอกมีการถ่ายเทความร้อนสู่อากาศ วิธีนี้เป็นที่นิยมเนื่องจากทำได้รวดเร็ว และสามารถให้ความร้อนได้สม่ำเสมอ ถึงแม้ว่าพลาสติกจะสามารถ curing ได้รวดเร็ว และมีการเกิดเป็นชิ้นงานได้ดีกว่าการให้ความร้อนก่อนขึ้นรูปแบบอื่น แต่ราคาอุปกร์ที่ใช้ยังมีราคาสูงอยู่
การให้ความร้อนแบบเตาอบธรรมดา หรือ Dry-oil prheating จะใช้เมื่อต้องการชิ้นงานที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าดี เพราะไม่มีความชื้น หรือมีแต่น้อยมาก

3. อุณหภูมิที่ใช้ในการผลิตขึ้นรูปพลาสติก

อุณหภูมิ ความดัน และเวลาที่ใช้ในการขึ้นรูปพลาสติกแบบกดอัด แตกต่างกันไปตามชนิดของพลาสติกพวกเทอร์โมเซตรวมถึงยางจะใช้อุณหภฺมิอยู่ระหว่าง 140-170 องศาเซลเซียส เทอร์โมพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยวิธีนี้จะใช้อุณหภูมิสูงกว่าเทอร์โมเซต เช่น พอลีโพรไพลีนใช้ 230 องศาเซลเซียส ที่อุณหภูมิสูงๆ อัตราการเกิด curing จะสูง อุณหภูมิขณะใช้โดยทั่วๆไปอยู่ระหว่าง 160 องศาเซลเซียส กับ 180 องศาเซลเซียส ยกเว้นพวก fluorinated plastic อุณหภูมิอาจสูงถึง 380 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิสูงสุดที่ตัวแม่พิมพ์จะทนได้จะต้องแตกต่างจากอุณหภูมิที่ใช้ในการขึ้นรูปพลาสติกมากๆ

4. ความดันที่ใช้ในการขึ้นรูปพลาสติก

ความดันที่ใช้จะแตกต่างไปตามชนิดของพลาสติก และคุณสมบัติการไหลของพลาสติกตาม ตารางที่ 1
วัสดุ
ความดัน
(MPa)
p.s.i
DMC
6-10
900-1500
พอลิเอสเทอร์ที่ไม่อิ่มตัวหรือฟีนอลิคที่ไหลง่าย
14-18
2000-4000
ยูเรีย-ฟอร์มัลดีไฮด์เรซิน เมลลามีน-ฟอร์มัลดีไฮด์เรซิน ฟินอลิคแข็ง
20-40
3000-6000
วัสดุที่แข็งมาก
40-55
6000-8000
การควบคุมความดันในการขึ้นรูปชิ้นงานมีความสำคัญมาก จะต้องมีการคำนวนหาความสัมพันธ์ระหว่างแรงที่กดลงต่อพื้นที่หน้าตัดของแม่พิมพ์ให้ความดันที่เหมาะสมกับพลาสติกชนิดนั้น และต้องทราบว่าบริเวณไหนของแม่พิมพ์จะเกิดการฟุ้งกระจายของพลาสติกทำให้ได้รับความดันไม่สม่ำเสมอ
ดังนั้น จึงต้องมีการให้ความดันที่ต่ำประมาณ 300-500 p.s.i ขณะทำการขึ้นรูปซึ่งความดันนี้อาจมีการเปลี่ยนแปลงให้เหมาะสมกับชนิดของพลาสติก และในขณะเดียวกันก็เป็นการป้องกันการแตกหักเนื่องจากวัสดุที่ใช้ทำแม่พิมพ์ไม่แข็งแรงพอ หรือทำให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีรูปทรงตามแม่พิมพ์

5. เวลาในการขึ้นรูป

ขึ้นอยู่กับขนาดของความหนา รูปทรงของชิ้นงาน แบบและชนิดของแม่พิมพ์หรือเทคนิคที่ใช้หลักการสำคัญของการให้ความดันคือ ความดันจะสามารถขึ้น (up-stroking) หรือ ลง (Down-stroking) โดยการเคลื่อนที่ของ platen

รูปแบบของแม่พิมพ์ของกระบวนการกดอัดขึ้นรูป (Compression Molding)

รูปแบบของแม่พิมพ์สามารถแบ่งได้เป็น 4 แบบด้วยกัน คือ
1. Fully positive
แสดงวิธีทำงานของแม่พิมพ์ในการกดอัดขึ้้นรูป แบบ Fully positive
รูปที่ 4 แม่พิมพ์แบบ fully positive
เป็นแม่พิมพ์ที่ต้องมีปริมาณของวัสดุที่ใช้แน่นอน การเคลื่อนที่ของแรงที่กดลงถูกจำกัดด้วยปริมาณวัสดุในแม่พิมพ์อย่างเดียว จะมีปริมาณของวัสดุที่สูญเสียไปเป็นครีบ (flash) น้อย แม่พิมพ์แบบนี้จะให้ชิ้นงานที่มีความหนาแน่นมากที่สุด เช่น พลาสติกที่ทนต่อแรงกระแทกสูง เนื่องจากความดันทั้งหมดจะถูกให้เฉพาะพื้นที่แม่แบบเท่านั้น แม่พิมพ์นี้ไม่นิยมใช้กับพวกเทอร์โมพลาสติก
2. Flash-type
แสดงวิธีทำงานของแม่พิมพ์ในการกดอัดขึ้้นรูป แบบ Flash-type
รูปที่ 5  แม่พิมพ์แบบ flash-type
เป็นแม่พิมพ์ที่วัสดุใช้ไม่ถูกจำกัดในช่องว่างของแม่พิมพ์จนกระทั่งตอนที่จะเปิดแม่พิมพ์ครั้งสุดท้าย ผงที่เหลืออยู่ของพลาสติกจะกระจายทั้งข้างบนและล่างของแม่พิมพ์ โดยเฉพาะตรงบริเวณเล็กๆ ที่เรียกว่า Cutoff ซึ่งจะเกิดเมื่อแม่พิมพ์ปิดสนิท อย่างไรก็ตาม cutoff นี้จะควบคุมความดันให้ถูกต้อง โดยป้องกันความดันที่เกิดจากการสัมผัสของแม่พิมพ์ ชิ้นงานที่ทำจากแม่พิมพ์แบบนี้จะมีความหนาแน่นน้อยปริมาณของวัสดุที่สูญเสียไปประมาณ 3% มักใช้ผลิตชิ้นงานที่บางและแบน
3. Semipositive
แสดงวิธีทำงานของแม่พิมพ์ในการกดอัดขึ้้นรูป แบบ Semipositive
รูปที่ 6 แม่พิมพ์แบบ semipositive
เป็นการผสมกันระหว่าง Flash-type กับ fully positive ซึ่งเป็นแม่พิมพ์ที่นิยมใช้มาก โดยวัสดุที่ใช้จะถูกจำกัดให้อยู่ในบริเวณแม่พิมพ์ และมีส่วนที่ป้องกันการฟุ้งของวัสดุออกมานอกแม่พิมพ์ ชิ้นงานที่ได้จะมีความหนาแน่นมากที่สุด
4. Landed positive
แสดงวิธีทำงานของแม่พิมพ์ในการกดอัดขึ้้นรูป แบบ Landed positive
รูปที่ 7 แม่พิมพ์แบบ landed positive
เป็นแม่พิมพ์ที่มีทั้งเนื้อที่เหลือ (Land) ภายนอก และภายในตามรูป แม่พิมพ์แบบนี้จะใช้เมื่อชิ้นงานมีรอยโค้ง รอยบาก หรือรูปโค้งที่มุมต่างๆ แม่พิมพ์แบบนี้คล้ายแม่พิมพ์แบบ Semipositive ต่างกันตรงที่ครีบตามขวางจะคงอยู่ โดยที่ความดันจะกดลงทั้งบนครีบและที่ส่วนผสม (charge) แม่พิมพืแบบนี้จะให้ความดันที่สม่ำเสมอแก่ชิ้นงานมากกว่าแบบ flash-type ถึงแม้ว่าแม่พิมพ์แบบนี้จะมี subcavity หลายอันในแม่พิมพ์ก็ตาม แต่แรงที่กดลงมีเพียงแรงๆ เดียวเท่านั้น

วัสดุที่ใช้ทำแม่พิมพ์

วัสดุที่ใช้ทำแม่พิมพ์สำหรับกระบวนการกดอัดขึ้นรูปส่วนใหญ่ใช้ เหล็ก (Steel) ซึ่งจะใช้ตั้งแต่เหล็กอ่อน (soft mold) เหล้กกล้า (carbon steel) จนไปถึงชนิดที่แข็ง คือ สเตนเลส (stainless) และ อัลลอย (alloy)
1. อัลลอยด์ เช่น พวก beryllium-copper นิยมใช้ขึ้นรูปเทอร์โมพลาสติกที่ต้องการชิ้นงานที่ซับซ้อน
2. Tool steel ชิ้นงานที่ได้จะมีความมัน เรียบ
3. สเตนเลส ใช้เมื่อต้องการหลีกเลี่ยงการเกิดรอยเปื้อนหรือสนิมในแม่พิมพ์และมักใช้กับยูเรียเรซิน
แม่พิมพ์ส่วนใหญ่จะชุบโครเมี่ยม เพราะโครเมี่ยมสามารถทนต่อการกัดกร่อน และการขึ้นสนิมได้ดีและเป็นการยืดอาขุการใช้งานของแม่พิมพ์ด้วย พื้นผิวของแม่พิมพ์ที่ชุบโครเมื่ยมยังเป็นการปรับปรุงการแกะชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ได้ง่ายขึ้น และทำให้ผิวของชิ้นงานเรียบ
ในทางปฏิบัตินิยมใช้แม่พิมพ์เดียวที่มี cavity มากกว่าหนึ่ง เนื่องจากราคาจะถูก และได้มีการพัฒนาเครื่องมือมาใช้อย่างดี อย่างไรก็ตามการออกแบบแม่พิมพ์จะต้องคำนึงถึงการหดตัวของพลาสติกขณะเกิด curing แม่พิมพ์ควรจะง่ายต่อการ load ง่ายต่อการทำความสะอาด และง่ายต่อการเคลื่อนย้าย

ประโยชน์ของการชึ้นรูปแบบกดอัด

ลักษณะที่สำคัญ 2 ประการที่ทำให้กระบวนการกดอัดขึ้นรูปพลาสติกมีประโยชน์ต่างจากการขึ้นรูปแบบฉีดได้แก่
1. การมีของเสียต่ำ ประมาณ 2-5% แต่อย่างไรก็ตามของเสียที่ได้จากเทอร์โมเซตไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
2. การมีการจัดเรียงตัวของโมเลกุลในแม่พิมพ์ ซึ่งประโยชน์ที่ได้จากข้อนี้คือ
• เส้นใยที่เป็นตัวเติมจะกระจายอยู่ดีและไม่ถูกรบกวนหรือจัดงางไปในทิศทางเดียวกันระหว่างขึ้นรูป
• ชิ้นงานจะมีความเค้นคงค้าง (residual stress) ต่ำ
• สมบัติทางกลและทางไฟฟ้ายังคงถูกรักษาไว้ได้เพราะมีการไหลเฉือนน้อยมาก
• ค่ารักษาแม่พิมพ์ต่ำเพราะมีการเกิดการกัดเซาะ (erosion) น้อยเนื่องจากแรงเฉือนต่ำ
• ราคาการลงทุนต่ำ

ทรานสเฟอร์โมลดิ่ง (Transfer molding)

ทรานสเฟอร์โมดิ่ง เป็นการพัฒนาต่อจากการกดอัดขึ้นรูป ที่ซึ่งส่วนของคอมปาวด์ถูกเก็บอยูู่ในแม่พิมพ์และเมื่อแม่พิมพ์ปิดมันมักจะถูกย้ายผ่าน sprue หรือ runner เข้าทาง cavity ลักษณะของกรบวนการนี้แสดงตามรูป
ทรานสเฟอร์โมลดิ่งเป็นการพัฒนาต่อมาจากการกดอัดขึ้นรูป
รูปที่ 8 กระบวนการทรานสเฟอร์โมลดิ่ง
ขั้นตอนที่เกิดขึ้นในกระบวนการขึ้นรูปแบบนี้เริ่มโดยการใส่คอมปาวด์ที่จะขึ้นรูป แล้วปิดแม่พิมพ์ หลังจากนั้นคอมปาวด์จะถูกถ่ายลงไปยัง cavity ผ่านทาง runner สุดท้ายเมื่อเปิดแม่พิมพ์ทั้ง 3 ส่วน ชิ้นงานจะถูกแยกออกมาจากส่วนล่าง
ข้อดี
ข้อเสีย
สามารถผลิตชิ้นงานเล็กๆ ได้ง่าย
จะมีของเสียเกิดขึ้นที่ runner
ลดความเสี่ยงของการเกิดความเสียหายจากการเคลื่อนย้ายชิ้นงานที่บอบบางหรืออินเสิร์ต
ราคาเครื่องมือแพงกว่า
วงจรการทำงานเร็วกว่าเพราะมีการถ่ายเทความร้อนดีกว่าผ่านทาง runner
ผลิตภัณฑ์ทำจากฟีนอลิคที่ได้จากกระบวนการทรานสเฟอร์โมลดิ่ง
รูปที่ 9 ผลิตภัณฑ์ทำจากฟีนอลิคที่ได้จากกระบวนการทรานสเฟอร์โมลดิ่ง
ผลิตภัณฑ์ยางที่ได้จากกระบวนการกดอัดและกระบวนการทรานสเฟอร์โมลดิ่ง
รูปที่ 10 ผลิตภัณฑ์ยางที่ได้จากกระบวนการกดอัดและกระบวนการทรานสเฟอร์โมลดิ่ง
โรงงานพลาสติก L.A PLastic
129/20 หมู่4 ซ.เพชรเกษม99 แยก 5
ต.อ้อมน้อย อ. กระทุ่มแบน
จ.สมุทรสาคร 74130 ประเทศไทย

TEL: 081-903-4147

Email: la2plastic@gmail.com
line qr come ติดต่อโรงงานผลิตพลาสติก
LINE ID: @laplastic
https://www.facebook.com/laplastic
Copyright © 2008 by "L.A PLASTIC"  •  All Rights reserved www.laplastic.biz Tel: 081-9034147