เครื่องฉีดพลาสติก
เครื่องฉีดพลาสติก
โรงงานฉีดพลาสติก
L.A PLASTIC
Copyright © 2008 by "L.A PLASTIC"  ·  All Rights reserved www.laplastic.biz Tel: 081-9034147
เมนู
โทร: 081-9034147
ลิ้งไปแฟนเพจ ถาดเพาะกล้าข้าว
Google+
ลิ้งไปแฟนเพจ โรงงานพลาสติก

พารามิเตอร์ที่สำคัญในการฉีดพลาสติก ตอนที่ 4

     ความเร็วรอบของเกลียวหนอนหรือสกรู (screw) มีอิทธิพลต่ออุณหภูมิของพลาสติกเหลวและระยะเวลาในการหลอมเหลวและป้อนพลาสติกเหลวไปด้านหน้าปลายเกลียวหนอน ถ้าความเร็วรอบของเกลียวหนอนสูงขึ้นอุณหภูมิของพลาสติกเหลวก็จะสูงขึ้น และระยะเวลาที่ใช้ในการหลอมเหลวและป้อนพลาสติกเหลวก็จะสั้นลง ขนาดเกลียวหนอนแตกต่างกันแม้ว่าจะมีความเร็วรอบเท่ากัน แต่ผลที่เกิดขึ้นกับอุณหภูมิของพลาสติกเหลวและเวลาในการหลอมเหลวและป้อนพลาสติกเหลวจะไม่เท่ากัน เนื่องจากว่าความเร็วรอบที่สันเกลียวไม่เท่ากัน กล่าวคือเกลียวหนอนขนาดใหญ๋ ระยะทางในการเคลื่อนตัวตามแนวเส้นรอบวงต่อหน่วยเวลาที่เท่ากันจะมากกว่าเกลียวหนอนที่มีขนาดเล็กกว่า ด้วยเหตุนี้ในการเลือกใช้ความเร็วขอบที่สันเกลียวของเกลียวหนอน โรงงานพลาสติกจะยึดถือเอาความเร็วของที่สันเหลียวเป็นหลัก ซึ่งความเร็วขอบที่แนะนำให้ใช้จะอยู่ในช่วง 0.05-0.20 M\S และอาจยอมให้ใช้ได้ถึง 0.30 M\S โดยไม่ควรเกินจากค่านี้ ในการหาค่าความเร็วขอบที่สันเกลียวของเกลียวหนอน โรงงานฉีดพลาสติกเราสามารถได้จากสูตรดังนี้

                          n  =  60000.V  (min-1)
                                      πD
โดยที่      V  =  ความเร็วขอบที่สันเกลียว (M\S)
             D  =  ขนาดเกลียวหนอน (MS)

หรือหาได้จากไดอะแกรมรูปที่ 4.9
                                                                      

4.20 ความเร็วรอบของเกลียวหนอนหรือสกรู

ไดอะแกรมความเร็วรอบของเกลียวหนอนหรือสกรู
รูปที่ 4.9 ไดอะแกรมความเร็วรอบของเกลียวหนอนหรือสกรู
                                    

4.21 ความเร็วในการฉีดพลาสติก

     การเลือใช้ความเร็วในการฉีดพลาสติกตามปกติกแล้วโรงงานพลาสติกต้องใช้ความเร็วให้เร็วที่สุดเท่าที่เป็นไปได้เพื่อให้เวลาในการทำงานสั้นที่สุดนั่นเอง ตามความเป็นจริงแล้วการที่จะทำการฉีดเร็วหรือช้านั้นก็ต้องขึ้นอยู่กับคุณภาพของชิ้นงานที่ต้องการ โดยมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันดังนี้คือ
   
    

การเลือกใช้ความเร็วในการฉีดสูงเพื่อ


     -  ให้เวลาในการฉีดสั้นที่สุดเท่าที่เป็นไปได้
     -  เพื่อให้พลาสติกเหลวไหลเข้าแม่พิมพ์พลาสติกได้อย่างทั่วถึง และความเค้นเนื่องจากการเรียงตัวของโซ่โมเลกุลน้อยลง (molecular orientation stress)
     -  การเกาะผลึกเป็นไปอย่างสม่ำเสมอกับพลาสติกที่มีผลึก
     -  แม่พิมพ์พลาสติกรับภาระในการทำงานน้อยลง (รับภาระในเวลาที่สั้นลง)
    

การเลือกใช้ความเร็วในการฉีดต่ำเพื่อ


     -  ให้ได้ผิวชิ้นงานพลาสติกที่ดี
     -  ป้องกันการเกิดการเฉือนของพลาสติกเหลวได้ง่ายตรงต่ำแหน่งมุมคมหรือมุมหัก ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงความหนาของชิ้นงานพลาสติก
     -  ป้องกันความร้อนเกิดขึ้นสูงเกินไปตรงตำแหน่งฉีด
     -  การเติมพลาสติกเหลวทำได้ง่ายกับชิ้นงานที่หนา เช่น อ่างเปลผสมปูน


    

4.22 ลักษณะการไหลของพลาสติกเหลว

     ลักษณะของการไหลของพลาสติกเหลวเข้าในแม่พิมพ์พลาสติก เนื่องจากความดันและความเร็วในการฉีดนั้นอาจเกิดได้หลายลักษณะดังตัวอย่างตามรูปที่ 4.10 ลักษณะต่างๆ ที่เกิดขึ้นก็สืบเนื่องมาจากความเร็วที่ใช้ในการฉีด ความหนาของชิ้นงานฉีด ลักษณะและขนาด ตลอดจนตำแหน่งของทางน้ำพลาสติกที่เข้าแม่พิมพ์ ถ้าการไหลของพลาสติกเหลวไม่ถูกต้องก็จะทำให้ได้ชิ้นงานที่ไม่ดี เช่น เกิดเป็นร่องรอยของการไหลหรือเกิดรอยเชื่อมประสานขึ้นทำให้ชิ้นงานพลาสติกที่ได้ไม่แข็งแรงเท่าที่ควร ลักษณะการไหลของพลาสติกเหลวดังรูปที่ 4.10
ลักษณะการไหลของพลาสติกเหลวในแม่พิมพ์
รูปที่ 4.10 ลักษณะการไหลของพลาสติกเหลวในแม่พิมพ์

4.23 การหล่อเย็น

     แม่พิมพ์พลาสติกที่ใช้ในการฉีดพลาสติกจำพวกเทอร์โมพลาสติกนั้น จำเป็นต้องมีการหล่อเย็นเพื่อให้พลาสติกเกิดการเย็นตัวลงจนสามารถปลดออกจากแม่พิมพ์ได้ การหล่อเย็นนั้นเราสามารถทำได้โดยใช้น้ำหรือน้ำมันไหลผ่านในตัวแม่พิมพ์พลาสติก และเพื่อให้การหล่อเย็นชิ้นงานที่อยู่ในแม่พิมพ์ฉีดมีประสิทธิภาพ โรงงานพลาสติกเราจึงควรมีการควมคุมอุณหภูมิของแม่พิมพ์พลาสติกให้คงที่สม่ำเสมออยู่ตลอดเวลาที่ทำการฉีดพลาสติก ซึ่งทำได้โดยการควบคุมอุณหภูมิของน้ำหรือน้ำมันที่ไหลเข้าแม่พิมพ์พลาสติกให้คงที่นั่นเอง การหล่อเย็นดังที่กล่าวนี้เป็นการหล่อเย็นที่โรงงานพลาสติกเราสามารถปรับตั้งได้โดยตรงที่เครื่องฉีดพลาสติก เนื่องจากการหล่อเย็นนี้มีอิทธิพลมากพอสมควรกับคุณภาพของชิ้นงานฉีดพลาสติก ดังนั้นจึงต้องทำการหล่อเย็นให้เหมาะสมกับลักษณะชิ้นงานพลาสติกตลอดจนชนิดของเม็ดพลาสติก
     การหล่อเย็นเราสามารถแบ่งออกตามอัตราการลดอุณหภูมิลงต่อหน่วยเวลาจากอุณหภูมิของพลาสติกเหลวไปสู่อุณหภูมิของชิ้นงานที่อยู่ในแม่พิมพ์พลาสติกหรืออุณหภูมิที่ผิวด้านในของแม่พิมพ์พลาสติก ซึ่งโรงงานพลาสติกเราเรียกว่าเป็น "ความเร็วในการหล่อเย็น" ได้ 2 ลักษณะคือ
     - 

การหล่อเย็นเร็ว

หมายถึงอัตราในการถ่ายเทความร้อนออกจากพลาสติกเหลวสู่อุณหภูมิแม่พิมพ์พลาสติกต่อหน่วยเวลามาก นั่นคือการที่เราใช้อุณหภูมิแม่พิมพ์พลาสติกต่ำและอุณหภูมิพลาสติกเหลวสูง
     - 

การหล่อเย็นช้า

หมายถึงอัตราในการถ่ายเทความร้อนออกจากพลาสติกเหลวสู่อุณหภูมิแม่พิมพ์พลาสติกต่อหน่ยวเวลาน้อย ซึ่งโรงงานพลาสติกเราใช้อุณหภูมิแม่พิมพ์สูงและอุณหภูมิพลาสติกเหลวต่ำ ในขณะที่ใช้เวลาในการหล่อเย็นเท่าเดิม
     ความเร็วในการหล่อเย็นจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแม่พิมพ์พลาสติกเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งการหล่อเย็นเร็วโรงงานฉีดพลาสติกสามารถทำได้กับพลาสติกที่ไม่มีผลึก ส่วนการหล่อเย็นช้าจำเป็นต้องใช้กับพลาสติกที่มีผลึก เพื่อให้การเกาะผลึกเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ ขนาดของผลึกที่ได้จะมีขนาดใหญ่ ดังนั้นชิ้นงานพลาสติกจะมีความแข็งแรงดี ดังรูปที่ 4.11 และ 4.12
การหล่อเย็นเร็วของพลาสติกโพลีโพรพิลืน
รูปที่ 4.11 การหล่อเย็นเร็วของพลาสติกโพลีโพรพิลืน ( PP )
การหล่อเย็นช้าของพลาสติกโพลีโพรพิลืน ( PP )
รูปที่ 4.11 การหล่อเย็นช้าของพลาสติกโพลีโพรพิลืน ( PP )
    

การคำนวนเวลาในการหล่อเย็น

เวลาในการหล่อเย็นที่โรงงานพลาสติกเราปรับตั้งให้กับเครื่องฉีดโรงงานพลาสติกเราสามารถคำนวนหาได้ 3 วิธีด้วยกันดังนี้คือ
     วิธีที่ 1 ในทางปฏิบัติ ซึ่งเป็นวิธีแบบหยาดๆ แต่คำนวนหาได้รวดเร็วและได้ค่าที่ไม่ผิดพลาดมากนัก ซึ่งเป็นสูตรง่ายๆ ที่คิดค้นกันขึ้นมากเองจากบริษัทที่ปฏิบัติงานฉีด โดยยึดถือความหนาของชิ้นงานพลาสติกเป็นหลักในการคำนวน

     จาก tk =  d(1+2d)
โดยที่ t=  เวลาในการหล่อเย็น (s)
        d  =  ความหนาของชิ้นงานพลาสติก (mm)

     ข้อควรจำ ในกรณีที่อุณหภูมิของแม่พิมพ์พลาสติกเกิน 60oC ขึ้นไป เวลาหล่อเย็นที่เป็นจริงจะต้องเพิ่มขึ้นอีก 30เปอร์เซ็นต์ของเวลาหล่อเย็นที่คำนวนได้
     วิธีที่ 2 เป็นการใช้สูตรสำเร็จที่ใช้ความหนาของชิ้นงานพลาสติก อุณหภูมิของพลาสติกเหลว อุณหภูมิแม่พิมพ์พลาสติก และอุณหภูมิชิ้นงานพลาสติกที่ถูกปลดออก ตลอดจนค่าสัมประสิทธิ์ในการนำความร้อนของพลาสติกแต่ละชนิดมาช่วยในการคำนวนซึ่งแสดงไว้ในตารางที่ 4.1
 การคำนวนเวลาในการหล่อเย็น
ค่าสัมประสิทธิ์ในการนำความร้อนของพลาสติก
ตารางที่ 4.1 ค่าสัมประสิทธิ์ในการนำความร้อนของพลาสติก
     วิธีที่ 3 โดยการใช้โนโนแกรม การหาเวลาในการหล่อเย็นโดยใช้โนโนแกรมนั้น ขั้นแรกโรงงานพลาสติกเราต้องทราบค่าสัมประสิทธิ์ในการนำความร้อนของพลาสติกชนิดนั้นๆ ก่อน และทราบความหนาของชิ้นงานพลาสติกที่จะทำการฉีด หลังจากนั้นก็ทำการลากเส้นตรงจากจุด aeff ไปยังเส้นของความหนาชิ้นงานพลาสติกเราก็จะได้จุตัดบนเส้นอ้างอิง ต่อไปเราก็จำเป็นต้องหาค่า Ṯ หรือ Ṱ ให้ได้ โดยหาได้จากสูตร
สูตรหาค่า หาค่า Ṯ หรือ Ṱ ของโรงงานพลาสติก
     เมื่อโรงงานพลาสติกเราหาค่า Ṯ หรือ Ṱ ได้แล้ว ก็ทำการลากเส้นตรงจากค่า Ṯ หรือ Ṱ ที่หาได้ไปยังจุดตัดบนเส้นอ้างอิง โดยเส้นตรงที่ทำการลากใหม่นี้จะไปตัดกับเส้นเวลาหล่อเย็นทำให้เราทราบถึงเวลาควรใช้จริงในการหล่อเย็นได้ ดังโนโนเกรมในรูปที่ 4.13
โนโนแกรมหาเวลาในการหล่อเย็น
     ตัวอย่างที่ 4.3 ในการฉีดพลาสติกชนิดหนึ่งซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์ในการนำความร้อน (aeff) เท่ากับ 8.4x10-2 mm2/s วัดอุณหภูมิของพลาสติกเหลวที่หัวฉีดได้ 250oC อุณหภูมิของแม่พิมพ์พลาสติกตั้งไว้ 50oC อุณหภูมิที่ผิวของชิ้นงานพลาสติกขณะถูกปลดออกจากแม่พิมพ์ที่ต้องการ 75oC ชิ้นงานฉีดมีความหนา 2mm อยากทราบว่าควรใช้เวลาในการหล่อเย็นเท่าไร
รูปที่ 4.13 โนโนแกรมหาเวลาในการหล่อเย็น
ตัวอย่างการคำนวนหาเวลาในการหบ่อเบ็นในการฉีดพลาสติก
     วิธีที่ 3 โดยการใช้โนโนแกรม ดังรูปที่ 4.14
     ลากเส้นตรงจากเส้น aeff = 0.084 mm2/s ไปตัดกับเส้นความหนาที่ 2mm หลังจากนั้นก็ทำการคำนวนหาค่า T
 วิธีที่ 3 โดยการใช้โนโนแกรม
     จากนั้นก็ลากเส้นตรงจากเส้น Ṯ ที่ 8 ไปยังจุดตัดบนเส้นอ้างอิง เส้นตรงนี้ก็จะตัดกับเส้นเวลาหล่อเย็นที่ 9วินาที
    
     วิธีการหาเวลาในการหล่อเย็นทั้งสามวิธีที่กล่าวมานั้น โรงงานฉีดพลาสติกเราจะสังเกตเห็นได้ว่าวิธีที่ 2 และ 3 จะให้ค่าที่ไกล้เคียงกันมากกว่าวิธีที่ 1 แต่ค่อนข้างที่จะยุ่งยากมากกว่า ดังนั้นวิธีที่ 1 จึงเป็นแบบที่เหมาะสมกับการฉีดชิ้นงานที่ไม่ต้องการคุณภาพมากนักเพื่อช่วยให้การทำงานเร็วขึ้น แต่อย่างไรก็ตาม เวลาในการหล่อเย็นที่ทางโรงงานพลาสติกคำนวนหามาได้นั้นอาจต้องมีการปรับแต่งให้มากขึ้นหรือลดลงแล้วแต่ความเหมาะสมในการทำการฉีดจริงๆ โดยส่วนใหญ่แล้วโรงงานพลาสติกเราจะพยายามปรับให้ลดลง เพื่อให้เวลาในการทำงานสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับว่าชิ้นงานในแม่พิมพ์พลาสติกเย็นพอที่จะถูกปลดออกจากแม่พิมพ์พลาสติกได้หรือยัง
     เวลาในการหล่อเย็นที่โรงงานพลาสติกเราทำการคำนวนหากันนั้นอาจจะมีคนสงสัยว่าในกรณีที่เราเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของพลาสติกเหลวก็ดี หรืออุณหภูมิแม่พิมพ์พลาสติก รวมทั้งอุณหภูมิของชิ้นงานฉีดที่เราต้องการไป 10oC โดยอาจจะมากขึ้นหรือน้อยลงนั้นจะมีผลอย่างไรต่อเวลาในการหล่อเย็น จากข้อสงสัยดังกล่าวโรงงานพลาสติกเราจึงทำการทดลองคำนวนจนได้ผลดังแสดงในตารางที่ 4.2
เวลาในการหล่อเย็นที่โรงงานพลาสติกเราทำการคำนวนหา
ตารางที่ 4.2
     ถ้าโรงงานพลาสติเราเลือกใช้
     V= +10oC  จะได้ tk = +0.95 = 2.8%
     V= +10oC  จะได้ tk = +5.55 = 17.7%
     V= +10oC  จะได้ tk = +6.55 = 20.2%
    
     จากผลการคำนวนโรงงานพลาสติกเราพอสรุปได้ว่าในการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของพลาสติกเหลวจะมีผลกระทบต่อเวลาในการหล่อเย็นน้อยกว่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของแม่พิมพ์พลาสติกและอุณหภูมิของชิ้นงานพลาสติก

4.24 โรงงานพลาสติกเราควรเริ่มต้นทำการฉีดอย่างไร

     ทันทีที่โรงงานพลาสติกเราซื้อเครื่องฉีดพลาสติกมาแล้วก็ควรทำการเตรียมพื้นที่ในการวางเครื่องฉีดพลาสติก ซึ่งต้องสามารถรับน้ำหนักของตัวเครื่องฉีดพลาสติกและแม่พิมพ์พลาสติกได้ หลังจากนั้นก็ต้องปรับระดับของเครื่องฉีดพลาสติกให้ระนาบกับพื้นโรงงาน โดยใช้ระดับน้ำเครื่องกลเป็นอุปกรณ์ในการปรับตั้ง ตามลักษณะและวิธีการดังรูปที่ 4.14 เมื่อปรับตั้งระดับได้แล้วก็ทำการเดินระบบไฟฟ้าและน้ำให้เรียบร้อย แล้วจึงลองเปิดเครื่องฉีดพลาสติกให้ทำงานตัวปล่าวดูว่าอยู่ในสภาพที่ถูกต้องหรือไม่ พร้อมกับทำความเข้าใจกับฟังก์ชันต่างๆ ของเครื่องฉีดพลาสติกไปด้วย
การตั้งระดับน้ำของเครื่องฉีดพลาสติก
รูปที่ 4.14 การตั้งระดับน้ำของเครื่องฉีดพลาสติก
     เมื่อเครื่องฉีดพลาสติกอยู่ในสภาพพร้อมที่จะทำงานได้โรงงานพพลาสติกเราก็เริ่มต้นทำงานตามขั้นตอนดังนี้คือ
     - ยกแม่พิมพ์พลาสติกที่จะใช้ฉีดขึ้นเครื่องฉีดพลาสติกแล้วล็อกแม่พิมพ์ด้านที่อยู่กับที่ก่อน หลังจากนั้นจึงเลื่อนแผ่นยึดแม่พิมพ์ด้านเคลื่อนที่อย่างช้าๆ เข้าปิดจนแม่พิมพ์พลาสติกสองซีกปิดสนิท แล้วจึงล็อคแม่พิมพ์ด้านเคลื่อนที่ไว้
     - ปรับตั้งความเร็วในการปิด-เปิดแม่พิมพ์พลาสติกให้เหมาะสม พร้อมระยะในการเปิดแม่พิมพ์พลาสติกและแรงในการปิดล็อกแม่พิมพ์พลาสติก ตลอดจนระยะและจำนวนครั้งในการปลดชิ้นงานพลาสติก
     - ตั้งอุณหภูมิของแม่พิมพ์ให้ถูกต้องกับชนิดของเม็ดพลาสติก
     - ตั้งอุณหภูมิที่กระบอกฉีดให้ถูกต้องกับชนิดของเม็ดพลาสติก
     - ตั้งปริมาณพลาสติกให้เพียงพอกับชิ้นงานและทางน้ำพลาสติกวิ่ง และข้อสำคัญอย่าลืมเผื่อระยะกันกระแทก (2 ถึง 6 mm) เอาไว้ด้วย
     - ตั้งความเร็วและระยะในการเลื่อนเข้า-ออกของชุดฉีด ตลอดจนแรงที่ใช้ในการค้างหัวฉีดไว้ที่แม่พิมพ์พลาสติก
     - ตั้งความเร็วรอบหมุนเกลียวหนอน และความดันต้านการถอยหลังกลับของเกลียวหนอน (back pressure) ให้ถูกต้อง เพื่อให้เวลาที่ใช้ในการหลอมเหลวและป้อนพลาสติกเหลวสั้นกว่าเวลาในการที่จะสามารถเปิดแม่พิมพ์พลาสติกได้ (เวลาหล่อเย็น)
     - เลือกความดันฉีดและความเร็วฉีดให้พอเหมาะ
     - ทำการฉีดพลาสติกเหลวเข้าแม่พิมพ์พลาสติกโดยปราศจากความดันย้ำ พร้อมทั้งทำการปรัลความเร็วในกาฉีดจนได้ชิ้นงานพลาสติกเต็มแม่พิมพ์พลาสติกและไม่เกิดครีบ
     - เริ่มเดินเครื่องเป็นแบบอัตโนมัติ โดยใช้ค่าความดันและเวลาในการย้ำพอประมาณ
     - ตั้งความดันย้ำให้เหมาะสม ซึ่งใช้ประมาณ 30-70% ของความดันฉีดที่ตั้ง โดยให้ความดันที่เกิดขึ้นในแม่พิมพ์พลาสติกสม่ำเสมอต่อเนื่องกันจากช่วงที่ทำการฉีดดังรูปที่ 4.15
     - ตั้งเวลาในการย้ำจนได้ชิ้นงานพลาสติกเต็มตลอดทั้งชิ้นและต้องไม่เกิดรอยยุบ
     - ตั้งเวลาในการหล่อเย็นหรือเวลาในการที่จะสามารถเปิดแม่พิมพ์พลาสติกได้ โดยชิ้นงานพลาสติกจะต้องเย็นพอที่จะถูกปลดออกได้
ลักษณะความดันในแม่พิมพ์พลาสติก
รูปที่ 4.15 ลักษณะความดันในแม่พิมพ์พลาสติก
หน้า  1  2  3  4
หน้า  1  2  3  4