6 ประเภทของแม่พิมพ์พลาสติก (Plastic Molds) ที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม

ในอุตสาหกรรมโรงงานการผลิตพลาสติก 'แม่พิมพ์ (Mold)' เปรียบเสมือนแม่แบบที่กำหนดรูปร่างและความแม่นยำของชิ้นงาน การเลือกประเภทของแม่พิมพ์ให้เหมาะสมกับคุณสมบัติของพลาสติกและลักษณะการใช้งาน จึงเป็นขั้นตอนแรกที่ผู้ผลิตและวิศวกรต้องให้ความสำคัญสูงสุด

แม่พิมพ์พลาสติกในปัจจุบันมีหลากหลายประเภท ซึ่งแต่ละแบบถูกออกแบบมาเพื่อรองรับกระบวนการขึ้นรูปที่แตกต่างกัน ทั้งด้านความซับซ้อนของรูปทรง ความหนาบาง และปริมาณการผลิต บทความนี้ได้รวบรวมและจำแนกประเภทของแม่พิมพ์พลาสติกหลักๆ ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรม พร้อมหลักการทำงานเบื้องต้นที่คุณควรรู้

ประเภทของแม่พิมพ์พลาสติก

แม่พิมพ์พลาสติก (Plastic Mold) คือ เครื่องมือโลหะที่มีความแข็งแรงสูง ใช้เป็นแม่พิมพ์สำหรับการขึ้นรูปพลาสติกให้ได้รูปร่าง ขนาด และรายละเอียดที่แม่นยำตามต้องการ โดยทำงานร่วมกับเครื่องจักรในกระบวนการผลิตต่างๆ และชนิดพลาสติกและความสะดวกรวดเร็วในการผลิต เพื่อให้เหมาะสมกับความต้องการทางธุรกิจมากที่สุด โดยทั่วไปสามารถจำแนกประเภทแม่พิมพ์พลาสติกได้ดังต่อไปนี้

1. แม่พิมพ์ฉีด (Injection mold)

ประเภทแม่พิมพ์สำหรับงานฉีดพลาสติก (Injection mould)

แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก เป็นแบบที่นิยมใช้มากที่สุด ทำงานด้วยการฉีดพลาสติกเหลวเข้าสู่แม่พิมพ์ภายใต้แรงดันสูง เหมาะกับชิ้นงานที่มีรายละเอียดซับซ้อน ขนาดแม่นยำ ผลิตได้จำนวนมากและรวดเร็ว ใช้ได้กับพลาสติกหลายชนิด เช่น ฝาขวด, ชิ้นส่วนรถยนต์, ลังพลาสติก, ถังขยะพลาสติก, พาเลทพลาสติก, ตะกร้าพลาสติก การผลิตชิ้นงานนั้นจะใช้เม็ดพลาสติกป้อนเข้าที่ถังกรวยเครื่องฉีด เครื่องฉีดจะทำหน้าที่หลอมละลายเม็ดพลาสติกและฉีดพลาสติกเหลวเข้าสู่แม่พิมพ์ คงความดันและอัดพลาสติกเหลวเข้าเต็มแม่พิมพ์และชิ้นงานจะถูกหล่อเย็นด้วยขณะฉีด เพื่อให้ได้ชิ้นงานรูปร่างตามแม่พิมพ์แล้วจึงเปิดแม่พิมพ์เพื่อทำการปลดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์
ข้อดี: รายละเอียดชิ้นงานสูง ขนาดแม่นยำ ผลิตรวดเร็ว เหมาะกับการผลิตจำนวนมาก ต้นทุนต่อชิ้นต่ำเมื่อผลิตปริมาณมาก
ข้อเสีย: ต้นทุนสูง ไม่คุ้มค่าหากผลิตจำนวนน้อย ต้องการการออกแบบที่ซับซ้อน

2. แม่พิมพ์เป่า (Blow Mold)

ประเภทแม่พิมพ์สำหรับงานเป่าพลาสติก (Blow Mold)

แม่พิมพ์เป่าใช้ผลิตชิ้นงานที่มีลักษณะกลวงตรงกลาง เช่น ขวดน้ำ ถังน้ำ แกลลอน หรือบรรจุภัณฑ์ต่าง ๆ โดยการทำให้พลาสติกเป็นสายท่อหรือหลอดแก้ว (Parison) แล้วใช้ลมเป่าให้เกิดรูปร่างตามแม่พิมพ์ แล้วจึงทำการปลดชิ้นงาน ซึ่งวิธีการเป่าแม่พิมพ์มีอยู่ 3 วิธีหลัก คือ การเป่าแบบ Extrusion (Extrusion blow moulding) การเป่าฉีด (Injection blow moulding) การเป่าแล้วยืด (Stretch blow moulding)
ข้อดี: เหมาะกับภาชนะกลวง ชิ้นงานมีน้ำหนักเบา ผลิตชิ้นงานขนาดใหญ่ได้ ต้นทุนแม่พิมพ์ปานกลาง
ข้อเสีย: ไม่เหมาะกับชิ้นงานที่มีความซับซ้อนสูง รายละเอียดของผิวชิ้นงานต่ำ ความหนาของชิ้นงานควบคุมได้ยาก

3. แม่พิมพ์อัด (Compression Mold)

ประเภทแม่พิมพ์สำหรับงานอัดพลาสติก (Compression Mold)

แม่พิมพ์อัดมักใช้กับพลาสติกประเภทเทอร์โมเซตติ้ง (Thermosetting) เพื่อผลิตชิ้นงานที่มีความแข็งแรงสูง เช่น จานชามเมลามีน หรือชิ้นส่วนไฟฟ้า การผลิตชิ้นงานโดยใช้พลาสติกชนิดเทอร์โมเซตติ้งลงในแม่พิมพ์แล้วทำการปิดแม่พิมพ์โดยใช้ความดันสูงพร้อมกับให้ความร้อนทำให้พลาสติกหลอมละลายเข้าแทรกยังโพรงของแม่พิมพ์ จากนั้นหล่อเย็นให้พลาสติกแข็งตัวจึงปลดชิ้นงานออก ข้อแตกต่างระหว่างแม่พิมพ์อัดและแม่พิมพ์ฉีดคือ แม่พิมพ์อัดจะใช้ลูกสูบอัดพลาสติกเข้าแม่พิมพ์ ส่วนแม่พิมพ์ฉีดจะใช้การเติมพลาสติก แม่พิมพ์อัดจะถูกนำมาใช้ในงานผลิตชิ้นงานต้นแบบ
ข้อดี: ชิ้นงานมีความแข็งแรงสูง เหมาะกับวัสดุเทอร์โมเซต ต้นทุนเริ่มต้นต่ำกว่าแม่พิมพ์ฉีด เหมาะกับชิ้นงานที่ต้องรับแรงมาก
ข้อจำกัด: รอบการผลิตช้า ไม่เหมาะกับชิ้นงานซับซ้อน ควบคุมขนาดได้แม่นยำน้อยกว่าแม่พิมพ์ฉีด

4. แม่พิมพ์สุญญากาศ (Thermoforming Mold)

ประเภทแม่พิมพ์สำหรับงานสุญญากาศพลาสติก (Thermoforming Mold)

แม่พิมพ์เทอร์โมฟอร์มมิ่งใช้การนำแผ่นพลาสติกที่อ่อนตัว เช่น ถาดใส่อาหาร ถาดเพาะกล้า หรือฝาแก้วน้ำ โดยการนำพลาสติกแผ่นบางมาอบให้ความร้อน จากนั้นจะใช้สุญญากาศดูดแผ่นพลาสติกให้ยุบลงมาจนมีรูปร่างตามแม่พิมพ์
ข้อดี: ต้นทุนต่ำ ผลิตชิ้นงานขนาดใหญ่ได้ดี รอบการผลิตรวดเร็ว เหมาะกับการผลิตจำนวนน้อยถึงปานกลาง
ข้อเสีย: ความหนาไม่สม่ำเสมอในชิ้นงานที่มีความลึกมาก รายละเอียดของชิ้นงานจำกัด เหมาะเฉพาะกับชิ้นงานที่มีลักษณะเป็นถาดหรือฝาครอบบาง

5.แม่พิมพ์งานรีด (Extrusion Mold)

ประเภทแม่พิมพ์สำหรับงานรีดพลาสติก (Extrusion Mold)

แม่พิมพ์รีดใช้สำหรับผลิตชิ้นงานที่มีความยาวต่อเนื่องและหน้าตัดคงที่ เช่น ท่อสายยาง กรอบประตู หน้าต่าง เป็นต้น โดยเครื่อง Extrusion จะอัดและหลอมละลายพลาสติก จากนั้นจะถูกฉีดไปยังเครื่องมือสร้างรูปทรง (หัวฉีด) ต่างๆแล้วแต่ลักษณะงาน ในงาน Extrusion นั้นจะต้องนำเครื่องมืออื่นๆเข้ามาประกอบด้วย เช่น เครื่องปรับขนาด เครื่องดึง เครื่องม้วน เครื่องตัด
ข้อดี: ผลิตได้ต่อเนื่องและรวดเร็วมีอัตราการผลิตที่สูงมาก ต้นทุนผลิตแม่พิมพ์ต่ำ
ข้อเสีย: ทำได้เฉพาะชิ้นงานที่มี "หน้าตัดคงที่" เท่านั้น ไม่สามารถทำชิ้นงานที่มีรูปทรง 3 มิติซับซ้อน

6. แม่พิมพ์หมุนเหวี่ยง (Rotational Mold)

ประเภทแม่พิมพ์สำหรับงานหมุนเหวี่ยงพลาสติก (Rotational Mold))

แม่พิมพ์แบบหมุนเหวี่ยง เหมาะกับชิ้นงานขนาดใหญ่โครงสร้างมีลักษณะกลวง เช่น ถังน้ำขนาดใหญ่ เฟอร์นิเจอร์พลาสติก อ่างพลาสติก กรวยจราจร และของเล่นขนาดใหญ่ ใส่ชุดวัตถุดิบ (Charging) ผงพลาสติก (ส่วนใหญ่เป็น PE) ลงในแม่พิมพ์ ให้ความร้อนและหมุน (Heating & Rotation) หมุนแม่พิมพ์ในเตาอบเพื่อให้พลาสติกละลายเคลือบผิวแม่พิมพ์ และทำให้เย็น (Cooling) ลดอุณหภูมิแม่พิมพ์เพื่อให้พลาสติกเซ็ตตัวเป็นรูปทรง สุดท้ายถอดชิ้นงาน (Unloading) เปิดแม่พิมพ์เพื่อนำชิ้นงานที่เสร็จสมบูรณ์ออก
ข้อดี: เหมาะกับชิ้นงานกลวงขนาดใหญ่ ความหนาของชิ้นงานสม่ำเสมอ ความหนาแน่นชิ้นงานต่ำ ต้นทุนแม่พิมพ์ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับขนาดชิ้นงาน
ข้อเสีย: รอบการผลิตช้ามาก ไม่เหมาะกับการผลิตปริมาณมาก รายละเอียดของผิวชิ้นงานจำกัด

ตารางเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่าแม่พิมพ์ทั้ง 6 ประเภท

ประเภทแม่พิมพ์ (Mold Type)

หลักการทำงาน

ลักษณะชิ้นงานที่เหมาะสม

ตัวอย่างสินค้า

จุดเด่น

1. แม่พิมพ์ฉีด
(Injection Mold)

ฉีดพลาสติกเหลวเข้าสู่แม่พิมพ์ด้วยแรงดันสูง และรอให้เย็นตัว

ชิ้นงานที่มีรายละเอียดซับซ้อน รูปทรง 3 มิติ มีความหนาแน่น

ฝาขวด, ตะกร้า, เก้าอี้, ชิ้นส่วนรถยนต์, ของเล่น, ถังขยะ, ลัง, กล่อง, พาเลท

ผลิตได้เร็วมาก (Mass Production), ความแม่นยำสูงที่สุด

2. แม่พิมพ์เป่า
(Blow Mold)

เป่าลมเข้าไปในท่อพลาสติกเหลว ให้ขยายตัวแนบไปกับผนังแม่พิมพ์

ชิ้นงานที่มีลักษณะ "กลวง" ภายใน (Hollow Parts)

ขวดน้ำดื่ม, แกลลอนน้ำมัน, ขวดยาสระผม, ถังน้ำ

ผลิตบรรจุภัณฑ์ได้รวดเร็ว, ชิ้นงานน้ำหนักเบา

3. แม่พิมพ์อัด (Compression Mold)

ใส่ก้อนพลาสติกในแม่พิมพ์ แล้วใช้ความร้อนและแรงอัดกดทับ

ชิ้นงานที่ต้องการความ "แข็งแรงสูง" ทนความร้อน (มักใช้พลาสติกเทอร์โมเซต)

จานชามเมลามีน, ปลั๊กไฟ, สวิตช์ไฟ, มือจับกระทะ

ชิ้นงานแข็งแรงมาก, รองรับวัสดุผสมเส้นใยได้ดี

4. แม่พิมพ์สุญญากาศ (Thermoforming Mold)

ให้ความร้อนแผ่นพลาสติกให้อ่อนตัว แล้วใช้ลมดูด (Vacuum) ให้แนบแม่พิมพ์

ชิ้นงานลักษณะ "ถาด" หรือบรรจุภัณฑ์ที่มีความบาง

ถาดอาหาร, ถาดเพาะกล้า, แก้วน้ำใช้แล้วทิ้ง, บรรจุภัณฑ์ไข่ไก่, หน้ากาก

แม่พิมพ์ราคาถูกที่สุด, เหมาะกับงานบรรจุภัณฑ์ผนังบาง

5.แม่พิมพ์งานรีด (Extrusion Mold)

หลอมและดันพลาสติกผ่านหัวดาย (Die) ออกมาเป็นเส้นยาวต่อเนื่อง

ชิ้นงานที่มี "ความยาวต่อเนื่อง" และหน้าตัดเหมือนเดิมตลอด

ท่อ PVC, สายยาง, รางสายไฟ, ขอบยางหน้าต่าง, แผ่นฟิล์ม

ผลิตได้ยาวไม่จำกัด, ต้นทุนการผลิตต่อเมตรต่ำ

6. แม่พิมพ์หมุนเหวี่ยง (Rotational Mold)

ใส่ผงพลาสติกในแม่พิมพ์ แล้วหมุนเหวี่ยงผ่านความร้อนให้เกาะผนัง

ชิ้นงาน "กลวงขนาดใหญ่" และมีความหนาของผนังมาก

ถังเก็บน้ำ (แทงค์น้ำ), กรวยจราจร, ถังขยะใบใหญ่, เรือคายัค, อ่างผสมปูน

ขึ้นรูปชิ้นงานขนาดใหญ่มากได้, ชิ้นงานแข็งแรงไร้รอยต่อ