แม่พิมพ์พลาสติก ที่ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตในปัจจุบัน มีการออกแบบหลากหลายรูปแบบตามประเภทของชิ้นงานที่ผลิต ในอดีตการออกแบบแม่พิมพ์มักหลีกเลี่ยงชิ้นงานที่มีความซับซ้อน เนื่องจากข้อจำกัดในด้านกระบวนการตัดเฉือนโลหะ เพื่อควบคุมไม่ให้ราคาแม่พิมพ์สูงจนเกินไป
ปัจจุบันการออกแบบแม่พิมพ์มี software ที่ช่วยในการออกแบบมากมาย อีกทั้งในกระบวนการตัดเฉือนโลหะ ยังเป็นระบบ CNC ทั้งหมดแล้ว ทำให้มีความแม่นยำในการผลิตมากขึ้น ส่งผลให้สามารถออกแบบแม่พิมพ์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้นได้
ภาชนะที่ทำจากเทอร์โมพลาสติกที่มีโครงสร้างเป็นระเบียบ และมีการหดตัวแตกต่างกันในทิศทางการไหลและตั้งฉากกับการไหลของน้ำพลาสติก จะมีผนังโค้งเข้าหรือโค้งออกเล็กน้อยหลังจากปลดชิ้นงาน ลักษณะเช่นนี้สามารถทำให้เกิดปัญหาได้ ( ตามภาพที่ 1 )โดยเฉพาะถ้าต้องพิมพ์ลายหรือตัวหนังสือลงบนผนังด้านนี้
ภาพที่ 1 การเสียรูปของผนังด้านข้าง
ในขั้นตอนการออกแบบแม่พิมพ์พลาสติก เราสามารถชดเชยการโค้งงอของผนัง สำหรับชิ้นงานที่ฉีดด้วย HD-PE หรือ PP ผนังด้านนอกที่ถูกทำให้โค้งออก จะช่วยป้องกันไม่ให้ผนังด้านนั้นโค้งเข้าหรือเว้าเข้าไปได้ การเพิ่มความหนาทีละน้อยจนถึงกึ่งกลางของภาชนะ มักจะทำให้ชิ้นงานนั้นมีผนังข้างที่เรียบตรง อย่างไรก็ตาม การแก้ความหนาของผนังควรทำ Read More
รูปแบบชิ้นงานที่หลากหลาย ส่งผลให้แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกต้องปรับเปลี่ยนไปตามลักษณะของชิ้นงาน การประกอบแม่พิมพ์ส่วนที่เคลื่อนที่เข้าหาส่วนที่อยู่กับที่ของแม่พิมพ์นั้น เพื่อป้องกันความคลาดเคลื่อนของศูนย์กลางแม่พิมพ์ทั้ง 2 ส่วน พื้นผิวของเส้นแบ่งแม่พิมพ์ต้องทำเป็นร่องและบ่าสำหรับบังคับตำแหน่งศูนย์
จากภาพแม่พิมพ์สำหรับชิ้นงานทรงกระบอกกลม ส่วนบังคับตำแหน่งศูนย์เป็น
Read More
เพื่อให้ง่ายต่อการปลดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ ผิวด้านนอกและผิวด้านในของชิ้นงาน รวมทั้งโครงหูที่ใช้ในการจับยึดและร่อง จะมีผนังเอียงในทิศทางเปิดของคาวีตี้ ชิ้นส่วนเลื่อน (Slide) สำหรับผิวที่เกี่ยวข้อง ก็ใช้หลักการเดียวกัน
Taper สำหรับ Polyolefine และ Polyacetal ควรมีขนาดประมาณ 0.5 ถึง 3 องศา สำหรับชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่ ในกรณีของ Polystyrene ซึ่งแข็งกว่า ควรมีมุมลาดเอียงไม่น้อยกว่า 1.5 องศา ขนาดของ Taper จะขึ้นอยู่กับรูปร่างของชิ้นงาน ความหนาของผนังและอุณหภูมิปลดชิ้นงาน (ความอ่อนตัวขณะที่ปลด) ขนาดของ Taperที่น้อย จะต้องใช้แรงปลดที่มาก
ถ้าใช้แม่พิมพ์แบบแยก (Split Mould) ในการฉีดพลาสติกพวก Polyolyfin ไม่ต้องมีผนังเอียง หากการออกแบบระบบปลดชิ้นงานเป็นไปอย่างถูกต้อง
จากภาพด้านล่าง ทำให้สามารถหาค่า Conicity(K) สำหรับชิ้นงานที่กำหนดความสูง และมุมลาดเอียง (Draft Angle)ต่างๆ ตัวอย่างเช่น ถ้าความสูง 25 มม. และมี Taper 1 องศา ค่า Conicity คือ 0.43 มม.
taper-mould
ชิ้นส่วนเทอร์โมพลาสติก สามารถทำให้มีเกลียวนอกและเกลียวในได้อย่างประหยัด ด้วยเทคนิคการฉีดพลาสติกแบบต่างๆ ช่วยลดการทำงานที่ต้องตัดเกลียวของชิ้นงานกึ่งสำเร็จ เมื่อต้องการเกลียวจากการฉีดพลาสติก จะต้องระมัดระวังในการออกแบบแม่พิมพ์ เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่เกิดปัญหาในการปลดชิ้นงานไม่ออกเนื่องจาก Undercut
ชิ้นงานที่่มีเกลียวนอก สามารถฉีดได้ในแม่พิมพ์ที่มีอุปกรณ์คลายเกลียวนอก (Thread-unscrewing)อย่างไรก็ตาม ชิ้นงานจำนวนมากที่มีเกลียวนอก ก็สามารถฉีดด้วยแม่พิมพ์ที่สร้างในราคาที่ถูกกว่านั่นคือ เส้นแบ่งของแม่พิมพ์ (Parting Line) จะอยู่ในตำแหน่งเส้นศูนย์กลาง (Center Line) ของเกลียว (ตามภาพด้านล่าง)
ชิ้นงานที่มีเกลียวใน สามารถฉีดโดยแม่พิมพ์ที่ติดตั้งอุปกรณ์คลายเกลียว แกนที่ยุบได้ (Collapsible- Core) หรือใช้มือหมุนชุดเกลียว (Thread Insert) ซึ่งถอดออกจากแม่พิมพ์พร้อมกับชิ้นงานแล้วจึงหมุนคลายเกลียวถอดออกจากชิ้นงาน และจึงฝส่ Thread Insert กลับเข้าไปอีกครั้ง แกนที่ยุบได้บางครั้งอาจไม่ต้องใช้อุปกรณ์คลายเกลียวThread Insert กับการฉีดเกลียวที่มีรูปร่างหน้าตัดกลม ขึ้นอยู่กับเกรดพลาสติกที่ใช้และอุณหภูมิที่ใช้ ในบางกรณีก็อาจเป็นได้ที่จะถอดเกลียวที่ฉีดออกจากแม่พิมพ์ โดบปลดจาก Core ที่เป็นเกลียวนอกตื้นๆ แล้วไม่ทำให้ชิ้งานพลาสติกเสียหาย อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ต้องใช้แผ่นปลด Stripper Plate หรือเข็มกระทุ้ง Ejector Pin ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่
รูปร่างและประโยชน์ใช้สอยของพลาสติกนั้น จะขึ้นอยู่กับการออกแบบอย่างเหมาะสมบ่อยครั้งที่ชิ้นงานพลาสติก ซึ่งผู้ออกแบบผลิตภัณท์หรือลูกค้าสั่งทำนั้น จำต้องมีการแก้ไข เพราะมีข้อจำกัดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการฉีดชิ้นงาน หรือการทำแม่พิมพ์ ยกตัวอย่างเช่น การให้มีมุมลาดเอียง (draft angle) ชิ้นงานที่ผู้ออกแบบหรือที่ลูกค้าต้องการ อาจตรงและมีผนังเป็นมุมฉาก อาจเป็นไปไม่ได้ในทางปฎิบัติ เพราะการปลดชิ้นงานไม่สามารถทำได้ โดยเฉพาะชิ้นงานที่อยู่บนคอร์(แม่พิมพ์ฝั่งตัวผู้)หดตัว เนื่องจากการหล่อเย็น คอร์ที่มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกจะถูกชิ้นงานบีบรัดจนแน่น และไม่สามารถปลดจากคอร์ได้ ยิ่งกว่านั้น ไม่เพียงแต่การหดตัวที่ทำให้ชิ้นงานติดอยู่กับคอร์ แต่สูญญากาศที่เกิดจากความพยายามปลดชิ้นงาน จะเป็นอุปสรรคต่อการปลดชิ้นงานออกจากคอร์ด้วย ดังนั้นชิ้นงานฉีดพลาสติกทุกชิ้น จำเป็นต้องมีมุมลาดเอียงอย่างน้อยที่สุด 0.5~1องศา
ในบางกรณี ถ้ามีการเปลี่ยนแบบชิ้นงานเล็กน้อย โดยไม่ทำให้ประโยชน์ใช้สอยด้อยลงไปจะสามารถลดค่าใช้จ่ายในการผลิตแม่พิมพ์ลงไปได้มาก ตัวอย่างเช่น การย้ายตำแหน่งของรู อาจทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการทำ side core ซึ่งรวมถึงชิ้นส่วนที่ทำงานร่วมกัน คือ angle pin, core lock เป็นต้น ชิ้นส่วนเหล่านี้จะทำให้เพิ่มค่าใช้จ่ายในการทำแม่พิมพ์อีกมาก
เทคนิคการเพิ่มความหนาบริเวณ gate
ชิ้นงานฉีดพลาสติกที่ต้องการพิกัดความเผื่อละเอียดจนเกินไป ก็มีส่วนทำให้ราคาของแม่พิมพ์สูงขึ้น และมักจะมีต้นทุนการผลิตสูงขึ้นด้วย ชิ้นงานที่มีความแม่นยำมากกว่า อาจใช้รอบเวลาในการผลิตที่นานกว่า และยังเป็นการเพิ่ม Read More
ทางวิ่งพลาสติก
การจัดวางคาวิตี้ Cavity Layout
ผู้ออกแบบแม่พิมพ์พลาสติกมักจะออกแบบให้รูฉีดพลาสติก อยู่กึ่งกลางของแม่พิมพ์ แต่ในบางกรณีด้วยลักษณะของชิ้นงาน ทำให้ไม่สามารถวางตำแหน่งรูฉีดให้อยู่ตรงกลางแม่พิมพ์ได้ จึงต้องทำการเยื้องรูฉีดพลาสติกออกไปซึ่งจะต้องมีเทคนิคในการเยื้องตำแหน่งรูหัวฉีด แต่ admin ขอยกไว้เขียนในบทความต่อไป ในบทความนี้จะขอพูดถึงเรื่องตำแหน่งการวางคาวิตี้ก่อน จุดประสงค์ที่ผู้ออกแบบแม่พิมพ์ใช้ในการพิจารณา คือ
– น้ำพลาสติกต้องไหลเข้าเต็มโพรงแบบพร้อมๆกันด้วยอุณหภูมิเท่ากัน
-ระยะห่างของโพรงแบบต้องมากพอสำหรับการวางท่อน้ำหล่อเย็น และทนจากแรงดันเครื่องฉีดพลาสติกได้
-ผลลัทธ์ของแรงกระทำควรอยู่ที่จุดศูนย์ถ่วงของแม่พิมพ์
ในการวางตำแหน่งของโพรงแบบและรูหัวฉีดนั้น เพื่อให้เกิดสมดุลของแรงในแม่พิมพ์ หากแม่พิมพ์และชุดประกบของเครื่องฉีดไม่อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องจะรับแรงไม่สม่ำเสมอ ถ้าโพรงแบบอยู่เยื้องศูนย์รูหัวฉีด แม่พิมพ์จะถูกแรงดันให้อ้าออกได้ ผลที่ตามมาคือชิ้นงานจะเกิดครีบ และจะเกิดความเสียหายที่ tie bar ของเครื่องฉีดพลาสติก Read More