ในปัจจุบันนี้เราอาจจะทราบกันดีว่ากระบวนการฉีดพลาสติกนั้นเป็นกระบวนการผลิตของเครื่องใช้ต่างๆของเราไม่ว่าจะเป็น ของเล่น โมเดลตั้งโต๊ะที่เรารัก ไปจนถึงกล่องทิชชู่ ช้องส้อม กระปุกใส่ครีม กระป๋องขนม กล่องเก็บของกระจุกระจิก กล่องเก็บอาหารในตู้เย็นของเรา แถมยังถูกใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์ เครื่องมือ และชิ้นส่วนในอีกหลายอุตสาหกรรมที่เราอาจไม่ได้ใช้โดยตรง หรือ ไม่รู้ตัวเลยหากไม่สังเกตดีๆ ทั้งการแพทย์ ยานยนต์ เกษตรกรรม สุขภัณฑ์ และ วิศวกรรม ชิ้นงานจากการฉีดขึ้นรูปพลาสติกเป็นส่วนประกอบของ เตียงนอน เครื่องปรับอากาศ และ รถยนต์ วันนี้เราจึงจะมาอธิบายการทำงานของเครื่องฉัดพลาสติกกัน
การฉีดพลาสติกคืออะไร
การฉีดพลาสติก คือ กระบวนการการผลิตชิ้นงานโดยอาศัยกรรมวิธี การเติมเม็ดพลาสติกเข้าไปในเครื่องฉีดพลาสติก เมื่อเม็ดพลาสติกผ่านความร้อน และอ่อนตัวลงจนหลอมละลายเป็นของเหลวก่อน แล้วเครื่องฉีดพลาสติกจะฉีดพลาสติกเหลวเข้าไปยังแม่พิมพ์เครื่องฉีดพลาสติก ที่ใช้สำหรับฉีดพลาสติกขึ้นรูปในแบบต่าง ๆ หลังจากนั้น เครื่องฉีดพลาสติกจะปลดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์เครื่องฉีดพลาสติก เพียงเท่านี้ก็จะได้ชิ้นงานพลาสติกตามแบบแม่พิมพ์ที่ต้องการ
กระบวนการทำงานของเครื่องฉีดพลาสติกเป็นอย่างไร
ปกติแล้วการผลิตพลาสติก หรือ ระยะเวลาในการผลิตของการฉีดขึ้นรูปพลาสติกนั้นสั้นมาก โดยปกติมักจะใช้เวลาเพียงแค่ 2 วินาที ถึง 2 นาทีเท่านั้น หลังจากมีการตกลงสรุปแบบชิ้นงาน รายละเอียดเรื่องและวางแผนการผลิตประกอบด้วยขั้นตอนง่ายๆ ดังนี้
1. การติดตั้งแม่พิมพ์
ก่อนที่เราจะบรรจุเม็ดพลาสติก เราจะต้องติดตั้งแม่พิมพ์ทั้ง 2 ส่วนของเราให้เรียบร้อยก่อนโดยการหนีบเข้ากับตัวหนีบแคลมป์ โดยที่แม่พิมพ์หนึ่งฝั่งสามารถเลื่อนเข้าออกได้เพื่อเปิดปิดแม่พิมพ์ ตัวหนีบแม่พิมพ์ที่ทำงานด้วยระบบไฮดรอลิกจะดันแม่พิมพ์ทั้งสองฝั่งเข้าด้วยกันและประคองให้มั่นคงเมื่อพลาสติกเหลวถูกฉีดเข้ามา โดยที่ระยะเวลาในการเปิดปิดแม่พิมพ์นั้นขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องจักรซึ่งสะท้อนขนาดของชิ้นงาน หากเป็นเครื่องจักรขนาดใหญ่ก็จะใช้เวลามากกว่าเครื่องจักรขนาดย่อมลงมา
2. ติดตั้งเม็ดพลาสติก
เมื่อเตรียมเม็ดพลาสติกพร้อมแล้วนำมาบรรรจุในถังกรวยหรือ Hopper ของเครื่องฉีดพลาสติก จากนั้นเกลียวหนอน จะทำหน้าที่ลำเลียงวัตถุดิบไปยังแม่พิมพ์ ระหว่างขั้นตอนนี้เม็ดพลาสติกจะถูกหลอมเหลวด้วยความร้อนและความดันให้มีลักษณะคล้ายยาสีฟันคือยังคงมีความหนืดไม่ได้เป็นน้ำ ทุกครั้งที่มีการฉีดพลาสติกเหลวเข้าสู่แม่พิมพ์และผลิตชิ้นงานสำเร็จหนึ่งครั้งจะเรียกว่า 1 ช็อต และแต่ละช็อตสามารถนำมาช่วยในการคำนวณระยะเวลาในการผลิตได้
3. หล่อเย็น
ขั้นตอนการหล่อเย็นพลาสติกที่อยู่ในแม่พิมพ์ให้เปลี่ยนจากพลาสติกเหลวเป็นของแข็ง โดยจะทำงานพร้อมกับการเริ่มหมุนสกรูเพื่อหลอม และ ป้อนพลาสติกเหลวไปหน้าปลายสกรูฉีด อย่างไรก็ตามในระหว่างนี้อาจเกิดการหดตัว ของพลาสติก พลาสติกที่ยังหลงเหลืออยู่จึงสามารถไหลเข้ามาเติมเต็มส่วนที่หดตัวไปได้ส่วนหนึ่ง ระยะเวลาของการเย็นตัวประเมินได้จากคำนวณคุณสมบัติทางเทอร์โมไดนามิกส์ของพลาสติกหลายๆอย่างด้วยกัน รวมถึงความหนาสูงสุดของชิ้นงานก็จะมีผลด้วยเช่นเดียวกัน
4. กระทุ้งชิ้นงานให้หลุดจากแม่พิมพ์
หลังจากให้ระยะเวลาในการเย็นตัวแล้ว ชิ้นส่วนที่แข็งตัวเรียบร้อยจะถูกปลดออกจากแม่พิมพ์โดยระบบการปลดชิ้นงาน เมื่อแม่พิมพ์ถูกเปิดออกระบบที่ทำการดันชิ้นงานออกจะเริ่มทำงานโดยต้องใ้ช้แรงพอสมควรเนื่องจากชิ้นงานอาจหดตัวและเกาะกับแม่พิมพ์ได้ บางชิ้นงานที่ปลดจากแม่พิมพ์ยากอาจจะต้องถูกดึงออกโดยมือของผู้ควบคุมเครื่องจักรเอง เมื่อชิ้นงานถูกปลดเรียบร้อยแล้วแม่พิมพ์จะถูกปิดเพื่อรอรับการฉีดพลาสติกในช็อตต่อไป
