2. การทำงานของชิ้นส่วนเครื่องฉีดพลาสติก ที่มีผลต่องานฉีด

    หน้า   1   2    

2.4 ปลายสกรูฉีด (Screw Tip)

ปลายสกรูฉีด (Screw Tip) หรือที่เรียกกันทั่ว ๆ ไปในโรงงานฉีดพลาสติกว่าหัวจรวด โดยมีหน้าที่สำคัญ คือ ป้องกันไม่ให้แหวนกันพลาสติกไหลย้อนกลับหลุดออกจากตำแหน่งนั่นเอง จึงอาจจะไม่จำเป็นต้องออกแบบหัวจรวด ให้มีรูปร่างซับซ้อนมากนัก เนื่องจากจะสร้างได้ยากและเสียค่าใช้จ่ายสูงเกินไป โรงงานพลาสติกอาจจะทำเป็นแกนตรง ๆ แล้ว เจาะรูใส่สลักกลมเพื่อป้องกันแหวนหลุดก็เพียงพอแล้ว ดังรูปที่ 2.4
การใช้สลักกลมป้องกันแหวนหลุดแทนหัวจรวด
รูปที่ 2.4 การใช้สลักกลมป้องกันแหวนหลุดแทนหัวจรวด (เครื่องฉีด  ENGEL)
การถอดหัวจรวดออกจากตัวสกรูจะต้องหมุนขวา (หมุนตามเข็มนาฬิกา) เนื่องจากเกลียวของหัวจรวดจะเป็นเกลียวซ้าย สาเหตุที่เกลียวของหัวจรวดต้องเป็นเกลียวซ้ายเพราะเกลียวของตัวสกรูฉีดเป็นเกลียวขวา เวลาที่สกรูฉีดหมุนจึงต้องหมุนซ้าย (เมื่อมองจากด้านท้ายของตัวสกรู) เพื่อขับพลาสติกให้ออกจากปลายสกรู ดังนั้นเวลาที่สกรูฉีดทำงานอยู่ เกลียวของหัวจรวดจะไม่เกิดการคลายเกลียวแต่จะยิ่งแน่นมากขึ้นด้วย และถ้าตัวสกรูฉีดเป็นเกลียวซ้าย เกลียวของหัวจรวดก็จะเป็นเกลียวขวา เพราะตัวสกรูฉีดจะต้องหมุนขวา (หมุนตามเข็มนาฬิกาเมื่อมองจากด้านท้ายของตัวสกรู)

2.5 การฉีดแบบแช่หัวฉีดและแบบถอยหัวฉีด

จากขั้นตอนในการทำงานของเครื่องฉีดพลาสติกที่มีอยู่ 9 จังหวะนั้น โดยจังหวะที่ 2 จะเป็นจังหวะการ เคลื่อนที่ของหัวฉีดเข้าชนแม่พิมพ์ และจังหวะที่ 7 จะเป็นจังหวะของการถอยหัวฉีดออกจากแม่พิมพ์ ซึ่งข้อดีและข้อเสียของการฉีดแบบแช่หัวฉีดและแบบถอยหัวฉีดจะมีดังนี้ คือ

2.5.1 การฉีดแบบแช่หัวฉีด

การฉีดแบบแช่หัวฉีด คือ การแช่หัวฉีดไว้ที่แม่พิมพ์อยู่ตลอดเวลาในระหว่างการทำงานฉีด
1. ข้อดี
• สามารถลดขั้นตอนในการทำงานลงได้ ทำให้เวลาในการทำงาน (Cycle Time) ลดลง
• ไม่เกิดการเสียหายต่อหัวฉีดและปลอกนำฉีด (Sprue Bush) ของแม่พิมพ์ เพราะจะไม่เกิดการกระแทกของหัวฉีดกับแม่พิมพ์
• พลาสติกเหลวไม่เกิดการสูญเสียไปที่หัวฉีดเนื่องจากการไหลของพลาสติกเหลวออกจากหัวฉีด เพราะไม่มีการถอยหัวฉีดออกจากแม่พิมพ์
• ไม่สิ้นเปลืองพลังงานในการขับเคลื่อนชุดฉีดเข้าและออก
• โอกาสที่อาจจะเกิดการอุดตันของพลาสติกขึ้นที่บริเวณเบ้าโค้งของปลอกนำฉีดกับปลายหัวฉีดมีน้อยลง ถ้าอุณหภูมิหัวฉีดไม่เปลี่ยนแปลงในกรณีที่ส่วนโค้งของหัวฉีดกับส่วนโค้งของปลอก นำฉีดไม่เท่ากันพอดี
• ลดการสึกหรอของรางเลื่อนของชุดฉีด
2. ข้อเสีย
• พลาสติกอาจเกิดการเย็นตัวและอุดตันอยู่ในหัวฉีด ทำให้ไม่สามารถฉีดพลาสติกเหลวออกจากหัวฉีดได้ เนื่องจากอุณหภูมิที่หัวฉีดจะต่ำลง เพราะถูกถ่ายเทความร้อนไปให้แม่พิมพ์ในกรณีที่ใช้อุณหภูมิแม่พิมพ์ต่ำ
• ถ้าตั้งอุณหภูมิที่หัวฉีดไว้สูง ๆ เพื่อชดเชยการสูญเสียความร้อนของหัวฉีดไปให้แม่พิมพ์ แต่ แม่พิมพ์มิอุณหภูมิต่ำ ทำให้พลาสติกเหลวสามารถไหลออกจากหัวฉีดและไหลเข้าแม่พิมพ์ได้ ก่อนช่วงการฉีด แต่เกิดการเย็นตัวและแข็งตัวของพลาสติกอยู่ในปลอกนำฉีด ทำให้ไม่สามารถฉีดพลาสติกเหลวเข้าแม่พิมพ์ได้
• พลาสติกเหลวมิโอกาสไหลออกจากหัวฉีดและเข้าแม่พิมพ์ได้ก่อนช่วงการฉีด ถ้าตั้งอุณหภูมิที่หัวฉีดเอาไว้สูง ๆ เพื่อชดเชยการสูญเสียความร้อนของหัวฉีดไปให้แม่พิมพ์ และแม่พิมพ์มีอุณหภูมิไม่ต่ำมาก เมื่อพลาสติกเหลวไหลเข้าแม่พิมพ์แล้วอาจจะเกิดการเย็นตัวลงบ้างในปลอกนำฉีด แต่ไม่ถึงกับแข็งตัวขวางการไหล แต่เมื่อถึงช่วงการฉีด พลาสติกเหลวร้อนที่ไหลเข้าไปในแม่พิมพ์ในจังหวะการฉีดกับพลาสติกที่ไหลเข้าไปในแม่พิมพ์ก่อนการฉีดและเย็นตัวลงบ้างแล้ว จะประสานกันไดไม่ดี ทำให้เกิดตำหนิของรอยประสานที่ตัวชิ้นงานบริเวณทางน้ำพลาสติกเข้าหรือบริเวณใกล้ ๆ หรือห่างจากทางน้ำพลาสติกเข้าไม่มาก
• อาจจะเกิดเป็นเส้นใยยาวติดมากับตัวชิ้นงานหรือติดกับทางน้ำพลาสติกวิ่งได้ เมื่อเปิดแม่พิมพ์ ซึ่งเส้นใยนี้อาจจะขาด แล้วติดอยู่ที่หน้าแม่พิมพ์ด้านอยู่กับที่ หลังจากกระทุ้งชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ฉีดแล้ว และเมื่อปิดแม่พิมพ์ก็อาจจะเกิดเป็นรอยที่ผิวหน้าของแม่พิมพ์ฉีดได้ หรือเส้นใยนี้อาจจะติดมาทำให้เกิดรอยตำหนิที่ผิวของชิ้นงานที่ฉีดได้ในครั้งถัดไป
• แม่พิมพ์ด้านอยู่กับที่ (ด้านเดียวกับหัวฉีด) อาจจะหลุดออกจากตำแหน่งหรือตกจากเครื่องฉีด ถ้าใช้แรงกดระหว่างหัวฉีดกับแม่พิมพ์ที่มากหรือกดยึดแม่พิมพ์ไม่ดีพอ

2.5.2 การฉีดแบบถอยหัวฉีด

การฉีดแบบถอยหัวฉีด คือ การฉีดที่มีการเคลื่อนที่ของหัวฉีดเข้าหาแม่พิมพ์และถอยออกจากแม่พิมพ์ในระหว่างการทำงานฉีด
1. ข้อดี
• จะไม่เกิดการเย็นตัวและอุดตันของพลาสติกในหัวฉีด เนื่องจากอุณหภูมิของหัวฉีดจะสูญเสียไปกับแม่พิมพ์ไม่มาก และอุณหภูมิของหัวฉีดสามารถเพิ่มขึ้นได้เมื่อถอยหัวฉีดออกจากแม่พิมพ์แล้ว
• จะไม่เกิดการเย็นตัวและอุดตันของพลาสติกในปลอกนำฉีด (Sprue Bush) ในแม่พิมพ์ฉีด เพราะพลาสติกเหลวจะไม่สามารถไหลเข้าแม่พิมพ์ได้ก่อนการฉีด
• สามารถลดปัญหาของการเกิดรอยตำหนิจากรอยประสานที่ตัวชิ้นงานบริเวณทางน้ำพลาสติกเข้าชิ้นงานหรือบริเวณใกล้ ๆ หรือห่างไปไม่มาก เนื่องจากการประสานกันที่ไม่ดีระหว่างพลาสติกที่ไหลเข้าแม่พิมพ์ก่อนการฉีดแล้วเกิดการเย็นตัวลงกับพลาสติกเหลวร้อนที่ไหลเข้าแม่พิมพ์ ขณะช่วงการฉีด เพราะพลาสติกจะไม่สามารถไหลเข้าแม่พิมพ์ได้ก่อนการฉีด
• ไม่เกิดรอยตำหนิที่ผิวชิ้นงาน เพราะการเกิดเส้นใยยาวติดมากับตัวชิ้นงานหรือติดมากับทางน้ำ พลาสติกวิ่ง เพราะการเกิดเส้นใยจะมีน้อยลงหรืออาจจะไม่เกิดเลย
• ไม่เกิดการเสียหายที่หน้าแม่พิมพ์ เนื่องจากการเกิดเส้นใยยาวติดมากับตัวชิ้นงานหรือติดมากับทางน้ำพลาสติกวิ่งแล้วขาดติดที่หน้าแม่พิมพ์
• แม่พิมพ์ด้านอยู่กับที่ (ด้านเดียวกับหัวฉีด) จะไม่หลุดออกจากตำแหน่งหรือตกจากเครื่องฉีด เนื่องจากขณะที่หัวฉีดชนอยู่กับแม่พิมพ์จะเป็นช่วงเวลาที่แม่พิมพ์ด้านเคลื่อนที่ปิดสนิทอยู่กับ แม่พิมพ์ด้านอยู่กับที่
2. ข้อเสีย
• ไม่สามารถลดเวลาในการทำงาน (Cycle Time) ลงได้
• เกิดการเสียหายต่อหัวฉีดและปลอกนำฉีดของแม่พิมพ์ เพราะจะเกิดการกระแทกของหัวฉีดกับแม่พิมพ์ในการทำงานฉีดทุก ๆ ครั้ง ซึ่งจะส่งผลให้ปากรูของหัวฉีดหรือปากรูของปลอกนำฉีด เกิดเป็นรอยจนทำให้พลาสติกเหลวเกิดการไหลเฉือนมาก ทำให้พลาสติกเหลวร้อนมากและเกิดสีเพี้ยนไปจากเดิมหรือพลาสติกเกิดการไหม้ แต่ถ้าทำให้รูของหัวฉีดหรือรูของปลอกนำฉีดมีขนาดเล็กลง พลาสติกเหลวจะไหลออกจากหัวฉีดหรือไหลเข้าแม่พิมพ์ได้น้อยลง ทำให้ต้องเพิ่มความดันในการฉีด และอาจจะทำให้ชิ้นงานเกิดรอยแหว่งได้
• อาจจะเกิดการสูญเสียพลาสติกเหลวไปที่หัวฉีดเมื่อถอยหัวฉีดออกจากแม่พิมพ์ จากการไหลออกจากหัวฉีด เพราะความดันที่ตกค้างอยู่ในพลาสติกเหลวเนื่องจากความดันต้านการถอยหลังกลับของสกรู
• สิ้นเปลืองพลังงานในการขับเคลื่อนชุดฉีดเข้าและออก
• โอกาสในการอุดตันของพลาสติกที่อาจจะเกิดขึ้นบริเวณเบ้าโค้งของปลอกนำฉีดกับปลายหัวฉีดมีมากขึ้น ในกรณีที่ส่วนโค้งของหัวฉีดกับส่วนโค้งของปลอกนำฉีดไม่เท่ากันพอดี เนื่องจาก พลาสติกส่วนนี้จะติดอยู่กับเบ้าของปลอกนำฉีดของแม่พิมพ์ฉีดเมื่อถอยหัวฉีดออก
• การสึกหรอของรางเลื่อนของชุดฉีดมีโอกาสเกิดได้มากขึ้น

2.6 ความเร็วรอบของสกรูฉีด

ความเร็วรอบในการหมุนของสกรูฉีดในจังหวะของการหลอมและป้อนพลาสติกเหลวไปด้านหน้าปลายสกรู เป็นพารามิเตอร์ที่มีความสำคัญมากตัวหนึ่ง เนื่องจากจะมีอิทธิพลต่ออุณหภูมิของพลาสติกเหลวในกระบอกฉีด การตัดเฉือนเนื้อพลาสติก คุณสมบัติของพลาสติกเหลว การเลื่อมสภาพของพลาสติก เวลาในการทำงานฉีด โดยเฉพาะในด้านความร้อนเฉือนที่เกิดขึ้นที่สามารถทำให้พลาสติกเกิดการหลอมละลายเป็นของเหลวได้ 60 – 70% ในขณะที่ความร้อนจากฮีตเตอร์จะทำให้พลาสติกเกิดการหลอมละลายได้เพียง 30 – 40% เท่านั้น แต่ก็ยังจำเป็นต้องใช้ฮีตเตอร์อยู่ เพราะความร้อนจากฮีตเตอร์จะเป็นตัวเริ่มต้นที่ทำให้เม็ดพลาสติกเกิดการเฉือนจนเกิดความร้อนสูง และเกิดการหลอมละลายได้อย่างต่อเนื่อง แต่การใช้ความเร็วรอบสกรูที่สูงเกินไปอาจจะทำให้พลาสติกบางตัวเกิดการเสื่อมสภาพได้เช่นกัน เช่น พลาสติกที่ไวต่ออุณหภูมิและเกิดแก๊สได้ง่ายและมาก (PVC, POM) ด้วยเหตุนี้การเลือกใช้ความเร็วรอบสกรูจึงควรต้องคำนึงถึงความเร็วขอบที่สันเกลียวเป็นหลัก เพราะสกรูขนาดใหญ่ที่หมุน ด้วยความเร็วรอบเท่ากับสกรูขนาดเล็ก จะได้ระยะทางในการตัดเฉือนเนื้อพลาสติกเหลวมากกว่าสกรูขนาดเล็ก ซึ่งเราสามารถใช้สูตรในการคำนวณหาความเร็วรอบสกรูได้ด้งนี้
สูตรในการคำนวณหาความเร็วรอบสกรู
เมื่อ N คือ ความเร็วรอบสกรู (RPM, รอบ/นาที) D คือ ความโตสกรูฉีด (mm) V คือ ความเร็วขอบที่สันเกลียว (m/s) โดยค่าความเร็วขอบที่สันเกลียวที่แนะนำให้ใช้จะอยู่ในช่วง 0.05 – 0.2 m/s และยอมให้ใช้ได้ 0.3 m/s หรือมากกว่า ถ้าพลาสติกไม่เกิดการเสื่อมสภาพ เช่น PP, PE
นอกจากนี้การใช้ความเร็วรอบสกรูในช่วงเริ่มต้นของการหมุนสกรูควรปรับตั้งให้ต่ำไว้ มีฉะนั้นอาจจะเกิดความเสียหายกับร่องลิ่มที่ท้ายสกรูหรือเกิดการบิดขาดของสกรูได้ เมื่อสกรูหมุนได้ประมาณ 3 – 5 รอบแล้ว จึงปรับให้เร็วขึ้นเพื่อสร้างความร้อนเฉือนให้พลาสติกเกิดการหลอมละลาย จนกระทั่งเมื่อสกรูใกล้จะถึงตำแหน่งหยุดหมุน ก็ให้ลดความเร็วลงเพื่อให้สกรูหยุดได้ตรงตำแหน่งที่ตั้งไว้มากที่สุด

2.7 ความเร็วในการเคลื่อนที่ตามแนวแกนของสกรูฉีด

ในช่วงจังหวะของการฉีดและการย้ำรักษาความดัน สกรูจะมีการเคลื่อนที่ตามแนวแกนเท่านั้นโดยไม่มีการหมุนและมีแหวนกันพลาสติกไหลย้อนกลับทำหน้าที่เป็นลูกสูบในการขับดันพลาสติกเหลวในกระบอกฉีดให้ไหลเข้าแม่พิมพ์ ซึ่งเราจะนิยมเรียกความเร็วในการเคลื่อนที่ฃองสกรูฉีดว่าเป็นความเร็วฉีด นั่นคือเมื่อต้องการเพิ่มความเร็วในการฉีด ก็จะเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่ของสกรู ดังนั้นความเร็วฉีดจึงมีหน่วยเป็นระยะทางต่อเวลา (mm/s) แต่ในความเป็นจริงและสิ่งที่เราต้องการนั้นไม่ใช่ความเร็วในการเคลื่อนที่ของสกรูฉีด แต่เป็นอัตราการฉีดหรืออัตราการไหลของพลาสติกเหลวที่ไหลออกจากหัวฉีดและเริ่มไหลเข้าในแม่พิมพ์ซึ่งมีหน่วยเป็นปริมาตรต่อเวลา (mm3/s) ตัวอย่างเช่น สกรูขนาดเล็กกับขนาดใหญ่ ถ้าเคลื่อนที่ตามแนวแกนด้วยความเร็วเท่ากัน ปริมาณพลาสติกเหลวที่ไหลออกจากหัวฉีดของสกรูขนาดใหญ่จะมีมากกว่า ตัวอย่างปัญหาที่พบในการฉีดจริงในโรงงานพลาสติก เช่น ชิ้นงานเกิดรอยพ่นที่บริเวณ Gate ซึ่งช่างฉีดแทบทุกคนรู้ว่าสาเหตุมาจากการไหลของพลาสติกเหลวขณะผ่าน Gate เข้าในคาวิตี้มีความเร็วมากเกินไป แต่ลดความเร็วฉีดของสกรูลงเหลือประมาณ 5% แล้วก็ยังคงเกิดปัญหาในงานฉีด เนื่องจากใช้สกรูขนาดใหญ่มาก อาจจะต้องลดความเร็วฉีดของสกรูลงเหลือประมาณ 1% จึงแก้ไขได้ หรืออาจจะยังแก้ไขไม่ได้ ก็จำเป็นต้องลดอุณหภูมิพลาสติกลง หรือต้องย้ายไปฉีดเครื่องที่มีสกรูขนาดเล็กลงจึงจะแก้ปัญหาได้ ดังนั้นการใช้ หรือเรียกเป็นอัตราฉีดจึงถูกต้องมากกว่าการเรียกเป็นความเร็วฉีด เนื่องจากเป็นการมองที่ตัวพลาสติกโดยตรง แต่ถ้าใช้สกรูฉีดขนาดเดิมโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดเลย ก็สามารถใช้หรือเรียกความเร็วฉีดแทนอัตราฉีดได้ เนื่องจากเปรียบเทียบกับสกรูขนาดเดียวกัน
ในเครื่องฉีดบางรุ่นหรือเครื่องฉีดรุ่นใหม่ ๆ ช่างฉีดจะสามารถปรับตั้งอัตราฉีดได้โดยตรงที่หน้าเครื่องฉีด ส่วนตัวเครื่องฉีดจะสั่งให้สกรูเคลื่อนที่ตามแนวแกนด้วยความเร็วตามที่เครื่องคำนวณได้ เพื่อให้ได้อัตราการไหลหรืออัตราฉีดตามที่เครื่องฉีดรับข้อมูลไป แต่สิ่งที่ช่างฉีดต้องระวังคือข้อมูลขนาดของสกรูฉีดที่ต้องป้อนให้เครื่องนั้น ต้องตรงกับขนาดของสกรูจริงที่อยู่ในเครื่องฉีด
    หน้า   1   2    
CONTACT
169/47 ถ.พุทธมณฑลสาย 4 ต.กระทุ่มล้ม  อ.สามพราน จ.นครปฐม 73220
086-070-0007
ananindustry@gmail.com
https://www.ananindustry.com
WORKING DAYS/HOURS
วันจันทร์ - วันเสาร์
8.00 - 17.00 น.
Copyright © 2008 Anan Industry Company Limited. All Rights Reserved