หน้าหลัก > โรงงานพลาสติก > บทความงานพลาติก > เทคนิคในการปรับตั้ง พารามิเตอร์ในการฉีดพลาสติก

4. เทคนิคในการปรับตั้ง พารามิเตอร์ในการฉีดพลาสติก

4.1 บทนำ

เทคนิคการปรับตั้งพารามิเตอร์การฉีดที่จะกล่าวถึงในบทนี้ จะเป็นเพียงเทคนิคบางประการที่โรงงานพลาสติกได้มา จากประสบการณ์การทำงานและได้เกร็ดความรู้มาจากผู้เชี่ยวชาญต่างประเทศ ซึ่งโรงงานฉีดพลาสติกพบว่าช่างฉีดส่วนใหญ่ในบ้านเรามองข้ามไปหรือนำมาใช้ใด้อย่างไม่ถูกต้องนัก ซึ่งจะทำให้เกิดผลกระทบต่อคุณภาพชิ้นงานฉีดที่ได้ โดยเฉพาะ คุณภาพชิ้นงานฉีดที่ไม่คงที่ ได้แก่
1. การใช้ซักแบก (Suck Back)
2. การหน่วงเวลา
3. การควบคุมน้ำหนักชิ้นงานพลาสติกที่ฉีดให้คงที่
4. การลดเวลาและความสูญเสียวัตถุดิบในการปรับตั้งการฉีด (Setup)
5. การตั้งอุณหภูมิกระบอกฉีด
6. การปรับตั้งความดันต้านการถอยสกรู

4.2 การใช้ซักแบก (Suck Back)

การใช้ซักแบก (Suck Back) คือ การเคลื่อนที่สกรูตามแนวแกนโดยไม่มีการหมุนสกรู (กระตุกสกรู) ไปทางท้ายสกรูเมื่อสกรูหยุดหมุนเพื่อหลอมและป้อนพลาสติกเหลวไปข้างหน้าปลายสกรูแล้ว สาเหตุที่ต้องใช้การซักแป็กก็เพื่อลดแรงดัน (Decompression) ของพลาสติกเหลวที่เตรียมไว้หน้าปลายสกรูฉีด ทั้งนี้เพื่อป้องกันไม่ให้พลาสติกเหลวไหลออกจากหัวฉีดเวลาที่ชุดฉีดถอยออก หรือเพื่อป้องกันไม่ให้พลาสติกเหลวไหลออกจากหัวฉีดเข้า แม่พิมพ์ด้านอยู่กับที่เมื่อเปิดแม่พิมพ์ (ในกรณีการฉีดแบบแช่หัวฉีด) สาเหตุที่พลาสติกเหลวที่เตรียมไว้หน้าปลายสกรูฉีดมีแรงดันจนสามารถไหลออกจากหัวฉีดได้นั้น เนื่องจากความดันตกค้างในเนื้อพลาสติกที่เกิดจากการใช้ความดันต้านการถอยหลังกลับของสกรู (Back Pressure) นั่นเอง
นอกจากนี้ การใช้ซักแบกยังสามารถทำได้ก่อนมีการหมุนสกรู เพื่อช่วยดึงเส้นใยพลาสติกให้ขาดสำหรับแม่พิมพ์ที่เป็น Pin Gate ดังนั้นเมื่อแม่พิมพ์เปิดออกจะไม่เกิดเส้นใยพลาสติกยืดติดออกมากับปลายของ Pin Gate แต่จะใช้ได้กับพลาสติกบางตัวที่มีการยึดเกาะประสานไม่ค่อยดีหรือเย็นตัวได้เร็วเท่านั้น (ใช้กับ พลาสติก PP,พลาสติก PE พลาสติกHDPE อาจจะไม่ค่อยได้ผล)
การใช้ซักแบกเมื่อสินสุดการหมุนสกรูแล้ว ระยะทางของการซักแบกจะทำใหได้ปริมาณเนื้อพลาสติกเหลวในกระบอกฉีดเพิ่มขึ้น โดยจะสามารถเพิ่มขึ้นได้ประมาณครึ่งหนึ่งของระยะทางซักแบกที่ใช้ เช่น ตั้งระยะซักแบกไว้ 4 มิลลิเมตร จะได้ปริมาณเนื้อพลาสติกเหลวในกระบอกฉีดเพิ่มขึ้น 2 มิลลิเมตร

4.3 การหน่วงเวลา

การหน่วงเวลาในจังหวะการทำงานต่าง ๆ นั้น ผู้สร้างเครื่องฉีดได้ออกแบบไว้ให้ช่างฉีดสามารถปรับตั้งได้ตามความเหมาะสม ซึ่งเวลาที่หน่วงเอาไว้จะมิประโยชน์ต่อขั้นตอนในการทำงานทั้ง 9 จังหวะ ดังที่เคยได้กล่าวไว้แล้ว และช่วยให้เกิดความปลอดภัยต่อแม่พิมพ์ ตัวชิ้นงานพลาสติก แขนกลจับชิ้นงาน และพนักงานหน้าเครื่องฉีด การหน่วงเวลาในจังหวะการทำงานต่าง ๆ ที่ควรรู้จักมีด้งนี้ คือ
1. การหน่วงเวลาก่อนการปีดแม่พิมพ์ เป็นเวลาที่แม่พิมพ์เปิดค้างไว้เมื่อการกระทุ้งชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์สิ้นสุดลงแล้ว เพื่อให้เกิดความมั่นใจได้ว่าชิ้นงานที่ถูกกระทุ้งออกจากแม่พิมพ์จะมีเวลานานพอที่จะหล่นออกมาจากบริเวณหน้าแม่พิมพ์ เพื่อป้องกันแม่พิมพ์หนีบชิ้นงาน
2. การหน่วงเวลาก่อนการเปีดแม่พิมพ์ เพื่อเป็นการป้องกันการเสียหายของกลไกที่มีอยู่ในแม่พิมพ์ และที่เพิ่มเติมขึ้นมา เช่น ชุดดึงแกนในแม่พิมพ์ (Core Pull) เพื่อให้มั่นใจได้ว่ากลไกต่าง ๆ ได้หลุดออกจากตัว ชิ้นงานพลาสติกที่อยู่ในแม่พิมพ์เรียบร้อยแล้วก่อนที่จะเปิดแม่พิมพ์
3. การหน่วงเวลาก่อนการฉีด เป็นเวลาที่ชุดฉีดแช่หัวฉีดไว้กับแม่พิมพ์เป็นระยะเวลาหนึ่งตามที่ตั้งไว้ก่อนที่สกรูจะเคลื่อนที่ทำการฉีด เพื่อให้เกิดความมั่นใจได้ว่าแม่พิมพ์ปิดสนิทและแรงด้นของชุดฉีดมีเวลาพอที่จะทำให้หัวฉีดชนสนิทกับแม่พิมพ์ มิฉะนั้นพลาสติกเหลวอาจจะถูกฉีดออกจากหัวฉีดก่อนที่หัวฉีดจะชนแม่พิมพ์ หรือพลาสติกเหลวอาจจะไหลทะลักที่หัวฉีด เพราะหัวฉีดชนกับแม่พิมพ์ไม่สนิท
4. การหน่วงเวลาก่อนการหมุนสกรู เป็นเวลาที่สิ้นสุดการย้ำรักษาความดันแล้ว สกรูฉีดจะอยู่กับที่เป็นระยะเวลาหนึ่งตามที่ตั้งไว้ก่อนที่จะมีการหมุนสกรู เพื่อป้องกันพลาสติกเหลวที่ถูกสกรูหลอมผสมและป้อนไว้หน้าปลายสกรูฉีดอยู่ในกระบอกฉีดเป็นเวลานานเกินไปก่อนที่แม่พิมพ์จะเปิดออก (เมื่อเวลาในการหลอมและป้อนพลาสติกเหลวไปหน้าปลายสกรูฉีดสั้นกว่าเวลาในการหล่อเย็นมาก ๆ) ซึ่งจะทำให้พลาสติกเกิดการเลื่อมสภาพและมีความชื้นออกมาจากเนื้อพลาสติกเหลวมากขึ้น (ถ้าพลาสติกมิความชื้นตกค้างอยู่)
5. การหน่วงเวลาในการกระทุ้งชื้นงาน ซึ่งมีทั้งการหน่วงเวลาในการเคลื่อนตัวกระทุ้งออกเพื่อด้นชิ้นงาน ให้หลุดออกจากแม่พิมพ์และการหน่วงเวลาในการเคลื่อนตัวกระทุ้งกลับ (การตั้งเวลาในการกระทุ้งค้าง) การหน่วงเวลาในการเคลื่อนตัวกระทุ้งออกจะเป็นการป้องกันการเสียหายของกลไกในแม่พิมพ์และที่เพิ่มขึ้นมา เช่น ชุดดึงแกนในแม่พิมพ์ (Core Pull) เพื่อให้มั่นใจได้ว่ากลไกต่าง ๆ ได้หลุดออกจากตัวชิ้นงานพลาสติกที่อยู่ในแม่พิมพ์เรียบร้อยแล้ว ส่วนการหน่วงเวลาในการเคลื่อนตัวกระทุ้งกลับหรือการกระทุ้งค้างนั้นเพื่อให้มั่นใจว่าชิ้นงานได้หลุด ออกจากบริเวณหน้าแม่พิมพ์แล้วและยังช่วยให้แขนกลจับชิ้นงานได้แม่นยำมากชิ้น

4.4 การควบคุมน้ำหนักชิ้นงานพลาสติกที่ฉีดให้คงที่

น้ำหนักของชิ้นงานฉีดที่ได้จากการฉีดแต่ละครั้งนั้นอาจเปลี่ยนแปลงไปไม่คงที่ได้ เนื่องจากการปรับตั้งพารามิเตอร์ในการฉีดที่ไม่ถูกต้องเหมาะสม จนทำให้ปริมาณเนื้อพลาสติกเหลวในกระบอกฉีดมีค่าไม่คงที่ ซึ่งอาจจะมาจากสาเหตุต่าง ๆ ดังต่อไปนี้
1. ความไม่คงที่ของตำแหน่งในการเริ่มต้นหมุนของสกรูในจังหวะการหลอมและป้อนพลาสติกเหลวไปข้างหน้าปลายสกรูฉีดหลังจากสินสุดจังหวะการย้ำรักษาความดันแล้ว โดยสาเหตุมาจากความดันที่แตกต่างกันของพลาสติกเหลวที่อยูในแม่พิมพ์กับความดันของพลาสติกเหลวในกระบอกฉีด และความแตกต่างกันของความดันของ พลาสติกเหลวในกระบอกฉีดที่อยู่หน้าปลายสกรูฉีดกับความดันของน้ำมันไฮดรอลิกที่ทำกับท้ายสกรูฉีด กล่าวคือ เมื่อสิ้นสุดเวลาการย้ำรักษาความดันแล้ว พลาสติกเหลวที่อยู่ในแม่พิมพ์มีความดันมากกว่าความดันของพลาสติกเหลวในกระบอกฉีด หรือแรงดันของพลาสติกเหลวหน้าปลายสกรูฉีดยังมีอยู่หลังจากปลดแรงดันของน้ำมันไฮดรอลิก ออกแล้วเมื่อสินสุดเวลาในการย้ำรักษาความดัน ค่าความดันของพลาสติกเหลวที่อยู่ในแม่พิมพ์ที่มากกว่ารวมทั้งแรง ปฏิกิริยาของความดันของพลาสติกเหลวหน้าปลายสกรูฉีดที่ยังมีอยู่นั้น จะกระทำกับตัวสกรูทำให้สกรูถอยหลังกลับ อย่างรวดเร็วก่อนที่สกรูจะหมุนเพื่อหลอมและป้อนพลาสติกเหลวไปหน้าปลายสกรู ด้วยสาเหตุดังกล่าวข้างต้น ถ้าตำแหน่งในแต่ละครั้งของการเริ่มต้นหมุนสกรูไม่คงที่หรือแตกต่างกันมาก น้ำหนักของชิ้นงานที่ฉีดได้ในแต่ละครั้ง จะแตกต่างกันมากด้วยเช่นกัน (เช่นการฉีดถาดเพาะกล้าบางครั้งน้ำหนัก 0.600 กรัม บางครั้ง 0.650กรัม)
ตัวอย่างการปรับตั้งพารามิเตอร์ที่ทำให้ตำแหน่งเริ่มต้นของการหมุนสกรูแตกต่างกันมาก ส่งผลให้น้ำหนักของชิ้นงานฉีดแตกต่างกันและวิธีการแก้ไข เช่น
การปรับตั้งพารามิเตอร์ให้มีการหน่วงเวลาก่อนการหมุนสกรู จะมีผลกระทบต่อการเคลื่อนที่ถอยหลังกลับของสกรูที่ไม่คงที่ ตัวอย่างเช่น การฉีดชิ้นงานฝาตะกร้าลำไยพลาสติก PP จำนวน 12 Shots ซึ่งมีน้ำหนักในแต่ละครั้ง การฉีด (Shot Weight) 23.7 กรัม แล้วตั้งการหน่วงเวลาการหมุนของสกรูไว้ 0.2 วินาที ผลที่เกิดชิ้นคือ สกรูถอยหลังกลับไปอยู่ในตำแหน่งที่ไม่คงที่ อันเนื่องมาจากการใช้ความดันย้ำตัวสุดท้ายที่มีค่าค่อนข้างสูงจึงทำให้สกรูเคลื่อนที่กลับอย่างอิสระ 0.2 วินาที ตามเวลาหน่วงที่ตั้งไว้ จุดเริ่มต้นของการหมุนสกรูจึงแตกต่างกันอยู่ในช่วง 20.5–21.7 มิลลิเมตร (แตกต่างกัน 1.2 มิลลิเมตร) ทำให้ชิ้นงานฉีดมีน้ำหนักที่แตกต่างกัน 0.22 กรัม (แตกต่างกัน คิดเป็น 0.93%) ตามรูปที่ 4.1

รูปที่ 4.1 ปัญหาที่เกิดจากการตั้งการฉีดแบบไม่ใช้ความดันย้ำช่วยประคองการถอยสกรูและมีการหน่วงการหมุนสกรู

การแก้ไขทำได้โดยตัดการหน่วงเวลาก่อนการหมุนสกรูออกไป ทำให้สามารถลดเวลาที่สกรูเคลื่อนที่ถอยหลังกลับแบบอิสระอย่างไม่แน่นอนลงได้ 0.2 วินาที จุดเริ่มต้นของการหมุนสกรูจึงแตกต่างกันน้อยลงมาอยู่ ในช่วง 23.0–23.2 มิลลิเมตร (แตกต่างกัน 0.2 มิลลิเมตร) ทำให้ชิ้นงานฉีดมีน้ำหนักที่แตกต่างกัน 0.08 กรัม (คิดเป็น 0.34%) แม้ว่าสกรูฉีดจะมีการเคลื่อนที่ถอยกลับอย่างรวดเร็วจากที่ระยะ 21.4 มิลลิเมตร ในช่วงเวลาที่สั้น มาก ๆ เมื่อสิ้นสุดจังหวะของการย้ำรักษาความดันแล้ว เพราะแรงปฏิกิริยาที่เกิดกับพลาสติกเหลวหน้าปลายสกรู อันเนื่องมาจากการใช้ความดันย้ำตัวสุดท้ายที่มิค่าค่อนข้างสูงตามรูปที่ 4.2

รูปที่ 4.2 การแก้ปัญหาด้วยการไม่มีการหน่วงการหมุนสกรูแต่ไม่มีการใช้ความดันย้ำช่วยประคองการถอยสกรู

การแก้ไขที่ดีและเหมาะสมที่สุดคือควรต้องตัดเวลาการหน่วงก่อนการหมุนสกรูพร้อมทั้งลดค่าความดันย้ำตัวท้าย ๆ ลง โดยเฉพาะคำความดันย้ำตัวสุดท้ายที่ต้องลดลงเพื่อประคองการถอยหลังกลับของสกรูให้เป็นไปอย่าง สม่ำเสมอ ซึ่งจะช่วยทำให้จุดเริ่มต้นของการหมุนสกรูมีค่าแตกต่างกันน้อยลงอีก อยู่ในช่วง 20.4 – 20.5 มิลลิเมตร (แตกต่างกัน 0.1 มิลลิเมตร) ทำไห้ชนงานฉีดมีน้ำหนักที่แตกต่างกัน 0.03 กรัม (0.13%) ดังรูปที่ 4.3

รูปที่ 4.3 การแก้ปัญหาด้วยการใช้ความดันย้ำช่วยประคองการถอยสกรูและไม่มีการหน่วงการหมุนสกรู

2. ความไม่คงที่ของตำแหน่งการหยุดหมุนของสกรู เมื่อจังหวะการหลอมและป้อนพลาสติกเหลวไปข้างหน้าปลายสกรูฉีดสินสุดลงแล้ว กล่าวคือถ้าตำแหน่งในการหยุดหมุนของสกรูไม่แน่นอน ปริมาณเนื้อพลาสติกเหลวที่อยู่ในกระบอกฉีดจะมิค่าไม่แน่นอนไปด้วย ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อน้ำหนักของชิ้นงานที่ฉีดได้ในการฉีดแต่ละครั้ง และเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเมื่อลังให้สกรูหมุนเพื่อหลอมและป้อนพลาสติกเหลวไปข้างหน้าปลายสกรู แต่ในขณะที่สกรูหมุนนั้นสกรูจะเคลื่อนที่ถอยหลังกลับไปด้วย เนื่องจากแรงดันของพลาสติกเหลวที่อยู่หน้าปลายสกรูที่มีค่ามากกว่าค่าความฝืดที่ผิวของสกรูกับกระบอกฉีดนั่นเอง
ตัวอย่างการปรับตั้งพารามิเตอร์ที่ทำให้ตำแหน่งหยุดของการหมุนสกรูแตกต่างกันมาก ซึ่งทำให้น้ำหนักของชิ้นงานฉีด อ่างปสมปูน แตกต่างกันและวิธีการแก้ไข เช่น
การใช้ความเร็วรอบในการหมุนสกรูที่เร็วมากในจังหวะสุดท้ายก่อนที่สกรูจะหยุดหมุน (ตำแหน่งของระยะ เนื้อพลาสติกเหลวในกระบอกฉีดที่ต้องการเตรียมไว้สำหรับการฉีดในแต่ละครั้ง) จะทำให้สกรูหยุดได้ไม่ตรงตำแหน่ง ที่ตั้งไว้เนื่องจากความเร็วเฉื่อย
การใช้ความดันต้านการถอยหลังกลับของสกรูฉีดที่สูงในจังหวะสุดท้ายก่อนที่สกรูจะหยุดหมุน ดังนั้นเมื่อสกรูหยุดหมุนแล้วจึงทำให้สกรูถอยหลังกลับด้วยแรงดันที่สูงด้วยเช่นกัน ตำแหน่งที่สกรูหยุดหมุนจริงจึงผิดพลาด ไปจากตำแหน่งที่ตั้งไว้มาก
การแก้ไขทำได้โดยใช้ความเร็วรอบในการหมุนสกรูที่ช้า และใช้ความดันต้านการถอยหลังกลับของสกรูฉีด ที่ต่ำในช่วงระยะทาง 3–5 มิลลิเมตร สุดท้ายที่เหลือก่อนถึงตำแหน่งหยุดหมุนสกรูที่ตั้งไว้ เพื่อให้สกรูหยุดได้ตรงตามตำแหน่งที่ต้องการนั่นเอง

4.5 การลดเวลาและการสูญเสียวัตถุดิบในการปรับตั้งการฉีด (Setup)

คำถามที่โรงงานพลาสติกได้รับฟังจากผู้ประกอบการมาตลอด ก็คือทำอย่างไรจึงจะสามารถลดเวลาและการสูญเสีย วัตถุดิบพลาสติกให้เหลือน้อยที่สุดในขณะเริ่มปรับตั้งการฉีด ไม่ว่าจะเป็นชิ้นงานที่เคยฉีดมาแล้วและใช้เครื่องฉีด เครื่องเดิมหรืออาจจะเปลี่ยนเครื่องฉีดตัวอื่น ตลอดจนเป็นชิ้นงานใหม่ที่ยังไม่เคยฉีดมาก่อนเลย คำถามนี้สามารถตอบได้ไม่ยากนักสำหรับชิ้นงานที่เคยฉีดมาแล้วดังนี้

4.5.1 การใช้อุณหภูมิของแม่พิมพ์ที่เหมาะสม

อุณหภูมิของแม่พิมพ์ในขณะที่ฉีดครั้งก่อนมิค่าเป็นเท่าไร เมื่อนำแม่พิมพ์มาฉีดใหม่อีกครั้งก็ควรทำให้แม่พิมพ์มิอุณหภูมิเท่าเดิม เช่น ในการฉีดเก้าอี้พลาสติกครั้งก่อนใช้อุณหภูมิแม่พิมพ์ 50 ℃ แล้วทำให้ฉีดชิ้นงานออกมาได้ดี ในการฉีดครั้งต่อ ๆ ไปทุกครั้งก็ควรต้องทำให้แม่พิมพ์ร้อนขึ้นเท่ากับ 50 ℃ หรือสูงกว่าเล็กน้อยก่อนฉีด มิฉะนั้นชิ้นงานอาจจะไม่เต็มแม่พิมพ์ (เกิดรอยแหว่ง) หลาย Shots จนแม่พิมพ์ร้อนจึงจะได้ชิ้นงานที่เต็มแม่พิมพ์พอดี การทำให้แม่พิมพ์ร้อนก่อนการฉีดนั้นสามารถใช้เครื่องอุ่นแม่พิมพ์แบบน้ำมันหรือน้ำร้อนก็ได้ แต่ควรใช้แบบน้ำร้อนจะดีกว่า เพื่อป้องกันไม่ให้มีน้ำมันในระบบของน้ำระบายความร้อน แต่ถ้าไม่มีเครื่องอุ่นแม่พิมพ์ ก็อาจจะใช้เปลวไฟ จากก๊าซหุงต้มก็ได้ (ห้ามใช้ก๊าซสำหรับเชื่อมโลหะ เพราะจะมีเขม่าเกาะแม่พิมพ์) โดยเผาจากด้านนอกของแม่พิมพ์ และอย่าให้สัมผัสกับส่วนที่เป็นแกนคอร์ (Core) และคาวิตี้ (Cavity) ของแม่พิมพ์ (ใช้เปลวไฟเมื่อจำเป็นเท่านั้น) เมื่ออุ่นแม่พิมพ์เรียบร้อยแล้วให้ต่อสายน้ำธรรมดาเข้าแม่พิมพ์ แต่ยังไม่ต้องเปิดน้ำ แล้วให้ฉีดลัก 2 – 3 Shots ก่อน หลังจากนั้นจึงค่อยเปิดน้ำ ทั้งนี้เพื่อไม่ให้แม่พิมพ์ร้อนมากเกินหรือร้อนน้อยเกินกว่า 50 ℃ ในกรณีที่เป็นงานใหม่ที่ไม่เคยฉีดมาก่อน ให้ดูตามคำแนะนำของเม็ดพลาสติกแต่ละชนิด หรือจะใช้ข้อมูลจากประสบการณ์ของโรงงาน เองก็ได้

4.5.2 การตั้งระยะถอยสกรูที่ถูกต้อง

การตั้งระยะถอยสกรูที่ถูกต้องจะทำให้สามารถฉีดเพียง Shot แรกก็ได้ชิ้นงานที่เต็มพอดี ซึ่งปัญหาที่พบได้บ่อย ๆ ในกระบวนการฉีดคือ การตั้งระยะถอยสกรู (ระยะตั้งเนื้อพลาสติกเหลว) ของพนักงานที่ส่วนใหญ่ยังใช้ประสบการณ์ในการคาดเดาระยะถอยสกรู โดยดูจากน้ำหนักของชิ้นงานเป็นหลักเปรียบเทียบกับชิ้นงานตัวอื่นที่ฉีดมา ดังนั้นระยะถอยสกรูที่คาดเดานี้จึงเกิดการคลาดเคลื่อนได้ง่ายและไม,แน่นอน บางครั้งก็มากหรือน้อยเกินไป ทำให้ชิ้นงานเกิดครีบหรือชิ้นงานเกิดรอยแหว่งได้ ส่งผลต่อจำนวนของเสียและเวลาที่ต้องสูญเสียในช่วงการเริ่มต้นปรับตั้งเครื่องฉีด ด้วยเหตุนี้จึงต้องนำการคำนวณเข้ามาช่วยเพื่อให้กำหนดระยะถอยสกรูได้อย่างถูกต้องแม่นยำ โดยใช้กฎปริมาตรคงที่ และต้องทราบข้อมูลที่จำเป็น คือ น้ำหนักพลาสติกที่จะใช้ในแต่ละครั้งการฉีด (Shot) คือ น้ำหนักชิ้นงานทั้งหมดรวมทั้งน้ำหนักของพลาสติกในส่วนที่เป็นระบบทางน้ำพลาสติกวิ่ง (Runner) ด้วยความหนาแน่นของพลาสติกเหลว ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของสกรูฉีดปริมาตรพลาสติกเหลวที่ต้องใช้ในการฉีดแต่ละครั้งแล้วนำมาเข้าสมการดังนี้
ปริมาตรช่องว่างกระบอกที่อยู่หน้าปลายสกรู ปริมาตรพลาสติกเหลว

ค่าความหนาแน่นที่ทราบจากผู้ขายเม็ดพลาสติกส่วนใหญ่จะเป็นความหนาแน่นของเม็ดพลาสติก (ของพลาสติกแข็ง) ดังนั้นถ้าต้องการทราบค่าความหนาแน่นของพลาสติกเหลวก็ต้องขอข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมจากผู้ขาย แต่ถ้าหาข้อมูลไม่ได้ก็อาจจะใช้จากการประมาณซึ่งสามารถนำไปใชได้จริง คือ
P_mของอะมอร์ฟัสเทอร์มอพลาสติก = 0.85 – 0.9ps
P_mของเซมิคริสตัลไลน์เทอร์มอพลาสติก = 0.8ps
หรืออาจจะหาได้จากไดอะแกรม PVT ของพลาสติกแต่ละชนิด

ตัวอย่างการคำนวณ
ถ้าต้องการฉีดตะกร้าหูเหล็กพลาสติก PP ซึ่งมีน้ำหนักพลาสติกในแต่ละครั้งการฉีดเป็น 100 กรัม ใช้สกรูฉีดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 มิลลิเมตร จะต้องตั้งระยะถอยสกรูเท่าไร
วิธีทำ เป็นที่ทราบอยู่แล้วว่า PP มีค่าความหนาแน่นของแข็ง (เม็ดพลาสติก) เท่ากับ 0.900 g/cm³ แต่เมื่อหลอมเหลวที่อุณหภูมิฉีดทั่วไป (200–220℃ ) จะมีค่าความหนาแน่นของเหลวเป็น 0.8 P_s เท่ากับ 0.8 x 0.900 = 0.72 g/cm³

เพราะฉะนั้นระยะถอยสกรูฉีด คือ 19.66 เซนติเมตร หรือ 196.6 มิลลิเมตร ซึ่งเป็นเนื้อพลาสติกสำหรับการฉีดและการย้ำ แต่ยังไม่ได้รวมระยะ Cushion และ Suck Back

ตารางที่ 4.1 ค่าความหนาแน่นของพลาสติก

หมายเหตุ พลาสติกที่ดูดความชี้นได้ดีหรือมีแก๊สมาก เมื่อได้รับความร้อน ความชื้น และแก๊สจะขยายตัว ดังนั้นความหนาแน่นของพลาสติกเหลวจะลดลงไปอีก เช่น PMMA ปกติที่ 250 ℃ จะมีความหนาแน่นประมาณ 1.00 g/cm³ แต่ในการทำงานจริงต้องคำนึงถึงความชื้นด้วย ดังนั้นความหนาแน่นจึงเป็น 0.90 g/cm³
แต่การคำนวณอาจจะสร้างปัญหาให้กับช่างที่เป็นผู้ปรับตั้งเครื่องฉีดโดยตรงที่ไม่ค่อยชำนาญทางด้านการคำนวณ ดังนั้นวิศวกรหรือหัวหน้างานอาจจะคำนวณแล้วนำมาเขียนเป็นกราฟแทน เพื่อให้ช่างสามารถอ่านค่าจาก กราฟได้โดยตรง โดยในการตั้งระยะการถอยของสกรูเพื่อกำหนดปริมาณเนื้อพลาสติกเหลว เราสามารถใช้สมการ

เพื่อคำนวณหาน้ำหนักของพลาสติกเมื่อเทียบกับการถอยสกรูที่ระยะต่าง ๆ โดยจะใช้ L = 5D (5 เท่าของสกรู) เส้นผ่านศูนย์กลางเนี่องจากระยะถอยสกรูสูงสุดของเครื่องฉีดจะไม่เกิน 5 เท่านั่นเอง เมื่อคำนวณได้แล้วให้บันทึกค่าต่าง ๆ ลงในตาราง หลังจากนั้นให้นำค่าจากตารางไปเขียนกราฟอีกทีหนึ่ง ดังตัวอย่างที่ใช้สกรูขนาด 75 มิลลิเมตร ต่อไปนี้

ตารางที่ 4.2 น้ำหนักพลาสติกเหลวที่ระยะ 0D และที่ระยะ 5D สำหรับสกรูขนาด 75 มิลลิเมตร ของพลาสติกชนิดต่าง ๆ

รูปที่ 4.4 ตัวอย่างกราฟหาระยะถอยสกรูตามน้ำหนักชิ้นงานพลาสติกที่ต้องการฉีด

การฉีดพลาสติกเหลวที่อยู่ในกระบอกให้ออกมาเป็นตัวชิ้นงานจนหมดกระบอกฉีด ก็เป็นอีกวิธีการหนึ่งที่นับได้ว่าเป็นการใช้ทรัพยากรที่คุ้มค่า เพราะนอกจากจะได้จำนวนชิ้นงานที่เพิ่มขึ้นแล้ว พลาสติกที่อยู่ในกระบอกฉีด ก็ไม่สูญเปล่า และไม่ต้องเสียเวลาในการไล่พลาสติกเก่าที่อยู่ในกระบอกฉีดออกเมื่อมีการเปลี่ยนงานใหม่ ซึ่งอาจจะมีหลายคนที่ไม่เคยทราบว่าเพลาสติกเหลวที่ค้างอยู่ในกระบอกฉีดนั้นสามารถฉีดออกมาเป็นตัวชิ้นงานได้ ประมาณ 5–10 ชิ้น (ขึ้นอยู่กับน้ำหนักของชิ้นงาน)

4.6 การตั้งอุณหภูมิกระบอกฉีด

โดยทั่วไปเราจะให้อุณหภูมิกระบอกฉีดเทียบได้กับอุณหภูมิของพลาสติกที่อยู่ในกระบอกฉีด โดยเฉพาะ อุณหภูมิที่หัวฉีดจะถือว่าเป็นอุณหภูมิพลาสติกที่จะออกจากกระบอกฉีด แต่ในความเป็นจริงแล้วอุณหภูมิพลาสติก ที่อยู่ในกระบอกฉีดจะมีค่าไม่เท่ากับอุณหภูมิกระบอกฉีด เนื่องจากหัวเซ็นเซอร์ (Thermocouple) จะฝังและสัมผัสอยู่ที่กระบอกฉีดเท่านั้น ไม่ได้ตรวจวัดที่พลาสติกโดยตรง แต่มีเครื่องฉีดบางเครื่องที่เจาะฝังหัวเซ็นเซอร์ทะลุผ่านหัวฉีดเข้าไปสัมผัสกับพลาสติกได้ ซึ่งจะถือว่าอุณหภูมิหัวฉีดที่เครื่องตรวจวัดได้นั้นเป็นอุณหภูมิของพลาสติก
อุณหภูมิของพลาสติกเหลวที่อยู่ในกระบอกฉีดโดยเฉพาะในช่วงกลางและปลายสกรูจะมิค่าสูงกว่าอุณหภูมิ กระบอกฉีดที่เครื่องตรวจวัดได้ นอกจากนี้อุณหภูมิพลาสติกเหลวในกระบอกฉีดยังสามารถเปลี่ยนแปลงไปได้ตามความร้อนเฉือนที่เกิดจากการหมุนของสกรู ปริมาณและระยะทางของเนื้อพลาสติกเหลวในกระบอกฉีด และเวลาที่พลาสติกค้างอยู่ในกระบอกฉีด ดังนั้นการตั้งอุณหภูมิที่กระบอกฉีดจึงสามารถกำหนดเป็นกฎเกณฑ์อย่างง่ายได้ดังนี้
1. เมื่อพลาสติกเกิดความร้อนเฉือนสูงและเป็นเวลานาน เช่น ใช้รอบการหมุนสกรูสูงและความดันต้านมาก อุณหภูมิที่ส่วนกลางและปลายกระบอกฉีดก็ไม่ควรตั้งไว้สูง เพราะจะเกิดความร้อนสูงกับพลาสติกภายในกระบอกฉีดเนื่องจากความร้อนเฉือนอยู่แล้ว
2. ถ้าปริมาณหรือระยะทางของเนื้อพลาสติกเหลวที่ต้องเตรียมไว้ในกระบอกฉีดมีมาก อุณหภูมิที่ส่วน กลางกระบอกฉีดจะต้องตั้งให้สูง เนื่องจากพลาสติกที่ปริมาณมากขึ้นจะจำเป็นต้องใช้ความร้อนมากขึ้นเพื่อให้เกิดการหลอมละลายได้ดีขึ้น แต่อุณหภูมิปลายกระบอกฉีดจะต้องตั้งให้ต่ำลง เพราะปริมาณพลาสติกเหลวที่มากเมื่อ เกิดความร้อนแล้วจะเกิดการสะสมความร้อนมากขึ้น
3. ถ้าเมื่อสินสุดการหมุนสกรูแล้ว พลาสติกเหลวต้องค้างอยูในกระบอกฉีดเป็นเวลานาน เช่น ต้องรอเวลาในการหล่อเย็นที่นานก่อนจะเปิดแม่พิมพ์และกระทุ้งชิ้นงานออก ความร้อนสะสมในเนื้อพลาสติกจะมิมากและเป็นเวลานาน จึงอาจทำให้พลาสติกเกิดการเสื่อมสภาพได้ ดังนั้นอุณหภูมิที่ปลายกระบอกฉีดจะต้องตั้งให้ต่ำไว้ เพื่อให้ช่วยดึงความร้อนที่สะสมในเนื้อพลาสติกออก

4.7 การปรับตั้งความดันต้านการถอยสกรู

ความดันต้านหรือที่นิยมเรียกทับศัพท์กันว่า แบ็กเพรสเชอร์ (Back Pressure) นั้น จะเป็นความดันที่คอยต้านการถอยหลังกลับของสกรูฉีด เนื่องจากพลาสติกจะถูกลำเลียง หลอม และส่งลอดผ่านแหวนกันพลาสติก ไหลย้อนกลับไปอยู่หน้าปลายสกรู เมื่อพลาสติกเหลวมีปริมาณมากขึ้นและต้องการที่อยู่มากขึ้นจึงดันให้สกรูถอยหลังกลับ การถอยหลังกลับของสกรูฉีดจะเกิดขึ้นอย่างไม่ต่อเนื่อง คือ ถอย หยุด ตามแรงดันของพลาสติกเหลว หน้าปลายสกรู ความหนาแน่นของพลาสติกเหลวที่อยู่หน้าปลายสกรูฉีดจึงไม่คงที่ ทำให้ต้องใช้ความดันส่งผ่านไปที่ตัวสกรูเพื่อกดอัดพลาสติกให้มิความหนาแน่นคงที่ ดังนั้นความดันต้านหรือแบ็กเพรสเชอร์นี้จะมิหน้าที่หลักคือ ทำให้พลาสติกเหลวที่เตรียมไว้ในกระบอกฉีดมิความหนาแน่นที่คงที่นั่นเอง โดยหากต้องการให้พลาสติกเหลวมีความหนาแน่นมากจะต้องตั้งความดันต้านให้สูง แต่ก็มีผลกระทบที่เกิดจากการใช้ความดันต้านนี้เช่นกันคือ เมื่อใช้ความดันต้านมากขึ้น การถอยหลังกลับของสกรูจะช้าลง พลาสติกถูกหลอมเหลวถูกตีกวนผสมนานขึ้น เกิดความร้อนเฉือนนานขึ้น เสียเวลาในการหลอมและป้อนพลาสติกไปหน้าปลายสกรูฉีดนานขึ้น สรุปข้อดีและข้อเสียที่เกิดจากการใช้ความดันต้านมากขึ้นดังนี้
1. ข้อดี
• พลาสติกถูกหลอมเหลว ถูกตีกวนผสมนานขึ้น เกิดความร้อนเฉือนได้นานขึ้น ทำให้ความเป็นเนื้อเดียวกันของพลาสติก สี และสารเติมแต่งต่าง ๆ ดีขึ้น การกระจายตัวของสีดีขึ้น
• การไหลตัวของพลาสติกเหลวดีขึ้น
• ความหนาแน่นของพลาสติกเหลวมากขึ้น ทำให้น้ำหนักชิ้นงานเพิ่มขึ้น
2. ข้อเสีย
• รอบเวลาการทำงาน (Cycle Time) อาจจะนานขึ้น เนื่องจากเสียเวลาในการหลอมและป้อนพลาสติกไปหน้าปลายสกรูฉีดยาวนานขึ้น
• พลาสติกอาจเกิดการเสื่อมสภาพได้ เนื่องจากพลาสติกถูกหลอมเหลวและตีกวนผสมนานขึ้น จึงเกิดความร้อนเฉือนเป็นเวลานานขึ้นด้วย
• เกิดการสึกหรอของกระบอกฉีดกับแหวนมากขึ้น โดยเฉพาะกับแหวนแบบมีเขี้ยว
• พลาสติกมีโอกาสไหลออกจากหัวฉีดได้มากขึ้น เนื่องจากมีดวามดันตกค้างในเนื้อพลาสติกที่มาจากความดันต้านมากขึ้น

	169/47 ถ.พุทธมณฑลสาย 4 ต.กระทุ่มล้ม อ.สามพราน จ.นครปฐม 73220
	086-070-0007
	ananindustry@gmail.com
	https://www.ananindustry.com