ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการขึ้นรูปพลาสติก ABS

การขึ้นรูปด้วยการฉีดพลาสติกช่องท้อง หมายถึงกระบวนการฉีดพลาสติกช่องท้องที่หลอมละลายเข้าไปในแม่พิมพ์ภายใต้ความเค้นและอุณหภูมิสูง มีหลายวิธีการฉีดขึ้นรูป ABSการใช้งานเนื่องจากเป็นพลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและสามารถพบได้ในภาคยานยนต์ สินค้าของลูกค้า และการก่อสร้าง เป็นต้น

ABS Shot Molding คืออะไร?

การฉีดขึ้นรูป ABS (อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน) เป็นหนึ่งในวิธีการที่นิยมใช้มากที่สุดในการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติก ABS การฉีดขึ้นรูป ABS เป็นโพลิเมอร์โพลีคาร์บอเนตที่มีความทนทานและใช้งานง่าย การฉีดขึ้นรูป ABS เป็นกระบวนการที่ต้องฉีด ABS หลอมเหลวเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์และแม่พิมพ์ ส่วนประกอบ ABS จะเย็นตัวลงและถูกขับออก การฉีดขึ้นรูปเป็นกระบวนการที่รวดเร็วและเชื่อถือได้ และสามารถใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ ABS ได้หลากหลายชนิด มีเทคโนโลยีการผลิตเพียงไม่กี่อย่างเท่านั้นที่สามารถผลิตได้ในระดับเดียวกันในราคาที่ประหยัดกว่าการฉีดขึ้นรูป ABS

กล้ามเนื้อหน้าท้องถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในกระบวนการฉีดขึ้นรูป เนื่องจากมีคุณสมบัติที่โดดเด่น กล้ามเนื้อหน้าท้องมีความแข็งแรงทนทานสูง อุณหภูมิหลอมเหลวต่ำ รีไซเคิลได้ และทนทานต่อสารเคมีและความร้อนได้ดี ง่ายต่อการขึ้นรูป และสามารถขึ้นรูปได้หลายขนาดและหลายรูปทรง ดังนั้น ABS จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูง เช่น ชิ้นส่วนรถยนต์ เครื่องใช้ในบ้าน เครื่องมือ และเครื่องมือทางการแพทย์ โดยรวมแล้ว กล้ามเนื้อหน้าท้องเป็นตัวเลือกที่มีความยืดหยุ่นและเป็นที่นิยมสำหรับการฉีดขึ้นรูป

การประยุกต์ใช้การฉีดขึ้นรูป ABS

มีการใช้เครื่องช่วยหายใจในท้องตลาดหลายแห่ง ด้านล่างนี้คือรายชื่ออุตสาหกรรมทั่วไปและการประยุกต์ใช้ที่เกี่ยวข้อง

สินค้าอุปโภคบริโภค: กล้ามเนื้อหน้าท้องมักถูกใช้ในภาคส่วนผู้บริโภค สินค้าทั่วไปประกอบด้วยตัวต่อเลโก้ Ⓡ และคีย์บอร์ดคอมพิวเตอร์ กล้ามเนื้อหน้าท้องมีพื้นผิวเรียบ มันวาว ป้องกันการเกาะติดของฝุ่นได้ดี ABS สามารถทำปฏิกิริยาได้ดีกับเม็ดสี และสามารถทาสีหรือชุบด้วยไฟฟ้าได้หากต้องการ
ตลาดก่อสร้าง: กล้ามเนื้อหน้าท้องถูกนำมาใช้ในอสังหาริมทรัพย์สำหรับเครื่องมือไฟฟ้าหลายชนิดเนื่องจากความทนทาน เต้ารับไฟฟ้ามักทำจาก ABS
ตลาดยานยนต์: ABS มักใช้กับส่วนประกอบต่างๆ เช่น แผงหน้าปัด ชิ้นส่วนเข็มขัดนิรภัย แผงตกแต่งประตู และกันชน เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ทนทาน และแข็งแกร่ง

การปรับแต่งการฉีดขึ้นรูป ABS

กระบวนการฉีดขึ้นรูปกล้ามเนื้อหน้าท้องนั้นเหมือนกับกระบวนการฉีดขึ้นรูปในเทอร์โมพลาสติกอื่นๆ หลายชนิด กระบวนการฉีดขึ้นรูป ABS เริ่มต้นด้วยการป้อนเม็ดพลาสติก ABS ลงในภาชนะ จากนั้นเม็ดพลาสติกจะถูกละลายและฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ภายใต้แรงดันสูง เมื่อกล้ามเนื้อหน้าท้องที่หลอมเหลวเย็นตัวลงและแข็งตัวแล้ว ชิ้นส่วนจะถูกขับออกจากแม่พิมพ์และทำซ้ำขั้นตอนเดิม กระบวนการฉีดขึ้นรูปกล้ามเนื้อหน้าท้องค่อนข้างง่ายและมีประสิทธิภาพ ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตปริมาณมาก ABS ยังมีความเสถียรทางมิติสูง และสามารถกลึงหรือเจาะได้อย่างสะดวกหลังการขึ้นรูป

กลยุทธ์การขึ้นรูปด้วย ABS

ด้านล่างนี้เป็นวิธีการสำคัญบางประการที่ใช้ในการฉีดขึ้นรูปชิ้นส่วนกล้ามเนื้อหน้าท้องที่มีคุณสมบัติต่างๆ:

ชิ้นส่วนผนังบาง: ABS มีความหนาค่อนข้างสูง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มแรงดันในการฉีดสำหรับชิ้นส่วนผนังบาง เมื่อผ่านอุณหภูมิการทำให้เป็นพลาสติกแล้ว ความหนืดของ ABS จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ดังนั้น เฉพาะแรงดันเท่านั้นที่สามารถเพิ่มได้สำหรับชิ้นส่วนผนังบาง แม่พิมพ์ต้องได้รับการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อรับมือกับแรงเค้นที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้
ส่วนประกอบกลวงขนาดใหญ่: การฉีดขึ้นรูปชิ้นส่วนขนาดใหญ่ เพรียวบาง หรือกลวงกำลังเป็นการทดสอบ การใช้ประโยชน์จากการฉีดขึ้นรูปด้วยแรงดันน้ำหรือแรงดันก๊าซอาจเป็นประโยชน์การฉีดขึ้นรูปซึ่งช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่ ผนังบาง หรือชิ้นส่วนกลวงได้ เทคนิคนี้ใช้น้ำหรือแก๊สแรงดันสูงดันพลาสติกหลอมเหลวให้แนบกับด้านข้างของแม่พิมพ์ เพื่อสร้างความหนาแน่นที่สม่ำเสมอและปริมาณภายในที่เรียบเนียน
ชิ้นส่วนผนังหนา: การผลิตชิ้นส่วนผนังหนาด้วยวิธีการอัดขึ้นรูปแบบมาตรฐานอาจทำให้เกิดรอยยุบบนชิ้นงานได้ วิธีหนึ่งในการแก้ไขปัญหานี้คือการใช้การอัดขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูป ซึ่งโดยทั่วไปจะฉีดพลาสติกหลอมเหลวจำนวนหนึ่งลงในแม่พิมพ์เพื่อสร้างชิ้นงานขั้นสุดท้าย วิธีการนี้ยังช่วยลดแรงเค้นภายในที่มักพบในการอัดขึ้นรูป ในทางกลับกัน รอยยุบสามารถแก้ไขได้ด้วยผนังแม่พิมพ์ที่บางลง (หรือสม่ำเสมอมากขึ้น) หรือด้วยความสามารถในการถ่ายเทความร้อนที่สูงขึ้นในแม่พิมพ์
ผลิตภัณฑ์หลายชนิด: หากต้องการส่วนประกอบที่ทำจากวัสดุหลายชนิด สามารถใช้วิธีการต่างๆ เช่น การขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์แบบแทรก (insert molding) หรือการขึ้นรูปทับ (overmolding) ได้ กล้ามเนื้อหน้าท้องมักใช้กับเครื่องมืออุตสาหกรรม เช่น สว่านไร้สาย ซึ่งมีด้ามจับขึ้นรูปทับลงบนหน้าท้องเพื่อเพิ่มการยึดเกาะของอุปกรณ์

ข้อดีของการฉีดขึ้นรูป ABS

ข้อดีของการฉีดขึ้นรูปกล้ามเนื้อหน้าท้องคือ:

1. ประสิทธิภาพสูง – ประสิทธิผล

การขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ช็อตเป็นนวัตกรรมการผลิตที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลสูง และเป็นเทคนิคที่แนะนำสำหรับการผลิตชิ้นส่วนกล้ามเนื้อหน้าท้อง กระบวนการนี้ก่อให้เกิดของเสียในปริมาณจำกัด และสามารถผลิตชิ้นส่วนได้ปริมาณมากโดยอาศัยการสื่อสารระหว่างมนุษย์ที่จำกัด

2. การจัดวางส่วนประกอบที่ซับซ้อน

การขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์สามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนและมีคุณสมบัติหลากหลาย ซึ่งอาจประกอบด้วยแผ่นเหล็กหรือด้ามจับแบบนิ่มที่ขึ้นรูปทับได้ ความซับซ้อนของชิ้นส่วนถูกจำกัดด้วยมาตรฐานการออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) ที่มีชื่อเสียง ซึ่งสร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการฉีดขึ้นรูป

3. เพิ่มความแข็งแกร่ง

Abdominal เป็นโพลีคาร์บอเนตเนื้อแข็ง น้ำหนักเบา ซึ่งถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายตลาดเนื่องจากโครงสร้างเหล่านี้ ดังนั้น การฉีดขึ้นรูป ABS จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการความเหนียวและความแข็งแรงเชิงกลโดยรวมที่สูงขึ้น

4. ความคล่องตัวของเฉดสีและผลิตภัณฑ์

ท้องมีสีสันให้เลือกหลากหลายเฉดสี เห็นได้ชัดจากตัวต่อเลโก้ Ⓡ ที่ทำจากกล้ามเนื้อหน้าท้อง อย่างไรก็ตาม ต้องสังเกตว่า ABS มีความทนทานต่อสภาพอากาศต่ำ และอาจเสื่อมสภาพจากแสงยูวีและการสัมผัสภายนอกเป็นเวลานาน ข่าวดีก็คือ ABS สามารถทาสีใหม่และชุบด้วยไฟฟ้าด้วยเหล็กเพื่อเพิ่มความทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้

5. ของเสียลดลง

การขึ้นรูปด้วยการฉีดเป็นเทคโนโลยีการผลิตสมัยใหม่ที่มีของเสียต่ำโดยเนื้อแท้ เนื่องมาจากปริมาณการผลิตที่มากซึ่งเกิดจากกระบวนการฉีดขึ้นรูป เมื่อมีการผลิตชิ้นส่วนจำนวนมากในแต่ละปี ปริมาณของเสียที่เกิดขึ้นจะรวมกันเป็นต้นทุนที่สูงในระยะยาว ของเสียที่เกิดขึ้นมีเพียงวัสดุในสปริง สกรู และแผ่นปิดระหว่างครึ่งแม่พิมพ์เท่านั้น

6. แรงงานราคาไม่แพง

เนื่องจากกระบวนการฉีดขึ้นรูปเป็นระบบอัตโนมัติขั้นสูง จึงจำเป็นต้องใช้แรงงานคนน้อยมาก การลดแรงงานคนลงส่งผลให้ราคาแรงงานลดลง ค่าใช้จ่ายแรงงานที่ลดลงนี้ส่งผลให้ได้ชิ้นงานที่ราคาเหมาะสมต่อชิ้น

ข้อเสียของการฉีดขึ้นรูป ABS

ข้อเสียของการฉีดขึ้นรูป ABS มีดังต่อไปนี้:

1. ต้นทุนเครื่องมือสูงและระยะเวลาเตรียมการในการติดตั้งที่ยาวนาน

การขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์แบบช็อต (Shot molding) จำเป็นต้องคำนึงถึงรูปแบบและการผลิตแม่พิมพ์ ซึ่งต้นทุนและเวลาในการผลิตจะเพิ่มขึ้นตามความซับซ้อนของส่วนประกอบ ดังนั้น การลงทุนทางการเงินเบื้องต้นในการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์แบบช็อตจึงค่อนข้างสูง และต้องพิจารณาราคาเมื่อเทียบกับปริมาณการผลิตที่คาดการณ์ไว้ ปริมาณการผลิตที่น้อยกว่าอาจไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

2. ข้อจำกัดการออกแบบบางส่วน

การออกแบบชิ้นส่วนแบบ Shot-Bull ถูกจำกัดด้วยกฎเกณฑ์ต่างๆ ที่ได้รับการพัฒนาอย่างพิถีพิถันเพื่อยกระดับคุณภาพและความสม่ำเสมอของชิ้นส่วนแบบ Shot-Bull กฎเกณฑ์เหล่านี้ระบุข้อจำกัดด้านความหนาแน่นของผนัง ตำแหน่งสำหรับเสริมคุณสมบัติต่างๆ เช่น ซี่โครง และพื้นที่เปิดและขนาดที่เหมาะสม ดังนั้น รูปแบบต่างๆ ควรเป็นไปตามนโยบายเหล่านี้เพื่อรับประกันผลลัพธ์ที่สมบูรณ์แบบ ในบางกรณี แนวทางเหล่านี้อาจทำให้รูปแบบต่างๆ เป็นไปไม่ได้

3. ส่วนประกอบขนาดเล็กราคาแพงเป็นโอกาส

เนื่องจากต้นทุนการลงทุนทางการเงินเบื้องต้นที่สูงในการฉีดขึ้นรูป จึงจำเป็นต้องมีปริมาณชิ้นส่วนขั้นต่ำเพื่อให้คุ้มทุนกับราคาที่ใช้ไปกับการออกแบบและการผลิตแม่พิมพ์ จุดคุ้มทุนนี้ยังขึ้นอยู่กับราคาขายที่กำหนดไว้ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายด้วย หากราคาขายสูง – เนื่องจากชิ้นส่วนถูกนำไปใช้งานเฉพาะทาง – อาจสามารถผลิตในปริมาณน้อยได้ อย่างไรก็ตาม ชิ้นส่วนราคาไม่แพงต้องใช้ปริมาณมากในระดับหมื่นชิ้นจึงจะคุ้มทุน

ปัญหาทั่วไปบางประการในการขึ้นรูป ABS

• ความหนา:ซึ่งแตกต่างจากพลาสติกอะมอร์ฟัสชนิดอื่นๆ ความหนืดของ ABS จะเพิ่มขึ้นเมื่อถูกความร้อนเกินอุณหภูมิพลาสติไซเซอร์ การเพิ่มความหนานี้หมายความว่าจำเป็นต้องรักษาระดับอุณหภูมิการละลายของกล้ามเนื้อหน้าท้องไว้หรือต่ำกว่าระดับอุณหภูมินี้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เนื่องจากความหนืดที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ชิ้นส่วนที่มีผนังบางขึ้นราได้ยากขึ้น
• การเสื่อมสภาพจากความร้อนนอกจากความหนาที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่พึงประสงค์จากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นแล้ว ABS ยังมีแนวโน้มที่จะอ่อนตัวลงทางเคมีหากเก็บไว้ที่อุณหภูมิสูงกว่าระดับอุณหภูมิที่ทำให้พลาสติกขึ้นมาก
• การดัดงอ:การโค้งงอเกิดขึ้นเมื่อพลาสติกบริเวณหน้าท้องเย็นตัวลงอย่างไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดการบิดเบี้ยว สามารถป้องกันได้โดยการใช้แม่พิมพ์และราดำร่วมกับระบบปรับอากาศที่มีระยะห่างเท่ากัน การขับชิ้นส่วนออกจากแม่พิมพ์และราดำก่อนที่ชิ้นส่วนจะเย็นตัวลงอย่างสมบูรณ์ก็อาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวได้เช่นกัน
• รอยจม:รอยยุบอาจเกิดขึ้นได้เมื่อพลาสติกของกล้ามเนื้อหน้าท้องหดตัวไม่สม่ำเสมอระหว่างการหล่อเย็น ทำให้เกิดรอยยุบบนพื้นผิวของชิ้นส่วน สาเหตุอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้ ได้แก่ แรงดันในการฉีดที่ไม่เพียงพอหรืออุณหภูมิที่สูงเกินไป รอยยุบสามารถหยุดได้โดยการใช้แม่พิมพ์ที่มีแรงดันทางเข้าสูง สร้างชิ้นส่วนที่มีผนังด้านนอกที่สม่ำเสมอ และจำกัดความหนาแน่นของซี่โครงเสริมความแข็งแรงด้านในให้อยู่ที่ประมาณ 50% ของความหนาแน่นของผนังด้านนอก

ผลิตภัณฑ์ที่ใช้สำหรับการฉีดขึ้นรูป

การฉีดขึ้นรูปสามารถนำไปใช้กับวัสดุเกือบทุกประเภทโพลีคาร์บอเนตเทอร์โมพลาสติกอาจเต็มไปด้วยสารเติมแต่งที่ช่วยเพิ่มความแข็งแรง เช่น สารตัวเติมแก้วหรือคาร์บอนไฟเบอร์ นอกจากนี้ ยังสามารถเติมโลหะลงไปได้หากผสมกับวัสดุตัวเติมพลาสติก เพื่อให้ผงเหล็กไหลผ่านแม่พิมพ์ได้ อย่างไรก็ตาม การฉีดขึ้นรูปเหล็กยังต้องใช้การเผาผนึกเพิ่มเติม