การฉีดขึ้นรูปเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักของการแปรรูปพลาสติก ด้วยการฉีดพลาสติกหลอมเหลวเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์และระบายความร้อนและทำให้แข็งตัว จึงสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยความต้องการทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย เทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปจึงมีหลายประเภท ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการหลัก 5 กระบวนการหลัก:
1. การฉีดขึ้นรูปแบบดั้งเดิม
การฉีดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมเป็นกระบวนการพื้นฐานและใช้กันอย่างแพร่หลาย เหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกมากกว่า 90% (แหล่งข้อมูล: คู่มืออุตสาหกรรมพลาสติก ฉบับปี 2022) กระบวนการประกอบด้วยห้าขั้นตอน: การปิดแม่พิมพ์ การฉีด การกักเก็บแรงดัน การทำความเย็น และการถอดแม่พิมพ์ รอบเวลาโดยทั่วไปคือ 15-60 วินาที ขึ้นอยู่กับขนาดชิ้นส่วนและวัสดุ ข้อดีคือต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพสูง มักใช้ในการผลิตจำนวนมากซึ่งจำเป็นในชีวิตประจำวัน ตัวเรือนอิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากที่จะได้โครงสร้างผนังกลวงหรือบางเฉียบเนื่องจากโครงสร้างของแม่พิมพ์
2. การฉีดขึ้นรูปโดยใช้แก๊ส-ช่วย (GAIM)
ด้วยการฉีดไนโตรเจนแรงดันสูง-เข้าไปในพลาสติกหลอมเหลว ส่วนที่กลวงจะถูกสร้างขึ้นเพื่อลดการใช้วัสดุและเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้าง คุณสมบัติหลักได้แก่:
1. บันทึกวัตถุดิบ 15% -30% และลดน้ำหนักของผลิตภัณฑ์
2. ลดการเสียรูปการหดตัวและปรับปรุงพื้นผิว
3. เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังหนาขนาดใหญ่- เช่น แผงหน้าปัดรถยนต์ และที่จับเฟอร์นิเจอร์
ปัญหาทางเทคนิคอยู่ที่การออกแบบช่องแก๊สต้องตรงกับการวิเคราะห์การไหลอย่างแม่นยำ และต้นทุนแม่พิมพ์สูงกว่ากระบวนการแบบเดิมประมาณ 20%
3. การฉีดขึ้นรูปสีสอง- (การฉีดขึ้นรูป 2K)
ใช้เครื่องฉีดขึ้นรูปแบบถังคู่-หรือแม่พิมพ์แบบหมุนเพื่อหล่อพลาสติกสองสีที่มีสี/วัสดุต่างกันให้เป็นชิ้นเดียว กรณีการใช้งานทั่วไป:
- แปรงสีฟัน (ด้ามจับรวมยางอ่อนและยางแข็ง)
- ปุ่มรถ (สัญลักษณ์โปร่งใส + ฐานทึบแสง)
กระบวนการนี้ต้องใช้โครงสร้างแม่พิมพ์พิเศษและวงจรการพัฒนาที่ยาวนาน แต่สามารถลดขั้นตอนการประกอบลงได้อย่างมาก และอัตราผลตอบแทนสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 98% (แหล่งข้อมูล: รายงาน SPE International Society of Plastics Engineers 2023)
4. การฉีดขึ้นรูปไมโคร
ออกแบบมาสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 1 กรัมหรือน้อยกว่า 1 มม. เช่น ขั้วต่อสายสวนทางการแพทย์และเลนส์สายตา ข้อกำหนดทางเทคนิคที่สำคัญ:
1. ความแม่นยำในการฉีด 0.001g เส้นผ่านศูนย์กลางของสกรูน้อยกว่าหรือเท่ากับ 14 มม.
2. ข้อผิดพลาดในการควบคุมอุณหภูมิของแม่พิมพ์ภายใน ± 0.5 องศา;
3. ใช้วัสดุที่มีการไหลสูง- (เช่น LCP, PEEK)
V. การปั้นแบบแทรก
เตรียม-วางชิ้นส่วนโลหะ ชิ้นส่วนเซรามิก ฯลฯ ลงในแม่พิมพ์ และขึ้นรูปชิ้นส่วนคอมโพสิตผ่านการฉีดขึ้นรูป ที่ใช้กันทั่วไปใน:
- ขั้วต่ออิเล็กทรอนิกส์ (หมุดโลหะ + ฉนวนพลาสติก)
- เฟืองเครื่องมือไฟฟ้า (แกนโลหะ + วงแหวนเฟืองพลาสติก)
แกนหลักของกระบวนการคือความแม่นยำในการวางตำแหน่งของเม็ดมีด ซึ่งจำเป็นต้องประสานงานกับหุ่นยนต์เพื่อให้ได้ค่าความคลาดเคลื่อน ±0.02 มม. (มาตรฐาน ISO 10799-1)
