ตั้งแต่หลอดพลาสติกที่ใช้ในชีวิตประจำวันไปจนถึงท่อที่ทนทานที่ใช้ในการก่อสร้าง รูปร่างและการใช้งานที่หลากหลายของผลิตภัณฑ์พลาสติกล้วนมีต้นกำเนิดร่วมกัน นั่นคือเทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปพลาสติก กระบวนการผลิตที่ได้รับการยกย่องมายาวนานนี้ยังคงขับเคลื่อนการพัฒนาอุตสาหกรรมในภาคส่วนต่างๆ โดยนำเสนอทั้งความสามารถในการปรับแต่งและการผลิตจำนวนมาก
การอัดขึ้นรูปพลาสติกเป็นกระบวนการผลิตที่เปลี่ยนเม็ดพลาสติกให้เป็นรูปทรงต่างๆ อย่างต่อเนื่อง วัตถุดิบจะถูกหลอมในเครื่องอัดรีด จากนั้นถูกบังคับผ่านแม่พิมพ์ที่สร้างรูปร่างพลาสติกที่หลอมละลายให้เป็นท่อ แท่ง หรือโปรไฟล์อื่นๆ ก่อนที่จะเย็นตัวลง เทคโนโลยีนี้มีคุณค่าในด้านความคุ้มทุนและความสามารถในการปรับตัว จึงมีการนำไปประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ
การวิจัยตลาดบ่งชี้ถึงศักยภาพในการเติบโตที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมการอัดขึ้นรูปพลาสติก Allied Market Research รายงานว่าตลาดเครื่องอัดรีดพลาสติกทั่วโลกมีมูลค่าเกิน 6 พันล้านดอลลาร์ในปี 2019 โดยคาดการณ์ว่าจะมีมูลค่าเกือบ 8 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2027 ซึ่งคิดเป็นอัตราการเติบโตแบบทบต้น 4.5% ต่อปี การขยายตัวนี้ได้รับแรงหนุนจากการเร่งการขยายตัวของเมือง การพัฒนาเศรษฐกิจ และความต้องการที่เพิ่มขึ้นจากอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม อิเล็กทรอนิกส์ และเฟอร์นิเจอร์
ต้นกำเนิดของเทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปมีประวัติย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 18 ในทศวรรษที่ 1790 Joseph Bramah ได้ประดิษฐ์เครื่องอัดรีดลูกสูบแบบแมนนวลเครื่องแรกสำหรับการผลิตท่อตะกั่วไร้ตะเข็บ ซึ่งถือเป็นเครื่องอัดรีดเครื่องแรกของโลก เทคโนโลยีนี้ก้าวหน้าไปในปี 1818 เมื่อ John Smeaton จดสิทธิบัตรเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ โดยใช้สกรูหมุนสองตัวเพื่อสร้างแรงดันสำหรับการอัดขึ้นรูปวัสดุ
ก้าวสำคัญเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2388 เมื่อ Richard Brooman จดสิทธิบัตรการออกแบบเครื่องอัดรีดที่ได้รับการปรับปรุงโดย Henry Bewley ซึ่งสามารถเคลือบสายทองแดงด้วยยาง gutta-percha สายไฟหุ้มฉนวนเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในสายเคเบิลโทรเลขใต้น้ำในช่วงทศวรรษที่ 1850 ซึ่งช่วยให้สามารถสื่อสารข้ามมหาสมุทรได้
เทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปพลาสติกร่วมสมัยช่วยให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายได้ในปริมาณมาก ตั้งแต่ท่อหลายร้อยเมตรไปจนถึงหลอดหลายพันหลอด นอกเหนือจากความเรียบง่ายในการใช้งานแล้ว กระบวนการนี้ยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติของวัสดุด้วยการจัดตำแหน่งโมเลกุลพลาสติกให้หนาแน่นมากขึ้น ช่วยเพิ่มความทนทานของผลิตภัณฑ์
เครื่องอัดรีดแบบมาตรฐานประกอบด้วยส่วนประกอบหลักหลายประการ ได้แก่ ถังบรรจุวัสดุ ถังบรรจุกลไกการอัดรีด ระบบขับเคลื่อนด้วยสกรู และมอเตอร์ โดยปกติแล้วกระบวนการจะเริ่มต้นด้วยเม็ดพลาสติกเรซินขนาดเล็กที่ทนทาน โดยเลือกจากลักษณะการโหลดและการหลอมที่รวดเร็ว วัสดุทั่วไป ได้แก่ โพลีสไตรีนรับแรงกระแทกสูง (HIPS), โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), โพลีเอทิลีน, โพรพิลีน และอะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน (ABS)
แม่พิมพ์ถือเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด โดยกำหนดรูปร่างของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ในขณะเดียวกันก็รับประกันการไหลที่สม่ำเสมอของพลาสติกหลอมเหลวผ่านเครื่องจักร
ตลาดการอัดขึ้นรูปพลาสติกมีเครื่องจักรหลักสามประเภท ได้แก่ เครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยว สกรูคู่ และเครื่องอัดรีดแบบแกะ โดยประเภทหลังใช้กลไกลูกสูบแทนที่จะเป็นสกรู
เครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวยังคงได้รับความนิยมเนื่องจากความน่าเชื่อถือ ความเรียบง่าย และต้นทุนที่ต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม รุ่นสกรูคู่มีความเป็นเลิศในการใช้งานผสมวัสดุ ทำให้ได้ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น
สหรัฐอเมริกาเป็นที่ตั้งของบริษัทนวัตกรรมหลายแห่งที่อยู่ในระดับแนวหน้าของเทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปพลาสติก:
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยียังคงปรับเปลี่ยนรูปแบบการอัดขึ้นรูปพลาสติก ขณะนี้การอัดรีดร่วมหลายชั้นผลิตวัสดุคอมโพสิตที่มีคุณสมบัติหลากหลายในรูปแบบเดียว ในขณะที่ระบบควบคุมอัจฉริยะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์
ด้วยการขยายตัวเลือกวัสดุและนวัตกรรมกระบวนการ การอัดขึ้นรูปพลาสติกยังคงอยู่ในตำแหน่งสำหรับการเติบโตที่สำคัญในการใช้งานทางอุตสาหกรรม โดยยังคงรักษาบทบาทสำคัญในโครงสร้างพื้นฐานการผลิต
