ตั้งแต่หลอดดูดน้ำในชีวิตประจำวันไปจนถึงส่วนประกอบยานยนต์ที่ซับซ้อน ผลิตภัณฑ์พลาสติกนับไม่ถ้วนต้องพึ่งพาเทคโนโลยีการผลิตที่สำคัญ: การขึ้นรูปด้วยการอัดขึ้นรูปพลาสติก นับตั้งแต่มีการคิดค้นขึ้นในปี 1935 กระบวนการนี้มีบทบาทสำคัญในการผลิตเนื่องจากข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครในการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีปริมาณมากและมีขนาดยาว บทความนี้เจาะลึกถึงหลักการ การเลือกวัสดุ ข้อดีและข้อเสีย และข้อควรพิจารณาในการออกแบบของการขึ้นรูปด้วยการอัดขึ้นรูปพลาสติก โดยให้ข้อมูลอ้างอิงที่ครอบคลุมสำหรับผู้มีอำนาจตัดสินใจทางธุรกิจและวิศวกร
การขึ้นรูปด้วยการอัดขึ้นรูปพลาสติกเป็นกระบวนการที่พลาสติกหลอมเหลวถูกดันอย่างต่อเนื่องผ่านแม่พิมพ์เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างหน้าตัดเฉพาะ เมื่อเทียบกับวิธีการขึ้นรูปพลาสติกอื่นๆ การอัดขึ้นรูปเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดยาวหรือมีพื้นที่ขนาดใหญ่ เช่น ท่อ โปรไฟล์ และแผ่น การใช้งานมีมากมาย ครอบคลุมเกือบทุกแง่มุมของชีวิตสมัยใหม่:
ระบบการอัดขึ้นรูปประกอบด้วยเครื่องอัดขึ้นรูป แม่พิมพ์ และอุปกรณ์เสริมเป็นหลัก เครื่องอัดขึ้นรูปจะหลอมและขนส่งวัสดุพลาสติกไปยังแม่พิมพ์ ซึ่งจะขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย อุปกรณ์เสริม ได้แก่ ระบบระบายความร้อน หน่วยดึงออก และเครื่องตัดเพื่อควบคุมอัตราการระบายความร้อน ความแม่นยำของมิติ และความยาวในการตัด
ในแง่ของต้นทุน การอัดขึ้นรูปพลาสติกขึ้นอยู่กับการเลือกวัสดุและความซับซ้อนของอุปกรณ์ ต้นทุนวัสดุโดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 1,000 ดอลลาร์ต่อผลิตภัณฑ์ ในขณะที่อุปกรณ์อัดขึ้นรูปมีราคาตั้งแต่ 7,000 ดอลลาร์ถึง 90,000 ดอลลาร์ ขึ้นอยู่กับขนาดการผลิตและความซับซ้อนของชิ้นส่วน
การเลือกวัสดุพลาสติกส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพและการใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูป ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ ได้แก่:
วัสดุอัดขึ้นรูปทั่วไปและคุณสมบัติ:
พลาสติกอเนกประสงค์ที่มีความทนทานต่อสารเคมี ความยืดหยุ่น และความทนทานได้ดีเยี่ยมในราคาประหยัด ใช้สำหรับท่อและบรรจุภัณฑ์ PE ความหนาแน่นต่ำ (LDPE) ให้ความยืดหยุ่นที่เหนือกว่าสำหรับฟิล์ม ในขณะที่ PE ความหนาแน่นสูง (HDPE) ให้ความแข็งแรงมากขึ้นสำหรับภาชนะและท่อ
เทอร์โมพลาสติกที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีจุดหลอมเหลวสูง ความแข็งแรงที่ดี และทนต่อแรงกระแทก ใช้สำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ สิ่งทอ และบรรจุภัณฑ์ มีให้เลือกหลายสี
คุ้มค่าและทนทาน PVC แข็งทนทานต่อรังสีและแรงกระแทกสำหรับหน้าต่าง/ท่อ ในขณะที่ PVC แบบยืดหยุ่นให้ความแข็งแรงในการดึงสำหรับฉนวนสายไฟและการกันน้ำ
พลาสติกแข็งสำหรับบรรจุภัณฑ์และฉนวน สามารถขึ้นรูปเป็นรูปร่างที่ซับซ้อนได้อย่างง่ายดาย
เป็นที่นิยมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติและการอัดขึ้นรูป มีคุณค่าสำหรับรูปลักษณ์ที่สวยงามในตัวเรือนและชิ้นส่วนตกแต่ง
คุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมรวมถึงความทนทานต่อความร้อน/สารเคมี ใช้ในส่วนประกอบยานยนต์และสิ่งทอ พร้อมความทนทานต่อการสึกหรอที่ดีสำหรับตลับลูกปืนและเฟือง
ความแข็งแกร่งสูง ทนความร้อน และความทนทานในราคาที่สูงขึ้น ใช้สำหรับชิ้นส่วนยานยนต์และตัวเรือนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยมีความโปร่งใสเหมาะสำหรับอุปกรณ์ความปลอดภัย
ทั่วไปในภาชนะบรรจุอาหาร/เครื่องดื่ม การใช้งานทางวิศวกรรม และเส้นใย ให้ความแข็งแรง ความชัดเจน และความสามารถในการรีไซเคิล
| วัสดุ | ทนความร้อน | ทนต่อสารเคมี | ทนต่อ UV | ความแข็งแกร่ง | ต้นทุน |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | ปานกลาง | ไม่ดี | ไม่ดี | สูง | ปานกลาง |
| PVC | ไม่ดี | ไม่ดี | ไม่ดี | แปรผัน | ปานกลาง |
| LDPE | ไม่ดี | ดี | ไม่ดี | ต่ำ | ต่ำ |
| HDPE | ปานกลาง | ดี | ปานกลาง | สูง | ต่ำ |
| PP | ดีเยี่ยม | ดีเยี่ยม | ไม่ดี | สูง | ต่ำ |
| ไนลอน | ดีเยี่ยม | ดีเยี่ยม | ปานกลาง | สูง | สูง |
| PC | ดีเยี่ยม | ปานกลาง | ดีเยี่ยม | สูง | สูง |
เพื่อป้องกันปัญหาในการขึ้นรูปด้วยการอัดขึ้นรูปพลาสติก ให้พิจารณาแนวทางการออกแบบเหล่านี้:
แม้ว่าการอัดขึ้นรูปอาจไม่ตรงกับความแม่นยำของการฉีดขึ้นรูป การหล่อแบบ และการพิมพ์ 3 มิติ อุปกรณ์ที่ทันสมัยได้ปรับปรุงการควบคุมมิติอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยการเลือกวัสดุที่เหมาะสม การออกแบบแม่พิมพ์ และการจัดการกระบวนการ ผู้ผลิตสามารถใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของการอัดขึ้นรูปเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกคุณภาพสูงและคุ้มค่า
