081 755 0982
BKKMOLD@GMAIL.COM
Office Hour
MON-SAT 8:30AM - 5:00PM

สกรูมีความสำคัญอย่างไรกับการฉีดพลาสติก

การฉีดพลาสติกขึ้นรูปเป็นที่รู้จักในวงการอุตสาหกรรมมาอย่างยาวนาน หากต้องการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ทำจากพลาสติกก็จำเป็นต้องมีเครื่องฉีดพลาสติกเป็นเครื่องมือหลักในการผลิต ซึ่งจุดเริ่มต้นของวงการฉีดพลาสติกเกิดขึ้นเมื่อ 130 ปีก่อน เครื่องฉีดพลาสติกถูกสร้างขึ้นมาในศตวรรษที่ 18 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันนามว่า จอห์น เวสลีย์ ไฮแอทแ(John Wesley Hytt) เขาค้นพบปฏิกิริยาทางเคมีของเซลลูลอยด์ (Celluloid) จากวัสดุทางธรรมชาติที่สามารถหลอมละลายและเย็นตัวได้อย่างรวดเร็ว มีความคงทน แข็งแรง นับว่าเป็นพลาสติกกึ่งสังเคราะห์ชนิดแรกของโลก จากนั้นเขาก็หาวิธีหลอมพลาสติกขึ้นรูปเพื่อใช้ในการทำลูกบิลเลียดแทนการใช้งาช้าง จนในที่สุดก็สร้างเครื่องฉีดพลาดสติกขึ้น และจดสิทธิบัตรเครื่องมือการฉีดพลาสติกเป็นของตัวเอง

ปัจจุบันเครื่องฉีดพลาสติกถูกพัฒนาออกมาหลากหลายแบบ โดยส่วนใหญ่เครื่องฉีดพลาสติกจะแตกต่างกันเฉพาะรูปแบบ วัสดุที่ใช้ ระบบส่งกำลัง แต่จุดมุ่งหมายในการนำมาใช้นั้นคล้ายคลึงกันมาก เครื่องฉีดพลาสติกมี 3 ส่วนประกอบหลัก คือกระบอกฉีดแม่พิมพ์ที่ยึดติดกับถังใส่เม็ดพลาสติก แม่พิมพ์ และตัวยึดแม่พิมพ์ กระบวนการฉีดพลาสติกมีความสลับซับซ้อนในการผลิตอยู่มาก ต้องอาศัยความชำนาญในการผลิต เม็ดพลาสติกซึ่งมีขนาดเล็กมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่กี่มิลลิเมตร มันสามารถนำกลับมารีไซเคิลได้มากถึง 15 %  เม็ดพลาสติกเล็ก ๆ จำนวนมากถูกป้อนเข้าสู่กระบอกฉีดพลาสติก เมื่อก่อนเครื่องฉีดพลาสติกในศตวรรษที่ 20 ใช้ความร้อนจากบาร์เรลภายนอกกระบอกฉีดในการหลอมละลายเม็ดพลาสติก แต่เนื่องจากพลาสติกนำความร้อนได้ไม่ดีนัก ทำให้ในกระบอกฉีดมีอุณหภูมิไม่สม่ำเสมอ ตรงกลางภายในกระบอกฉีดเย็นเกินไป ทำให้เม็ดพลาสติกไม่ละลายอย่างสมบูรณ์ หรือหากเพิ่มอุณหภูมิเพื่อให้เม็ดพลาสติกตรงกลางหลอมละลาย บริเวณรอบนอกก็จะร้อนเกินไปและส่งผลให้พลาสติกเสื่อมสภาพ การใส่สกรูเข้าไปที่แกนกลางของกระบอกฉีดช่วยแก้ปัญหาดังกล่าวได้ โดยสกรูมีความยาวสั้นกว่ากระบอกเล็กน้อย มีลักษณะเป็นเกลียวหยาบ ใช้ในการหมุนป้อนส่วนผสมของพลาสติกให้เคลื่อนที่เข้าสู่กระบอก

สกรูจึงนับเป็นสิ้นส่วนสำคัญในการพัฒนาวงการพลาสติกในศตวรรษที่ 20 ยุคเครื่องจักรพลาสติกแบบลูกสูบ สกรูทำให้กระบอกฉีกพลาสติกสมบูรณ์แบบ มีอุณหภูมิสม่ำเสมอ ด้วยวิธีการใหม่ โดยการใส่สกรูเข้าไปในกระบอกสูบทำให้ตรงแกนกลางกระบอกสูบถูกแทนที่ด้วยสกรูที่เป็นเหล็กหนาแทนที่เม็ดพลาสติกบางส่วนตรงแกนกลางกระบอกฉีด ช่วยแก้ปัญหา 3 ประการของการผลิตพลาสติก ประการแรกความหนาแน่นตรงกลางในกระบอกสูบของพลาสติกเหลวเบาบางลงอย่างสม่ำเสมอ แก้ปัญหาตรงกลางที่เย็นเกินไป เม็ดพลาสติกแถบแกนกลางที่รอดพ้นความร้อนจากแถบเครื่องทำความร้อน ยังได้รับความร้อนจากสกรู ประการที่สอง การหมุนของเกลียวที่พันอยู่รอบ ๆ สกรูช่วยส่งเม็ดพลาสติกไปข้างหนาผ่านบาร์เรลให้ความร้อนช่วยผสมเม็ดพลาสติก ประการที่สามในแต่ละช่องว่างของเกลียวช่วยทำให้เม็ดพลาสติกหลอมละลายได้ดีขึ้นเนื่องจากความร้อนของสกรูที่เกิดขึ้น เม็ดพลาสติกมีระยะห่างเพิ่มขึ้นจากการขั้นระหว่างเกลียวสกรู เกลียวสกนูยังทำหน้าที่อัดเม็ดพลาสติกให้เข้ากับกระบอกฉีด ไล่อากาศ ความร้อนของตัวสกรูช่วยในการการตัดเม็ดพลาสติก ซึ่งจำเป็นต่อการละลายพลาสติก 60% – 90% ช่วยสร้างแรงเสียดทานและทำให้เม็ดพลาสติกร้อนตลอดอย่างสม่ำเสมอ พลาสติกหลอมเหลวจะถูกดันให้ไปรวมกันด้านหน้ากระบอกฉีด เกลียวสกรูทำหน้าที่บีบอัดสามารถเคลื่อนถอยหลังและดันกลับเพื่อเพิ่มแรงดันให้พลาสติกเหลวหนาแน่นไหลเข้าสู่แม่พิมพ์ ส่วนปลายของสกรูทำหน้าที่เหมือนลูกสูบที่อัดฉีดพลาสติกเหลวเข้าไปในแม่พิมพ์ พลาสติกเหลวไม่สามารถไหลย้อนกลับได้เมื่อมีเกลียวป้องกันการเคลื่อนที่ของของเหลว เจ้าสิ่งนี้เป็นตัวบังคับให้พลาสติกเหลวเข้าสู่แม่พิมพ์ แม่พิมพ์ที่เต็มไปด้วยอากาศ เมื่อพลาสติกเหลวถูกฉีดเข้าสู้แม่พิมพ์จะทำหน้าที่ไล่อากาศออกจากแม่พิมพ์ ผ่านช่องระบายอากาศเล็ก จากนั้นทำการหล่อเย็น น้ำจะไหลผ่านช่องทางภายในแม่พิมพ์หลังจากส่วนที่ฉีดแข็งตัวแล้ว แม่พิมพ์ก็จะถูกเปิดออกเพียงไม่กี่มิลิเมตรเพื่อทำลายสุญญากาศ จากนั้นแม่พิมพ์จะเปิดส่วนที่เหลืออย่างรวดเร็วและถอดชิ้นส่วนพลาสติกขึ้นรูปออก ในขั้นตอนนี้แม่พิมพ์อาจได้รับความเสียหายได้ เครื่องจักรที่มีความแม่นยำในการถอดชิ้นส่วนออกจากแม่พิมพ์จึงมีราคาแพง การถอดชิ้นส่วนออกจากแม่พิมพ์อาจเป็นเรื่องยาก เนื่องจากพลาสติกเมื่อเย็นตัวมันจะหดตัวและติดแน่นกับแกนกลางของแม่พิมพ์ แม่พิมพ์จึงจำเป็นต้องมีหมุดอีเจ็คเตอร์ในตัวสำหรับดันชิ้นส่วนออกจากแม่พิมพ์ ปลายหมุดนั้นขนาบราบไปกับตัวของแม่พิมพ์ แต่ก็ไม่เรียบอย่างสมบูรณ์ทั้งหมด บางรูปแบบแม่พิมพ์ตัวหมุนจำเป็นต้องยื่นออกมาเล็กน้อย ดังนั้นหากคุณลองสังเกตผลิตภัณฑ์พลาสติกอย่างโดยละเอียดคุณจะเห็นจุดวงกลมเล็ก ๆ ที่ไม่เรียบเนียนไปกับผลิตภัณฑ์ เป็นตัวบ่งชี้สำหรับผลิตภัณฑ์ขึ้นรูป

About the author