การฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบหลายวัสดุนั้นมีหลายนิยามอาจขึ้นอยู่กับลักษณะของชิ้นงาน ซึ่งได้กล่าวไปแล้วในตอนที่ 2 หรืออาจขึ้นอยู่กับขั้นตอนการผลิตก็ได้

ขั้นตอนการผลิตของการฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบหลายวัสดุนี้มีหลากหลายลักษณะ แต่สามารถแบ่งระบบการผลิตหลักๆ ออกเป็น 2 แบบด้วยกัน และแบ่งเป็นขั้นตอนการผลิต 6 ขั้นตอนตามรูปที่ 1.

ระบบการผลิตแบ่งออกเป็น 2 ระบบคือระบบรูฉีดเดียว (Single sprue system)  เป็นการออกแบบแม่พิมพ์ฉีดแบบหลายวัสดุมี 1 รูฉีดเหมือนแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกทั่วไป และเป็นระบบที่ฉีดน้ำพลาสติกหลายวัสดุ หรือหลายสีผ่านรูฉีดเดียวกัน และระบบหลายรูฉีด (Several sprue system) เป็นการออกแบบแม่พิมพ์ฉีดแบบหลายวัสดุมี 2 รูฉีด และเป็นระบบที่ฉีดน้ำพลาสติกหลายวัสดุ หรือหลายสีไม่ผ่านรูฉีดเดียวกัน เป็นการแยกรูฉีดของแต่ละชนิดพลาสติก
 

รูปที่ 1. แผนผังขั้นตอนการผลิตของการฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบหลายวัสดุ

ขั้นตอนการผลิตทั้ง 6 ขั้นตอนประกอบด้วย

1.ขั้นตอนการฉีดแบบอินเทอร์เวล (Interval injection moulding)

ขั้นตอนนี้เป็นการฉีดพลาสติกชนิดเดียวกันแต่ต่างสีกันเข้าไปในแม่พิมพ์ตัวเดียว โดยมีชุดฉีด 2 ชุด (Two injection unit) บรรจุสีของพลาสติกต่างกันและอาศัยกลไกลทริมมิ่งเป็นตัวควบคุมเวลาและปริมาตรพลาสติกในการฉีดแต่ละสี เป็นขั้นตอนที่เน้นลูกเล่นของสีที่ผิวชิ้นงาน ชิ้นงานที่เกิดจากขั้นตอนนี้จะไม่เหมือนกันทุกชิ้น

รูปที่ 1.1. ขั้นตอนการฉีดแบบอินเทอร์เวล

รูปที่ 1.2. ชิ้นงานตัวอย่างจากขั้นตอนการฉีดแบบอินเทอร์เวล

2. ขั้นตอนการฉีดแบบแซนด์วิช (Sandwich injection moulding)

ขั้นตอนนี้เป็นการฉีดพลาสติกชนิดแรกเข้าไปในแม่พิมพ์จะเป็นผิว (Skin) และทำการฉีดพลาสติกชนิดที่สองเข้าไปเพื่อเป็นแกน (Core) คล้ายกับแซนด์วิช โดยอาศัยกลไกลทริมมิ่งเป็นตัวควบคุมเวลาและปริมาตรของพลาสติกที่ใช้ในแต่ละชุดฉีด

รูปที่ 2.1. ขั้นตอนการฉีดแบบแซนด์วิช

รูปที่ 2.2.  ชิ้นงานตัวอย่างจากขั้นตอนการฉีดแบบแซนด์วิช

3. ขั้นตอนการฉีดแบบมาร์บิง (Marbling)

ขั้นตอนนี้เหมือนกันฉีดแบบขั้นตอนการฉีดแบบอินเทอร์เวล แต่แตกต่างกันที่ขั้นตอนนี้ใช้แค่ชุดฉีด 1 ชุดเท่านั้น (One injection unit) เลยส่งผลทำให้สีที่เกิดขึ้นนั้นมีลวดลายที่ไม่สามารถควบคุมได้

รูปที่ 3.1. ขั้นตอนการฉีดแบบมาร์บิง

รูปที่ 3.2. ชิ้นงานตัวอย่างจากขั้นตอนการฉีดแบบมาร์บิง

4. ขั้นตอนการฉีดแบบคอร์แบล็ค (Core back process)

ขั้นตอนนี้เหมือนแม่พิมพ์ฉีดทั่วไป แต่แตกต่างกันเมื่อขณะทำการฉีดพลาสติกชนิดแรก พื้นที่ส่วนหนึ่งของเบ้าพิมพ์จะถูกปิดด้วยคอร์หรืออินเสิร์ต หลังจากฉีดพลาสติกชนิดแรกเรียบร้อยแล้ว ระบบแม่พิมพ์จะทำการดึงคอร์หรืออินเสิร์ตที่ปิดไว้ออกหรือย้ายตำแหน่งพลาสติกชนิดแรกเพื่อให้ทำการฉีดพลาสติกชนิดที่สองเป็นลำดับต่อไป โดยไม่มีการเปิดแม่พิมพ์ เรียกระบบนี้ว่า (Internal Movement in Mould)

รูปที่ 4.1. ขั้นตอนการฉีดแบบคอร์แบล็ค

รูปที่ 4.2. ชิ้นงานตัวอย่างจากขั้นตอนการฉีดแบบคอร์แบล็ค

5. ขั้นตอนการฉีดแบบทรานเฟอร์

ขั้นตอนการฉีดแบบทรานเฟอร์ สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 รูปแบบด้วยกัน ดังนี้
 

5.1. ขั้นตอนการฉีดแบบเทคโนโลยีทรานเฟอร์

หลังจากฉีดพลาสติกชนิดแรกเรียบร้อยแล้ว จะมีการย้ายตำแหน่งชิ้นงานแรกเพื่อฉีดพลาสติกชนิดสองเข้าไป โดยใช้ระบบภายนอกหรืออุปกรณ์เสริมในการเคลื่อนย้ายตำแหน่งพลาสติกชนิดแรกด้วยหุ่นยนต์หรือมือคน ในการย้ายพลาสติกชนิดแรกจะเป็นการย้ายแบบนำชิ้นงานซึ่งเป็นพลาสติกชนิดแรก ออกจากแม่พิมพ์ในตำแหน่งที่หนึ่งแล้วค่อยวางชิ้นงานที่เป็นพลาสติกชนิดแรกในตำแหน่งที่สองเพื่อรอการฉีดพลาสติกชนิดที่สองเข้าไป

รูปที่ 5.1.1. ขั้นตอนการฉีดแบบเทคโนโลยีทรานเฟอร์

รูปที่ 5.1.2. ชิ้นงานตัวอย่างจากขั้นตอนการฉีดแบบเทคโนโลยีทรานเฟอร์

5.2. ขั้นตอนการฉีดแบบเทคโนโลยีโรลเทชั่น

ขั้นตอนนี้นิยมใช้กันมากที่สุดสำหรับการฉีดพลาสติกแบบหลายวัสดุ หลังจากฉีดพลาสติกชนิดแรกเรียบร้อยแล้ว ชุดแปลนแม่พิมพ์จะหมุนในแนวนอนเพื่อย้ายตำแหน่งของพลาสติกชนิดแรกไปอยู่ในตำแหน่งต่อไปเพื่อฉีดพลาสติกชนิดที่สองเข้าไป การหมุนแบบนี้เป็นการหมุนแบบแนวตั้ง (Vertical rotatory movement)

รูปที่ 5.2.1. ขั้นตอนการฉีดแบบเทคโนโลยีโรลเทชั่น

รูปที่ 5.2.2. ชิ้นงานตัวอย่างจากขั้นตอนการฉีดแบบเทคโนโลยีโรลเทชั่น

รูปที่ 5.2.3. ตัวอย่างการวางตำแหน่งชิ้นงานของการฉีดแบบเทคโนโลยีโรลเทชั่น

5.3. ขั้นตอนการฉีดแบบเทคโนโลยีเทิร์นนิ่งสเต็คโมลด์

ขั้นตอนนี้เหมือนกับการฉีดแบบโรลเทชั่น แต่ต่างกันตรงที่ว่าขั้นตอนฉีดแบบนี้จะหมุนแนวนอน (Horizontal Rotatory movement) และหมุนด้วยแม่พิมพ์โดยใช้ระบบ Swivel

รูปที่ 5.3.1. ชิ้นงานตัวอย่างจากขั้นตอนการฉีดแบบเทคโนโลยีเทิร์นนิ่งสเต็คโมลด์

6. ขั้นตอนการฉีดแบบประกอบ

ขั้นตอนนี้เป็นการทำให้พลาสติกที่ไม่สามารถเข้ากันได้เลยหรือพลาสติกที่ไม่สามารถเชื่อมติดกันด้วยพันธะทางเคมีมารวมตัวกันเพื่อให้ได้ชิ้นงานตามที่เราต้องการ

รูปที่ 6.1. ชิ้นงานตัวอย่างจากขั้นตอนการฉีดแบบประกอบ
 

ขั้นตอนการผลิตของการฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบหลายวัสดุ ทั้ง 6 ขั้นตอน ตามที่กล่าวมาข้างต้นนั้นจะช่วยให้เข้าใจหลักการของกระบวนการฉีดของพลาสติกแบบหลายวัสดุได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น ซึ่งไม่ว่าจะเป็นการฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบหลายวัสดุที่นิยามตามลักษณะของชิ้นงานหรือตามขั้นตอนการผลิตก็ตาม แต่ความหมายหลักของกระบวนการฉีดของพลาสติก คือการฉีดพลาสติกมากกว่า 2 ชนิดเข้าไปในแม่พิมพ์ตัวเดียวกันนั่นเอง
 

Referance  :  Technical information (Arburg)

ผู้เขียน

อ.พัสกร ทวีวัฒน์ 
วิศวกรชำนาญการ  ศูนย์แม่พิมพ์และเครื่องมือกล Thai – German Institute 

 

อ่านเพิ่มเติม 

กระบวนการฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบหลายวัสดุ ตอนที่ 1 (Multi-Component Injection Moulding Process)

การฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบหลายวัสดุ ตอนที่ 2 (Multi-Component Injection Moulding) ลักษณะชิ้นงานที่ได้จากการฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบหลายวัสดุ