การขึ้นรูปแบบหมุนเหมาะสำหรับคุณหรือไม่?

ดังนั้นคุณจึงต้องมีชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์พลาสติกสั่งทำพิเศษ แต่คุณไม่รู้ว่าจะต้องทำอย่างไร

มันใหญ่หรือเล็ก?ควรยืดหยุ่นหรือแข็ง?มีลักษณะกลม สี่เหลี่ยม หรือมีรูปร่างแปลกๆ ไหม?คุณมีแม่พิมพ์อยู่แล้วหรือจำเป็นต้องสร้างแม่พิมพ์หรือไม่?

คู่มือนี้จะอธิบายกระบวนการขึ้นรูปประเภทต่างๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบัน เพื่อช่วยให้คุณค้นพบกระบวนการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ของคุณ

แม่พิมพ์พลาสติกคืออะไร?

การปั้น ซึ่งบางครั้งสะกดว่าการขึ้นรูปแบบเป็นกระบวนการผลิตโดยการสร้างของเหลวหรือวัสดุที่ยืดหยุ่นได้โดยใช้กรอบแข็งที่เรียกว่าแม่พิมพ์หรือเมทริกซ์

เมื่อทำการขึ้นรูปพลาสติก ผงโพลีเมอร์หรือของเหลว เช่น โพลีเอทิลีนหรือโพลีโพรพีลีน จะถูกใส่ลงในแม่พิมพ์กลวงเพื่อให้โพลีเมอร์มีรูปร่างได้ขึ้นอยู่กับประเภทของกระบวนการที่ใช้ ช่วงความร้อนและความดันต่างๆ ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ประวัติความเป็นมาของการขึ้นรูปพลาสติก

การปั้นพลาสติกเริ่มขึ้นในปลายปี ค.ศ. 1800 เพื่อเติมเต็มความต้องการลูกบิลเลียดพลาสติก ซึ่งต่างจากลูกบิลเลียดงาช้างที่ใช้กันทั่วไปในสมัยนั้นในปี พ.ศ. 2411 John Wesley Hyatt ได้คิดค้นวิธีทำลูกบิลเลียดโดยการฉีดเซลลูลอยด์เข้าไปในแม่พิมพ์สี่ปีต่อมา ไฮแอทและน้องชายของเขาได้คิดค้นและจดสิทธิบัตรเครื่องจักรเพื่อทำให้กระบวนการเป็นแบบอัตโนมัตินี่เป็นเครื่องฉีดพลาสติกเครื่องแรกที่มีอยู่ และใช้ลูกสูบพื้นฐานเพื่อฉีดพลาสติกเข้าไปในแม่พิมพ์ผ่านกระบอกให้ความร้อน

ในปี 1946 เครื่องฉีดขึ้นรูปแบบสกรูถูกคิดค้นโดย James Hendry ซึ่งเข้ามาแทนที่เทคนิคการฉีดแบบลูกสูบนี่เป็นเทคนิคที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน

การขึ้นรูปแบบหมุนสมัยใหม่มีประวัติอันยาวนานเริ่มต้นในปี ค.ศ. 1855 เมื่อมีการใช้การหมุนและความร้อนเพื่อผลิตกระสุนปืนใหญ่โลหะในอังกฤษ

พลาสติกถูกนำมาใช้ในกระบวนการในช่วงต้นทศวรรษ 1950 เมื่อมีการนำการขึ้นรูปแบบหมุนมาใช้ในการผลิตหัวตุ๊กตาเป็นครั้งแรกจากนั้นในช่วงทศวรรษปี 1960 กระบวนการขึ้นรูปแบบหมุนที่ทันสมัยซึ่งช่วยให้เราสามารถสร้างภาชนะกลวงขนาดใหญ่ที่มีโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำได้รับการพัฒนาในประวัติศาสตร์ล่าสุด การปรับปรุงกระบวนการ อุปกรณ์ที่ดีขึ้น และการพัฒนาผงพลาสติกได้เร่งกระบวนการสร้างผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ซึ่งทำให้การขึ้นรูปแบบหมุนได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว

ประเภทของแม่พิมพ์พลาสติก

เทคนิคที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการขึ้นรูปพลาสติกคือการขึ้นรูปแบบหมุน การฉีดขึ้นรูป การขึ้นรูปแบบเป่า การขึ้นรูปแบบอัด การขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูป และการขึ้นรูปด้วยความร้อนเราจะกล่าวถึงเทคนิคเหล่านี้ทั้งหมดในคู่มือนี้เพื่อช่วยให้คุณค้นพบกระบวนการที่ดีที่สุดในการผลิตชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์ของคุณ

การปั้นแบบหมุน

Rotational Molding หรือที่เรียกว่า rotomolding เป็นกระบวนการผลิตสำหรับการผลิตชิ้นส่วนและผลิตภัณฑ์กลวงขนาดใหญ่โดยการใส่ผงหรือเรซินเหลวลงในแม่พิมพ์โลหะแล้วหมุนในเตาอบจนกระทั่งเรซินเคลือบด้านในของแม่พิมพ์การหมุนแม่พิมพ์อย่างต่อเนื่องจะสร้างแรงเหวี่ยงที่ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีผนังสม่ำเสมอเมื่อแม่พิมพ์เย็นตัวลง พลาสติกที่แข็งแล้วจะถูกดึงออกจากแม่พิมพ์

วัสดุสิ้นเปลืองน้อยมากในระหว่างกระบวนการ และวัสดุส่วนเกินมักถูกนำกลับมาใช้ใหม่ ทำให้ประหยัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การใช้งานทั่วไปสำหรับการขึ้นรูปแบบหมุน

การขึ้นรูปแบบหมุนมักใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกกลวงขนาดใหญ่ เช่น รถเข็นอเนกประสงค์ ถังเก็บ ชิ้นส่วนรถยนต์ ทุ่นเดินเรือ บ้านสัตว์เลี้ยง ถังขยะรีไซเคิล กรวยถนน ตัวเรือเรือคายัค และสไลเดอร์ในสนามเด็กเล่น

แม่พิมพ์แบบหมุนสามารถปรับแต่งได้สูงและคุ้มค่า

ตัวแม่พิมพ์เองนั้นมีความซับซ้อนสูงเพื่ออำนวยความสะดวกในการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายแม่พิมพ์อาจรวมถึงส่วนแทรก เส้นโค้ง และรูปทรง ตลอดจนโลโก้และช่องสำหรับเม็ดมีดพลาสติกหรือโลหะที่จะวางหลังจากขึ้นรูปผลิตภัณฑ์แล้ว

ต้นทุนเครื่องมือจะต่ำกว่าเมื่อใช้แม่พิมพ์แบบหมุนมากกว่าแม่พิมพ์ฉีดหรือแม่พิมพ์เป่าผลลัพธ์ที่ได้คือต้นทุนเริ่มต้นที่ต่ำกว่าและการดำเนินการผลิตที่คุ้มต้นทุน แม้ว่าจะผลิตได้เพียง 25 รายการในแต่ละครั้งก็ตาม

การฉีดขึ้นรูป

การฉีดขึ้นรูปเป็นกระบวนการในการผลิตชิ้นส่วนพลาสติกตามสั่งโดยการฉีดวัสดุพลาสติกหลอมเหลวที่แรงดันสูงเข้าไปในแม่พิมพ์โลหะเช่นเดียวกับการขึ้นรูปพลาสติกรูปแบบอื่นๆ หลังจากที่พลาสติกหลอมเหลวถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ แม่พิมพ์จะถูกทำให้เย็นลงและเปิดออกเพื่อเผยให้เห็นชิ้นส่วนพลาสติกแข็ง

กระบวนการนี้คล้ายกับแม่พิมพ์เจลโล่ซึ่งเติมแล้วทำให้เย็นลงเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

การใช้งานทั่วไปสำหรับการฉีดขึ้นรูป

การฉีดขึ้นรูปมักใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนพลาสติกตามสั่งที่มีปริมาณสูงมากเครื่องฉีดขึ้นรูปขนาดใหญ่สามารถขึ้นรูปชิ้นส่วนรถยนต์ได้เครื่องจักรขนาดเล็กสามารถผลิตชิ้นส่วนพลาสติกที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการใช้งานในการผ่าตัดนอกจากนี้ ยังมีเม็ดพลาสติกและสารเติมแต่งหลายประเภทที่สามารถใช้ในกระบวนการฉีดขึ้นรูป ซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับนักออกแบบและวิศวกร

แม่พิมพ์ฉีดซึ่งมักทำจากเหล็กหรืออลูมิเนียมมีค่าใช้จ่ายสูงอย่างไรก็ตาม ต้นทุนต่อชิ้นส่วนจะประหยัดมากหากคุณต้องการชิ้นส่วนหลายพันชิ้นต่อปี

สำหรับการฉีดขึ้นรูป เครื่องมือมักจะใช้เวลา 12-16 สัปดาห์ และอีกสี่สัปดาห์ในการผลิต

แม่พิมพ์เป่า

การเป่าขึ้นรูปเป็นวิธีการผลิตชิ้นส่วนพลาสติกแบบกำหนดเองที่มีผนังบางกลวงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาของผนังสม่ำเสมอและรูปทรงมีความสำคัญกระบวนการนี้ใช้หลักการเดียวกับการเป่าแก้ว

เครื่องเป่าพลาสติกให้ความร้อนแก่พลาสติกและฉีดอากาศเพื่อเป่าพลาสติกร้อนเหมือนกับบอลลูนพลาสติกถูกเป่าเข้าไปในแม่พิมพ์ และเมื่อมันขยายตัว มันก็จะกดเข้ากับผนังของแม่พิมพ์จนกลายเป็นรูปร่างหลังจากที่พลาสติก “บอลลูน” เติมลงในแม่พิมพ์ มันก็จะเย็นลงและแข็งตัว และชิ้นส่วนจะถูกดีดออกมากระบวนการทั้งหมดใช้เวลาน้อยกว่าสองนาที ดังนั้นโดยเฉลี่ย 12 ชั่วโมงต่อวันจึงสามารถผลิตได้ประมาณ 1,440 ชิ้น

การใช้งานทั่วไปสำหรับ Blow Molding

กระบวนการเป่าขึ้นรูป ในกรณีส่วนใหญ่ จะสร้างขวด ถังพลาสติก และถังเชื้อเพลิงหากคุณต้องการขวดพลาสติกหลายแสนขวด นี่คือกระบวนการสำหรับคุณการขึ้นรูปแบบเป่าทำได้รวดเร็วและประหยัด โดยตัวแม่พิมพ์มีราคาถูกกว่าการขึ้นรูปแบบฉีด แต่มากกว่าการขึ้นรูปแบบหมุน ... บางครั้งอาจสูงถึง 6 ถึง 7 เท่าของเครื่องมือแบบ Roto-moulding

การอัดขึ้นรูป

การอัดขึ้นรูปทำได้ตรงตามชื่อที่แนะนำวัสดุพลาสติกที่ให้ความร้อนจะถูกใส่ลงในแม่พิมพ์ที่ให้ความร้อน จากนั้นจึงอัดให้เป็นรูปทรงเฉพาะโดยปกติแล้วพลาสติกจะมาเป็นแผ่น แต่ก็สามารถบรรจุเป็นกลุ่มได้เช่นกันเมื่อพลาสติกถูกอัดให้เป็นรูปร่างที่ถูกต้อง กระบวนการให้ความร้อนจะทำให้พลาสติกมีความแข็งแรงสูงสุดขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการทำความเย็น การตัดแต่ง และการถอดชิ้นส่วนพลาสติกออกจากแม่พิมพ์

การใช้งานทั่วไปของการอัดขึ้นรูป

การใช้การอัดขึ้นรูปที่ดีที่สุดคือการเปลี่ยนชิ้นส่วนโลหะด้วยชิ้นส่วนพลาสติกส่วนใหญ่จะใช้สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กและผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณสูงมากอุตสาหกรรมยานยนต์ใช้การอัดขึ้นรูปอย่างหนักเนื่องจากผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีความแข็งแรงและทนทานมาก

ต้นทุนเริ่มต้นของแม่พิมพ์อัดนั้นค่อนข้างมาก ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงจำนวนฟันผุ ขนาดของชิ้นส่วน ความซับซ้อนของชิ้นงาน และการตกแต่งพื้นผิวเหนือสิ่งอื่นใดแต่ต้นทุนของแต่ละชิ้นส่วนจะต่ำเมื่อมีปริมาณมาก ดังนั้นชิ้นส่วนจำนวนมากจึงเหมาะสำหรับการขึ้นรูปรูปแบบนี้

การอัดขึ้นรูป

การขึ้นรูปแบบอัดรีดนั้นคล้ายคลึงกับการฉีดขึ้นรูปยกเว้นว่าจะมีการผลิตรูปทรงต่อเนื่องกันเป็นเวลานานความแตกต่างอีกประการหนึ่งในการขึ้นรูปแบบอัดรีดคือกระบวนการนี้ใช้ "แม่พิมพ์" ไม่ใช่ "แม่พิมพ์"

ชิ้นส่วนที่อัดขึ้นรูปจะทำโดยการบีบวัตถุดิบร้อนผ่านแม่พิมพ์แบบกำหนดเองการสร้างภาพข้อมูลแบบง่ายๆ ก็เหมือนกับการบีบ Play Doh ผ่านรูที่มีรูปร่าง

ในขณะที่การขึ้นรูปรูปแบบอื่นใช้การอัดขึ้นรูปเพื่อนำเม็ดพลาสติกเข้าสู่แม่พิมพ์ กระบวนการนี้จะอัดพลาสติกที่หลอมละลายเข้าไปในแม่พิมพ์โดยตรงรูปร่างของแม่พิมพ์ไม่ใช่แม่พิมพ์ เป็นตัวกำหนดรูปร่างของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

การใช้งานทั่วไปของการอัดขึ้นรูป

ชิ้นส่วนที่ทำจากการอัดขึ้นรูปจะมีหน้าตัดขวางคงที่ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูป ได้แก่ ท่อพีวีซี หลอด และสายยางชิ้นส่วนไม่จำเป็นต้องกลม แต่ต้องมีรูปร่างเหมือนกันตลอดความยาวของชิ้นส่วน

ต้นทุนของการอัดขึ้นรูปค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับกระบวนการขึ้นรูปอื่นๆ เนื่องจากความเรียบง่ายของแม่พิมพ์และตัวเครื่องจักรเอง

อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติของกระบวนการขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูปนั้นจำกัดประเภทของผลิตภัณฑ์ที่สามารถผลิตได้ด้วยเทคนิคนี้

การขึ้นรูปด้วยความร้อน

เทอร์โมฟอร์มิงเป็นกระบวนการผลิตที่แผ่นพลาสติกที่เรียกว่าเทอร์โมพลาสติกถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิขึ้นรูปที่ยืดหยุ่นได้ จากนั้นขึ้นรูปเป็นรูปร่างเฉพาะในแม่พิมพ์ และตัดแต่งเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้เทอร์โมพลาสติกมีวัสดุ สี ผิวเคลือบ และความหนาที่หลากหลาย

เทอร์โมฟอร์มมิงใช้แม่พิมพ์และกระบวนการหลายประเภทเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายในการสร้างผลิตภัณฑ์ 3 มิติ แม่พิมพ์มักเป็นรูปแบบ 3 มิติเดียวที่ทำจากอลูมิเนียมเนื่องจากเทอร์โมฟอร์มมิ่งใช้แรงดันต่ำ จึงสามารถผลิตแม่พิมพ์ได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำโดยใช้วัสดุราคาไม่แพง

การใช้งานทั่วไปของเทอร์โมฟอร์ม

เทอร์โมฟอร์มมิ่งแบบบางมักใช้ในการผลิตถ้วย ภาชนะ ฝาปิด ถาด ตุ่มพอง ฝาพับ และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ สำหรับอาหารและอุตสาหกรรมค้าปลีกทั่วไปแบบใช้แล้วทิ้งการขึ้นรูปด้วยความร้อนแบบหนาประกอบด้วยชิ้นส่วนที่หลากหลาย เช่น ประตูรถยนต์และแผงหน้าปัด แผ่นรองในตู้เย็น และเตียงในรถอเนกประสงค์

โดยเฉลี่ยจะใช้เวลาประมาณ 8 สัปดาห์ในการเตรียมแม่พิมพ์เทอร์โมฟอร์มให้พร้อมสำหรับการผลิตต้นทุนของแม่พิมพ์เทอร์โมฟอร์มขึ้นอยู่กับขนาดของชิ้นส่วนที่ต้องการผลิตแม่พิมพ์สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กอาจมีราคาเพียง 20,000 เหรียญสหรัฐ ในขณะที่แม่พิมพ์ขนาดใหญ่อาจมีราคาสูงกว่า 50,000 เหรียญสหรัฐ