การจำแนกประเภทหลักและการใช้งานของแม่พิมพ์พลาสติก

แม่พิมพ์พลาสติกเป็นเครื่องมือชนิดหนึ่งที่ใช้ในการประมวลผลผลิตภัณฑ์พลาสติก ซึ่งให้การกำหนดค่าและขนาดที่แม่นยำแก่ผลิตภัณฑ์พลาสติก แม่พิมพ์พลาสติกมีหลายประเภทและโครงสร้าง ขึ้นอยู่กับชนิดของพลาสติก วิธีการประมวลผล และโครงสร้างของผลิตภัณฑ์พลาสติก แม่พิมพ์พลาสติกเป็นแม่พิมพ์ชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการอัดขึ้นรูป การอัดรีด การฉีด การเป่า และการขึ้นรูปโฟมต่ำ
แม่พิมพ์พลาสติกทั่วไปประกอบด้วยสองส่วน คือ แม่พิมพ์เคลื่อนที่และแม่พิมพ์คงที่ แม่พิมพ์เคลื่อนที่ติดตั้งบนแผ่นแม่พิมพ์เคลื่อนที่ของเครื่องฉีดพลาสติก และแม่พิมพ์คงที่ติดตั้งบนแผ่นแม่พิมพ์คงที่ของเครื่องฉีดพลาสติก ในระหว่างการฉีดพลาสติก แม่พิมพ์เคลื่อนที่และแม่พิมพ์คงที่ปิดกันเพื่อสร้างระบบการเทและโพรง และเมื่อเปิดแม่พิมพ์ แม่พิมพ์เคลื่อนที่และแม่พิมพ์คงที่จะแยกออกจากกันเพื่อเอาผลิตภัณฑ์พลาสติกออก

1. การจำแนกประเภทของแม่พิมพ์พลาสติก

ตามวิธีการขึ้นรูปที่แตกต่างกัน ประเภทของแม่พิมพ์พลาสติกที่สอดคล้องกับข้อกำหนดกระบวนการที่แตกต่างกันสามารถแบ่งออกได้เป็นหลัก ๆ ได้แก่ แม่พิมพ์ฉีด แม่พิมพ์อัดรีด แม่พิมพ์ขึ้นรูป แม่พิมพ์โฟมโพลีสไตรีนสูง ฯลฯ

1.1 แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก
แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกเป็นแม่พิมพ์ที่ใช้ในการขึ้นรูปที่ใช้บ่อยที่สุดในการผลิตชิ้นส่วนเทอร์โมพลาสติก อุปกรณ์การประมวลผลที่สอดคล้องกับแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกคือเครื่องฉีดพลาสติก พลาสติกจะถูกทำให้ร้อนและหลอมในถังความร้อนที่ด้านล่างของเครื่องฉีด จากนั้นขับเคลื่อนโดยสกรูหรือกระบอกสูบของเครื่องฉีด เข้าสู่โพรงแม่พิมพ์ผ่านหัวฉีดของเครื่องฉีดและระบบการเทของแม่พิมพ์ พลาสติกจะถูกทำให้เย็นและแข็งตัวเพื่อขึ้นรูป และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะถูกถอดออกจากแม่พิมพ์

แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกมักประกอบด้วยชิ้นส่วนการขึ้นรูป ระบบการเท ชิ้นส่วนไกด์ กลไกการดีดออก ระบบปรับอุณหภูมิ ระบบระบายอากาศ ชิ้นส่วนรองรับ ฯลฯ วัสดุที่ใช้ในการผลิตมักใช้โมดูลเหล็กแม่พิมพ์พลาสติก วัสดุที่ใช้ทั่วไปส่วนใหญ่เป็นเหล็กโครงสร้างคาร์บอน เหล็กเครื่องมือคาร์บอน เหล็กเครื่องมือผสม เหล็กความเร็วสูง ฯลฯ
วิธีการประมวลผลการฉีดพลาสติกมักใช้ได้เฉพาะกับการผลิตผลิตภัณฑ์เทอร์โมพลาสติกเท่านั้น ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ผลิตโดยกระบวนการฉีดพลาสติกมีความหลากหลายมาก ตั้งแต่ของใช้ประจำวันไปจนถึงชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ซับซ้อนต่าง ๆ เครื่องใช้ไฟฟ้า ชิ้นส่วนยานพาหนะ ฯลฯ ทั้งหมดถูกขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก มันเป็นวิธีการประมวลผลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติก

1.2 แม่พิมพ์อัดพลาสติก

แม่พิมพ์อัดพลาสติกประกอบด้วยแม่พิมพ์โครงสร้างสองประเภท: การอัดขึ้นรูปและการฉีดอัดขึ้นรูป พวกมันเป็นแม่พิมพ์ชนิดหนึ่งที่ใช้สำหรับการขึ้นรูปพลาสติกเทอร์โมเซตติ้ง และอุปกรณ์ที่ใช้คือเครื่องอัดขึ้นรูป
วิธีการอัดขึ้นรูปตามลักษณะของพลาสติก แม่พิมพ์จะถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิการขึ้นรูป (โดยทั่วไปอยู่ที่ 103 ° - 108 °) จากนั้นผงพลาสติกที่วัดได้จะถูกใส่ลงในโพรงแม่พิมพ์และห้องชาร์จ ปิดแม่พิมพ์ พลาสติกจะไหลอย่างนุ่มนวลภายใต้ความร้อนสูงและความดันสูง หลังจากระยะเวลาหนึ่งจะถูกทำให้แข็งและขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ การฉีดอัดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูปแตกต่างกันตรงที่มีห้องชาร์จแยกต่างหาก แม่พิมพ์จะปิดก่อนการขึ้นรูป พลาสติกในห้องชาร์จจะถูกทำให้ร้อนล่วงหน้าเป็นสถานะไหลนุ่มนวล จากนั้นถูกบีบอัดเข้าสู่โพรงแม่พิมพ์ภายใต้ความดัน ถูกทำให้แข็งและขึ้นรูป

แม่พิมพ์ฉีดอัดขึ้นรูปประกอบด้วยโพรงแม่พิมพ์ ห้องชาร์จ กลไกการนำทาง ชิ้นส่วนการเปิดตัว ระบบทำความร้อน ฯลฯ แม่พิมพ์ฉีดอัดขึ้นรูปใช้กันอย่างแพร่หลายในงานห่อหุ้มชิ้นส่วนไฟฟ้า วัสดุที่ใช้ในการผลิตแม่พิมพ์อัดขึ้นรูปมีพื้นฐานเดียวกันกับแม่พิมพ์ฉีด

1.3 แม่พิมพ์อัดรีดพลาสติก

แม่พิมพ์อัดรีดพลาสติกใช้ในการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีรูปร่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นแม่พิมพ์ชนิดหนึ่งที่เรียกว่าหัวอัดรีด ใช้กันอย่างแพร่หลายในท่อ แท่ง เส้นใยเดี่ยว แผ่น ฟิล์ม การหุ้มสายไฟและสายเคเบิล โปรไฟล์ และการประมวลผลอื่น ๆ

อุปกรณ์การผลิตที่สอดคล้องกับแม่พิมพ์อัดรีดพลาสติกคือเครื่องอัดรีดพลาสติก หลักการคือพลาสติกแข็งในสภาวะการให้ความร้อนและแรงดันหมุนของสกรูเครื่องอัดรีด จะหลอมละลายและพลาสติกไหลผ่านปากแม่พิมพ์ที่มีรูปร่างเฉพาะและทำให้ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีรูปร่างต่อเนื่องเหมือนกับรูปร่างของปากแม่พิมพ์

วัสดุที่ใช้ในการผลิตแม่พิมพ์อัดรีดพลาสติกส่วนใหญ่เป็นเหล็กโครงสร้างคาร์บอน เหล็กเครื่องมือผสม ฯลฯ แม่พิมพ์อัดรีดบางชนิดที่ต้องการชิ้นส่วนทนการสึกหรอจะฝังด้วยเพชรและวัสดุทนการสึกหรออื่น ๆ กระบวนการอัดรีดมักใช้ได้เฉพาะกับการผลิตผลิตภัณฑ์เทอร์โมพลาสติกเท่านั้น โครงสร้างของมันและแม่พิมพ์ฉีดและแม่พิมพ์อัดมีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน

1.4 แม่พิมพ์เป่าพลาสติก

แม่พิมพ์เป่าพลาสติกใช้ในการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์พลาสติกที่เป็นภาชนะกลวง (เช่น ขวดเครื่องดื่ม ของใช้ประจำวัน และภาชนะบรรจุอื่น ๆ) ซึ่งเป็นแม่พิมพ์ชนิดหนึ่ง รูปแบบของการเป่าพลาสติกตามหลักการของกระบวนการมีหลัก ๆ คือ การเป่าแบบอัดรีด การเป่าแบบฉีด การเป่าแบบฉีด การเป่าแบบฉีดขยาย (ที่รู้จักกันทั่วไปว่า 'การฉีดดึงเป่า') การเป่าหลายชั้น การเป่าแผ่น และการเป่าอื่น ๆ อุปกรณ์ที่ใช้ในการเป่าผลิตภัณฑ์กลวงมักเรียกว่าเครื่องเป่าพลาสติก และการเป่าพลาสติกใช้ได้เฉพาะกับการผลิตผลิตภัณฑ์เทอร์โมพลาสติกเท่านั้น โครงสร้างของแม่พิมพ์เป่าค่อนข้างง่าย และวัสดุที่ใช้ส่วนใหญ่ทำจากคาร์บอน

1.5 แม่พิมพ์ดูดพลาสติก

แม่พิมพ์ดูดพลาสติกเป็นแม่พิมพ์ที่ใช้แผ่นพลาสติกเป็นวัตถุดิบในการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์พลาสติกที่เรียบง่ายบางชนิด หลักการคือการใช้วิธีการดูดสูญญากาศหรือวิธีการขึ้นรูปด้วยอากาศอัดเพื่อทำให้แผ่นพลาสติกที่ติดอยู่ในแม่พิมพ์เว้า หรือแม่พิมพ์นูน ในกรณีที่มีการให้ความร้อนจนแผ่นพลาสติกอ่อนตัวและติดกับโพรงแม่พิมพ์เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ของใช้ประจำวัน อาหาร ของเล่น ผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์ แม่พิมพ์ดูดพลาสติกสำหรับการขึ้นรูปมีแรงดันต่ำ ดังนั้นวัสดุของแม่พิมพ์ส่วนใหญ่ใช้อลูมิเนียมหล่อหรือวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ โครงสร้างค่อนข้างง่าย

1.6 แม่พิมพ์ขึ้นรูปโฟมโพลีสไตรีนที่มีการขยายตัวสูง
แม่พิมพ์โฟมโพลีสไตรีนที่มีการขยายตัวสูงเป็นแม่พิมพ์ชนิดหนึ่งที่ใช้วัตถุดิบของโพลีสไตรีนที่ขยายตัวได้ (วัสดุเม็ดที่ประกอบด้วยโพลีสไตรีนและสารเป่าลม) เพื่อขึ้นรูปวัสดุบรรจุภัณฑ์โฟมต่างๆ ในรูปทรงที่ต้องการ หลักการคือโพลีสไตรีนที่ระเหยได้สามารถขึ้นรูปเป็นไอน้ำภายในแม่พิมพ์ ซึ่งรวมถึงแม่พิมพ์ที่ใช้งานด้วยมือแบบง่ายและแม่พิมพ์โฟมแบบไฮดรอลิกที่ใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์สำหรับสินค้าทางอุตสาหกรรม วัสดุที่ใช้ในการผลิตแม่พิมพ์ชนิดนี้คืออลูมิเนียมหล่อ สแตนเลส ทองสัมฤทธิ์ เป็นต้น

2. หลักการทำงานของแม่พิมพ์พลาสติก

แม่พิมพ์พลาสติกโดยทั่วไปประกอบด้วยฐานแม่พิมพ์ (แม่พิมพ์คงที่) แกนแม่พิมพ์ (แม่พิมพ์เคลื่อนที่) หมุดดัน แท่งดัน และส่วนประกอบอื่นๆ หลักการทำงานคือวัสดุพลาสติกถูกให้ความร้อนและหลอมเหลวและฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ จากนั้นขึ้นรูปด้วยแรงดัน อุณหภูมิ และปัจจัยอื่นๆ

ในขั้นตอนแรก วัสดุพลาสติกจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่แน่นอนเพื่อให้มันหลอมเหลวและสามารถฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ได้
ในขั้นตอนที่สอง วัสดุพลาสติกในสภาพหลอมเหลวจะถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์
ขั้นตอนที่สาม รอให้วัสดุพลาสติกแข็งตัวและขึ้นรูป และถอดผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปออก

3. กระบวนการทำแม่พิมพ์พลาสติก

การผลิตแม่พิมพ์พลาสติกสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน: การออกแบบแม่พิมพ์ การประมวลผลแม่พิมพ์ และการทดลองแม่พิมพ์ ในบรรดานั้น การออกแบบแม่พิมพ์เป็นหนึ่งในขั้นตอนที่สำคัญที่สุด ต้องพิจารณารูปร่าง ขนาด ความหนา โครงสร้าง และปัจจัยอื่นๆ ของผลิตภัณฑ์พลาสติกอย่างเต็มที่ ออกแบบโครงสร้างแม่พิมพ์ที่เหมาะสมตามความต้องการจริง

ขั้นตอนการประมวลผลแม่พิมพ์ ต้องพึ่งพาอุปกรณ์การตัดเฉือน CNC และเครื่องมือตัดหลากหลายชนิดเพื่อทำให้เสร็จ โดยปกติความแม่นยำของการประมวลผลแม่พิมพ์จะสูงมากเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพสุดท้ายของผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ผลิตออกมาดี

ขั้นตอนการทดลองแม่พิมพ์คือการตรวจสอบว่าแม่พิมพ์ทำงานได้อย่างถูกต้องหรือไม่ โดยปกติจะใช้วัตถุดิบพลาสติกในการทดลองแม่พิมพ์เพื่อตรวจสอบว่าแม่พิมพ์ตรงตามความต้องการในการผลิตจริงหรือไม่

4. ข้อกำหนดของวัสดุแม่พิมพ์พลาสติก

สภาพการทำงานของแม่พิมพ์พลาสติกและแม่พิมพ์เจาะเย็นแตกต่างกัน โดยทั่วไปต้องทำงานที่อุณหภูมิ 150 ° C - 200 ° C นอกจากแรงกดดันแล้ว ยังต้องทนต่อผลกระทบของอุณหภูมิอีกด้วย ตามสภาพการใช้งานของแม่พิมพ์ขึ้นรูปพลาสติก วิธีการประมวลผลที่แตกต่างกันจะสรุปความต้องการประสิทธิภาพพื้นฐานของเหล็กแม่พิมพ์พลาสติกดังนี้

• ความแข็งผิวและความต้านทานการสึกหรอเพียงพอ

ความแข็งของแม่พิมพ์พลาสติกมักอยู่ที่ต่ำกว่า 50-60HRC หลังการอบชุบแม่พิมพ์ควรมีความแข็งผิวเพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์มีความแข็งแรงเพียงพอ แม่พิมพ์ในการทำงานเนื่องจากการเติมและการไหลของพลาสติกต้องทนต่อความเครียดจากการบีบอัดและการเสียดสีที่มากขึ้น ความต้องการของแม่พิมพ์ในการรักษาความแม่นยำของรูปร่างและความเสถียรของความแม่นยำของขนาด เพื่อให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์มีอายุการใช้งานเพียงพอ ความต้านทานการสึกหรอของแม่พิมพ์ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กและความแข็งของการอบชุบ ดังนั้นการปรับปรุงความแข็งของแม่พิมพ์จะช่วยปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ

• กระบวนการตัดที่ยอดเยี่ยม

แม่พิมพ์ขึ้นรูปพลาสติกส่วนใหญ่ นอกจากการประมวลผล EMD แล้วยังต้องทำการตัดเฉือนและซ่อมแซมแคลมป์ในปริมาณที่เหมาะสม เพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือตัด ปรับปรุงประสิทธิภาพการตัด และลดความหยาบผิว ความแข็งของเหล็กสำหรับแม่พิมพ์พลาสติกต้องเหมาะสม

• ประสิทธิภาพการขัดเงาที่ดี

ผลิตภัณฑ์พลาสติกคุณภาพสูง ความต้องการของค่าความหยาบผิวของโพรงแม่พิมพ์มีค่าน้อย ตัวอย่างเช่น ค่าความหยาบผิวของโพรงแม่พิมพ์ฉีดต้องมีค่าน้อยกว่า Ra0.1 ~ 0.25 ระดับ พื้นผิวออปติคอลต้องการ Ra<0.01nm โพรงแม่พิมพ์ต้องถูกขัดเงาเพื่อลดค่าความหยาบผิว ด้วยเหตุนี้ การเลือกเหล็กต้องมีสิ่งเจือปนน้อย เนื้อเยื่อมีความละเอียดสม่ำเสมอ ไม่มีทิศทางของเส้นใย การขัดเงาไม่ควรปรากฏข้อบกพร่องเช่นหลุมหรือผิวส้ม

• ความเสถียรทางความร้อนที่ดี

ชิ้นส่วนแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกมักมีรูปร่างซับซ้อน ยากต่อการประมวลผลหลังการชุบแข็ง ดังนั้นควรพยายามใช้ความเสถียรทางความร้อนที่ดี เมื่อกระบวนการขึ้นรูปแม่พิมพ์หลังการอบชุบเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นมีค่าน้อย การเปลี่ยนรูปจากการอบชุบมีค่าน้อย อัตราการเปลี่ยนแปลงของขนาดที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิมีค่าน้อย องค์กรทางโลหะวิทยาและขนาดของแม่พิมพ์มีความเสถียร สามารถลดหรือไม่ต้องประมวลผลอีกต่อไป สามารถรับประกันความแม่นยำของขนาดแม่พิมพ์และความต้องการของความหยาบผิว

5. การใช้แม่พิมพ์พลาสติก

แม่พิมพ์พลาสติกถูกใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตสิ่งจำเป็นในชีวิตประจำวัน การผลิตในอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทางการแพทย์ กล่องบรรจุภัณฑ์พลาสติกและสาขาอื่นๆ

• การผลิตสิ่งจำเป็นในชีวิตประจำวัน แม่พิมพ์พลาสติกถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตสิ่งจำเป็นในชีวิตประจำวัน เช่น ถ้วยพลาสติก ชามพลาสติก ตะเกียบพลาสติก เป็นต้น
• การผลิตในอุตสาหกรรม แม่พิมพ์พลาสติกยังมีบทบาทสำคัญในการผลิตในอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น การผลิตรถยนต์