ในโลกของการผลิตชิ้นส่วนพลาสติกด้วยกระบวนการ ฉีดพลาสติก ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่ยานยนต์ไปจนถึงเครื่องใช้ไฟฟ้า ของใช้ในครัวเรือน ชิ้นส่วนยานยนต์ หรือบรรจุภัณฑ์ ความสมบูรณ์แบบของชิ้นงานถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุด อย่างไรก็ตาม โรงงานฉีดพลาสติก มักต้องเผชิญกับปัญหาด้านคุณภาพที่หลากหลาย หนึ่งในปัญหาที่สร้างความปวดหัวและส่งผลกระทบต่อความสวยงามและฟังก์ชันการใช้งานของผลิตภัณฑ์มากที่สุดคือ Sink Marks หรือ รอยยุบ ซึ่งปรากฏเป็นร่องหรือรอยบุ๋มเล็กน้อยบนพื้นผิวชิ้นงาน และในบทความนี้เราจะมาทำความเข้าใจ Sink Marks ในการฉีดพลาสติก แก้ได้อย่างไร? สาเหตุของ Sink Marks และแนะนำวิธีแก้ไขสำหรับงาน ฉีดพลาสติก ให้ได้ผลดีที่สุด
- การขึ้นรูปพลาสติก 5 ประเภท
- คำแนะนำสำหรับผู้เริ่มต้นอยากสั่งผลิตฉีดพลาสติก
- การออกแบบชิ้นงานสำหรับฉีดพลาสติก
Sink Marks คืออะไร?
Sink Marks คือรอยบุ๋มหรือรอยยุบที่ปรากฏบนพื้นผิวของชิ้นงานพลาสติก โดยส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นบริเวณที่ผนังชิ้นงานมีความหนามาก มีการเปลี่ยนความหนาอย่างกะทันหัน หรือบริเวณที่มีส่วนรองรับ (Ribs) หรือเสา (Bosses) อยู่ด้านหลัง รอยยุบเหล่านี้เกิดจากการที่เนื้อพลาสติกภายในชิ้นงานเกิดการหดตัว (Shrinkage) ในขณะที่กำลังเย็นตัว โดยที่เนื้อพลาสติกภายนอกที่สัมผัสกับผิวแม่พิมพ์ได้แข็งตัวแล้ว ทำให้เนื้อภายในดึงผิวภายนอกให้ยุบตัวตามลงไป
ต้นตอของปัญหา: สาเหตุหลักของ Sink Marks
การทำความเข้าใจสาเหตุของ Sink Marks จำเป็นต้องพิจารณาจาก 3 องค์ประกอบหลักในกระบวนการ ฉีดพลาสติก ได้แก่ การออกแบบผลิตภัณฑ์, การออกแบบแม่พิมพ์, และเงื่อนไขการฉีด (Process Parameters)
1. การออกแบบชิ้นงาน (Part Design)
นี่คือสาเหตุที่ควบคุมได้ยากที่สุดเมื่อเริ่มการผลิตแล้ว
- ความหนาของผนังไม่สม่ำเสมอ: เป็นสาเหตุอันดับหนึ่ง บริเวณที่หนาจะเย็นตัวช้ากว่าบริเวณที่บาง ทำให้เกิดการหดตัวที่แตกต่างกันและไม่พร้อมกัน
- ซี่โครง (Ribs) หรือเสา (Bosses) ที่หนาเกินไป: ตามหลักการออกแบบที่ดี ความหนาของซี่โครงหรือเสาไม่ควรเกิน 50-60% ของความหนาผนังชิ้นงานหลัก เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของเนื้อพลาสติกที่มากเกินไป
2. เงื่อนไขการฉีด (Process Parameters)
เป็นปัจจัยที่ โรงงานฉีดพลาสติก สามารถปรับแต่งได้ง่ายที่สุด
- ความดันและเวลาในการย้ำ (Holding Pressure and Time) ไม่เพียงพอ: การย้ำความดันมีบทบาทสำคัญในการอัดฉีดเนื้อพลาสติกเพิ่มเติมเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์เพื่อชดเชยการหดตัว หากความดันต่ำเกินไป หรือย้ำไม่นานพอ เนื้อพลาสติกที่จำเป็นในการเติมเต็มการหดตัวจะถูกปิดกั้นโดย Gate ที่แข็งตัวแล้ว ทำให้เกิดช่องว่างภายในและรอยยุบ
- อุณหภูมิพลาสติกเหลว (Melt Temperature) สูงเกินไป: อุณหภูมิสูงทำให้พลาสติกมีปริมาตรเพิ่มขึ้นและมีการหดตัวหลังการเย็นตัวมากขึ้น
- อุณหภูมิแม่พิมพ์ (Mold Temperature) สูงเกินไป: หากแม่พิมพ์ร้อนเกินไป จะทำให้ชิ้นงานเย็นตัวช้าลง ยืดระยะเวลาการหดตัว และเพิ่มโอกาสที่ Gate จะแข็งตัวก่อนที่การย้ำความดันจะเสร็จสมบูรณ์
3. การออกแบบแม่พิมพ์ (Mold Design)
- ตำแหน่งและขนาดของ Gate (ทางเข้าพลาสติก) ไม่เหมาะสม: หาก Gate มีขนาดเล็กเกินไป หรือตำแหน่งอยู่ห่างจากบริเวณที่หนาของชิ้นงาน จะทำให้การถ่ายโอนความดันย้ำเข้าไปในบริเวณที่ต้องการชดเชยการหดตัวทำได้ไม่ดีพอ
- ระบบทำความเย็นไม่สม่ำเสมอ: หากการระบายความร้อนในแม่พิมพ์ไม่สมดุล โดยเฉพาะบริเวณที่เกิดรอยยุบ อาจทำให้การแข็งตัวไม่เท่ากันและนำไปสู่ปัญหา Sink Marks ได้
กลยุทธ์แก้ไข Sink Marks อย่างมืออาชีพ
การแก้ไขปัญหา Sink Marks ที่ดีที่สุดคือการปรับปรุงอย่างเป็นระบบ โดยเริ่มจากการปรับปรุงการตั้งค่ากระบวนการ ฉีดพลาสติก ก่อนที่จะพิจารณาการแก้ไขที่แม่พิมพ์หรือชิ้นงาน
1. การปรับปรุงเงื่อนไขการฉีด (Process Optimization)
นี่คือขั้นตอนแรกที่ต้องดำเนินการและให้ผลรวดเร็วที่สุด
| ปัญหาด้านเงื่อนไข | แนวทางแก้ไข | เหตุผล |
| ความดันย้ำไม่พอ | เพิ่มความดันย้ำ (Holding Pressure) ให้สูงขึ้น | เพื่ออัดเนื้อพลาสติกเข้าไปในโพรงมากขึ้น ชดเชยการหดตัวก่อนที่ Gate จะแข็งตัว |
| เวลาในการย้ำสั้นไป | เพิ่มเวลาในการย้ำ (Holding Time) ให้ยาวนานขึ้น | เพื่อให้แน่ใจว่าได้มีการถ่ายเทความดันและเนื้อพลาสติกเข้าไปอย่างเพียงพอจนกระทั่ง Gate แข็งตัว |
| อุณหภูมิพลาสติกสูง | ลดอุณหภูมิพลาสติกเหลว (Melt Temperature) | การลดอุณหภูมิจะช่วยลดอัตราการหดตัวโดยรวมของพลาสติก |
| อุณหภูมิแม่พิมพ์สูง | ลดอุณหภูมิแม่พิมพ์ (Mold Temperature) | ช่วยให้ชิ้นงานแข็งตัวเร็วขึ้น ซึ่งอาจช่วยให้เกิดการแข็งตัวพร้อมกันมากขึ้นและลดการดึงรั้งของเนื้อภายใน |
2. การปรับปรุงการออกแบบชิ้นงานและแม่พิมพ์ (Design Improvements)
หากการปรับเงื่อนไขการฉีดไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างสมบูรณ์ ต้องพิจารณาการปรับปรุงเชิงโครงสร้าง
- แก้ไขความหนาของผนัง: ในขั้นตอนการออกแบบ (DFM – Design for Manufacturability) ควรพยายาม รักษาความหนาของผนังให้สม่ำเสมอ ทั่วทั้งชิ้นงาน หากเลี่ยงไม่ได้ที่จะต้องมีความหนาต่างกัน ควรทำให้การเปลี่ยนผ่านเป็นไปอย่างค่อยเป็นค่อยไป
- ลดความหนาของ Ribs และ Bosses: ปรับความหนาของซี่โครงหรือเสาให้สัมพันธ์กับความหนาของผนังหลัก (ไม่เกิน 60%) เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของเนื้อพลาสติกมากเกินไป
- ขยายขนาด Gate: โดยเฉพาะบริเวณที่เกิด Sink Marks เพื่อให้แรงดันย้ำ (Packing Pressure) สามารถส่งผ่านเข้าไปชดเชยการหดตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพก่อนที่ Gate จะแข็งตัว
3. การเลือกใช้วัสดุ (Material Selection)
- เลือกใช้วัสดุที่มีอัตราการหดตัวต่ำ: พลาสติกบางชนิด เช่น PP (Polypropylene) หรือ PE (Polyethylene) มีอัตราการหดตัวสูงกว่า PS (Polystyrene) หรือ ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) การเลือกใช้พลาสติกที่มีการหดตัวต่ำกว่าสามารถช่วยลดปัญหา Sink Marks ได้อย่างมาก
ปัญหา Sink Marks ในกระบวนการ ฉีดพลาสติก ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่เป็นเครื่องบ่งชี้ถึงความไม่สมดุลระหว่างการออกแบบชิ้นงาน การออกแบบแม่พิมพ์ และเงื่อนไขการประมวลผล และสามารถแก้ไขได้ด้วยการวางแผนตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ การเลือกวัสดุ การปรับปรุงแม่พิมพ์ และการปรับเงื่อนไขการฉีด การเลือกโรงงานผู้ผลิตที่มีประสบการณ์และมีทีมวิศวกรเชี่ยวชาญ จะช่วยลดปัญหาและเพิ่มคุณภาพชิ้นงานได้อย่างมาก
หากต้องการสั่งผลิตชิ้นงานฉีดพลาสให้มั่นใจในคุณภาพและชิ้นงานให้ออกมาสมบูรณ์และตรงตามแบบควรเลือกโรงงานผลิตฉีดพลาสติกที่สามารถไว้ใจและมีความเชี่ยวชาญในด้านงานฉีดพลาสติก บริษัท ดีมาร์ค อุตสาหกรรม ด้วยประสบการณ์ทำงานการฉีดพลาสติกในประเทศไทยและส่งออกมากกว่า 30 ปี เราให้ความสำคัญกับทุกๆขั้นตอนของการผลิต การฉีดพลาสติก ตั้งแต่กระบวนการเริ่มต้นเขียนแบบวางแผนจนถึงขั้นตอนการผลิตต่างๆ เรามีทีมงานเชี่ยวชาญคอยตรวจเช็คชิ้นงานทุกชิ้นให้มีความสมบูรณ์และคุณภาพที่ดี
DEEMARK INDUSTRY CO.,LTD
3/27 หมู่ 2 ซ.วัดศรีเรืองบุญ ถ.กาญจนาภิเษก
ต.ปลายบาง อ.บางกรวย จ.นนทบุรี 11130
email : sukhumlee@gmail.com
Phone : 02-985-1546, 081-844-8224
Fax : 02-984-1538
line : 081.844.8224