ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กิจกรรมการผลิตได้เพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการพลาสติกและโลหะทั่วโลก ส่งผลให้กระบวนการฉีดขึ้นรูปและการอัดรีดเติบโตอย่างมีนัยสำคัญ กระบวนการเหล่านี้ใช้ในการผลิตพลาสติกจำนวนมากด้วยความเร็วที่สามารถแข่งขันได้
อย่างไรก็ตาม ทั้งสองวิธีมีความแตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น การฉีดขึ้นรูปนั้นเหมาะสำหรับรูปทรงสามมิติมากกว่า ในขณะที่การอัดขึ้นรูปนั้นเหมาะสำหรับรูปทรงสองมิติมากกว่า บล็อกนี้จะเปรียบเทียบกระบวนการเหล่านี้เพิ่มเติม โดยสำรวจการใช้งานในการผลิตพลาสติก ข้อดีและข้อเสีย และความแตกต่างที่สำคัญ
สารบัญ
กระบวนการฉีดขึ้นรูป
กระบวนการอัดรีด
ความแตกต่างระหว่างการฉีดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูป
สรุป
กระบวนการฉีดขึ้นรูป
ผู้ผลิตทั่วโลกกำลังนำกระบวนการและนวัตกรรมต่างๆ มาใช้เพื่อให้การผลิตจำนวนมากมีต้นทุนต่ำ ส่งผลให้การฉีดขึ้นรูปกลายเป็นกระบวนการที่ผู้ผลิตส่วนใหญ่เลือกใช้ เนื่องจากใช้เทคโนโลยีต้นทุนต่ำในการผลิตปริมาณมากและใช้งานได้หลากหลาย ซึ่งเห็นได้จากขนาดตลาดการฉีดทั่วโลกที่เติบโตอย่างรวดเร็ว ซึ่งมีมูลค่าอยู่ที่ 261.8 พันล้านเหรียญสหรัฐในปี 2021 และคาดว่าจะเติบโตที่อัตรา CAGR 4.8% ระหว่างปี 2022-2030
กระบวนการฉีดขึ้นรูปจะแปลงเรซินพลาสติกให้เป็นผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ซับซ้อนโดยใช้ความร้อน แรงดัน เครื่องฉีด และแม่พิมพ์ ในกรณีนี้ พลาสติกแข็งจะถูกหลอมละลายที่จุดหลอมเหลวที่กำหนด และฉีดเข้าไปในโครงสร้างแม่พิมพ์ด้วยความเร็วที่กำหนด เครื่องฉีด ให้แรงดันตามที่ต้องการ ขณะที่ทางน้ำช่วยระบายความร้อนเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ตามต้องการ
ข้อดีของการฉีดขึ้นรูป
- ความแม่นยำและความแม่นยำสูง
- ความเข้ากันได้กับพลาสติกส่วนใหญ่
- คุ้มค่าสำหรับการผลิตในปริมาณมาก
- ประสิทธิภาพและประสิทธิผลสูง
- ประสิทธิภาพที่สอดคล้อง
ข้อเสีย
- ระยะเวลารอคอยเริ่มต้นที่ยาวนาน
- ไม่เหมาะกับการผลิตปริมาณน้อย
- ต้นทุนการติดตั้งสูง
กระบวนการอัดรีด
การเติบโตในภาคการผลิตทั่วโลกเป็นแรงกระตุ้นความต้องการ การอัดขึ้นรูปเครื่องจักรความต้องการนี้สะท้อนให้เห็นในตลาดเครื่องจักรอัดรีดระดับโลกซึ่งมีมูลค่าอยู่ที่ 8.33 พันล้านเหรียญสหรัฐในปี 2022 และคาดว่าจะเติบโตที่อัตรา CAGR 4.3% ระหว่างปี 2023-2030
ผลิตภัณฑ์อัดรีดเป็นที่ต้องการอย่างมากเนื่องจากใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ทั่วโลก เช่น ยานยนต์ สินค้าอุปโภคบริโภค และบรรจุภัณฑ์ แม้ว่ากระบวนการอัดรีดสามารถใช้กับโลหะและเซรามิกได้ แต่ส่วนใหญ่ใช้กับวัสดุพลาสติก ซึ่งคิดเป็นสัดส่วน 76.9% ของส่วนแบ่งรายได้ทั่วโลกในปี 2022
กระบวนการอัดรีดเกี่ยวข้องกับการป้อนวัสดุเทอร์โมพลาสติกเข้าไปในแม่พิมพ์ ซึ่งวัสดุจะถูกให้ความร้อน หลอมละลาย จากนั้นจึงอัดผ่านแม่พิมพ์เพื่อสร้างรูปร่างที่ต่อเนื่องและเฉพาะเจาะจง โดยทั่วไป แม่พิมพ์จะประกอบด้วยสกรูหมุนที่ดันวัสดุที่หลอมละลายไปข้างหน้า โดยให้แรงดันที่จำเป็นสำหรับการอัดรีด เมื่อวัสดุออกจากแม่พิมพ์ วัสดุจะแข็งตัวและคงรูปร่างที่ต้องการไว้ กระบวนการนี้เหมาะสำหรับการสร้างผลิตภัณฑ์ เช่น ฟิล์มเป่า, แผ่น, ท่อ, แท่ง และวัสดุที่มีรูปร่างต่างๆ
ข้อดี
- เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตในปริมาณมาก
- หลากหลายมาก
- ราคาถูก
- พื้นผิวที่ยอดเยี่ยม
ข้อเสีย
- ไม่สามารถจัดการกับความเบี่ยงเบนในส่วนตัดขวางหรือขนาดได้
- ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้น
ความแตกต่างระหว่างการฉีดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูป
แม้ว่ากระบวนการฉีดขึ้นรูปและการอัดรีดจะมีลักษณะคล้ายคลึงกัน แต่ก็มีความแตกต่างในหลายแง่มุม เช่น พื้นฐานของกระบวนการ ระดับความแม่นยำ และความเข้ากันได้
กระบวนการ
การฉีดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูปใช้กระบวนการต่างกันเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
1) กระบวนการฉีดขึ้นรูป
กระบวนการฉีดขึ้นรูปเริ่มต้นด้วยการหลอมวัสดุและฉีดเข้าไปในโครงสร้างแม่พิมพ์ที่มีโพรงตามรูปร่างที่ต้องการ จากนั้นจึงทำการระบายความร้อนและแข็งตัว กระบวนการนี้เกิดขึ้นในรอบเฉพาะที่ประกอบด้วย 7 ขั้นตอนหลักตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง
- การเตรียมการก่อนการขึ้นรูป
ผู้ผลิตที่มองหาการสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพและมุ่งหวังให้มีความราบรื่น แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก กระบวนการดำเนินกิจกรรมเตรียมการต่างๆ ได้แก่:
- การเตรียมวัตถุดิบเบื้องต้น
- การทำความสะอาดถัง
- การอุ่นเครื่องก่อนการใส่
- การเลือกตัวแทนปล่อย
- การเพิ่มเนื้อหา
ขั้นตอนแรกในกระบวนการฉีดขึ้นรูปคือการเติมวัสดุ ควรเติมวัสดุในปริมาณที่คงที่เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรในการใช้งานและความสม่ำเสมอของพลาสติก ส่งผลให้ได้ผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง
- การทำให้เป็นพลาสติก
ถังใน เครื่องฉีดขึ้นรูป ใช้ในการให้ความร้อน กด และผสมวัตถุดิบในการหล่อ เพื่อเปลี่ยนจากของแข็งที่เป็นเม็ดหรือผงหลวมๆ ให้กลายเป็นของเหลวหลอมเหลวที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันอย่างต่อเนื่อง
- การฉีด
ลูกสูบหรือสกรูจะสร้างแรงดันอย่างมากผ่านกระบอกสูบฉีดและลูกสูบ ส่งผลให้พลาสติกหลอมละลายผ่านหัวฉีดด้านหน้าของกระบอกสูบและหัวฉีดของแม่พิมพ์
- คูลลิ่ง
เมื่อฉีดพลาสติกหลอมเหลวเข้าไปในช่องแม่พิมพ์ที่ปิดแล้ว จะมีการใส่สารทำความเย็น เช่น น้ำ อากาศ หรือน้ำมัน ลงไปเพื่อทำให้แม่พิมพ์เย็นลงอีก
- การรื้อถอน
เมื่อถึงจุดนี้ พลาสติกที่เย็นตัวแล้วจะถูกดันออกจากแม่พิมพ์โดยใช้เทคนิคการดีดออก เช่น ผ่านหมุดดีดออกหรือแผ่นโลหะ ขั้นตอนนี้ถือเป็นจุดสิ้นสุดของกระบวนการฉีดขึ้นรูปโดยให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนสำเร็จรูปของแม่พิมพ์จะถูกแยกออกโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายหรือบิดเบือนรูปร่าง
- การประมวลผลผลิตภัณฑ์หลังการผลิต
ขั้นตอนหลังการประมวลผลนี้ประกอบด้วยกิจกรรมต่างๆ เช่น การกำจัดความเครียดตกค้างในชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป ซึ่งสะท้อนให้เห็นได้จากความหนา รอยแตก หรือรูปร่างที่ผิดรูป นอกจากนี้ ยังอาจเกี่ยวข้องกับการเพิ่มความชื้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำให้สี ประสิทธิภาพ และขนาดของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปมีความเสถียร
2) กระบวนการอัดรีด
ในระหว่างการอัดรีด วัสดุโพลีเมอร์จะถูกบังคับผ่านแม่พิมพ์โดยใช้สกรูหรือลูกสูบภายใต้แรงดัน กระบวนการอัดรีดแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน:
- การทำให้วัสดุเป็นพลาสติกและแรงดัน
ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการป้อนวัตถุดิบในรูปแบบเม็ดหรือเม็ดเล็ก ๆ เข้าไปใน เครื่องอัดรีด ผ่านถัง จากนั้นใช้สกรูเพื่อดันวัสดุเข้าไปในถัง ซึ่งจะทำให้วัสดุได้รับความร้อนและเกิดปฏิกิริยาทางกลเพื่อเริ่มกระบวนการพลาสติก ซึ่งจะทำให้วัสดุเปลี่ยนเป็นสถานะหลอมเหลวหรือพลาสติก พร้อมกันนี้ สกรูที่หมุนได้จะสร้างความร้อน ส่งเสริมการผสม และใช้แรงดันเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุพลาสติกจะมีความสม่ำเสมอ
- การสร้าง
ในขั้นตอนนี้ วัสดุที่อัดขึ้นรูปจะผ่านองค์ประกอบการขึ้นรูปของแม่พิมพ์ ซึ่งรวมถึงช่องเปิดหรือช่องทางที่ออกแบบเป็นพิเศษ สิ่งเหล่านี้จะช่วยให้วัสดุที่อัดขึ้นรูปมีรูปร่างและขนาดตามต้องการ
- คูลลิ่ง
เมื่อวัสดุที่อัดขึ้นรูปออกจากแม่พิมพ์ วัสดุจะเข้าสู่โซนทำความเย็น ทำให้สัมผัสกับกลไกทำความเย็น เช่น อากาศแวดล้อม สเปรย์น้ำ หรืออ่างทำความเย็น วิธีนี้ช่วยลดอุณหภูมิของวัสดุและทำให้แข็งตัว จึงเปลี่ยนจากสถานะหลอมเหลวเป็นของแข็ง
ความเข้ากันได้กับพลาสติก
แม้ว่าพลาสติกบางประเภทที่ใช้ในการฉีดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูปอาจทับซ้อนกันได้ แต่บางวัสดุอาจเหมาะกับกระบวนการหนึ่งหรืออีกกระบวนการหนึ่งมากกว่าเนื่องจากคุณสมบัติและความเข้ากันได้ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น การฉีดขึ้นรูปเข้ากันได้กับพลาสติกทุกประเภท รวมถึงเทอร์โมพลาสติกและพลาสติกเทอร์โมเซ็ตส่วนใหญ่ ความเข้ากันได้นี้ขึ้นอยู่กับความสามารถของกระบวนการในการแปรรูปวัสดุที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่ซับซ้อน
ตรงกันข้ามส่วนใหญ่ extruders เข้ากันได้กับเทอร์โมพลาสติกที่มีคุณสมบัติการไหลและความเสถียรของของเหลวที่หลอมละลายได้ดี เนื่องจากกระบวนการนี้ส่วนใหญ่ต้องอาศัยการไหลของวัสดุอย่างต่อเนื่องเพื่อให้การอัดรีดเป็นไปอย่างราบรื่น
ความแม่นยำ
การฉีดขึ้นรูปมีความแม่นยำสูงกว่าและมีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่าการอัดขึ้นรูป เป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงและซับซ้อนพร้อมความแม่นยำของขนาดที่ยอดเยี่ยม เนื่องจากกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการฉีดวัสดุหลอมเหลวภายใต้แรงดันสูงเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์แบบปิด จึงทำให้ควบคุมรูปร่าง ขนาด และการตกแต่งพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้อย่างแม่นยำ
การอัดรีดเกี่ยวข้องกับการไหลอย่างต่อเนื่องของวัสดุหลอมเหลวผ่านแม่พิมพ์ แม้ว่าแม่พิมพ์อัดรีดสามารถออกแบบได้อย่างแม่นยำ แต่ระดับความแม่นยำจะต่ำกว่าการฉีดขึ้นรูป อย่างไรก็ตาม การอัดรีดสามารถบรรลุระดับความแม่นยำที่ยอมรับได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับรูปร่างและโครงการที่เรียบง่ายกว่าซึ่งต้องการค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดน้อยกว่า
ความลื่นไหลของวัสดุ
ความคล่องตัวของวัสดุเป็นองค์ประกอบที่สำคัญสำหรับทั้งสองกระบวนการ อย่างไรก็ตาม ฉีดขึ้นรูป ต้องใช้วัสดุที่มีการไหลสูงเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถบรรจุแม่พิมพ์ได้อย่างเหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีผนังบางและซับซ้อน วัสดุหลอมเหลวที่ใช้ในกระบวนการนี้ต้องมีการไหลที่ดีเยี่ยมเพื่อให้กระจายเข้าไปในส่วนโค้ง มุม และส่วนที่บางของโพรงแม่พิมพ์ได้อย่างง่ายดาย
ในทางกลับกัน การอัดรีดมีข้อกำหนดการไหลของวัสดุที่เข้มงวดน้อยกว่าเนื่องจากมีลักษณะต่อเนื่องและปลายเปิด สำหรับกระบวนการนี้ ไม่จำเป็นต้องเติมช่องว่างแม่พิมพ์ที่ซับซ้อน ซึ่งหมายความว่าวัสดุต้องการเพียงการไหลที่เพียงพอเพื่อให้ไหลผ่านแม่พิมพ์ได้อย่างราบรื่นและรักษารูปร่างและขนาดที่สม่ำเสมอตลอดความยาวของผลิตภัณฑ์ที่อัดรีด
ความแข็งแรงของการหลอมละลาย
กระบวนการทั้งสองต้องการระดับความแข็งแรงในการหลอมละลายที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น การฉีดขึ้นรูปไม่จำเป็นต้องมีความแข็งแรงในการหลอมละลายสูง เนื่องจากพลาสติกถูกหล่อขึ้นในแม่พิมพ์ จึงมีข้อจำกัดทางเรขาคณิต นอกจากนี้ วัสดุยังถูกฉีดเข้าไปในระบบทำความเย็นที่ควบคุมได้ ซึ่งช่วยให้แข็งตัวได้เร็ว
ในการอัดรีด วัสดุจะออกจากแม่พิมพ์ได้อย่างอิสระและอาจต้องใช้กระบวนการอื่นๆ เช่น การขึ้นรูปด้วยความร้อนและการเป่าขึ้นรูปแบบกลวง กระบวนการเหล่านี้อาจส่งผลให้เกิดการบิดเบี้ยว เช่น การหย่อนและการยืด ซึ่งอาจลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปลง ดังนั้น ความแข็งแรงของโลหะที่จำเป็นในการอัดรีดจึงสูงกว่าในการฉีดขึ้นรูป
สรุป
การเติบโตในภาคการผลิตทำให้การนำการฉีดขึ้นรูปและการอัดรีดมาใช้เพิ่มขึ้นอย่างมาก แม้ว่าทั้งสองกระบวนการจะใช้ในการผลิตพลาสติก แต่ทั้งสองกระบวนการก็มีคุณลักษณะและความแตกต่างในการใช้งานที่แตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น การฉีดขึ้นรูปเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ 3 มิติ ในขณะที่การอัดรีดเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ 2 มิติ นอกจากนี้ การฉีดขึ้นรูปยังเข้ากันได้กับพลาสติกหลากหลายประเภทเมื่อเทียบกับการอัดรีด ดังนั้น การเลือกใช้ระหว่างสองกระบวนการนี้ควรพิจารณาและวางแผนกระบวนการ วัสดุ และประสิทธิภาพอย่างรอบคอบ
เพื่อค้นหาผลิตภัณฑ์และเครื่องจักรนับพันรายการที่เกี่ยวข้องกับการฉีดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูป โปรดไปที่ Chovm.com.
