การขึ้นรูปผลิตภัณฑ์พลาสติก

วิธีการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์พลาสติกมีหลายวิธี แต่ที่สำคัญ และนิยมทำกัน ในวงการอุตสาหกรรมพลาสติกมีดังต่อไปนี้

๑. การขึ้นรูปด้วยเครื่องฉีดพลาสติกเข้าแม่พิมพ์ (Injection molding machine)

เป็นวิธีการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์โดยการฉีดพลาสติก ที่กำลังหลอมเหลวเข้าสู่แบบพิมพ์ ด้วยความดันสูง เครื่องจักรที่ใช้ในการนี้มีขนาดค่อนข้างใหญ่ เป็นที่นิยมแพร่หลาย มีส่วนประกอบสำคัญคือ

• ฮอปเปอร์ (Hopper)

อุปกรณ์ส่วนนี้มีลักษณะเป็นกรวยขนาดใหญ่ เป็นส่วนที่ใช้บรรจุเม็ดพลาสติก และสารเติมแต่ง เพื่อป้อนเข้าเครื่องฉีดพลาสติก

• กระบอกฉีดและสกรู (Injector and screw)

เป็นส่วนสำคัญของเครื่องฉีดพลาสติก ทำหน้าที่หลอมเหลวพลาสติก และสร้างแรงดัน เพื่อฉีดพลาสติกหลอมเหลวเข้าสู่แม่พิมพ์ ประกอบด้วยกระบอกตรึงติดอยู่กับที่ ส่วนต้นของกระบอกเป็นที่ติดตั้งฮอปเปอร์ ตรงส่วนกลาง และส่วนปลายของกระบอก มีเครื่องให้ความร้อน ที่สามารถควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ได้ ปลายของกระบอก จะต่อเข้ากับหัวฉีด ภายในของกระบอกนี้ เป็นสกรูที่มีความยาวสั้นกว่ากระบอกเล็กน้อย มีลักษณะเป็นเกลียวหยาบหมุนป้อนส่วนผสมของพลาสติก ให้เคลื่อนที่เข้าสู่กระบอก สามารถเคลื่อนถอยหลัง และดันกลับ เพื่อเพิ่มแรงดันให้พลาสติกหลอมเหลว ไหลเข้าสู่แม่พิมพ์

• หัวฉีด (nozzle)

เป็นส่วนต่อปลายกระบอกฉีดพลาสติก เข้ากับช่องทางไหลของพลาสติกในแม่พิมพ์ หัวฉีดมีรูขนาดเล็ก เพื่อให้พลาสติกหลอมเหลว ไหลผ่านเข้าสู่ช่องว่างในแม่พิมพ์ ด้วยความรวดเร็ว

• มอเตอร์ขับสกรู (Drived motor)

มอเตอร์ขับสกรู อาจเป็นมอเตอร์ไฟฟ้า หรือมอเตอร์ไฮดรอลิก สำหรับหมุนสกรู และขับดันสกรู เพื่อฉีดพลาสติกที่กำลังหลอมเข้าสู่ช่องว่างในแม่พิมพ์

• แม่พิมพ์ (mold)

เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นช่องว่าง ที่มีรูปร่างตามผลิตภัณฑ์ที่ต้องการผลิต แม่พิมพ์ โดยทั่วไปมักออกแบบให้มี ๒ ชิ้น เพื่อให้สะดวกต่อการถอดผลิตภัณฑ์ออกจากแม่พิมพ์ นอกจากนี้ ต้องมีช่องทางไหลของพลาสติกหลอมเหลวต่อจากหัวฉีด เข้าสู่ช่องว่างในแม่พิมพ์เรียกว่า สปรู (sprue)

• ตัวหนีบยึดแม่พิมพ์ (Hydraulic clamp unit)

ตัวหนีบยึดแม่พิมพ์ซึ่งมักเรียกกันว่า แคล้ม เป็นกลไก สำหรับเปิดและปิดฝาแม่พิมพ์ ขับเคลื่อนด้วยกำลังไฮดรอลิก อุปกรณ์ส่วนนี้ยังรวมทั้งอุปกรณ์ทำความร้อน เพื่ออุ่นแม่พิมพ์ก่อนฉีด และอุปกรณ์ทำความเย็น เพื่อลดอุณหภูมิแม่พิมพ์ ทำให้ผลิตภัณฑ์แข็งตัวก่อนถอดออกจากแม่พิมพ์

• ชุดควบคุมกลาง (Central control)

เป็นชุดควบคุมเครื่องจักรรวมทุกส่วน ได้แก่ อุปกรณ์จ่ายกระแสไฟฟ้า อุปกรณ์วัดและควบคุมอุณหภูมิ อุปกรณ์ควบคุมความดัน และอุปกรณ์ตั้งเวลา

๒. การขึ้นรูปด้วยเครื่องรีดหรือเอกซ์ทรูเดอร์ (Extruder)

เครื่องจักรที่ใช้สำหรับการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์พลาสติกด้วยการรีดนี้ มีลักษณะคล้ายกับวิธีแรก แต่แตกต่างกันตรงที่ เอกซ์ทรูเดอร์ ไม่มีส่วนแม่พิมพ์ และอุปกรณ์ควบ สำหรับแม่พิมพ์ ตรงปลายกระบอกฉีดพลาสติก จะติดตั้ง ดาย (die) ซึ่งมีลักษณะเป็นช่องรีดพลาสติกออกมาเป็นเส้นหรือแผ่น ที่มีรูปหน้าตัดตามรูปดาย การขึ้นรูปด้วยวิธีนี้ สามารถประยุกต์ เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ได้มากมาย เช่น ท่อหรือเส้นพลาสติก ถุงพลาสติก ฟิล์ม แผ่น หรือแท่งพลาสติกที่มีรูปหน้าตัดพิเศษ

๓. การขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ความร้อน

เครื่องจักรที่ใช้ในการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ พลาสติกในลักษณะนี้ มักมีลักษณะไม่ซับซ้อนนัก และมักเรียกชื่อตามลักษณะวิธีการ คือ

• การหล่อแบบพิมพ์แบบลดความดัน (Vacuum molding)
• การหล่อแบบพิมพ์แบบอัด (Compression molding)
• การหล่อแบบพิมพ์แบบถ่ายเท (Transfer molding)
• การหล่อแบบพิมพ์แบบขยายตัวด้วย ความร้อน (Thermalexpansion molding)

๔. การขึ้นแผ่นด้วยการรีด (Carlendering)

เป็นการขึ้นรูปเป็นแผ่นด้วยลูกกลิ้ง ชุดละไม่น้อยกว่า ๓ ลูกขึ้นไป โดยลูกกลิ้ง ๒ ลูกแรก จะมีอุปกรณ์ให้ความร้อน ทำให้พลาสติกอ่อนนิ่ม แล้วถูกอัดรีดออกมาเป็นแผ่น

๕. การขึ้นรูปด้วยการจุ่ม (Dipping)

เป็นการขึ้นรูปอย่างง่าย มักใช้กับพลาสติกชนิดพลาสติซอล เช่น หุ้มด้ามเครื่องมือช่าง

๖. การหล่อแบบ (Casting)

การขึ้นรูปด้วยการหล่อแบบ มักนิยมใช้ผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีขนาดใหญ่ เช่น เรือเร็ว ตัวถังรถยนต์ ถังเก็บน้ำ รูปปั้น เป็นต้น