อุปกรณ์เสริม (Auxiliary equipment)
เครื่องรอบเครื่องฉีดที่ตัดสินว่าชิ้นงานนิ่งหรือไม่

ภาพรวมเครื่อง

อุปกรณ์เสริมคือทุกเครื่องที่อยู่รอบเครื่องฉีดหรือเครื่องรีด แบ่งตามเส้นทางของเม็ดได้เป็นสองฝั่ง ฝั่งก่อนเข้าเครื่องทำให้เม็ดถึงคอเครื่องครบ แห้ง และสัดส่วนถูก ได้แก่ ระบบลำเลียง เครื่องอบ ตัวเติม และตัวดักโลหะ ฝั่งหลังเครื่องคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์ หยิบชิ้นงานออก และนำของเสียกลับมาใช้ ได้แก่ ตัวคุมอุณหภูมิ ชิลเลอร์ หุ่นยนต์ สายพาน และเครื่องบด

ปัญหาหลายอย่างที่ดูเหมือนเป็นเรื่องเครื่องฉีดหรือเรื่องสูตร จริงๆ เริ่มที่อุปกรณ์เสริม เช่น ผิวเป็นเส้นเงินเพราะเครื่องอบหมดสภาพ สีเพี้ยนเพราะตัวเติมไม่ได้สอบเทียบ หรือรอบฉีดยาวเพราะน้ำในแม่พิมพ์ไหลไม่พอ

1. ระบบลำเลียงกลาง (central vacuum conveying) — ปั๊มสุญญากาศและไส้กรองดูดเม็ดจากถุง ถัง หรือเครื่องอบ ไปยังเครื่องต่างๆ
2. ตัวดูดเม็ด (hopper loader / receiver) — รับเม็ดจากท่อลำเลียงแล้วปล่อยลงคอเครื่องเป็นรอบ
3. วาล์วสัดส่วน (proportional valve) — สลับดูดเม็ดใหม่กับ regrind ตามสัดส่วนเวลาที่ตั้ง
4. เครื่องอบเม็ด (dryer) — เป่าลมแห้งร้อนผ่าน hopper อบ ไล่ความชื้นออกจากเม็ด
5. ตัวเติมแบบชั่งน้ำหนัก (gravimetric doser) — เติม masterbatch เข้าคอเครื่องตามเปอร์เซ็นต์ที่ตั้ง
6. ตัวดักโลหะ (magnet / metal separator) — ดักเศษโลหะก่อนเข้าสกรู
7. หุ่นยนต์หรือตัวหยิบ sprue (robot / sprue picker) — หยิบชิ้นงานและ runner ออกจากแม่พิมพ์
8. สายพาน (conveyor) — พาชิ้นงานไปจุดตรวจหรือบรรจุ
9. เครื่องบดข้างเครื่อง (beside-the-press granulator) — บด runner และชิ้นเสียเป็น regrind
10. ตัวคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์ (mould temperature controller, MTC) — หมุนเวียนน้ำหรือน้ำมันที่อุณหภูมิคงที่ผ่านแม่พิมพ์
11. ชิลเลอร์ (chiller) — ทำน้ำเย็นให้แม่พิมพ์และจุดที่ต้องการอุณหภูมิต่ำ
12. หอระบายความร้อน (cooling tower) — ระบายความร้อนของน้ำที่ใช้กับ oil cooler ของเครื่องและ condenser ของชิลเลอร์แบบระบายด้วยน้ำ

ส่วนประกอบทีละหน่วย

1. ลำเลียงเม็ด (material handling)

ระบบลำเลียงมีสองแบบ แบบตัวดูดเม็ดมีปั๊มในตัว (self-contained loader) เหมาะกับเครื่องไม่กี่เครื่อง แบบระบบกลางใช้ปั๊มใหญ่ตัวเดียวกับท่อและวาล์วเลือกเครื่อง เหมาะกับโรงงานหลายเครื่อง จุดที่มักถูกมองข้ามคือฝุ่นและเม็ดเส้น (streamers) ที่เกิดจากเม็ดเสียดสีท่อ ซึ่งไปเป็นจุดดำหรือจุดไม่หลอมในชิ้นงานได้

2. อบเม็ด (drying)

เม็ดที่ดูดความชื้น (hygroscopic) เช่น PET, PA, PC, PBT, ABS และ PMMA ดึงน้ำเข้าไปในเนื้อเม็ด ไม่ใช่แค่ที่ผิว ถ้าฉีดตอนยังชื้น จะเกิดเส้นเงิน (splay) ฟอง และใน PET, PC, PBT น้ำจะตัดสายโซ่ (hydrolysis) จนชิ้นงานเปราะโดยที่ผิวอาจยังดูปกติ เม็ดเหล่านี้ต้องใช้ลมที่แห้งกว่าอากาศรอบตัว ตัวเลขที่บอกความแห้งของลมคือ dew point เครื่องอบแบบ desiccant มักทำได้ราว −40 °C ค่าอ้างอิงทั่วไป ต้องยืนยันกับผู้ผลิตเครื่องและ TDS

อุณหภูมิและเวลาอบของเม็ดที่พบบ่อย ค่าอ้างอิงทั่วไป ให้ยึด TDS ของเกรดที่ใช้

3. เติมและผสม (dosing and blending)

ตัวเติมมีสามแบบ: แบบปริมาตร (volumetric) นับรอบ auger · แบบชั่งน้ำหนักต่อเนื่อง (loss-in-weight) ชั่ง hopper ของ MB แล้วแก้รอบ auger · แบบชั่งเป็นแบตช์ (gravimetric batch blender) ชั่งทีละวัตถุดิบลงถังชั่งแล้วผสม ภาพด้านล่างแสดงแบบชั่งน้ำหนักต่อเนื่องที่คอเครื่อง

4. คุมอุณหภูมิ (temperature control)

อุณหภูมิแม่พิมพ์คุมทั้งผิวชิ้นงาน การหดตัว การบิดงอ และรอบฉีด ตัวคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์แบบน้ำไม่อัดแรงดันใช้ได้ถึงราว 90 °C แบบน้ำอัดแรงดันถึงราว 140–160 °C แบบน้ำมันสูงกว่านั้นถึงราว 300 °C ค่าอ้างอิงทั่วไป ต้องยืนยันกับผู้ผลิตเครื่องและ TDS น้ำในช่องแม่พิมพ์ต้องไหลแบบปั่นป่วน (turbulent, Reynolds number สูงกว่าราว 4,000) จึงถ่ายความร้อนได้ดี การเพิ่มอัตราไหลจนผ่านจุดนี้มักได้ผลมากกว่าการลดอุณหภูมิน้ำ

5. บดของเสีย (size reduction)

6. หยิบชิ้นงานและลำเลียงชิ้นงาน (part handling)

7. ดักโลหะและเปลี่ยนสี (metal separation and colour change)

ประเภทของเครื่อง

เครื่องอบ

ตัวเติม

เลือกขนาดเครื่องอย่างไร

ทุกอุปกรณ์เสริมเริ่มจากตัวเลขเดียวกัน คือปริมาณเม็ดที่เครื่องใช้ต่อชั่วโมง (kg/h) ตัวอย่างคำนวณ: น้ำหนักช็อตรวม runner 400 g รอบฉีด 30 วินาที = 120 ช็อตต่อชั่วโมง = 48 kg/h

1. Hopper อบ ความจุ (kg) = ปริมาณใช้ (kg/h) × เวลาอบ (ชม.) เช่น 48 kg/h × 4 ชม. ≈ 190 kg แปลงเป็นปริมาตรด้วยความหนาแน่นรวมของเม็ด ซึ่งมักอยู่ราว 0.5–0.8 kg/L จึงต้องการราว 240–380 ลิตร hopper ที่ใหญ่เกินไปเมื่อเดินเครื่องช้า ทำให้เม็ดอยู่ในลมร้อนนานเกินจนเหลือง โดยเฉพาะ PA
2. เครื่องอบ ขนาดลมและกำลังฮีตเตอร์ต้องรองรับ kg/h และอุณหภูมิอบของเม็ดที่ยากที่สุดที่จะใช้ ไม่ใช่เม็ดที่ใช้อยู่วันนี้
3. ระบบลำเลียง ปริมาณที่ดูดได้ต้องมากกว่าที่เครื่องใช้พร้อมเผื่อ ปริมาณลดลงเมื่อท่อยาวขึ้น ยกสูงขึ้น หรือมีข้องอมาก ใช้กราฟของผู้ผลิตที่ระยะจริง
4. ตัวเติม MB ต่อชั่วโมง = kg/h ของเครื่อง × let-down เช่น 48 kg/h × 2% ≈ 1 kg/h เลือกตัวเติมที่ 1 kg/h อยู่กลางช่วงที่แม่น ไม่ใช่ตัวที่ออกแบบมาสำหรับหลายสิบ kg/h
5. ชิลเลอร์ ภาระความร้อน (kW) ≈ ปริมาณเม็ด (kg/h) × ความร้อนที่ต้องดึงออกต่อกิโลกรัมจากอุณหภูมิหลอมถึงอุณหภูมิปลดชิ้นงาน (kJ/kg) ÷ 3,600 แล้วบวกความร้อนจาก hot runner และ oil cooler ถ้าใช้น้ำชุดเดียวกัน เม็ดกึ่งผลึก (PP, PE, PA) ต้องดึงความร้อนออกมากกว่าเม็ดอสัณฐาน (PS, ABS, PC) เพราะมีความร้อนแฝงของการตกผลึก ขอค่าความร้อนของเม็ดจากผู้ผลิตเม็ดหรือผู้ผลิตชิลเลอร์
6. อัตราไหลของน้ำเย็น ลิตรต่อนาที ≈ 14.3 × ภาระความร้อน (kW) ÷ ผลต่างอุณหภูมิน้ำเข้าออก (°C) ระบบน้ำเย็นมักออกแบบให้ต่างกันราว 3–5 °C เช่น 10 kW ที่ 5 °C ≈ 29 ลิตรต่อนาที
7. ตัวคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์ เลือกตามอุณหภูมิแม่พิมพ์ที่ต้องการ (น้ำหรือน้ำมัน) กำลังฮีตเตอร์ที่อุ่นแม่พิมพ์ได้ทันเวลา และปั๊มที่ให้อัตราไหลพอสำหรับการไหลแบบปั่นป่วนในทุกวงจร
8. เครื่องบด เลือกตามปริมาณ runner และชิ้นเสียต่อชั่วโมง และขนาดชิ้นใหญ่สุดที่ต้องรับ เครื่องบดรอบต่ำข้างเครื่องให้ฝุ่นน้อยกว่าและเสียงเบากว่า

ตัวเลขในหัวข้อนี้เป็นค่าอ้างอิงทั่วไป ต้องยืนยันกับผู้ผลิตเครื่องและ TDS

จุดตรวจบำรุงรักษา

การเติม masterbatch และสารเติมแต่งบนเครื่องนี้

ความแม่นของการเติมคือเงิน เมื่อไม่มั่นใจตัวเติม หลายโรงงานตั้งค่าเผื่อไว้ เช่น สูตรต้องการ 1.5% แต่ตั้ง 2% ตัวเลขนี้แปลว่าใช้ MB มากกว่าที่ต้องการราวหนึ่งในสาม ทุกชิ้น ทุกกะ ตัวเติมแบบชั่งน้ำหนักและการสอบเทียบเป็นประจำช่วยให้ตั้งค่าใกล้ค่าที่สูตรต้องการได้ ลองใส่ตัวเลขของคุณใน เครื่องคิดต้นทุนต่อชิ้นงานดี

MB ฟังก์ชันต้องเติมด้วยการชั่ง MB สีเติมขาดเห็นได้ด้วยตา แต่ MB ฟังก์ชันเติมขาดไม่มีอะไรให้เห็นที่หน้าเครื่อง ชิ้นงานที่ใส่ UV ไม่พอจะกรอบหลังใช้งานกลางแดดไปหลายเดือน FR ที่ขาดจะไปตกตอนทดสอบการลามไฟ antistatic ที่ขาดจะเห็นตอนฝุ่นเกาะที่ลูกค้า ดู พลาสติกกรอบแตกกลางแดด · PP ทนไฟ V-0 · ชิ้นงานฝุ่นเกาะ

ความชื้นกับเส้นเงิน เส้นเงินที่ผิวส่วนใหญ่มาจากเม็ดหลักที่อบไม่พอ แต่ MB ก็ชื้นได้ โดยเฉพาะ MB ที่มี filler สูง carbon black หรือสารเติมแต่งที่ดูดความชื้น เก็บถุงที่เปิดแล้วให้ปิดสนิท และถ้า TDS ของ MB ระบุให้อบ ให้อบตามนั้น อ่านวิธีแยกสาเหตุได้ที่ เส้นเงิน (splay)

สัดส่วน regrind regrind มี MB อยู่แล้ว ถ้าสัดส่วน regrind แกว่ง ปริมาณสารเติมแต่งจริงในชิ้นงานก็แกว่งตาม และ regrind ผ่านความร้อนมาแล้วอย่างน้อยหนึ่งรอบ stabilizer บางส่วนถูกใช้ไปแล้ว หลายโรงงานกำหนดเพดาน regrind ไว้ราว 10–25% ขึ้นกับชิ้นงานและข้อกำหนดของลูกค้า ค่าอ้างอิงทั่วไปในอุตสาหกรรม ต้องยืนยันด้วยการทดลองจริงบนเครื่องของคุณ สิ่งสำคัญกว่าตัวเลขคือคุมให้คงที่ด้วยวาล์วสัดส่วนหรือ batch blender และ regrind ของเม็ดดูดความชื้นต้องอบเหมือนเม็ดใหม่

การเปลี่ยนสีและการล้างเครื่อง (purging) ทำความสะอาด hopper ตัวเติม ห้องผสม และตัวดูดเม็ดก่อนล้างสกรู เพราะผงสีที่ค้างในอุปกรณ์เสริมจะหลุดลงมาทีหลังเป็นเส้นสี ใช้ purging compound หรือเม็ดหลักล้าง และวางลำดับจากสีอ่อนไปสีเข้ม ดู เส้นสี สีไม่สม่ำเสมอ และ จุดดำ

สิ่งที่สารเติมแต่งช่วยไม่ได้ เม็ดชื้นจากเครื่องอบที่ desiccant หมดสภาพ ลายสีจากตัวเติมที่ไม่ได้สอบเทียบ และชิ้นงานบิดเพราะวงจรน้ำในแม่พิมพ์ตัน ต้องแก้ที่อุปกรณ์ ถ้าอยากรู้ว่า let-down ที่ตั้งอยู่ตรงกับที่สูตรต้องการจริงหรือไม่ ทีม ACS ช่วยดูให้ได้ผ่าน Free Dosage Audit

ลิงก์ไปบทความกระบวนการ

อุปกรณ์เสริมในบทความนี้ใช้กับทั้ง การฉีด (Injection molding) และ การรีด (Extrusion) อาการที่มักเริ่มจากอุปกรณ์เสริม ดู เส้นเงิน · ชิ้นงานเปราะ · ฉีดไม่เต็ม · ชิ้นงานบิดงอ