L.A PLASTIC
Copyright © 2008 by "L.A PLASTIC" · All Rights reserved www.laplastic.biz Tel: 081-9034147
โทร: 081-9034147
จากรูป 2.8 s คือช่องว่างระหว่างเกลียวหนอนกับกระบอกฉีด = 0.10-0.3 mm
b คือความกว้างสันเกลียว = 0.1 Ds
h คือระยะห่างของสันเกลียว = 1 Ds
t คือความลุกร่องเกลียวหนอน
Ds คือความโตที่ยอดเกลียว
Dk คือความโตที่โคนเกลียว
เกลียวหนอนโดยทั่วไปจะถูกแบ่งออกเป็น 3ช่วงตามลักษณะหน้าที่การทำงานคือ (ดูรูปที่ 2.9)
- ช่วงแรก (feeding) เป็นช่วงดึงพลาสติกจากกรวยเติมเข้ามาในกระบอกฉีก และพลาสติกเริ่มหลอมเป็นบางส่วน
- ช่วงที่สอง (transition) พลาสติกถูกหลอมเหลวมากขึ้น และเริ่มคลุกเคล้าให้เป็นเนื้อเดียวกันและพลาสติกเหลวเกิดแรงดันมากขึ้น
- ช่วงที่สาม (metering) พลาสติกหลอมเหลวจนเป็นเนื้อเดียวกันหมด และพร้อมที่จะถูกส่งออกไปเข้าแม่พิมพ์พลาสติก
- แบบเลื่อนปิด หัวฉีดลักษณะนี้โดยปกติจะปิดอยู่ด้วยแรงปิดสปริง และจะเปิดก็ต่อเมื่อชุดฉีดเลื่อนออกไปจนกระทั่งหัวฉีดชนกับแม่พิมพ์จนเกิดแรงต้านของสปริง ทำให้หัวฉีดเลื่อนถอยหลังกลับรูที่เลื่อนก็จะเปิดออกให้พลาสติกเหลวไหลออกมาได้ หัวฉีดแบบเลื่อนปิดแสดงดังรูป 2.7
1.4.3 เกลียวหนอน
เกลียวหนอนจะอยู่ภายในกระบอกฉีด ซึ่งทำหน้าที่หมุนรอบตัวเองเพื่อดึงพลาสติกจากกรวยเติมเข้ามายังกระบอกฉีด และป้อนส่งพลาสติกไปยังหน้าปลายเกลียวหนอนพร้อมกับทำการหลอมพลาสติกและคลุกเคล้าให้เป็นเนื้อเดียวกัน และในช่วงจังหวะฉีดหนอนก็จะทำหน้าที่เป็นลูกสูบเคลื่อนที่ตามแนวแกนดันพลาสติกเหลวเข้าแม่พิมพ์ ลักษณะรูปร่างและรายละเอียดของเกลียวหนอนจะแสดงไว้ในรูปที่ 2.8


ลักษณะของเกลียวหนอนสำหรับงานฉีดในโรงงานพลาสติกทั่วๆไป จะมีลักษณะที่แตกต่างไปจากเกลียวหนอนที่ใช้กับโรงงานอัดรีด คือเกลียวหนอนสำหรับงานฉีดพลาสติกส่วนใหญ่จะเป็นเกลียวหนอนซ้าย เพราะว่าเราสามารถต่อมอเตอร์ขับซึ่งหมุนขวาอยู่โดยตรงเข้ากับตัวเกลียวหนอนได้เลย แต่เกลียวหนอนสำหรับงานอัดรีดส่วนใหญ่จะเป็นเกลียวขวาเนื่องจากต้องใช้กำลังขับมากจึงไม่สามารถต่อมอเตอร์ขับเข้าโดยตรงกับตัวเกลียวหนอน จึงต้องใช้อุปกรณ์ช่วยทดในการส่งกำลังทำให้ทิศทางในการหมุนเปลี่ยนไป และอัตราส่วนความยาวเมื่อเปรียบเทียบกับขนาดความโตของเกลียวหนอน (L/D) ก็จะมีค่าน้อยกว่า คือจะมีค่าอยู่ระหว่าง 18:1-22:1 (คิดเฉพาะความยาวช่วงที่มีเกลียวหนอนเท่านั้น) และอัตราส่วยความลึกของร่องเกลียวหนอน (ช่วงดึงพลาสติกเข้า/ช่วงส่งพลาสติกออก) จะอยู่ระหว่าง 2.0:1-2.5:1 ความลึกของร่องเกลียวหนอนแสดงดังตาราง 2.1
เกลียวหนอน (mm) |
ช่วงดึงพลาสติก (mm) |
ช่วงส่งออก (mm) |
อัตราส่วน |
30 |
4.3 |
2.1 |
2.0:1 |
40 |
5.4 |
2.6 |
2.1:1 |
60 |
7.4 |
3.4 |
2.2:1 |
80 |
9.1 |
4.0 |
2.3:1 |
90 |
10.0 |
4.2 |
2.4:1 |
120 |
12.0 |
5.0 |
2.4:1 |
150 |
14.0 |
5.6 |
2.5:1 |
>150 |
14.0 |
5.8 |
2.5:1 |
ตารางที่ 2.1 ความลึกของร่องเกลียวหนอน
ความยาวช่วงดึงพลาสติกเข้า 60%
ความยาวช่วงอัด 20%
ความยาวช่วงส่งพลาสติกออก 20%
เกลียวหนอนแบบมีช่วงไล่ก๊าซ ในการทำงานฉีดกับพลาสติกที่มีความชื้นอยู่ เราจะต้องทำการอบไร่ความชื้นออกจากเม็ดพลาสติกก่อนที่จะทำการฉีด (ส่วนมากจะเป็นเม็ดพลาสติกรีไซเคิลที่จะมีความชื้นอยู่) เพื่อไม่ให้เกิดฟองอากาศในเนื้อชิ้นงานหรือได้ผิวชิ้นงานที่ไม่ดี ซึ่งต้องใช้เวลาในการอบนานพอสมควร แต่เราก็สามารถใช้เกลียวหนอนแบบมีช่วงไล่ก๊าซแทนได้เพื่อให้กาทำงานเร็วขึ้น ซึ่งตามมาตรฐานเกลียวหนอนแบบมีช่วงไล่ก๊าซนี้จะยาว 20D (20เท่าของความโตของเหลียวหนอน) เกลียวหนอนแบบมีช่วงไล่ก๊าซแสดงตามรูป 2.10 ส่วนตารางที่ 1.2 แสดงลึกของร่องเกลียวหนอนแบบมีช่วงไล่ก๊าซ
รูปที่ 2.10 เกลียวหนอนแบบมีช่วงไล่ก๊าซ
D (mm) |
H11 (mm) |
H12 (mm) |
อัตราส่วน |
H21 (mm) |
H22 (mm) |
อัตราส่วน |
S (mm) |
30 |
4.0 |
2.0 |
2:1 |
6.3 |
2.2 |
2.85:1 |
0.5 |
50 |
5.4 |
2.7 |
2:1 |
9.3 |
3.2 |
2.9:1 |
0.8 |
70 |
7.0 |
3.2 |
2.2:1 |
11.7 |
3.9 |
3:1 |
1.0 |
100 |
9.0 |
4.1 |
2.2:1 |
15.1 |
5.0 |
3:1 |
1.3 |
ระยะพิตซ์ h = 0.7D สำหรับ D = 25-70 ช่วง L1
ระยะพิตซ์ h = 0.8D สำหรับ D = 70-130 ช่วง L1
ระยะพิตซ์ h = D ช่วง L2
ตารางที่ 2.2 ความลึกของร่องเกลียวหนอนแบบมีช่วงก๊าซ
ปลายเกลียวหนอน ตามหลักการแล้วปลายของเกลียวหนอนควรจะทำให้เอียงเป็นมุมและมีผิวลื่นเพื่อให้พลาสติกเหลวไหลตัวได้ดี หรืออาจจะทำเป็นแบบเกลียวก้นหอย (spiral) ก็ได้ซึ่งจะใช้กับ พลาสติก PVC-U เพราะจะทำให้การขับดันพลาสติกเหลวดีขึ้น และเพื่อป้องกันพลาสติกที่ปลายเกลียวหนอน ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อชิ้นงานฉีดได้
การป้องกันพลาสติกเหลวไหลย้อนกลับ เนื่องจากตัวเกลียวหนอนและกระบอกฉีดจะมีช่องว่างอยู่ข้างละประมาณ 0.1 ถึง 0.3 mm ช่องว่างนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของเกลียวหนอน ขนาดยิ่งโตช่องว่างยิ่งมากขึ้น ช่องว่างนี้จะช่วยป้องกันการเสียดสีกันระหว่างตัวเกลียวหนอนกับผิวด้านในของกระบอกฉีด โดยพลาสติกเหลวจะแทรกตัวอยู่ตามช่องว่างนี้ และทำหน้าที่รองรับน้ำหนักของตัวเกลียวหนอนไว้ ทำให้ในการใช้เกลียวหนอนเป็นลูกสูบเพื่ออัดพลาสติกเหลวเข้าแม่พิมพ์ในช่วงจังหวะฉีดนั้น พลาสติกเหลวบางส่วนจะวิ่งเข้าแม่พิมพ์ แต่บางส่วนก็จะไหลตามช่องว่างดังกล่าวกลับเข้าไปในกระบอกฉีด ทำให้พลาสติกเหลวในกระบอกฉีดร้อนยิ่งขึ้น จนอาจเปลี่ยนสีเป็นสีอื่นได้และเข้าไปผสมกับพลาสติกที่จะฉีดต่อไปได้ นอกจากนี้ปริมาณพลาสติกที่สามารถฉีดได้ก็จะลดลง ด้วยเหตุนี้เราจึงใช้แหวนติดไว้ที่ปลายเกลียวหนอน ซึ่งเราเรียกว่า แหวนกันพลาสติกไหลย้อนกลับ (check ring) โดยช่องว่างแต่ละข้างระหว่างแหวนกับกระบอกฉีดจะมีขนาดประมาณ 0.02mm ถึง 0.03mm พลาสติกเหลวจึงไม่สามารถไหลย้อนกลับเข้าไปในกระบอกฉีดได้การทำงานของตัวแหวนกันพลาสติกไหลย้อนกลับสามารถดูได้จากรูป 2.11

ในการใช้งานไปนานๆ ตัวแหวนกันพลาสติกไหลย้อนกลับนี้มีโอกาสสึกหรอได้เนื่องจากเสียดสีกับผิวด้านในของกระบอกฉีด (โดยปกติตัวแหวนจะถูกทำให้มีความแข็งน้อยกว่าผิวด้านในของกระบอกฉีด) ถ้าตัวแหวนเกิดการสึกหรอ จะทำให้ความดันฉีดลดลง และเนื้อพลาสติกที่ฉีดได้ก็จะน้อยลงไปด้วย ซึ่งเราสามารถทำการตรวจสอบได้ง่ายๆ โดยการเคลื่อนเกลียวหนอนตามแนวแกนอัดพลาสติกเหลวที่อยู่หน้าปลายเกลียวหนอนให้วิ่งออกไปยังหัวฉีด (จังหวะฉีด) แต่แทนที่จะให้พลาสติกเหลวไหลผ่านหัวฉีดออกไป เราก็หาสิ่งกีดขวางปิดกั้นหัวฉีดเอาไว้แทนเพื่อไม่ให้พลาสติกเหลวไหลออกจากหัวฉีดได้ และสังเกตดูว่าตัวเกลียวหนอนมีการเคลื่อนที่ไปทางหัวฉีดหรือไม่ ถ้ามีการเคลื่อนที่ก็แสดงว่าตัวแหวนเกิดการสึกหรอ พลาสติกเหลวที่อยู่หน้าปลายเกลียวหนอนจึงมีโอกาสไหลย้อนกลับเข้าไปในกระบอกฉีดได้ ทำให้ปริมาณพลาสติกเหลวลดลง ตัวเกลียวหนอนจึงเคลื่อนเข้าแทนที่ข้างหน้าได้
ลายละเอียด |
มอเตอร์ไฮดรอลิก |
มอเตอร์ไฟฟ้า |
ประสิทธิภาพ |
ต่ำประมาณ 60-75% |
สูงถึง 95% |
การป้องกัน |
วาล์วรีลีฟ (Relief Valve)เป็นตัวช่วย |
ทำได้ยาก โดยเฉพาะเกลียวหนอน |
เกลียวหนอน |
ป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ที่ตัวเกลียวหนอน |
ขนาดเล็ก |
ขนาดของมอเตอร์ |
เล็ก น้ำหนักเบา ควบคุมน้ำหนักของชิ้นงานฉีดได้ดี |
ใหญ่ น้ำหนักมาก ควบคุมน้ำหนักของชิ้นงานฉีดไม่ดี มีความเค้นมากในระบบ |
ทอร์ก |
สม่ำเสมอคงที่ ปรับได้ไม่มีที่สิ้นสุด |
เปลี่ยนแปลงไปตามความเร็วรอบของเกลียวหนอน ให้ทอร์กสูงโดยเฉพาะเมื่อเริ่มต้นหมุน
|
ความเร็วรอบ |
ปรับได้ง่าย ไม่เป็นขั้น |
ปรับได้ยาก จำนวนรอบจำกัด |
การหลอมเหลว |
ดี |
พอใช้ |
ราคา |
แพงกว่า |
ถูกกว่า |
ระบบส่งกำลังขัวเกลียวหนอน การเคลื่อนที่ของเกลียวหนอนจะมีอยู่ด้วยกัน 2ลักษณะคือ การหมุนรอบตัวเองเพื่อดึงพลาสติกเข้ากระบอกฉีดและหมุนส่งไปยังหน้าปลายเกลียวหนอน และการเคลื่อนที่ตามแนวแกนเพื่ออัดพลาสติกเหลวเข้าสู่แม่พิมพ์ในจังหวะฉีดการเคลื่อนที่ตามแนวแกนจะใช้ระบบมอเตอร์ไฮดรอลิกก็ได้ แล้วแต่ความเหมาะสม แต่โรงงานพลาสติกส่วนใหญ่นิยมใช้มอเตอร์ไฮดรอลิก ตารางที่ 2.3 แสดงข้อเปรียบเทียบระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้าและมอเตอร์ไฮดรอลิก
รูปที่ 2.11 การทำงานของแหวนกันพลาสติกไหลย้อนกลับ
ตารางที่ 1.3 ข้อเปรียบเทียบระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้าและมอเตอร์ไฮดรอลิก
รูปที่ 2.6 หัวฉีดพลาสติกแบบเข็มปิด
รูปที่ 2.7 หัวฉีดพลาสติกแบบเลื่อนปิด
รูปที่ 2.8 ลักษณะของเกลียวหนอน
รูปที่ 2.9 ลักษณะช่วงต่างๆของเกลียวหนอน
ลายละเอียด |
มอเตอร์ไฮดรอลิก |
มอเตอร์ไฟฟ้า |
ประสิทธิภาพ |
ต่ำหระมาณ 60-75% |
สูงถึง 95% |
การป้องกัน |
วาล์วรีลีฟ (Relief Valve)เป็นตัวช่วย |
ทำได้ยาก โดยเฉพาะเกลียวหนอน |
เกลียวหนอน |
ป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ที่ตัวเกลียวหนอน |
ขนาดเล็ก |
ขนาดของมอเตอร์ |
เล็ก น้ำหนักเบา ควบคุมน้ำหนักของชิ้นงานฉีดได้ดี |
ใหญ่ น้ำหนักมาก ควบคุมน้ำหนักของชิ้นงานฉีดไม่ดี มีความเค้นมากในระบบ |
ทอร์ก |
สม่ำเสอนคงที่ ปรับได้ไม่มีที่สิ้นสุด |
เปลี่ยนแปลงไปตามความเร็วรอบของเกลียวหนอน ให้ทอร์กสูงโดยเฉพาะเมื่อเริ่มต้นหมุน
|
ความเร็วรอบ |
ปรับได้ง่าย ไม่เป็นขั้น |
ปรับได้ยาก จำนวนรอบจำกัด |
การหลอมเหลว |
ดี |
พอใช้ |
ราคา |
แพงกว่า |
ถูกกว่า |
เกลียวหนอน (mm) |
ช่วงดึงพลาสติก (mm) |
ช่วงส่งออก (mm) |
อัตราส่วน |
30 |
4.3 |
2.1 |
2.0:1 |
40 |
5.4 |
2.6 |
2.1:1 |
60 |
7.4 |
3.4 |
2.2:1 |
80 |
9.1 |
4.0 |
2.3:1 |
90 |
10.0 |
4.2 |
2.4:1 |
120 |
12.0 |
5.0 |
2.4:1 |
150 |
14.0 |
5.6 |
2.5:1 |
>150 |
14.0 |
5.8 |
2.5:1 |
D (mm) |
H11 (mm) |
H12 (mm) |
อัตราส่วน |
H21 (mm) |
H22 (mm) |
อัตราส่วน |
S (mm) |
30 |
4.0 |
2.0 |
2:1 |
6.3 |
2.2 |
2.85:1 |
0.5 |
50 |
5.4 |
2.7 |
2:1 |
9.3 |
3.2 |
2.9:1 |
0.8 |
70 |
7.0 |
3.2 |
2.2:1 |
11.7 |
3.9 |
3:1 |
1.0 |
100 |
9.0 |
4.1 |
2.2:1 |
15.1 |
5.0 |
3:1 |
1.3 |
ลักษณะเครื่องฉีดพลาสติกและโครงสร้างเครื่องฉีดพลาสติก ตอน2