คู่มือฉบับสมบูรณ์: หลักการออกแบบแม่พิมพ์ 3 Plate Mold และการจัดการ Runner System 📐
เนื้อหานี้จะนำเสนอหลักการทำงานและข้อดีของการใช้ แม่พิมพ์แบบ 3 แผ่น (3 Plate Mold) ซึ่งเป็นเทคนิคสำคัญในการฉีดพลาสติกที่ต้องการคุณภาพผิวสูงหรือรูปทรงที่ซับซ้อน โดยเน้นการจัดการ ระบบ Runner (ทางวิ่งพลาสติก) เพื่อให้สามารถแยกออกจากชิ้นงานได้โดยอัตโนมัติ พร้อมอธิบายหลักการคำนวณตำแหน่ง Gate (ทางเข้าพลาสติก) เพื่อให้ชิ้นงานมีคุณภาพสมบูรณ์
1. หลักการทำงานของแม่พิมพ์ 3 Plate Mold
1.1 โครงสร้างและการทำงาน
แม่พิมพ์ 3 Plate Mold ประกอบด้วยแผ่นหลัก 3 แผ่น:
Fixed Side Plate (แผ่นยึด): มี Spure Bushing และ Runner (ส่วนที่ติดกับหัวฉีด)
Runner Stripper Plate (แผ่นดึง Runner): เป็นแผ่นที่เคลื่อนที่ได้ มีหน้าที่ดึงและแยก Runner ออกจากชิ้นงานเมื่อเปิดแม่พิมพ์
Core/Cavity Plate (แผ่นแกน/โพรง): เป็นส่วนที่ขึ้นรูปชิ้นงาน
ในการเปิดแม่พิมพ์จะเกิดการแยกตัวเป็น สองจังหวะ (Two-Step Opening):
จังหวะที่ 1: แผ่นที่ 1 และ 2 แยกออกจากแผ่นที่ 3 ทำให้ Gate ถูกตัดออกจากชิ้นงานโดยอัตโนมัติ และ Runner ถูกดึงออกมา
จังหวะที่ 2: แผ่นที่ 2 และ 3 แยกออกจากกัน ทำให้ชิ้นงานถูกดันออกจากโพรง
1.2 ข้อดีหลัก
การแยก Runner อัตโนมัติ (Automatic Runner Separation): ไม่ต้องใช้แรงงานคนในการตัด Runner ประหยัดเวลาและแรงงาน
การเลือกตำแหน่ง Gate ที่ยืดหยุ่น: สามารถทำ Pin Point Gate ที่กลางชิ้นงานได้ ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในแม่พิมพ์ 2 Plate Mold ทั่วไป ทำให้การเติมเต็มพลาสติกมีความสม่ำเสมอ
2. การจัดการ Runner System และ Gate แบบ Pin Point
2.1 การแยก Runner อัตโนมัติ (Automatic Degating)
กลไกหลักที่ทำให้ Runner หลุดออกคือ Stripper Pin หรือ Runner Stripper Plate ที่ดึงเอา Runner ที่ถูกตัดออกจาก Gate แล้วออกไปทิ้งในช่องที่เตรียมไว้ สิ่งนี้จะช่วยลดรอย Gate บนชิ้นงานให้มีขนาดเล็กที่สุดและอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม
2.2 การออกแบบ Runner แบบ Cold Slug Well
เนื่องจาก Runner ใน 3 Plate Mold จะยาวและมีจุดตัดที่ Gate, การออกแบบ Cold Slug Well (บ่อดักพลาสติกเย็น) ในช่วงต้นของ Runner จะช่วยดักจับพลาสติกที่เย็นตัวก่อนเข้า Gate เพื่อให้แน่ใจว่าพลาสติกที่เข้าสู่โพรงแม่พิมพ์มีความร้อนที่สม่ำเสมอที่สุด
3. การคำนวณตำแหน่ง Gate ที่เหมาะสม
การออกแบบตำแหน่ง Gate มีผลโดยตรงต่อคุณภาพชิ้นงาน ทั้งเรื่องรอยเชื่อม (Weld Line), การบิดงอ (Warpage), และการเติมเต็ม (Filling)
3.1 หลักการพิจารณาตำแหน่ง Gate
ตำแหน่ง Gate ที่เหมาะสมควร:
เป็นจุดที่หนาที่สุดของชิ้นงาน (Thickest Section): เพื่อให้แรงอัด (Packing Pressure) สามารถส่งผ่านได้นานที่สุด ลดการเกิดโพรงอากาศ (Shrinkage)
มีระยะทางไหลที่สั้นที่สุดและสมดุล: พลาสติกควรไหลจาก Gate ไปยังส่วนต่างๆ ของโพรงในระยะทางที่ใกล้เคียงกัน เพื่อป้องกันการเติมเต็มไม่พร้อมกันและลดรอยเชื่อม
ซ่อนรอย Gate: ควรวาง Gate ไว้ในบริเวณที่มองไม่เห็น หรือในบริเวณที่สามารถตัดหรือลบออกได้ง่ายที่สุด
3.2 การคำนวณตำแหน่งด้วยการวิเคราะห์การไหล (Flow Analysis)
แม้ว่าหลักการพื้นฐานจะสำคัญ แต่ในการออกแบบที่แม่นยำต้องใช้โปรแกรม Mold Flow Analysis (CAE) เพื่อ:
จำลองรูปแบบการไหล: เพื่อหาตำแหน่งที่เกิดรอยเชื่อม (Weld Line) และฟองอากาศ (Air Trap)
ปรับตำแหน่ง Gate: เพื่อย้ายรอยเชื่อมไปยังบริเวณที่ยอมรับได้ หรือย้ายฟองอากาศไปยังจุดที่สามารถระบายได้ (Venting)
ตรวจสอบแรงเฉือน (Shear Stress): เพื่อให้มั่นใจว่าการไหลเข้า Gate ไม่เร็วเกินไปจนทำให้ผิวชิ้นงานเกิดความเสียหาย (Jetting)
สรุป
แม่พิมพ์ 3 Plate Mold เป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับชิ้นงานที่ต้องการ ผิวเงาสูง หรือ การตัด Gate อัตโนมัติ การทำความเข้าใจโครงสร้าง 3 แผ่นและเทคนิคการจัดการ Runner System เป็นกุญแจสำคัญในการสร้างแม่พิมพ์ที่มีประสิทธิภาพและลดต้นทุนการผลิตโดยรวม
| หัวข้อหลัก | 3 Plate Mold, แม่พิมพ์ 3 แผ่น, การออกแบบแม่พิมพ์, Runner System | 3 Plate Mold, Mold Design, Runner System, Injection Mold |
| กลไก/เทคนิค | แยก Runner อัตโนมัติ, Automatic Degating, Pin Point Gate, Gate ที่เหมาะสม | Automatic Runner Separation, Pin Point Gate, Gate Location, Mold Flow |
| องค์ประกอบ | Gate, Runner, Core Cavity, Stripper Plate | Gate, Runner, Core, Cavity, Stripper Plate |
| การประยุกต์ใช้ | การฉีดพลาสติก, วิศวกรรมแม่พิมพ์, การผลิต | Injection Molding, Mold Engineering, Manufacturing |
ภาษาไทย:
3 Plate Mold
การออกแบบแม่พิมพ์
Runner System
แยก Runner อัตโนมัติ
Pin Point Gate
การฉีดพลาสติก
ภาษาอังกฤษ:
3 Plate Mold
Mold Design
Runner System
Automatic Degating
Pin Point Gate
Injection Molding
ในภาพนี้: โครงสร้างและการทำงานของ 3 Plate Mold (แบบจำลอง 3 มิติ)
ภาพนี้จะแสดงภาพจำลอง 3 มิติของแม่พิมพ์ 3 Plate Mold ที่เปิดออก โดยเห็นแผ่นทั้ง 3 แผ่นแยกจากกัน แสดงให้เห็นช่องว่างและ Runner ที่ถูกดึงออกมา และชิ้นงานที่พร้อมจะถูกดันออก สื่อถึงหลักการทำงานสองจังหวะ
