Temperature control Hotrunner
การฉีดขึ้นรูปด้วยผง (Powder Injection Moulding – PIM) ของ กุญแจรีโมต (key fobs) ใช้เครื่องควบคุมอุณหภูมิ Regloplas 200smart ที่พัฒนาขึ้นเฉพาะลูกค้า สำหรับ hot runner
ARBURG หนึ่งในผู้ผลิตเครื่องฉีดพลาสติกชั้นนำของโลก และ Regloplas มีความร่วมมือระยะยาวและประสบความสำเร็จอย่างต่อเนื่อง ด้วยเหตุนี้ ARBURG จึงมอบหมายให้ Regloplas มีส่วนร่วมในโครงการพัฒนากุญแจรีโมต (Key fobs) ในสาขาการฉีดขึ้นรูปด้วยผง (Powder Injection Moulding – PIM)
สำหรับการฉีดขึ้นรูปผงเซรามิกและโลหะ สิ่งสำคัญอยู่ที่ การลดความยาวของ sprue runner โดยเฉพาะในกระบวนการ PIM สำหรับผงโลหะและเซรามิก จำเป็นต้องใช้ hot runner ที่ควบคุมอุณหภูมิด้วยของเหลว ร่วมกับ เครื่องควบคุมอุณหภูมิ Regloplas 200smart
ปัจจุบันตลาด PIM มีแนวโน้มการใช้ แม่พิมพ์หลายช่อง (multiple cavities) ซึ่งเมื่อใช้แม่พิมพ์หลายช่อง เส้นทางของ runner ไปยังแต่ละช่องต้องมีความยาวเท่ากัน เพื่อให้เป็นไปตามพารามิเตอร์นี้ sprue runner จำเป็นต้องถูกแบ่งสาขาอย่างเหมาะสม ARBURG จึงเลือกใช้ hot runner ควบคุมอุณหภูมิด้วยของเหลว และโซลูชันที่พัฒนาโดย Regloplas ทำให้สามารถผลิตชิ้นงานคุณภาพสูงได้ตามมาตรฐาน พร้อมกับ ความเสถียรและความน่าเชื่อถือของกระบวนการผลิต
สำหรับ แม่พิมพ์หลายช่อง (multiple cavities) hot runner ต้องถูกออกแบบให้รองรับ หลายสไลด์ โดยมี ความยาว sprue runner มากกว่า 13 ซม. (ดูภาพที่ 1) ความท้าทายอยู่ที่การจัดวาง hot runner ให้ใกล้กับหลายช่องแม่พิมพ์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แม้พื้นที่มีจำกัด สิ่งนี้ช่วยให้ cold runner ถูกย่อความยาวลงได้อย่างมาก
Figure 1: 3D drawing of the hot runner system for a key fob.
ความท้าทายเฉพาะในการควบคุมอุณหภูมิสำหรับ แม่พิมพ์หลายช่อง (multiple cavities) คือ วัสดุผงผสม (feedstock) ทั้ง MIM หรือ CIM ต้องถูกควบคุมอุณหภูมิอย่างสม่ำเสมอ นอกจากนี้ ไม่อนุญาตให้เกิดการร้อนเกินไปในทุกช่วงเวลา เพราะจะทำให้วัสดุเสื่อมคุณภาพ การควบคุมอุณหภูมิอย่างเสถียรไม่สามารถรับประกันได้เพียงพอหากใช้ hot runner แบบไฟฟ้า ดังนั้น การควบคุมอุณหภูมิที่ ปราศจากความผันผวน จึงจำเป็นต้องใช้ เครื่องควบคุมอุณหภูมิ Regloplas ที่ใช้น้ำมันเป็นตัวกลางความร้อน
ในขณะเดียวกัน วัสดุผงผสมต้องการ การควบคุมอุณหภูมิของ hot runner ที่เสถียรและแม่นยำสูง ซึ่ง hot runner จะให้ความร้อนกับบริเวณ runner แยกจากแม่พิมพ์ วิธีนี้ทำให้ วัสดุผงผสมในบริเวณ runner คงสถานะไหลตัวได้ตลอดเวลา ป้องกันการแข็งตัวก่อนเวลาอันควร นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถสร้าง เส้นทางการไหลที่ยาวขึ้น เพราะวัสดุจะเริ่มเย็นลงในช่องแม่พิมพ์ (cavity) ก่อน
กระบวนการ Powder Injection Moulding (PIM) จำเป็นต้องสามารถสร้าง เส้นทางการไหลที่ยาว พร้อมความคลาดเคลื่อนต่ำ และความหนาผนังบางในหลายช่องแม่พิมพ์ เพื่อให้เป็นไปตามนี้ จำเป็นต้องใช้ hot runner ที่เหมาะสมที่สุด ร่วมกับ การควบคุมอุณหภูมิที่มีความเสถียรและปราศจากความผันผวน
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายในโครงการนี้ ความเชี่ยวชาญหลักของ ARBURG ในด้าน Powder Injection Moulding (PIM) ได้ถูกเสริมด้วย ความเชี่ยวชาญของ Regloplas ด้านการควบคุมอุณหภูมิ โครงการพัฒนากุญแจรีโมต (key fob) จึงดำเนินการในรูปแบบ ความร่วมมือ ซึ่งรวมถึง การแลกเปลี่ยนข้อมูลแม่พิมพ์ ข้อมูลชิ้นงานสำเร็จ คุณสมบัติทางเทคนิคของวัสดุ และข้อมูลอื่น ๆ จากข้อมูลเหล่านี้ ทำให้สามารถจัดทำ การคำนวณควบคุมอุณหภูมิเฉพาะลูกค้า ซึ่งต่อยอดไปสู่การออกแบบ hot runner ตามความต้องการนอกจากนี้ Regloplas ยังสนับสนุน ARBURG หน้างาน ในการ ทดลองใช้งาน ปรับแต่งพารามิเตอร์ และวัดค่าการผลิตสุดท้ายวัสดุผงผสมที่ใช้มี ความหนืดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างมาก เพื่อให้มั่นใจใน คุณภาพสูงสุดของชิ้นงานสำเร็จ จำเป็นต้องรักษา ความหนืดของวัสดุอย่างคงที่ ดังนั้น hot runner ที่ใช้อินเตอร์มีเดียมควบคุมอุณหภูมิ ต้องมี ความเสถียรของอุณหภูมิสูงสุดเท่าที่เป็นไปได้สำหรับความต้องการของ ARBURG เครื่องควบคุมอุณหภูมิที่สามารถตอบสนองข้อกำหนดของ ARBURG เช่น ความคลาดเคลื่อนอุณหภูมิสูงสุดในเครื่องควบคุม +/- 0.3 K ได้ถูก คำนวณและพัฒนาโดย Regloplasด้วยการใช้ Regloplas 200smart ซึ่งพัฒนาขึ้นเฉพาะสำหรับ ARBURG (ดูภาพที่ 2) ทำให้สามารถทำ การทดลองรันแรกของ hot runner ได้สำเร็จ
Figure 2: Regloplas 200smart
สำหรับการทดลองครั้งแรก ได้มีการพัฒนา แม่พิมพ์ทดสอบเพื่อผลิตกุญแจรีโมต (key fob) ชิ้นงานสีเขียว (green parts) หลายรูปแบบแสดงไว้ใน รูปที่ 3 โดยมี ความยาว sprue และ runner เท่ากับ 1.3 ซม. และ 2.3 ซม. ตามลำดับ แม่พิมพ์นี้ถูกติดตั้ง ร่วมกับ hot runner ของเหลวควบคุมอุณหภูมิ (Regloplas 200smart)
ด้วยการใช้ hot runner ของเหลวควบคุมอุณหภูมิ ร่วมกับ เครื่องควบคุมอุณหภูมิแบบน้ำมันที่พัฒนาขึ้นเฉพาะโดย Regloplas คือ Regloplas 200smart (รูปที่ 2) ทำให้สามารถรักษา อุณหภูมิป้อนวัสดุอย่างคงที่ โดยมี ความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า +/- 0.3 K ซึ่งช่วยให้ ควบคุมความไหลตัวของวัสดุผงผสม (feedstock) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Figure 4: A temperature-controlled fluid hot runner system for a key fob.
Figure 3: Green parts of a key fob.
ด้วย โซลูชันเฉพาะลูกค้า Regloplas AG มอบ ผลิตภัณฑ์เฉพาะตัว เพื่อตอบสนองความต้องการพิเศษของลูกค้าข้อดีของโครงการร่วมกับ ARBURG ได้แก่
- การใช้ Regloplas 200smart รับประกัน คุณภาพสูงสุดของชิ้นงานสำเร็จ (key fob)
- การควบคุมอุณหภูมิใน hot runner ที่ คงที่มาก โดยมี ความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า +/- 1 K
- สามารถสร้างเส้นทางการไหลยาวได้ในอุณหภูมิที่คงที่
- ความสามารถในการทำซ้ำของชิ้นงานสูงมาก
[1] ARBURG internal hot runner presentation “PIM – tools/PIM – moulds”
[2] Photo ARBURG “Variotherma Regloplas unit – for PIM technology”
[3] ARBURG internal hot runner presentation “PIM – tools/PIM – moulds”
[4] ARBURG internal hot runner presentation “PIM – tools/PIM – moulds”
Regloplas AGRegloplas AG
เป็นบริษัทในครอบครัวที่มีความเชี่ยวชาญด้านการพัฒนาและผลิตระบบควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ ด้วยคุณภาพมาตรฐานสวิส มานานกว่า 55 ปี ระบบของ Regloplas ช่วยให้กระบวนการผลิตมีความเสถียรสูงสุด ด้วยความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิในช่วงต่าง ๆบริษัทเสนอ โซลูชันการควบคุมอุณหภูมิครบวงจร ให้กับลูกค้าทั่วโลก สำหรับกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนสูง และเป็นผู้นำในตลาดด้านนี้
ARBURG AGARBURG
เป็นหนึ่งในผู้ผลิตเครื่องฉีดพลาสติกคุณภาพสูงชั้นนำของโลก พอร์ตโฟลิโอผลิตภัณฑ์ประกอบด้วย เครื่องฉีดพลาสติก ALLROUNDER, ระบบ freeformer สำหรับการผลิตเพิ่มเนื้อวัสดุเชิงอุตสาหกรรม, ระบบหุ่นยนต์, โซลูชันครบวงจรเฉพาะลูกค้าและอุตสาหกรรม รวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆด้วยผลิตภัณฑ์และโซลูชันเหล่านี้ ARBURG จึงสามารถมอบ โซลูชันการผลิตที่ปรับได้อย่างเหมาะสม มีประสิทธิภาพ และตอบโจทย์ทุกความต้องการของลูกค้า