เทคโนโลยีแม่พิมพ์

เทคโนโลยีแม่พิมพ์

เทคโนโลยีแม่พิมพ์ : ระบบหัวฉีดที่ปฏิวัติวงการอุตสาหกรรม ประหยัดพลังงานได้มากถึง 50%

ผู้ประกอบการแปรรูปพลาสติกมักพยายามเสาะหาวิธีการใช้พลังงานให้มีประสิทธิภาพที่สุด รวมถึงส่วนประกอบเครื่องมือการหล่อฉีดขึ้นรูปอย่างระบบ Hot Runner ซึ่งเป็นการใช้อุปกรณ์ที่ออกแบบมาให้ช่วยประหยัดพลังงาน บริษัท Günther Hot Runner Technology ได้คิดค้นโซลูชันฟิล์มหนาที่เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้ถึง 4 เท่า ด้วยการกระจายความร้อนที่สม่ำเสมอและแม่นยำในระดับมิลลิเมตร ตัวทำความร้อนมีระยะโพรงที่แคบกว่า ทำให้ใช้เครื่องจักรในขนาดที่เล็กกว่า ประหยัดพลังงานมากกว่า บทความนี้จะกล่าวถึงการทำงานของฟิล์มหนาที่เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

It took ten years of research and development to produce the Blue Flow thick-film heater. (Blue Flow nozzle in an installation location)

Günther Hot Runner Technology ใช้เวลาวิจัยและพัฒนาถึง 10 ปี เพื่อผลิตตัวทำความร้อนแบบฟิล์มหนา Blue Flow  

(ที่มา: Günther)

66% ของพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในกระบวนการหล่อฉีดขึ้นรูปทั่วไป ถูกป้อนเข้าสู่สายการผลิต ลมอัดจ่าย กระบวนการทำให้แห้งเพื่อเตรียมเม็ดพลาสติก และการแช่เย็นเพื่อทำให้แม่พิมพ์และเครื่องจักรเย็นลง ทั้งหมดนี้เป็นการใช้พลังงานร่วมกัน

เราจะใช้พลังงานให้เหมาะสมได้อย่างไร? หลายคนอาจจะนึกถึงระบบพลังงานไฟฟ้าที่ใช้เกือบ 80 เปอร์เซ็นต์ในทางพานิชย์และอุตสาหกรรมต่าง ๆ ส่วนเครื่องจักรหล่อขึ้นรูปสามารถประหยัดพลังงานได้อย่างมากด้วยการใช้ไฟฟ้าหรือขับเคลื่อนด้วยเครื่องกลไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ก็ต้องคำนึงถึงการพัฒนาเทคโนโลยีแม่พิมพ์ในปัจจุบันและส่วนประกอบต่าง ๆ ด้วยเช่นกัน ความหลากหลายที่เพิ่มขึ้นของกระบวนการผลิต ความต้องการของแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปที่มีมากขึ้น ทำให้ยิ่งเพิ่มความซับซ้อนในการผลิตมากขึ้น 

Günther Hot Runner Technology ผู้เชี่ยวชาญเทคโนโลยี Hot and Cold Runner ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพและสร้างชื่อให้ตัวเองในฐานะผู้บุกเบิกในด้านนี้ บริษัทได้เปิดตัวระบบหัวฉีดที่ปฏิวัติวงการ ประสิทธิภาพสูง และประหยัดพลังงาน ที่งาน K 2010 ในเมือง Düsseldorf เมื่อกว่าทศวรรษที่แล้ว Siegrid Sommer กรรมการผู้จัดการ Günther Hot Runner Technology อธิบายถึงพัฒนาการของเทคโนโลยีหัวฉีดที่ประหยัดพลังงานโดยใช้เทคโนโลยีฟิล์มหนา “เครื่องทำความร้อนฟิล์มหนา Blue Flow สำหรับหัวฉีดแบบ Hot Runner นั้นใช้เวลาในการวิจัยและพัฒนาถึง 10 ปี ด้วยเทคโนโลยีฟิล์มหนาที่ใช้เป็นมาตรฐานหัวฉีด Hot Runner จึงทำให้มีการออกแบบ Hot Runner ที่มีขนาดกะทัดรัดและประหยัดพลังงานได้มากขึ้น”

เมื่อเปรียบเทียบกับตัวทองเหลืองธรรมดา องค์ประกอบการทำความร้อนแบบฟิล์มหนามีความละเอียดกว่ามาก และมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่า โดยหนาเพียงแค่ประมาณ 20 ไมครอน ตัวนำความร้อนสามารถติดได้แนบสนิทยิ่งขึ้น และยังปรับแต่งได้มากขึ้นตามโซนที่ให้ความร้อน ด้วยเทคโนโลยีแบบฟิล์มหนาทำให้สามารถควบคุมการกระจายของอุณหภูมิได้แม่นยำยิ่งขึ้นทั่วทั้งหัวฉีด เทคโนโลยี Blue Flow ช่วยให้การออกแบบ Hot Runner มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น แม่พิมพ์มีขนาดเล็กลง และมีการบีบอัดมากขึ้น ทำให้ใช้เครื่องหล่อฉีดขึ้นรูปขนาดเล็กที่ปรับเอาต์พุตให้เหมาะสมได้ นอกจากการผลิตจะมีความยืดหยุ่นมากขึ้น ยังประหยัดพลังงานมากขึ้นอีกด้วย เป็นสิ่งที่สร้างความประทับใจให้กับผู้ผลิตแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปที่ให้ความสำคัญต่อความยั่งยืนและการประหยัดพลังงาน

ข้อดีของการพัฒนาเทคโนโลยี

Marco Kwiatkowski ผู้มีอำนาจและผู้รับผิดชอบแผนกฟิล์มหนาของ Günther อธิบายข้อดีของการกระจายความร้อนอย่างแม่นยำว่า “สามารถกระจายพลังงานอย่างแม่นยำถึงระดับมิลลิเมตรด้วยตัวทำความร้อนแบบฟิล์มหนารุ่นใหม่ จึงให้ความร้อนที่มีความสม่ำเสมอมากขึ้น ดังนั้น การเตรียมพลาสติกก็จะดีขึ้น ซึ่งหมายความว่าพลังงานที่มีความเข้มข้นสูงตรงส่วนหน้าของหัวฉีดส่งผลให้จุดสูงสุดของอุณหภูมิต่ำลงและผลิตพลาสติกหลอมละลายที่มีคุณภาพสูงขึ้น”

ด้วยเทคโนโลยีฟิล์มหนา ตัวนำความร้อน (Conductor) และตัวทำความร้อน (Heater) เมื่อนำมาใกล้กันจึงเกิดพลาสติกหลอม การกระจายพลังงานทั่วทั้งท่อความร้อนสามารถออกแบบได้อย่างอิสระและแม่นยำมากขึ้น เนื่องจากเส้นทางนำความร้อนที่สามารถระบุตำแหน่งได้ละเอียด (ความกว้าง/เส้นผ่านศูนย์กลาง) และมีความแม่นยำขึ้น (ระยะห่างระหว่างขดลวดความร้อนแต่ละอัน) การควบคุมอุณหภูมิที่ปรับให้เหมาะสมด้วยวิธีนี้ และการตอบสนองที่รวดเร็วของหัวฉีด Hot Runner Blue Flow มีผลต่อการใช้พลังงานเมื่อเทียบกับเครื่องทำความร้อนแบบหัวฉีดทั่วไป การควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสมนั้นช่วยลดระยะเวลาและเพิ่มทางเลือกในการทำงาน “ความร้อนและความเย็นของแม่พิมพ์ลดลงเนื่องจากช่องว่างที่เล็กลง ทำให้ขนาดของแม่พิมพ์เล็กกะทัดรัดขึ้น เครื่องจักรหล่อฉีดขึ้นรูปสามารถใช้งานได้ด้วยพลังงานที่น้อยลง การผลิตโดยรวมมีความยืดหยุ่นและประหยัดพลังงานมากขึ้น” Sommer กล่าว 

Bergi-Plast ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรรูปพลาสติกและผลิตแม่พิมพ์ในภาคตะวันออกของเยอรมนี เป็นหนึ่งในตัวอย่างของบริษัทที่ใช้กระบวนการผลิตดังกล่าว บริษัทใช้การวิเคราะห์อย่างต่อเนื่องในทุกขั้นตอนกระบวนการหล่อฉีดขึ้นรูป โดยใช้พื้นฐานการใช้ทรัพยากรและพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ บริษัททดสอบวัดระดับการใช้พลังงานกับแม่พิมพ์ 12 ช่องที่เหมือนกัน 3 ชุด ในการผลิตที่ปิดฝาท่อด้วยวัสดุ Polypropylene (PP) น้ำหนักประมาณ 8 กรัมต่อช๊อท เวลาในการผลิต 12 วินาที Hot Runner จาก Günther ที่ติดตั้งหัวฉีด Blue Flow 4SHF80 สามารถประหยัดพลังงานได้ 23 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับเทคโนโลยี Hot Runner จากผู้ผลิตรายอื่น ๆ

วัสดุในตัวทำความร้อนแบบฟิล์มหนายังมีข้อดีอีกหลายอย่าง ยกตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีการทำความร้อนหัวฉีดแบบธรรมดาที่ใช้แมกนีเซียมออกไซด์เป็นฉนวนไฟฟ้ารอบลวดทำความร้อนที่มีกระแสไฟฟ้า วัสดุนี้เป็นตัวดูดซับความชื้นจากสภาพแวดล้อม ส่วนใหญ่มาจากความชื้นในอากาศ ความร้อนที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรในระบบการทำความร้อนทั่วไปได้ แต่ไดอิเล็กทริกและตัวนำทำความร้อนแบบฟิล์มหนาไม่ใช่วัสดุดูดซับความชื้น จึงสามารถป้องกันการลัดวงจรได้

การประหยัดที่มากขึ้นในการปฏิบัติงานแบบรายวัน

คุณสมบัติทางเทคนิคของเทคโนโลยี Blue Flow ให้ประโยชน์มากในปฏิบัติงานแบบวันต่อวัน ทั้งในด้านของผู้ผลิตเครื่องมือและผู้ปฏิบัติงานหล่อฉีดขึ้นรูป ขนาดที่เล็กลงของหัวฉีด Blue Flow ทำให้มีระยะโพรงที่แคบขึ้น และยังช่วยให้ออกแบบชิ้นส่วนได้มากขึ้นอีกด้วย จึงเป็นเหตุผลที่ว่าตั้งแต่เริ่มแรกสำหรับแม่พิมพ์ใหม่ควรติดตั้งตัวทำความร้อนแบบฟิล์มหนาหรือระบบหัวฉีด Günther แม่พิมพ์หล่อฉีดขึ้นรูปรุ่นเก่าก็ควรติดตั้งเทคโนโลยี Blue Flow ด้วย สำหรับผู้ปฏิบัติงานหล่อฉีดขึ้นรูปนั้นการใช้เครื่องจักรหล่อฉีดขึ้นรูปที่เล็กลง นอกจากจะช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานแล้วยังช่วยลดการใช้พลังงานอีกด้วย

ผู้อ่านสามารถดูคลิปวิดีโอด้านล่าง เพื่อความเข้าใจที่มากขึ้นของเทคโนโลยี Blue Flow

บทความอ้างอิง: https://www.etmm-online.com/

บทความอื่น ๆ

About The Author