เทคโนโลยีและการออกแบบทางวิ่งร้อนช่วยประหยัดการใช้พลังงานได้อย่างไร

โดยปกติแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปมีการใช้พลังงานความร้อนสูง การเลือกเครื่องมือแม่พิมพ์ที่ประหยัดพลังงานมีความสำคัญ แม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปที่มีการออกแบบและมีฟังก์ชันประหยัดพลังงานนั้นอาจมีการลงทุนที่สูงกว่าในตอนแรกแต่ประหยัดต้นทุนพลังงานกว่าในระยะยาว ในขณะที่ผู้เลือกซื้อเครื่องมือเครื่องจักรจำเป็นต้องมีความเข้าใจในด้านเทคนิคเชิงลึกเพื่อให้ทราบและเข้าใจที่มาของการประหยัดพลังงาน ตลอดจนความหมายของตัวเลขในการเลือกเครื่องจักรรุ่นนั้น ๆ 

บทความนี้จะนำเสนอแม่พิมพ์ประหยัดพลังงานจาก ‘Mold-Masters’ ซึ่งออกแบบมาเพื่อประหยัดพลังงานผ่านแนวทางที่หลากหลาย การประหยัดพลังงานช่วยลดคาร์บอนฟุตพรินต์และทำให้บริษัทผู้ผลิตสามารถเข้าใกล้เป้าหมายด้านความยั่งยืนอย่างการปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ได้เร็วขึ้น

ตามข้อมูลของบริษัท ระบบทางวิ่งร้อน Mold-Masters Master-Series ใช้พลังงานน้อยกว่าระบบของคู่แข่ง

(ที่มา: Mold-Masters)

เทคโนโลยีต่าง ๆ ที่ Mold-Masters ใช้ในการประหยัดพลังงาน ดังนี้ 

(ที่มา: Mold-Masters)

เทคโนโลยีการฝังตัวทำความร้อนเข้าไปข้างในเหล็กของ Mold-Masters ทำให้สูญเสียพลังงานความร้อนออกไปยังสภาพแวดล้อมน้อยกว่าขดลวดความร้อนแบบเดิม

(ที่มา: Mold-Masters)

1. เทคโนโลยีตัวทำความร้อนแบบ Brazed Heater

ตัวทำความร้อนถูกฝังเข้าไปในเหล็กส่วนที่จะทำให้ร้อน การฝังตัวทำความร้อนเข้าไปข้างในช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการให้ความร้อนแทนที่จะปล่อยความร้อนออกสู่สภาพแวดล้อม ด้วยเหตุนี้ หัวฉีด ‘Master-Series’ จึงใช้พลังงานในการฉีดเรซิ่นน้อยกว่าหัวฉีดของคู่แข่ง (จากผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการภายใน) ‘Brazed Heater’ มีความน่าเชื่อถือและมีระยะเวลารับประกัน 10 ปี ไม่เพียงแต่ประหยัดพลังงานยังยืดอายุการใช้งาน ลดการใช้วัสดุสิ้นเปลืองในการเปลี่ยนตัวทำความร้อนหัวฉีดอีกด้วย ตัวทำความร้อนที่เสียไม่บ่อยยังช่วยลดเวลาหยุดทำงานของเครื่องจักรที่ไม่ได้วางแผนไว้ได้ เป็นการลดค่าใช้จ่ายที่สูงและทำให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น 

ประโยชน์อีกประการหนึ่ง คือ การที่ Brazed Heater ถูกแทรกเข้าไปในช่องเครื่องทำความร้อนที่กำหนดเองจะปรับความร้อนให้เหมาะสมต่อการดำเนินการ การทำเช่นนี้ช่วยขจัดจุดเย็น (Cold Spots) ออกไป เพราะไม่มีการเคลื่อนของตำแหน่งอย่างขดลวดทำความร้อน ส่งผลให้คุณภาพของชิ้นส่วนดีขึ้นและของเสียลดลง 

“ในระยะเวลา 18 เดือน เราเปลี่ยนตัวทำความร้อนแบบเดิมไป 243 ตัว และเปลี่ยนหัวฉีด Mold-Masters ไปเพียง 8 ตัว ในจำนวนหยดที่เท่ากัน! 

ในเวลา 24 เดือน เราจ่าย 6,110 ดอลล่าร์สหรัฐฯ สำหรับอะไหล่ของตัวทำความร้อนแบบเดิม หรือมากไปกว่านั้นหากรวมต้นทุนแรงงานและเวลาหยุดเครื่อง ซึ่งการใช้ Mold-Masters มีค่าใช้จ่ายที่น้อยกว่ามากและทำให้การผลิตต่อเนื่องไม่สะดุด” ผู้ใช้แม่พิมพ์ชาวยุโรปรายหนึ่งที่ไม่ประสงค์ออกนาม

ช่องทางการไหล I-Flow ใช้เทคโนโลยีจดสิทธิบัตรของ Mold-Masters ยกระดับรูปทรงการไหลแบบหลอมเหลว มีตัวเลือกเส้นทางการไหลที่หลากหลายและรูปทรงทางวิ่งที่ช่วยให้การไหลของเรซิ่นมีความราบรื่น

(ที่มา: Mold-Masters)

2. เทคโนโลยีช่องทางการไหลวัสดุหลอมละลาย I-Flow

ช่องทางการไหลของวัสดุหลอมละลาย I-Flow ได้รวมรูปทรงการไหลวัสดุหลอมเหลว ตัวเลือกของเส้นทางการไหลและรูปทรงทางวิ่งที่จดสิทธิบัตรของ Mold-Masters ช่วยส่งเสริมให้เรซิ่นไหลได้อย่างราบรื่นและให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นแก่นักออกแบบในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของทางวิ่งร้อน (Hot Runner)

 I-Flow เป็นที่รู้จักในด้านการจัดการการหลอมเหลวที่ดีที่สุดในระดับเดียวกัน ทำให้เกิดความสมดุลในการไหลเติมเต็มแม่พิมพ์ของอุตสาหกรรมชั้นนำ มีประสิทธิภาพการเปลี่ยนสีที่รวดเร็ว และเกิดแรงดันตกน้อยลง

ช่องทางโค้งของ I-Flow ช่วยลดมุมคมและจุดบอดให้เหลือน้อยที่สุด มีการเปลี่ยนสีได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งในการใช้งานบางอย่าง I-Flow สามารถเปลี่ยนสีได้เร็วกว่าทางวิ่งร้อนแบบทั่วไปที่ไม่สมดุลถึง 4 เท่า เป็นการลดของเสียจากวัสดุ พลังงาน แรงงาน และเวลาที่สูญเปล่าได้อย่างมาก ตัวอย่างของลูกค้ารายหนึ่งรายงานว่า ขวด PET แต่เดิมใช้เวลา 6 ชั่วโมง ใช้เรซิ่น 288 กิโลกรัม เปลี่ยนมาใช้ระบบทางวิ่งร้อน Axiom กับ I-Flow ใช้เวลาแค่ 1.5 ชั่วโมง และใช้เรซิ่นเพียง 21 กิโลกรัมเท่านั้น

ช่องทางโค้งของ I-Flow ยังสร้างข้อจำกัดในการไหลให้น้อยลง และส่งผลให้แรงดันตกน้อยลง กล่าวอีกแบบ คือ ความดันที่สูญเสียน้อยลงระหว่างเครื่องจักรไปยังชิ้นส่วนจะช่วยลดปริมาณพลังงานที่ใช้ในการฉีดเรซินผ่านระบบทางวิ่งร้อน และยังสามารถใช้เครื่องฉีดขึ้นรูปที่มีขนาดเล็กลงโดยใช้พลังงานน้อยลงในการดำเนินงานได้อีกด้วย

ความร้อนมีบทบาทสำคัญในการแปรรูปพลาสติกในระบบทางวิ่งร้อน การจัดการความร้อนถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าระบบได้รับการปรับให้เหมาะสมกับการผลิต ส่งผลต่อคุณภาพการผลิตผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน โดยทั่วไปช่องทางการไหล I-Flow บางกว่าช่องทางการไหลแบบทั่วไป มวลที่ลดลงจะทำให้การทำความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น

จานอีโค (Eco Disk) เป็นแผ่นรองสัมผัสเซรามิก ลดการสูญเสียความร้อนสู่แผ่นแม่พิมพ์

(ที่มา: Mold-Masters)

3. จานอีโค (Eco Disk) 

จานอีโคหรือแผ่นรองสัมผัสเซรามิกช่วยลดการสูญเสียความร้อนสู่แผ่นแม่พิมพ์ จะช่วยปรับสมดุลความร้อนของระบบทางวิ่งร้อนทั้งหมด และลดการใช้พลังงานเมื่อเปรียบเทียบกับระบบทางวิ่งร้อนที่ใช้จานความดันเหล็กแบบเดิม Eco Disk เป็นส่วนประกอบเสริมของทางวิ่งร้อน Master Series และสามารถติดตั้งเพิ่มได้ตลอดเวลา

4. การใช้พลังงานไฟฟ้า

อีกวิธีหนึ่งในการลดการใช้พลังงาน แต่เดิมระบบทางวิ่งร้อนที่มีช่องทางเปิดปิดด้วยวาล์ว (Valve-Gated) ขับเคลื่อนด้วยระบบหัวขับนิวแมติกหรือไฮดรอลิก และฟังก์ชันอัตโนมัติของแม่พิมพ์ทั้งหมดใช้ไฮดรอลิกซึ่งใช้พลังงานในการเคลื่อนที่และค้างไว้ ในขณะที่เซอร์โวมอเตอร์ไฟฟ้าต้องการใช้พลังงานเฉพาะตอนเคลื่อนที่ ดังนั้นการเคลื่อนที่ด้วยการใช้พลังงานไฟฟ้าจึงใช้พลังงานน้อยกว่าการขับเคลื่อนด้วยไฮดรอลิก 

นอกจากนี้ หน่วยฉีดเสริม E-Multi ที่เปลี่ยนเครื่องฉีดแบบชอตเดียวเป็นหลายชอตก็ช่วยลดการใช้พลังงานของระบบและการฉีดขึ้นรูปทั้งหมด

หน่วยฉีดเสริม E-Multi ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า เปลี่ยนเครื่องฉีดแบบชอตเดียวให้เป็นหลายชอตได้

(ที่มา: Mold-Masters)

การบำรุงรักษาอย่างเหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ

ทางวิ่งร้อนหรือเครื่องมือไม่ว่าแบรนด์ใดก็ตาม การบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องเป็นสิ่งที่สำคัญเพื่อให้มั่นใจได้ว่าการทำงานจะเกิดประสิทธิภาพการผลิตสูงสุดเสมอ การขาดการบำรุงรักษาอาจนำไปสู่ปัญหาคุณภาพชิ้นส่วนหรือความล้มเหลวของส่วนประกอบ ทำให้ต้องปิดการทำงานและอัตราการผลิตลดลง หลังจากผ่านการผลิตเป็นเวลานานนั้นหากมีการซ่อมแซมเพื่อให้แม่พิมพ์กลับมามีสภาพเหมือนใหม่ การทำความสะอาด เปลี่ยนชิ้นส่วนที่สึกหรอ อัปเกรดส่วนประกอบภายใน จะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานยิ่งขึ้นไปอีก

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

บทความที่น่าสนใจ

• Lehvoss นำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีพอลิเมอร์ที่ผสานประสิทธิภาพและความยั่งยืน
• ชุบชีวิต Norton แบรนด์มอเตอร์ไซค์อังกฤษ ด้วยการผสานเทคโนโลยีแบบเก่าและใหม่
• Bofa Americas เปิดตัวเทคโนโลยีการกรองอากาศจากการพิมพ์ 3 มิติในงาน Formnext Forum 2023 
• Schunk เตรียมพร้อมจัดแสดงเทคโนโลยีการหนีบจับในงาน EMO 2023

About The Author