ผลของแม่พิมพ์แทรกที่สร้างจากการพิมพ์ 3 มิติ ต่อความเสถียรของขนาดชิ้นงานในกระบวนการฉีดขึ้นรูป

บทคัดย่อ

ปัจจุบันการพิมพ์ 3 มิติ ได้รับความนิยมในการสร้างชิ้นส่วนพลาสติกต้นแบบ แต่ชิ้นงานที่สร้างจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ มีสมบัติความแข็งแรงน้อยกว่าชิ้นงานที่ฉีดขึ้นรูป จึงมีความสนใจในส่วนการใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ สำหรับการสร้างแม่พิมพ์แทรก (mold insert, MI) โดยทั่วไป MI ทำจากเหล็ก จึงมีราคาแพงและใช้เวลาสร้าง MI นาน ซึ่งส่งผลต่อต้นทุนในการสร้างแม่พิมพ์ งานวิจัยนี้จึงได้นำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ แบบ PolyJet โดยใช้วัสดุเรซิ่นเหลวที่ไวต่อแสง (Digital ABS) มาสร้าง MI และพลาสติกที่ฉีดขึ้นรูปชิ้นงาน คือ พอลิโพรพิลีน (PP) โดยใช้แม่พิมพ์แทรกที่สร้างจากการพิมพ์ 3 มิติ (3DMIs) การฉีดขึ้นรูปที่สภาวะต่างกันและใช้วิธีทางทากุชิ (Taguchi method) ในการวิเคราะห์ผลของพารามิเตอร์ในการฉีด คือ ความเร็วฉีด ความดันฉีด อุณหภูมิหลอมพลาสติก และเวลาที่ให้ 3DMIs เย็นตัวก่อนฉีด ต่อความแม่นยำของขนาดชิ้นงาน พบว่าพารามิเตอร์ในการฉีดที่ส่งผลต่อความกว้างและความยาวของชิ้นงานมากที่สุด คือ อุณหภูมิหลอมพลาสติก และพารามิเตอร์ในการฉีดที่ส่งผลต่อความหนาของชิ้นงานมากที่สุด คือ เวลาที่ให้ 3DMIs เย็นตัวก่อนฉีด แต่เมื่อฉีดชิ้นงานฝาครอบโดยนำสภาวะการฉีดจากวิธีทางทากุชิมาปรับเพื่อฉีดขึ้นรูปพบว่าชิ้นงานเกิดการหดตัวมากโดยเฉพาะด้านความหนา เนื่องจาก 3DMIs มีความร้อนสะสมระหว่างการฉีดขึ้นรูปสูงกว่าแม่พิมพ์เหล็ก ทั้งนี้เพราะ 3DMIs ไม่มีน้ำหล่อเย็นและการถ่ายเทความร้อนไม่ดีเท่าแม่พิมพ์เหล็ก ทำให้ชิ้นงานเย็นตัวช้าและเกิดผลึกมาก