การบิดงอ (Warpage) เป็นหนึ่งในปัญหาด้านมิติที่พบบ่อยที่สุดในการฉีดขึ้นรูปพลาสติก ชิ้นงานอาจดูปกติดีทันทีหลังจากการขึ้นรูป แต่จะเกิดการเสียรูปหลังจากเย็นตัวลง ส่งผลให้ระนาบความเรียบไม่ได้มาตรฐาน เกิดปัญหาในการประกอบ ขนาดคลาดเคลื่อน หรือไม่สามารถใช้งานได้ตามฟังก์ชัน
สำหรับชิ้นงานฉีดขึ้นรูปที่มีพื้นผิวเรียบขนาดใหญ่ มีสันครีบที่ซับซ้อน มีความหนาของผนังไม่สม่ำเสมอ หรือใช้วัสดุเสริมใยแก้ว การควบคุมการบิดงอควรเริ่มต้นตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบผลิตภัณฑ์และแม่พิมพ์ มากกว่าที่จะรอแก้ปัญหาหลังจากการทดสอบแม่พิมพ์
การบิดงอเกิดขึ้นจากสาเหตุหลักคือ แต่ละบริเวณของชิ้นงานฉีดขึ้นรูปเกิดการหดตัวในอัตราที่ไม่เท่ากันระหว่างการระบายความร้อน
ปัจจัยหลายประการที่ส่งผลให้เกิดปัญหานี้ ได้แก่:
ด้วยเหตุนี้ เพียงแค่เพิ่มเวลาการหล่อเย็นหรือปรับแรงดันการฉีดอาจไม่สามารถแก้ปัญหาการบิดงอได้อย่างสมบูรณ์ หากสาเหตุที่แท้จริงมาจากการออกแบบชิ้นงานหรือแม่พิมพ์
ความหนาของผนังที่มีความแตกต่างกันมากอาจส่งผลให้อัตราการเย็นตัวและการหดตัวไม่เท่ากัน
ส่วนที่หนาจะเย็นตัวช้ากว่าส่วนที่บาง และอาจต้องการการอัดย้ำที่มากกว่า ความแตกต่างนี้ทำให้เกิดความเค้นภายใน (Internal stress) และการเสียรูปหลังจากปลดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์
ในระหว่างการตรวจสอบ DFM จึงควรระบุตำแหน่งที่หนาเกินความจำเป็นและปรับปรุงแก้ไขเท่าที่ฟังก์ชันของผลิตภัณฑ์จะเอื้ออำนวย
ตำแหน่งของเกตส่งผลต่อ:
สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่หรือชิ้นส่วนที่มิติมีความสำคัญอย่างยิ่ง ไม่ควรเลือกตำแหน่งเกตโดยดูแค่จุดที่ยอมรับรอยเกตได้เท่านั้น
แต่ควรคำนึงถึงผลกระทบต่อการไหลเติมเต็มและความเสถียรทางมิติด้วยเช่นกัน
การหล่อเย็นเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดซึ่งส่งผลต่อทั้งรอบเวลาการผลิต (Cycle time) และความเสถียรทางมิติ
หากด้านใดด้านหนึ่งหรือบริเวณใดบริเวณหนึ่งของชิ้นงานเย็นตัวเร็วกว่าอีกส่วนหนึ่งอย่างมีนัยสำคัญ อาจทำให้เกิดการหดตัวที่แตกต่างกันได้
ระบบหล่อเย็นที่ได้รับการออกแบบมาเป็นอย่างดีควรมีการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอทั่วทั้งแม่พิมพ์ ควบคู่ไปกับการระบายความร้อนที่เพียงพอรอบๆ ส่วนที่หนา แกนคอร์ และจุดที่มีการสะสมความร้อนสูงอื่นๆ
วัสดุอย่าง PA66-GF30, PBT-GF30 และ PPS-GF40 ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายสำหรับชิ้นส่วนยานยนต์และอุตสาหกรรมเนื่องจากคุณสมบัติเชิงกลและความทนทานต่อความร้อน
อย่างไรก็ตาม การเรียงตัวของเส้นใยระหว่างการไหลเข้าแม่พิมพ์อาจทำให้พฤติกรรมการหดตัวในทิศทางการไหลและทิศทางตั้งฉากกับการไหลแตกต่างกัน
ดังนั้น ตำแหน่งเกต ทิศทางการไหล และรูปทรงเรขาคณิตของชิ้นงานจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษเมื่อความแม่นยำทางมิติและความเรียบระนาบเป็นสิ่งสำคัญ
สำหรับชิ้นงานที่มีความซับซ้อน การวิเคราะห์การไหลของแม่พิมพ์สามารถช่วยประเมินความเสี่ยงในการฉีดขึ้นรูปที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่จะเริ่มผลิตแม่พิมพ์จริง
การวิเคราะห์ทั่วไปอาจครอบคลุมถึง:
การจำลองภาพ (Simulation) ไม่สามารถทดแทนการทดสอบแม่พิมพ์ได้ทั้งหมด แต่ช่วยระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้ก่อนที่จะเริ่มตัดเหล็กทำแม่พิมพ์
หลังจากการทดลองฉีดรอบแรก (T1) ควรนำผลการตรวจสอบมิติมาพิจารณาร่วมกับการประเมินสภาวะการฉีดขึ้นรูปจริง
เมื่อเกิดปัญหาการบิดงอ วิธีแก้ไขควรขึ้นอยู่กับสาเหตุที่แท้จริง มากกว่าการด่วนแก้ไขแม่พิมพ์ในทันที
แนวทางการปรับปรุงที่เป็นไปได้อาจประกอบด้วย:
การออกแบบชิ้นงาน → การออกแบบแม่พิมพ์ → การปรับเกต/ระบบหล่อเย็นให้เหมาะสม → การปรับสภาวะกระบวนการ → การแก้ไขแม่พิมพ์
การปฏิบัติตามลำดับขั้นตอนนี้สามารถลดการแก้ไขแม่พิมพ์ที่ไม่จำเป็น และช่วยย่นระยะเวลาในวงจรการพัฒนาผลิตภัณฑ์ได้
การบิดงอมักไม่ค่อยเกิดขึ้นจากปัจจัยเพียงอย่างเดียว รูปทรงเรขาคณิตของชิ้นงาน, ชนิดของพลาสติก, ตำแหน่งเกต, การออกแบบระบบหล่อเย็น และพารามิเตอร์การฉีดขึ้นรูป ล้วนส่งผลกระทบซึ่งกันและกัน
สำหรับชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปที่เน้นความแม่นยำของมิติ การตรวจสอบ DFM ตั้งแต่เนิ่นๆ และการปรับการออกแบบแม่พิมพ์ให้เหมาะสมสามารถลดความเสี่ยงในการพัฒนาได้อย่างมาก
ที่ MID Mould เราพร้อมสนับสนุนลูกค้าตั้งแต่การวิเคราะห์ DFM และการออกแบบแม่พิมพ์ ไปจนถึงการผลิตแม่พิมพ์, การทดสอบฉีดขึ้นรูป, การตรวจสอบมิติ ตลอดจนการผลิตชิ้นงานฉีดขึ้นรูป
ส่งแบบร่างชิ้นงาน 2D/3D และข้อกำหนดด้านวัสดุของคุณมาให้เรา เพื่อรับการประเมินความเป็นไปได้ในการขึ้นรูป (Moldability review)
