ด้วยความก้าวหน้าของนโยบายสิ่งแวดล้อมทั่วโลก บรรจุภัณฑ์พลาสติก PP เกรดอาหารที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ได้กลายเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์อาหาร พลาสติก PP เกรดอาหาร (โพลีโพรพิลีน รหัสรีไซเคิล 5) เป็นวัสดุที่ปลอดภัยซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ไม่เป็นพิษและไม่มีกลิ่น สามารถทนความร้อนได้สูงถึง 120 องศาเซลเซียส สามารถให้ความร้อนซ้ำๆ ได้โดยไม่เสียรูปง่าย และไม่มีส่วนผสมของบิสฟีนอลเอ มีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรและไม่ทำปฏิกิริยากับอาหารได้ง่าย หลังจากได้รับการรับรองที่เชื่อถือได้ สามารถสัมผัสกับอาหารได้ในระยะยาว
โครงการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและผลิตแม่พิมพ์ฉีด 1 ชุด สำหรับการผลิตภาชนะอาหารสำหรับองค์กรเครือข่ายร้านอาหารแห่งหนึ่ง เพื่อตอบสนองความต้องการในการผลิตขนาดใหญ่และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
- ออกแบบฐานแม่พิมพ์ 1 ชุด พร้อมแกนแม่พิมพ์ที่สามารถเปลี่ยนได้ 3 แกน เพื่อให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ชามได้ 3 ขนาดที่แตกต่างกัน ซึ่งช่วยลดต้นทุนโครงการให้กับลูกค้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- ปรับปรุงโครงสร้างแม่พิมพ์เพื่อให้แน่ใจว่าความหนาของผนังผลิตภัณฑ์สม่ำเสมอ (± 0.05 มม.) และหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องจากการเสียรูปหรือการหดตัว
- ปรับให้เข้ากับคุณสมบัติของวัสดุ PP (หดตัวง่าย) ปรับปรุงระบบ Hot Runner และระบบหล่อเย็น
- อายุการใช้งานแม่พิมพ์มากกว่า 1 ล้านรอบการผลิต ซึ่งตรงตามความต้องการในการผลิตระยะยาวของลูกค้า
- การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์และการกำหนดแผนแม่พิมพ์
- การทำแผนที่ผลิตภัณฑ์: ได้รับโมเดล CAD ของชาม 3 ใบ โดยใช้เทคโนโลยีการสแกน 3 มิติ และระบุขนาดที่สำคัญ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางกล่อง ความสูง และความคลาดเคลื่อนของความหนาผนัง
- การปรับคุณสมบัติวัสดุ: วัสดุ PP มีช่วงอุณหภูมิหลอมเหลวที่แคบ (170-230 องศาเซลเซียส) ซึ่งต้องการการออกแบบระบบ Hot Runner ที่ควบคุมอุณหภูมิแบบอิสระ เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุดหรือการเติมแม่พิมพ์ไม่เพียงพอ
- การเลือกโครงแม่พิมพ์: ใช้โครงแม่พิมพ์มาตรฐาน HASCO เพื่อให้มั่นใจในความเสถียรของการติดตั้งแม่พิมพ์
- การออกแบบโครงสร้างแม่พิมพ์
- การออกแบบพื้นผิวการแยก: เลือกขอบเขตระหว่างก้นภาชนะอาหารและตัวกล่องเป็นพื้นผิวการแยก เพื่อลดความซับซ้อนของโครงสร้างการถอดแม่พิมพ์
- ระบบการเทน้ำพลาสติก:
- มุม R ของหัวฉีดแบบ Cannon: R15.5 เชื่อมต่อกับหัวฉีดของเครื่องฉีดขึ้นรูป
- ยี่ห้อ Hot Runner: MOLDMASTERS จากประเทศแคนาดา
- Gate: Valve Gate 1 จุด ตรงกลางก้นผลิตภัณฑ์ เพื่อหลีกเลี่ยงรอยเชื่อมบนพื้นผิว
- ระบบหล่อเย็น: ช่องน้ำหล่อเย็นแบบวงกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. จัดเรียงรอบโพรงแม่พิมพ์ ลดเวลาการหล่อเย็นเหลือ 10 วินาที
- กลไกการถอดแม่พิมพ์: ชุดดัน + การเป่าลม เพื่อให้แน่ใจว่าการถอดแม่พิมพ์เป็นไปอย่างราบรื่น
- การผลิตแม่พิมพ์
- ส่วนแทรกของโพรงแม่พิมพ์และแกนแม่พิมพ์ทำจากเหล็ก 1.2343ESU มีความแข็ง HRC48-50 ซึ่งรับประกันความทนทานต่อการสึกหรอ ความทนทานต่อการขัดเงา และความทนทานต่อการกัดกร่อน
- การประมวลผลด้วยศูนย์เครื่องจักรความแม่นยำสูง ความหยาบของพื้นผิว Ra ≤ 0.4 ไมโครเมตร ความคลาดเคลื่อน ± 0.01 มม.
- ระบบ Hot Runner ใช้การควบคุมอุณหภูมิแบบอิสระ HeatingZone โดยมีความแตกต่างของอุณหภูมิควบคุมภายใน ± 2 องศาเซลเซียส
- การทดลองขึ้นรูป T1 และการแก้ไขปัญหา
- ปัญหาที่ 1: ผลิตภัณฑ์พลาสติกมีอากาศติดค้างระหว่างการทดลองครั้งแรก
- วิธีแก้ไข: การเพิ่มร่องระบายอากาศในแม่พิมพ์และการปรับพารามิเตอร์การฉีดให้เหมาะสม สามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- ผลิตอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 8 ชั่วโมง และคำนวณอัตราข้อบกพร่อง:
- ความคลาดเคลื่อนของขนาด: 0%
- ข้อบกพร่องบนพื้นผิว: 0.1%
- ความยากในการถอดแม่พิมพ์: 0%
- ประสิทธิภาพการผลิต: รอบการขึ้นรูป 20 วินาที ผลผลิตต่อวัน 4000 ชิ้น
- ตัวชี้วัดทางเทคนิค
- อายุการใช้งานแม่พิมพ์: 1.05 ล้านรอบการผลิต (เกินเป้าหมาย 1 ล้านรอบการผลิต)
- อัตราการผ่านคุณสมบัติผลิตภัณฑ์: 99.65% (ความต้องการของลูกค้า ≥ 99%)
- อัตราการใช้วัสดุ: 92% (แม่พิมพ์แบบดั้งเดิม 85%)
- ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ
- ต้นทุนต่อชิ้นลดลง 20% (เนื่องจากการออกแบบแม่พิมพ์ที่ดีและระบบหล่อเย็นที่ดี)
- กำลังการผลิตต่อปีของลูกค้าเพิ่มขึ้นเป็น 1 ล้านชิ้น เพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด
- ผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อม
- ลดของเสียจากวัสดุ PP ลง 15% สอดคล้องกับเป้าหมาย ESG ของบริษัท
- กุญแจสำคัญในการปรับวัสดุ PP:
- ควบคุมอุณหภูมิหลอมเหลวและอุณหภูมิแม่พิมพ์อย่างเข้มงวด
- ใช้ Hot Runner ที่ควบคุมอุณหภูมิความแม่นยำสูงเพื่อแก้ไขปัญหาการเติมแม่พิมพ์ไม่เพียงพอ
- ทิศทางการปรับปรุงการออกแบบแม่พิมพ์:
- เพิ่มจำนวนช่องน้ำหล่อเย็นเพื่อลดรอบการขึ้นรูปให้สั้นลงอีก
- ทดสอบการออกแบบการตรวจสอบครั้งแรกด้วยหลายโมเดล และปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ของแม่พิมพ์ต้นแบบ
- ข้อเสนอแนะจากลูกค้า:
- ความเสถียรสูงของแม่พิมพ์ช่วยลดเวลาการบำรุงรักษาเครื่องฉีดขึ้นรูป
- ชามพลาสติกผ่านการรับรองด้านสิ่งแวดลียวสีเขียวของสหภาพยุโรปแล้ว
- รูปภาพโครงสร้างแม่พิมพ์ (รูปที่แนบ 1: รูปภาพการประกอบแม่พิมพ์; รูปที่แนบ 2: รูปภาพแม่พิมพ์จริง; รูปที่แนบ 3: รูปภาพผลิตภัณฑ์ชามพลาสติก)
- ตารางพารามิเตอร์เครื่องจักร (แรงดันฉีด, เวลาการอัดแรงดัน, เวลาหล่อเย็น ฯลฯ)
- รายงาน CMM การยอมรับของลูกค้า (การตรวจสอบส่วนแทรกแม่พิมพ์)
โครงการนี้ได้แก้ไขปัญหาทางเทคนิคของการฉีดขึ้นรูปวัสดุ PP ได้สำเร็จ โดยการปรับปรุงโครงสร้างแม่พิมพ์และพารามิเตอร์กระบวนการ ทำให้เป็นโซลูชันที่เชื่อถือได้สำหรับการผลิตภาชนะอาหารประเภทชามในปริมาณมาก และสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมที่สำคัญให้กับองค์กร