ตัวอย่างแม่พิมพ์พลาสติก

การพฒั นาซอฟต์แวร์ช่วยในการออกแบบแม่พมิ พ์ชนิดอดั ขนึ้ รูปสําหรับผลติ ภณั ฑ์ยาง The Application Programming Interface for Rubber Compression Mold Design ชุกรี แดสา Chukree Daesaวทิ ยานิพนธ์นีเ้ ป็ นส่วนหน่ึงของการศึกษาตามหลกั สูตรปริญญาวศิ วกรรมศาสตรมหาบณั ฑติ สาขาวชิ าวศิ วกรรมการผลติ มหาวทิ ยาลยั สงขลานครินทร์ A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering in Manufacturing Engineering Prince of Songkla University 2551 ลขิ สิทธ์ิของมหาวทิ ยาลยั สงขลานครินทร์

การพฒั นาซอฟต์แวร์ช่วยในการออกแบบแม่พมิ พ์ชนิดอดั ขนึ้ รูปสําหรับผลติ ภณั ฑ์ยางThe Application Programming Interface for Rubber Compression Mold Design ชุกรี แดสาChukree Daesaวทิ ยานิพนธ์นีเ้ ป็ นส่วนหน่ึงของการศึกษาตามหลกั สูตรปริญญาวศิ วกรรมศาสตรมหาบณั ฑติสาขาวชิ าวศิ วกรรมการผลติมหาวทิ ยาลยั สงขลานครินทร์A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree ofMaster of Engineering in Manufacturing EngineeringPrince of Songkla University2551ลขิ สิทธ์ิของมหาวทิ ยาลยั สงขลานครินทร์ (1)

ช่ือวทิ ยานิพนธ์ การพฒั นาซอฟตแ์ วร์ช่วยในการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั ข้นึ รูปสาํ หรับผลิตภณั ฑ์ ยางผู้เขยี น นายชุกรี แดสาสาขาวชิ า วิศวกรรมการผลิตอาจารย์ทป่ี รึกษาวทิ ยานิพนธ์หลกั คณะกรรมการสอบ…………………………...................................... ………………………………….ประธานกรรมการ(ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.สุภาพรรณ ไชยประพทั ธ์) (รองศาสตราจารยส์ มชาย ชูโฉม)อาจารย์ทปี่ รึกษาวทิ ยานิพนธ์ร่วม ……………………………………………กรรมการ (ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.สุภาพรรณ ไชยประพทั ธ)์………………………………………………… .………………………...…………………กรรมการ(ดร.วิรัช ทวปี รีดา) (ดร.วริ ัช ทวีปรีดา) ……………………………...……………กรรมการ (ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.ศุภสิทธ์ิ รอดขวญั ) บณั ฑิตวิทยาลยั มหาวิทยาลยั สงขลานครินทร์ อนุมตั ิให้นับวิทยานิพนธ์ฉบบั น้ีเป็ นส่วนหน่ึงของการศึกษา ตามหลกั สูตรปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบณั ฑิต สาขาวชิ าวิศวกรรมการผลิต ………………………………….…………. (รองศาสตราจารย์ ดร.เกริกชยั ทองหนู) คณบดีบณั ฑิตวิทยาลยั (2)

ชื่อวทิ ยานิพนธ์ การพฒั นาซอฟตแ์ วร์ช่วยในการออกแบบแม่พิมพช์ นิดอดั ข้ึนรูปสาํ หรับ ผลิตภณั ฑย์ างผู้เขยี น นายชุกรี แดสาสาขาวชิ า วิศวกรรมการผลิตปี การศึกษา 2551 บทคดั ย่อ กระบวนการอัดเป็ นวิธีหน่ึงท่ีนิยมใช้ในการข้ึนรูปผลิตภัณฑ์ยาง เนื่องจากกระบวนการผลิตชิ้นงานและการผลิตแม่พิมพส์ ามารถทาํ ไดง้ ่ายและมีตน้ ทุนการผลิตแม่พิมพต์ ่าํกว่าแม่พิมพช์ นิดอ่ืนๆ แต่การออกแบบแม่พิมพอ์ ดั ในปัจจุบนั ยงั ตอ้ งอาศยั ทกั ษะและประสบการณ์ส่วนบุคคลของผูอ้ อกแบบแม่พิมพ์ เน่ืองจากยงั ไม่มีแนวปฏิบตั ิท่ีเป็ นมาตรฐานและสามารถใช้อา้ งอิงได้ ส่งผลใหก้ ารพฒั นาอุตสาหกรรมประเภทน้ียงั ไม่มีความกา้ วหนา้ เท่าที่ควร งานวิจยั น้ีเป็นการรวบรวมองคค์ วามรู้เก่ียวกบั กระบวนการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั สาํ หรับข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างจากแหล่งความรู้เชิงทฤษฎีในเอกสารวิชาการ และแหล่งความรู้เชิงปฏิบตั ิจากสถานประกอบการท่ีดาํ เนินธุรกิจเกี่ยวกบั การออกแบบและผลิตแม่พิมพ์ ซ่ึงผวู้ ิจยั ไดน้ าํ ความรู้ดงั กล่าวมาสงั เคราะห์เพื่อกําหนดเป็ นแนวปฏิบัติท่ีเป็ นมาตรฐานสําหรับการออกแบบแม่พิมพ์ และเน่ืองจากการท่ีกระบวนการออกแบบแม่พิมพต์ อ้ งอาศยั ขอ้ มูลจากหลายฝ่ าย ทาํ ให้เกิดความล่าชา้ จากข้นั ตอนการประสานงานเพื่อให้ได้มาซ่ึงขอ้ มูลท่ีจาํ เป็ น จึงเกิดแนวคิดในการแปลงกระบวนการออกแบบแม่พิมพท์ ี่ไดจ้ ดั ทาํ เป็ นมาตรฐานน้ีให้อยู่ในรูปของฟังก์ชนั พิเศษช่วยในการทาํ งาน (ApplicationProgramming Interface, API) ท่ีติดต้งั อยบู่ นซอฟทแ์ วร์ช่วยในการออกแบบ SolidWorks โดย APIที่ถูกพัฒนาข้ึนมาน้ีจะเช่ือมโยงกับฐานข้อมูลด้านวัสดุยางและฐานข้อมูลเครื่องจักร ทําให้กระบวนการออกแบบเป็ นไปดว้ ยความสะดวกมากข้ึน API น้ีไดถ้ ูกประเมินผลการใชง้ านจากสถานประกอบการดา้ นการออกแบบแม่พิมพ์ โดยสรุปผลไดว้ ่า สามารถใชง้ านไดด้ ีระดบั หน่ึงและยงั ตอ้ งการการปรับปรุงเพ่ิมเติมในบางประเด็นเช่น ใหส้ ามารถออกแบบแม่พิมพแ์ บบ 3 แผน่ และสามารถสรุปรายละเอียดแม่พิมพใ์ นรูปของเอกสารได้ (3)

Thesis Title The Application Programming Interface for Rubber Compression Mold DesignAuthor Mr. Chukree DaesaMajor Program Manufacturing EngineeringAcademic Year 2008 ABSTRACT Among processes used in forming industrial rubber parts, compression moldingis the earliest and still widely used because of economic reasons. However, molds are currentlydesigned upon experiences and proficiency of each designer. Such lack of standardization in adesign process induces unreasonable variation and later adds extra cost into the production. Todrive the rubber parts industry in Thailand to its full speed, there is a need to establish astandardized procedure in mold design. This research integrated theoretical background of molddesign with industrial practices and criteria, and synthesized all information to become aworkable mold design handbook. To further enhance the implementation of this design reference,the author transformed the procedure in the reference into an application programming interface(API) installed in a commercial CAD software SolidWorks. This is not only for the userconvenience sake, but also helps in gathering all the data essential in mold design in one place.The design procedure, as well as the API proposed in this research, has been evaluated by expertsin rubber molding. The feedback showed satisfactory comments from the industry and apromising future of computer aided in rubber mold design. Future research is directed towards 3-plates mold design and automated drafting generation. (4)

กติ ตกิ รรมประกาศ ขอขอบพระคุณย่ิงสาํ หรับ ผูช้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.สุภาพรรณ ไชยประพทั ธ์ ดร.วิรัช ทวีปรีดา และ อ.ศรีสิทธ์ิ เจียรบุตร ผูใ้ ห้คาํ ปรึกษาและขอ้ คิดอนั เป็ นประโยชน์ในการทาํวทิ ยานิพนธ์ อีกท้งั ทาํ ใหก้ ารเขียนวทิ ยานิพนธส์ าํ เร็จลุล่วงไปไดด้ ว้ ยดี ขอขอบคุณ คุณพิชิต นาจนั ทร์ทอง ผูจ้ ดั การฝ่ ายแม่พิมพ์ บุคลากรฝ่ ายแม่พิมพ์บริษทั เอราวณั รับเบอร์ จาํ กดั จ.กรุงเทพฯ ที่ใหก้ ารตอ้ นรับเป็ นอยา่ งดีในระหว่างท่ีผวู้ ิจยั ไดฝ้ ึ กงานที่บริษทั และใหก้ ารสนบั สนุนขอ้ มูลอยา่ งเตม็ ท่ีในการนาํ มาพฒั นาโปรแกรม จนบรรลุวตั ถุประสงค์ในการทาํ วิทยานิพนธ์ ขอขอบคุณ บุคลากรฝ่ ายออกแบบแม่พิมพ์ บริษัท เอสเคพอลิเมอร์ จาํ กัด จ.กรุงเทพฯ ท่ีให้การตอ้ นรับเป็ นอย่างดีในระหว่างที่ผวู้ ิจยั ไดฝ้ ึ กงานท่ีบริษทั และให้การสนบั สนุนขอ้ มูลอยา่ งเตม็ ที่ในการนาํ มาพฒั นาโปรแกรม จนบรรลุวตั ถุประสงคใ์ นการทาํ วิทยานิพนธ์ ขอขอบคุณ คุณเชาวลิต มีทองคาํ ผจู้ ดั การ บุคลากรฝ่ ายออกแบบแม่พิมพบ์ ริษทัคินโนะ โฮชิ เอน็ จิเนียร่ิง จาํ กดั จ.พระนครศรีอยธุ ยา ที่ใหก้ ารตอ้ นรับเป็นอยา่ งดีในระหว่างท่ีผวู้ ิจยัไดฝ้ ึ กงานที่บริษทั และให้การสนับสนุนขอ้ มูลอย่างเต็มที่ในการนาํ มาพฒั นาโปรแกรม จนบรรลุวตั ถุประสงคใ์ นการทาํ วทิ ยานิพนธ์ ขอขอบคุณ สาํ นกั งานกองทุนสนบั สนุนการวิจยั (สกว.) ท่ีใหท้ ุนสนบั สนุนภายใต้โครงการ “ฟังก์ชนั ช่วยทาํ งานสาํ หรับการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั ยางบนซอฟตแ์ วร์สําเร็จรูป” รหัสโครงการ RDG5050020 ความเห็นในวิทยานิพนธ์เป็ นของผวู้ ิจยั สาํ นกั งานกองทุนสนบั สนุนการวิจยั ไม่จาํ เป็นตอ้ งเห็นดว้ ยเสมอไป ขอขอบคุณ บณั ฑิตวิทยาลยั มหาวิทยาลยั สงขลานครินทร์ ที่ให้ทุนสนับสนุนเพิม่ เติมในการดาํ เนินงานวจิ ยั พร้อมการใหค้ าํ แนะนาํ ท่ีดีในการศึกษาระดบั บณั ฑิตศึกษาและการทาํวทิ ยานิพนธ์ สุดทา้ ยน้ี ขอมอบคุณความดีท้งั หมดจากการทาํ วทิ ยานิพนธ์คร้ังน้ีแด่คุณพอ่ คุณแม่ท่ีให้การดูแลเล้ียงดูเป็ นอย่างดี ครูบาอาจารยท์ ุกท่านที่ให้วิชาความรู้และปลูกฝังคุณธรรม และเพ่ือนๆ นักศึกษาปริญญาโท มหาวิทยาลยั สงขลานครินทร์ทุกท่าน ที่คอยให้กาํ ลงั ใจจนสําเร็จการศึกษาในคร้ังน้ีชุกรี แดสา (5)

สารบญั หนา้ (6)สารบญั (8)รายการตาราง (10)รายการภาพประกอบบทที่ 11 บทนาํ 1 4 1.1 บทนาํ ตน้ เร่ือง 4 1.2 วตั ถุประสงคข์ องการวิจยั 5 1.3 ขอบเขตของการวจิ ยั 5 1.4 ระเบียบวิธีวจิ ยั 6 1.5 ประโยชน์ที่คาดวา่ จะไดร้ ับ 62 ทฤษฎีท่ีเก่ียวขอ้ งกบั การวจิ ยั 12 2.1 ยางและสมบตั ิของยาง 31 2.2 การแปรรูปผลิตภณั ฑย์ างดว้ ยแม่พิมพ์ 35 2.3 การใชค้ อมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบแม่พมิ พ์ 353 กระบวนการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั 38 3.1 ขอ้ มลู กระบวนการออกแบบแม่พมิ พอ์ ดั 45 3.2 ชนิดของแม่พมิ พอ์ ดั 76 3.3 ข้นั ตอนการออกแบบแมพ่ มิ พอ์ ดั 76 3.4 การคาํ นวณระยะเปิ ดแม่พิมพอ์ ดั 77 3.5 การประเมินราคาแม่พิมพ์ 79 3.6 การใชง้ านและการบาํ รุงรักษาแม่พมิ พ์ 794 การพฒั นาซอฟแวร์ช่วยในการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั 80 4.1 โปรแกรมคอมพวิ เตอร์ช่วยในการออกแบบแม่พมิ พย์ าง 84 4.2 การพฒั นาฟังกช์ นั พิเศษเพ่ิมเติมบนโปรแกรมสาํ เร็จรูป (API) 87 4.3 การติดต้งั โปรแกรมสาํ หรับการเขียนฟังกช์ นั ช่วยในการทาํ งานพเิ ศษ 4.4 การเขียน API ดว้ ยโปรแกรม SolidWorks 2006 (6)

สารบัญ (ต่อ) หนา้ 99 4.5 ขอ้ แตกต่างระหวา่ งการเขียน API ดว้ ยแมโครกบั VB.NET 100 4.6 การประยกุ ตใ์ ช้ API สาํ หรับออกแบบแมพ่ มิ พอ์ ดั ยาง 116 4.7 การออกแบบส่วนติดต่อผใู้ ช้ (User interface) ของโปรแกรม 135 4.8 ความสามารถของโปรแกรม 1375 บทสรุปและขอ้ เสนอแนะ 137 5.1 สรุปผลการดาํ เนินงานวิจยั 138 5.2 ผลการประเมินจากโรงงานออกแบบและผลิตแม่พมิ พ์ 139 5.3 ขอ้ เสนอแนะในการดาํ เนินงานวจิ ยั 140บรรณานุกรมภาคผนวก 142 172 ภาคผนวก ก ตวั อยา่ งของแม่พิมพท์ ี่ผา่ นการออกแบบดว้ ยโปรแกรมประวตั ิผเู้ ขียน (7)

รายการตารางตาราง หนา้ 2-1 แสดงผลิตภณั ฑจ์ ากยางธรรมชาติ 7 2-2 แสดงผลิตภณั ฑจ์ ากยางสงั เคราะห์ 8 2-3 แสดงข้นั ตอนการอดั ข้ึนรูป 13 2-4 แสดงข้นั ตอนการก่ึงฉีดข้ึนรูป 17 2-5 แสดงข้นั ตอนการฉีดข้ึนรูป 21 2-6 เปรียบเทียบกระบวนการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างดว้ ยแม่พมิ พ์ 29 2-7 ตวั อยา่ งโปรแกรมช่วยในการออกแบบแม่พมิ พฉ์ ีดพลาสติก 33 3-1 แสดงขอ้ มลู ของโรงงานที่ใชเ้ ป็นกรณีศึกษา 37 3-2 แสดงส่วนประกอบของแม่พิมพ์ 39 3-3 แสดงหนา้ ที่การทาํ งานของชิ้นส่วนแมพ่ ิมพ์ 40 3-4 การแบ่งชนิดแม่พิมพ์ 43 3-5 แสดงขอ้ มลู เบ้ืองตน้ ที่ใชใ้ นการออกแบบแม่พมิ พ์ 46 3-6 แสดงค่าเผอ่ื การหดตวั ของยางแต่ละชนิด 54 3-7 แสดงปัจจยั ที่ใชใ้ นการประเมินราคาแม่พมิ พ์ 77 4-1 แสดงลกั ษณะของ SolidWorks API 82 4-2 แสดงฟังกช์ นั การทาํ งานของคาํ สงั่ บนแถบเคร่ืองมือแมโคร 88 4-3 แสดงส่วนประกอบของหนา้ จอการเขียนแมโคร 90 4-4 แสดงรายละเอียดการบนั ทึกแมโคร 92 4-5 แสดงหนา้ ท่ีการทาํ งานของส่วนต่างๆในคลาส SWAddin.vb 97 4-6 ขอ้ แตกต่างระหวา่ งการเขียน API ดว้ ยแมโครและ VB.NET 99 4-7 แสดงปัญหาและแนวทางแกไ้ ขท่ีเกิดข้ึนในกระบวนการออกแบบแม่พมิ พอ์ ดั 4-8 แสดงฟังกช์ นั ท่ีมีในโปรแกรม 101 4-9 แสดงขอ้ มลู ท่ีผใู้ ชต้ อ้ งกาํ หนดใหก้ บั โปรแกรม 1054-10 แสดงสูตรการคาํ นวณขนาดแม่พมิ พ์ 1094-11 แสดงส่วนประกอบของแมพ่ มิ พแ์ ยกเป็นส่วนแควิต้ีและคอร์ 113 116 (8)

รายการตาราง (ต่อ) หนา้ 118ตาราง 1264-12 แสดงตวั แปรและคา่ ตวั แปรในแต่ละคลาสยอ่ ย 1274-13 แสดงคาํ สงั่ และเงื่อนไขในการสร้างเสน้ แบ่งแม่พิมพ์ 1284-14 แสดงคาํ สงั่ และเงื่อนไขสาํ หรับการสร้างผวิ ปิ ด 1304-15 แสดงคาํ สง่ั และเงื่อนไขในการสร้างพ้นื ผวิ 1364-16 คาํ สง่ั และเง่ือนไขในการแยกแม่พมิ พ์ 1384-17 ขีดความสามารถและขอ้ จาํ กดั ของโปรแกรมช่วยออกแบบแม่พมิ พอ์ ดั 5-1 สรุปผลการประเมินความคิดเห็นเก่ียวกบั โปรแกรม (9)

รายการภาพประกอบ หนา้ 10ภาพประกอบ 11 2-1 ลกั ษณะการทาํ งานของเคร่ือง Durometer 13 2-2 จงั หวะการทาํ งานของเครื่องวดั ความแขง็ ของยางในหน่วย IRHD 14 2-3 การวางพรีฟอร์มลงบนตวั เบา้ ของแม่พมิ พอ์ ดั 15 2-4 แม่พิมพอ์ ดั ข้ึนรูป 15 2-5 ตวั อยา่ งแม่พมิ พอ์ ดั ชนิดสองแผน่ 18 2-6 ตวั อยา่ งผลิตภณั ฑท์ ่ีผา่ นกระบวนการอดั ข้นึ รูป 19 2-7 ลกั ษณะของแม่พมิ พก์ ่ึงฉีด 19 2-8 ตวั อยา่ งแม่พิมพก์ ่ึงฉีดชนิดสามแผน่ 23 2-9 ตวั อยา่ งผลิตภณั ฑท์ ่ีผา่ นกระบวนการก่ึงฉีดข้ึนรูป 23 2-10 ลกั ษณะของแม่พิมพฉ์ ีด 24 2-11 ตวั อยา่ งแม่พิมพฉ์ ีดแบบวางตวั แนวต้งั ชนิดสามแผน่ 24 2-12 ตวั อยา่ งแม่พิมพฉ์ ีดแบบวางตวั ในแนวนอนชนิดสองแผน่ 26 2-13 ตวั อยา่ งผลิตภณั ฑท์ ี่ผา่ นกระบวนการฉีดข้นึ รูป 2-14 แม่พิมพฉ์ ีดท่ีติดต้งั บนเคร่ืองฉีดแบบแนวต้งั 32 2-15 โปรแกรมที่ช่วยในการออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติก (Mold Wizard) ใน Unigraphics 33 36 2-16 โปรแกรมที่ช่วยในการออกแบบแม่พมิ พ์ (IMOLD)ใน SolidWorks 44 3-1 ท่ีมาของข้นั ตอนการออกแบบแม่พมิ พ์ 44 3-2 ความสูงชิ้นงานท่ีใชเ้ ป็นเณฑใ์ นการแบ่งแม่พิมพ์ 45 3-3 ความหนาส่วนยนื่ ออกจากชิ้นงานท่ีใชเ้ ป็นเกณฑใ์ นการแบ่งแม่พิมพ์ 49 3-4 กระบวนการออกแบบแมพ่ มิ พอ์ ดั 50 3-5 การวางเบา้ แบบมีระยะห่างระหวา่ งเบา้ เท่ากนั 50 3-6 การวางเบา้ แบบมีร่องระบาย 51 3-7 การวางเบา้ แบบแยกกลุ่ม 51 3-8 เสน้ แบ่งแมพ่ มิ พก์ บั ทิศทางการเปิ ด-ปิ ดแม่พมิ พ์ 52 3-9 ชิ้นงานและการเลือกเสน้ แบง่ แม่พมิ พ์ 3-10 ส่วนที่เกิดอนั เดอร์คตั บนแมพ่ ิมพ์ (10)

รายการภาพประกอบ (ต่อ) หนา้ 55ภาพประกอบ 55 3-11 ร่องตดั ขอบแบบร่องโคง้ 56 3-12 ร่องตดั ขอบแบบร่องสามเหลี่ยม 57 3-13 ร่องตดั ขอบแบบสามเหล่ียมและแบบส่ีเหล่ียม 58 3-14 การสร้างร่องตดั ขอบสาํ หรับแม่พิมพช์ นิด 3 แผน่ 59 3-15 ร่องระบายแบบร่องตรง 59 3-16 ร่องระบายแบบร่องตรงต้งั ฉาก 60 3-17 ร่องระบายแบบผสม 51 3-18 ขนาดแม่พิมพ์ 53 3-19 แม่พมิ พช์ นิด 3 แผน่ 64 3-20 การหาขนาดสลกั สาํ หรับแม่พมิ พช์ นิด 2 แผน่ 64 3-21 การหาขนาดสลกั สาํ หรับแมพ่ ิมพช์ นิด 3 แผน่ 65 3-22 ระยะห่างระหวา่ งอินเสิร์ตและสลกั 65 3-23 การวางสลกั แบบ 3 ตวั 66 3-24 การวางสลกั 3 ตวั สาํ หรับแมพ่ มิ พช์ นิด 3 แผน่ 66 3-25 การใส่สลกั ตวั เมียที่แม่พิมพแ์ ผน่ กลาง 67 3-26 การวางสลกั แบบ 4 ตวั 68 3-27 ตาํ แหน่งการวางสลกั 4 ตวั ของแม่พิมพช์ นิด 3 แผน่ 68 3-28 ลกั ษณะของหูหิ้ว 69 3-29 ตวั อยา่ งแม่พิมพท์ ่ีใส่หูหิ้ว 69 3-30 ตวั อยา่ งแม่พมิ พท์ ่ีใส่บานพบั 70 3-31 ลกั ษณะของหูยกเคร่ืองอดั 71 3-32 ตวั อยา่ งแม่พิมพท์ ่ีใส่หูยดึ เครื่องอดั 72 3-33 ขนาดและการประกอบกบั แขนยกแม่พิมพ์ 72 3-34 ตวั อยา่ งแม่พมิ พท์ ี่ใส่ปี กยก 73 3-35 ลกั ษณะของหูยกและการประกอบแมพ่ มิ พ์ 74 3-36 ระยะหูยกและแขนยกแม่พิมพ์ 3-37 การใส่ชุดลอ็ คใหก้ บั แม่พมิ พ์ (11)

รายการภาพประกอบ (ต่อ) หนา้ 74ภาพประกอบ 75 3-38 ส่วนประกอบของชุดลอ็ ค 75 3-39 สลกั ยนั แขนลอ็ ค 76 3-40 สกรูท่ีใชจ้ บั ยดึ ส่วนประกอบของแม่พิมพ์ 81 3-41 ระยะเปิ ดแม่พมิ พ์ 4-1 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งการเขยี น API ดว้ ยโปรแกรม SolidWorks 83 Unigraphics และ Parasolid 85 4-2 SolidWorks Object Model 86 4-3 ไฟลแ์ ม่แบบสาํ หรับติดต้งั 86 4-4 ตาํ แหน่งการวางไฟล์ SWVBAddin 87 4-5 การสร้าง API Project 88 4-6 ข้นั ตอนการเลือก Template 89 4-7 แถบเคร่ืองมือ Macro 90 4-8 หนา้ จอสาํ หรับเขียนแมโคร 91 4-9 ส่วนประกอบของหนา้ จอการเขียนแมโคร 91 4-10 ข้นั ตอนการบนั ทึกแมโคร 94 4-11 ตวั อยา่ งการบนั ทึกแมโครสาํ หรับการสร้างทรงกระบอก 95 4-12 แสดงโคด้ โปรแกรมท่ีไดจ้ ากการบนั ทึกแมโคร 96 4-13 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งโปรแกรม VB.NET กบั SolidWorks 97 4-14 การเลือกแม่แบบสาํ หรับการเขียน API 98 4-15 โครงสร้างของคลาส SWAddin.vb 99 4-16 หนา้ ต่างสาํ หรับเลือกไฟล์ Add-in 104 4-17 การเพิม่ แถบเคร่ืองมือจาก API ท่ีไดเ้ ขยี นข้ึนจากโปรแกรม VB.NET 106 4-18 กระบวนการออกแบบแมพ่ ิมพอ์ ดั 108 4-19 ผงั งานโปรแกรมช่วยในการออกแบบแม่พมิ พอ์ ดั 109 4-20 ผงั งานการกาํ หนดขอ้ มลู เบ้ืองตน้ 111 4-21 แสดงทางเลือกที่เป็นไปไดท้ ้งั หมดในการกาํ หนดขอ้ มลู เบ้ืองตน้ 4-22 กระบวนการกาํ หนดเสน้ แบ่งแม่พิมพ์ (12)

รายการภาพประกอบ (ต่อ) หนา้ 111ภาพประกอบ 112 4-23 ชิ้นงานที่ผา่ นการกาํ หนดเสน้ แบ่งแมพ่ มิ พแ์ ลว้ 113 4-24 ชิ้นงานที่ผา่ นการสร้างผวิ ปิ ดช่องวา่ งรู 115 4-25 ชิ้นงานที่ผา่ นการสร้างผวิ แบ่งแม่พิมพ์ 115 4-26 แม่พิมพข์ นาด 1 เบา้ 116 4-27 แผน่ แม่พมิ พท์ ี่กระจายตามจาํ นวนเบา้ 117 4-28 แม่พมิ พท์ ี่ติดต้งั ส่วนประกอบ 119 4-29 การเชื่อมโยงขอ้ มูลในโปรแกรม 121 4-30 ข้นั ตอนยอ่ ยในการกาํ หนดขอ้ มูลเบ้ืองตน้ 122 4-31 ข้นั ตอนการกาํ หนดรูปร่างชิ้นงานและการเชื่อมโยงไปยงั คลาส Cls_Part 4-32 ข้นั ตอนการกาํ หนดขอ้ มลู ชนิดของยางและการเช่ือมโยงกบั คลาส 123 Cls_Material 4-33 ข้นั ตอนการกาํ หนดขอ้ มลู เคร่ืองอดั และการเชื่อมโยงกบั คลาส 124 Cls_Machine 124 4-34 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการกาํ หนดจาํ นวนเบา้ 125 4-35 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการกาํ หนดจาํ นวนเบา้ เอง 126 4-36 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการคาํ นวณจาํ นวนเบา้ 127 4-37 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการกาํ หนดเสน้ แบ่งแม่พมิ พ์ 128 4-38 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการสร้างผวิ ปิ ดรู 130 4-39 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการสร้างผวิ แบ่งแม่พิมพ์ 131 4-40 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการแยกแม่พมิ พ์ 132 4-41 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการบนั ทึกแมพ่ ิมพ์ 133 4-42 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการสร้างร่องตดั ขอบ 133 4-43 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการกระจายเบา้ 134 4-44 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการยดื ผวิ 135 4-45 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการเจาะรูวางสลกั 4-46 ส่วนติดต่อผใู้ ชส้ าํ หรับการประกอบหูยดึ แม่พิมพ์ (13)

บทท่ี 1 บทนํา1.1 บทนําต้นเร่ือง ปัจจุบันผลิตภัณฑ์ยางได้เขา้ มามีบทบาทกับการดาํ รงชีวิตของมนุษย์มากข้ึนโดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยานยนต์ อิเลค็ ทรอนิกส์ หรือแมแ้ ต่สิ่งของเคร่ืองใชใ้ นครัวเรือนก็ไดม้ ีการประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์ยางทดแทนวสั ดุเดิมมากข้ึน ผลิตภัณฑ์ยางต่างๆ เหล่าน้ีได้มาจากกระบวนการข้ึนรูปท่ีแตกต่างกนั ออกไป เช่น กระบวนการฉีด (Injection molding) กระบวนการก่ึงฉีด (Transfer molding) และ การอดั (Compression molding) โดยกระบวนการแบบฉีดน้นั เหมาะกบั ผลิตภณั ฑท์ ี่มีความซับซอ้ นสูง แต่ราคาของแม่พิมพจ์ ะค่อนขา้ งแพง ในขณะท่ีกระบวนการก่ึงฉีดน้ันจะใชก้ บั ผลิตภณั ฑ์ท่ีมีความซับซ้อนปานกลาง ส่วนกระบวนการอดั เป็ นแม่พิมพท์ ่ีเหมาะสาํ หรับใชใ้ นการผลิตผลิตภณั ฑย์ างที่มีรูปร่างไม่ซบั ซอ้ นมากนกั ซ่ึงมีการใชง้ านกนั อยา่ งแพร่หลายเน่ืองจากมีราคาถกู กวา่ แบบอ่ืน ดว้ ยความตอ้ งการในการใชง้ านผลิตภณั ฑย์ างท่ีเพิม่ ข้ึนน้ี ท้งั ในรูปของการทดแทนวสั ดุอื่นๆที่ใช้ในปัจจุบนั หรือจะเป็ นในรูปของการพฒั นาผลิตภัณฑ์ใหม่ ทาํ ให้ความตอ้ งการแม่พิมพท์ ่ีใชใ้ นการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างมีเพ่ิมข้ึนเช่นกนั อย่างไรก็ตามเน่ืองจากวิทยาการทางดา้ นการออกแบบแม่พิมพย์ งั มีการศึกษาอยู่ในวงจาํ กดั ข้นั ตอนในกระบวนการออกแบบยงั ไม่เป็ นมาตรฐานและชัดเจนดังเช่นแม่พิมพ์พลาสติก ทาํ ให้แมแ้ ต่การออกแบบแม่พิมพ์อดั ซ่ึงมีความซบั ซอ้ นนอ้ ยกว่าแม่พิมพข์ ้ึนรูปยางชนิดอื่นก็ยงั ก่อให้เกิดความสูญเสียเวลาและค่าใชจ้ ่ายที่ตอ้ งทาํการซ่อมแซมแม่พิมพจ์ ากความผดิ พลาดที่เกิดจากการประสานงานขอ้ มูลที่ไม่มีประสิทธิภาพ จากเหตุผลดงั กล่าวน้ี เพ่ือใหก้ ระบวนการออกแบบเป็ นไปอยา่ งรวดเร็ว ชิ้นงานท่ีไดม้ ีลกั ษณะตรงตามแบบ มีค่าใช้จ่ายต่าํ และมีความผิดพลาดน้อยที่สุด และเพ่ือเป็ นการตอบสนองต่อนโยบายของรัฐบาลในการสนับสนุนส่งเสริมให้เกิดการพฒั นาอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ยางมากข้ึน จึงเกิดแนวความคิดในการรวบรวมข้อมูลท่ีจาํ เป็ นจากแหล่งต่างๆ อาทิเช่น หนังสือคู่มือการข้ึนรูปผลิตภณั ฑ์ยาง ความตอ้ งการและเง่ือนไขในอุตสาหกรรม เพ่ือนาํ มาสังเคราะห์เป็ นกระบวนการออกแบบแม่พมิ พส์ าํ หรับข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างท่ีเป็นมาตรฐานและสามารถปฏิบตั ิไดจ้ ริง

2 จ า ก ผ ล ข อ ง ง า น วิ จัย ที่ ผ่า น ม า จ ะ เ ห็ น ไ ด้ว่ า ง า น วิ จัย ส่ ว น ใ ห ญ่ จ ะ เ กี่ ย ว ข้อ ง กับการศึกษากระบวนการออกแบบและผลิตแม่พิมพ์พลาสติก มีเพียงแค่ส่วนน้อยที่กล่าวถึงกระบวนการออกแบบแม่พมิ พย์ าง ตวั อยา่ งงานวิจยั ที่พบไดแ้ ก่ M.W. Fu et al. (2002) ไดท้ าํ การศึกษาการเลือกเส้นแบ่งแม่พิมพ์ (Parting line) ท่ีเหมาะสมสาํ หรับการสร้างแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติก โดยใชห้ ลกั การพิจารณาจากพ้ืนผิวแม่พิมพ์ (Moldsurface) และการถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ โดยผวู้ ิจยั ไดท้ าํ การหาสมการทางคณิตศาสตร์เพื่อใช้ในการหาตาํ แหน่งของเสน้ แบ่งแม่พมิ พท์ ี่เหาะสม Kwai-sang chin and T. N. Wong (1996) ไดใ้ ชร้ ะบบฐานความรู้ (Knowledge-Base Systems : KBS) มาใชก้ บั กระบวนการออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติกโดยเร่ิมต้งั แต่กระบวนการออกแบบชิ้นงานพลาสติก (Conceptual design) ซ่ึงระบบฐานความรู้น้ีไดถ้ ูกนาํ มาสร้างเป็ นโปรแกรมระบบผเู้ ชี่ยวชาญชื่อ EIMPPLAN-1 สามารถที่จะเลือกชนิดของพลาสติกและสร้างกระบวนการออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดเบ้ืองตน้ ได้ ซ่ึงเป็นโปรแกรมตน้ แบบที่ช่วยใหผ้ อู้ อกแบบแม่พิมพ์สามารถเลือกชนิดของพลาสติกซ่ึงจะนาํ ไปสู่ความตอ้ งการของผลิตภณั ฑแ์ ละการหากระบวนการออกแบบแม่พิมพท์ ่ีเหมาะสมได้ ซ่ึงจะช่วยลดความผดิ พลาดที่จะเกิดข้ึนในข้นั ตอนการเร่ิมออกแบบได้ (Conceptual design) และยงั เป็นการลดตน้ ทุนที่เกิดจากการแกไ้ ขงาน(Rework) อีกดว้ ย มานพ เรี่ยวเดชะ (2543) ไดศ้ ึกษาการนาํ เอาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์กราฟฟิ คมาเพิ่มขีดความสามารถในการออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติก และพฒั นาโปรแกรมเพ่ือการผลิตโดยอตั โนมตั ิจากขอ้ มูลรูปภาพที่สร้างข้ึนสาํ หรับควบคุมเครื่อง CNC (Computer Numerical Control)และไดพ้ ฒั นาระบบจาํ แนกและให้รหัสชิ้นส่วนแม่พิมพเ์ พื่อช่วยในการออกแบบและการวางแผนกระบวนการผลิตอยา่ งมีมาตรฐาน ผลงานที่ไดจ้ ากการวจิ ยั น้ีไดแ้ ก่ ก. วิศวกรรมร่วมขนาน (Concurrent engineering) ในงานออกแบบแม่พิมพ์พลาสติกแบบฉีด ซ่ึงเป็นการศึกษาแนวทางในการใชโ้ ปรแกรม CAD (Computer Aided Design)ในส่วน parametric modeling มาช่วยในการสร้างชิ้นส่วนมาตรฐานของแม่พิมพ์ เพื่อใหส้ ะดวกข้ึนเมื่อตอ้ งการใชข้ อ้ มลู ดงั กล่าวในการผลิตแม่พิมพด์ ว้ ยคอมพวิ เตอร์ ข. โปรแกรมสร้างรหสั G จากแฟ้ ม DXF (Data interchange file format) ซ่ึงเป็นโปรแกรม CAM (Computer Aided Manufacturing) โดยมุ่งเนน้ โปรแกรมท่ีทาํ งานบนเคร่ืองระดบัPC ข้ึนใชเ้ อง โดยใชโ้ ปรแกรม AutoCAD ค. เคร่ืองมือสําหรับการทาํ วิศวกรรมยอ้ นรอย (Reverse engineering) ซ่ึงประกอบดว้ ย การสร้างเคร่ืองมือวดั ทางดา้ นมิติ (Coordinate Measuring Machine: CMM) สาํ หรับ3D contour tracking ดว้ ย laser sensor โดยใชต้ วั ควบคุมระบบ digital สาํ หรับเกบ็ ขอ้ มูลผวิ contour

33 มิติ ของชิ้นงานตน้ แบบเขา้ ไปเก็บในเคร่ืองคอมพิวเตอร์รหัสเอช พีจี แอล สาํ หรับโตะ๊ งานเอก็ ซ์วายแซด เพื่อแปลงขอ้ มูลใหอ้ ยใู่ นรูปแบบที่สามารถอ่านโดยใชโ้ ปรแกรม CAD/CAM ช่ือ CATIAและใชค้ วามสามารถของตวั โปรแกรมน้ีเรียกขอ้ มูลดงั กล่าวมาทาํ การแกไ้ ขปรับปรุงได้ ง. ระบบการจาํ แนกและให้รหัสชิ้นส่วนแม่พิมพ์ฉีดพลาสติก เพ่ือเป็ นระบบตน้ แบบทวั่ ไป (Generic) สาํ หรับแม่พมิ พพ์ ลาสติกท่ีผลิตในประเทศ Davis et al. (2003) ไดพ้ บวา่ ในระหวา่ งการแขง็ ตวั (Solidification) ของผลิตภณั ฑ์ในแม่พิมพอ์ ดั ยาง ความเคน้ ตกคา้ ง (Residual stress) ค่อยๆ เกิดข้ึน ในระหว่างกระบวนการผลิตผลิตภณั ฑย์ างจะมีการเปล่ียนแปลงอุณหภูมิและการแขง็ ตวั ความซบั ซอ้ นของคุณสมบตั ิทางกลและอุณหภูมิท่ีเปล่ียนแปลงทาํ ใหเ้ กิดการหดตวั และการบิดตวั ของผลิตภณั ฑ์ และสามารถใชเ้ ทคนิคเชิงตวั เลข (Numerical technique) ในการคาํ นวณปรากฏการณ์ดงั กล่าวได้ โดยพบวา่ การรวมการไหลการเรียงตวั ของเส้นใย (Fiber orientation) คุณสมบตั ิของวสั ดุ (Material property) และผลจากอุณหภูมิ สามารถหาค่าการบิดตวั ของกนั ชนในยานยนตไ์ ด้ Rios et al. (2002) ไดศ้ ึกษาการเกิดการหดตวั และการบิดตวั ในแม่พิมพอ์ ดั โดยใช้วตั ถุดิบเป็ น Sheet Molding Compound (SMC) และ Bulk Molding Compound (BMC) พบว่าสาเหตุมาจากการวางเรียงตวั ของเส้นใยและความเคน้ ตกคา้ งท่ีเกิดข้ึนระหว่างกระบวนการผลิต ซ่ึงความเคน้ ตกคา้ งน้นั เกิดจาก 2 ปัจจยั หลกั คืออตั ราการบ่ม (Curing) และการใหค้ วามร้อน (Thermalhistory) นอกจากน้นั Kamal and Sourour (1973) ไดพ้ ฒั นาแบบจาํ ลองทางคณิตศาสตร์ในการบ่มโดยใชแ้ บบจาํ ลองของ Folgar-Tucker ซ่ึงเป็นแบบจาํ ลองที่ใชว้ ิเคราะห์การเรียงตวั ของเส้นใย โดยไดพ้ ิจารณา Material’s velocity gradients, Strain rates และ Fiber-fiber interaction จากแบบจาํ ลองท้งั สอง Osswald et al. (1994) ไดน้ าํ มาใชใ้ นการวิเคราะห์การเกิดการหดตวั และการบิดตวั ในแม่พมิ พอ์ ดั ของ Hood scoop และ กนั ชนหลงั ของรถบรรทุก (Pick-up rear fender) ไดเ้ ป็นอยา่ งดี ในปัจจุบนั ไดม้ ีการนาํ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มาช่วยในการออกแบบและผลิต(CAD/CAM) เพื่อลดเวลาและตน้ ทุนในการผลิต เช่นเดียวกนั สาํ หรับการออกแบบแม่พิมพซ์ ่ึงไดม้ ีการพฒั นาโปรแกรมเขียนแบบ 3 มิติใหส้ ามารถออกแบบตามข้นั ตอนและขอ้ มูลต่างๆ ที่เก่ียวขอ้ งกบั แม่พิมพแ์ ต่ละประเภทได้ โดยส่วนใหญ่จะมีโปรแกรมช่วยในการออกแบบแม่พิมพป์ ระเภทแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติก อยา่ งเช่น Mold Wizard ที่ใชก้ บั โปรแกรม Unigraphics และ IMOLD ท่ีใชก้ บัโปรแกรม SolidWorks เป็ นตน้ ซ่ึงโปรแกรมเหล่าน้ีจะช่วยให้การออกแบบแม่พิมพเ์ ป็ นไปอยา่ งสะดวกและรวดเร็วข้ึน โดยที่ผใู้ ชง้ านไม่จาํ เป็ นตอ้ งมีความรู้ความชาํ นาญในการออกแบบแม่พิมพ์มากนกั ตวั อยา่ งงานวิจยั ที่ไดม้ ีการนาํ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เขา้ มาช่วยในกระบวนการออกแบบแม่พิมพค์ ือ J.Y.H. Fuh et al. (2003) ไดศ้ ึกษากระบวนการออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติกและ

4กาํ หนดระบบการออกแบบแม่พิมพแ์ ลว้ ทาํ การพฒั นาโปรแกรมช่วยในการออกแบบแม่พิมพ์ โดยใชก้ ารเขียนโปรแกรมประยกุ ตบ์ นโปรแกรมสาํ เร็จรูป (API) ดว้ ยโปรแกรม SolidWorks 99 C.K. Mok et al. (2008) ไดท้ าํ การรวบรวมองคค์ วามรู้ที่เก่ียวขอ้ งกบั กระบวนการออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติก มาจดั ทาํ เป็ นโปรแกรมช่วยท่ีสามารถช่วยให้งานดา้ นการออกแบบแม่พิมพส์ ะดวกและรวดเร็วข้ึน โดยมีการจดั ทาํ ฐานขอ้ มูลดว้ ยโปรแกรม Microsoft Access 2000และจดั การองคค์ วามรู้โดยใชร้ ะบบผเู้ ชี่ยวชาญ (Expert system) ดว้ ยโปรแกรม JESS 4.4 แสดงผลให้ผใู้ ชด้ ว้ ยการเขียนโปรแกรมประยกุ ตบ์ นโปรแกรมสาํ เร็จรูป (API) ดว้ ยโปรแกรม SolidWorks2003 โดยผใู้ ชส้ ามารถใชโ้ ปรแกรมดงั กล่าวผา่ นทางระบบอินเทอร์เน็ตได้ ทาํ ใหใ้ ชง้ านไดส้ ะดวกและรวดเร็ว สาํ หรับการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างน้นั ไม่วา่ จะดว้ ยวิธีการฉีด ก่ึงฉีดหรือการอดั น้นั ยงัไม่มีโปรแกรมตวั ใดท่ีช่วยในการออกแบบแม่พิมพ์ จึงยงั ตอ้ งอาศยั พนกั งานที่มีประสบการณ์และความรู้ทางดา้ นแม่พิมพป์ ระกอบกบั ทกั ษะความชาํ นาญในการใชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอร์ทางดา้ นการออกแบบ (CAD) ซ่ึงหากว่าไดม้ ีการรวบรวมองคค์ วามรู้ท่ีสังเคราะห์ไดม้ าจดั ทาํ เป็ นฟังก์ชนัพิเศษบนโปรแกรมสําเร็จรูป ผูว้ ิจยั คาดว่าจะช่วยให้การออกแบบแม่พิมพม์ ีความเป็ นมาตรฐานสะดวกและรวดเร็วมากยิ่งข้ึน ท้งั น้ีเน่ืองจากแม่พิมพอ์ ดั เป็ นแม่พิมพท์ ่ีมีการใชง้ านแพร่หลายในอุตสาหกรรมดว้ ยตน้ ทุนการผลิตที่ต่าํ กว่า ผวู้ ิจยั จึงไดเ้ ลือกกระบวนการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั ข้ึนรูปเป็นขอบเขตในการวจิ ยั1.2 วตั ถุประสงค์ของการวจิ ยั 1.2.1 เพื่อศึกษากระบวนการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั (Compression mold) สาํ หรับการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ าง 1.2.2 เพ่อื พฒั นาโปรแกรมช่วยในการออกแบบแม่พมิ พข์ ้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างดว้ ยวิธีการอดั1.3 ขอบเขตของการวจิ ัย การวิจยั น้ีใชเ้ ครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลท่ีติดต้งั ระบบปฎิบตั ิการวินโดวส์ และใชโ้ ปรแกรม SolidWorks 2006 กบั โปรแกรม Visual Studio .NET 2005 เป็นเคร่ืองมือในการพฒั นาโปรแกรมช่วยในการออกแบบแม่พมิ พอ์ ดั ชนิด 2 แผน่ โดยการทาํ งานของโปรแกรมน้ีจะเริ่มตน้ จากการนาํ แบบของผลิตภณั ฑย์ างท่ีตอ้ งการออกแบบแม่พิมพใ์ นรูปของไฟล์ 3 มิติ (3D Modeling) มาผา่ นข้นั ตอนการออกแบบแม่พิมพท์ ี่ไดก้ าํ หนดข้ึน จนออกมาเป็ นแม่พิมพท์ ี่จะใชใ้ นการอดั ข้ึนรูปชิ้นงานยางเพือ่ ใหไ้ ดผ้ ลิตภณั ฑด์ งั กล่าว

51.4 ระเบียบวธิ ีวจิ ยั 1.4.1 ศึกษารวบรวมขอ้ มูลเบ้ืองตน้ เก่ียวกบั กระบวนการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างดว้ ยวิธีการอดัรวมถึงเทคโนโลยที ่ีถกู นาํ มาประยกุ ตใ์ ชก้ บั กระบวนการน้ีในปัจจุบนั 1.4.2 ศึกษากระบวนการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั จากโรงงานอุตสาหกรรมทางดา้ นการออกแบบและผลิตแม่พมิ พ์ 1.4.3 กาํ หนดรายละเอียดข้นั ตอนกระบวนการออกแบบแม่พิมพ์ 1.4.4 พิจารณาหาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพเหมาะสมเพ่ือใชเ้ ป็ นเคร่ืองมือในการออกแบบแม่พมิ พ์ 1.4.5 พฒั นาซอฟตแ์ วร์ช่วยในการออกแบบแม่พมิ พอ์ ดั สาํ หรับผลิตภณั ฑย์ าง 1.4.6 ประเมินประสิทธิภาพการใชง้ านของแม่พมิ พท์ ี่ผา่ นการออกแบบดว้ ยซอฟตแ์ วร์น้ี โดยโรงงานท่ีไดท้ าํ การศึกษากระบวนการออกแบบแม่พิมพ์ 1.4.7 สรุปผลและจดั ทาํ รายงานการวจิ ยั1.5 ประโยชน์ทคี่ าดว่าจะได้รับ 1.5.1 จากการรวบรวมขอ้ มลู ท่ีเก่ียวขอ้ งกบั กระบวนการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั สามารถใชเ้ ป็นคูม่ ือสาํ หรับใชอ้ า้ งอิงสาํ หรับการออกแบบแม่พมิ พไ์ ด้ 1.5.2 ช่วยลดเวลาในการออกแบบแม่พิมพแ์ ละความยุ่งยากในการออกแบบแม่พิมพ์ โดยโปรแกรมที่ไดพ้ ฒั นาข้ึนน้ันไดร้ วบรวมขอ้ มูลท่ีเก่ียวขอ้ งกบั กระบวนการออกแบบอย่างเช่น ขอ้มูลคา่ การเผอื่ การหดตวั ของยางแต่ละชนิด ขอ้ มลู เครื่องอดั ที่ใชส้ าํ หรับกระบวนอดั ข้ึนรูป เป็นตน้ 1.5.3 เป็นเคร่ืองมือท่ีช่วยในการศึกษาและเรียนรู้กระบวนการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั ใหก้ บั ผทู้ ี่เริ่มตน้ ออกแบบแม่พมิ พอ์ ดั สาํ หรับข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างได้ 1.5.4 พฒั นาอุตสาหกรรมการออกแบบแม่พิมพ์อดั สําหรับข้ึนรูปผลิตภัณฑ์ยาง โดยใช้โปรแกรมท่ีไดพ้ ฒั นาข้ึนดงั กล่าวเป็ นเคร่ืองมือให้กบั องคก์ รได้ แทนการอาศยั ความรู้ความชาํ นาญและประสบการณ์ของนกั ออกแบบแม่พมิ พเ์ พียงอยา่ งเดียว

บทท่ี 2 ทฤษฎที เี่ กยี่ วข้องกบั งานวจิ ยั2.1 ยางและสมบตั ขิ องยาง ยางเป็นโพลิเมอร์ชนิดหน่ึงที่มีสมบตั ิเด่นหลายประการท่ีวสั ดุอ่ืนไม่มี โดยเฉพาะสมบตั ิความยดื หยนุ่ (Elasticity) คือ เมื่อไดร้ ับแรงดึงยางจะสามารถยดื ตวั ไดห้ ลายเท่าของความยาวเดิม และเมื่อปล่อยแรงออกยางกจ็ ะกลบั คืนสู่รูปร่างและความยาวเดิม นอกจากน้ียางยงั มีสมบตั ิเด่นอื่นๆ อีก เช่น มีความเหนียว (Strickly) และความทนทานต่อการขดั สี (Abrasion resistance) สูงสามารถป้ องกนั การซึมผา่ นของน้าํ และอากาศได้ มีความสามารถในการยดึ ติดกบั วสั ดุไดอ้ ื่นดี เช่นโลหะและสิ่งทอ ทาํ ใหส้ ามารถนาํ ยางไปใชใ้ นงานวิศวกรรมไดห้ ลากหลาย จากสมบตั ิความยืดหยุ่นดงั กล่าวทาํ ให้ยางถูกใชเ้ ป็ นวตั ถุดิบท่ีสําคญั ในการผลิตผลิตภณั ฑต์ ่างๆ ในอดีตก่อนสงครามโลกคร้ังที่ 1 ประมาณ พ.ศ. 2457 วตั ถุดิบยางที่ใชท้ าํ ผลิตภณั ฑ์ยางมีเพียงยางท่ีไดม้ าจากธรรมชาติคือจากตน้ พืช ซ่ึงเรียกว่า “ยางธรรมชาติ” (Natural Rubber, NR)และตน้ พืชสาํ คญั ที่ให้น้าํ ยางซ่ึงนาํ ไปแปรรูปเบ้ืองตน้ เป็ นยางดิบชนิดต่างๆ คือตน้ พืชในตระกูลHevea brasiliensis มีศูนยก์ ลางการปลูกและซ้ือขายอยทู่ ่ีเมืองท่าบนฝั่งแม่น้าํ อะเมซอน เมืองพาราประเทศบราซิล โดยในการซ้ือขายยางจากตน้ ไมใ้ ชช้ ื่อเรียกว่า “ยางพารา” ซ่ึงเป็ นช่ือที่คุน้ เคยกนัโดยทวั่ ไปสาํ หรับประเทศไทย และใชช้ ่ือน้ีเรียกตน้ พืชท่ีใหน้ ้าํ ยางว่า “ตน้ ยางพารา” นอกจากยางท่ีไดม้ าจากตน้ พืชแลว้ ยงั มียางที่ผลิตมาจากวิธีทางเคมี ซ่ึงเรียกยางชนิดน้ีว่า “ยางสังเคราะห์หรือยางเทียม” (Synthetic Rubber; SR) 2.1.1 ชนิดของยาง 2.1.1.1 ยางธรรมชาติ (Natural rubber) น้าํ ยางสดที่กรีดไดจ้ ากตน้ ยางมีลกั ษณะสีขาวขน้ และมีเน้ือยางแหง้ (Dry rubber)ประมาณ 30-40 % แขวนลอยอยู่ในน้าํ ถา้ นาํ น้าํ ยางที่ไดน้ ้ีไปผ่านกระบวนการป่ันเหวี่ยง(Centrifuge) จนกระทง่ั ไดน้ ้าํ ยางที่มีปริมาณยางแห้งเพิ่มข้ึนเป็ น 60 % เรียกว่า น้าํ ยางขน้(Concentrated latex) การเติมสารแอมโมเนียลงไปจะช่วยรักษาสภาพของน้าํ ยางขน้ ใหเ้ ก็บไวไ้ ด้

7นาน น้าํ ยางขน้ ส่วนหน่ึงจะถกู ส่งออกสู่ตลาดต่างประเทศ ส่วนท่ีเหลือจะถูกนาํ ไปใชเ้ ป็นวตั ถุดิบในอุตสาหกรรมถุงมือยางและถุงยางอนามยั เป็นตน้ ถึงแมว้ า่ ยางธรรมชาติจะมีสมบตั ิท่ีดีเหมาะสาํ หรับการผลิตผลิตภณั ฑย์ างต่างๆ มากมาย แต่ยางธรรมชาติกม็ ีขอ้ เสียหลกั คือ การเสื่อมสภาพเร็วภายใต้แสงแดด ออกซิเจน โอโซน และความร้อน สาํ หรับยางแหง้ น้นั จะไดจ้ ากการนาํ ยางธรรมชาติมาเขา้ สู่กระบวนการแปรรูปโดยสามารถแบ่งกรรมวิธีการผลิตได้ 3 ประเภทไดแ้ ก่ 1. ยางแบบธรรมดา ผลิตโดย Conventional process ไดแ้ ก่ ยางแผน่ รมควนั ยางแผน่ ผ่งึ แหง้ ยางเครพ 2. ยางแบบระบุคุณภาพมาตรฐาน ผลิตโดยมีเง่ือนไขการระบุคุณภาพมาตรฐานสากล (Technical specified process) ไดแ้ ก่ ยางแท่งมาตรฐาน 3. ยางแบบอื่นๆ ที่มีการผลิตเฉพาะตวั เพื่อใหไ้ ดผ้ ลผลิตเหมาะสมกบั งานข้ึนรูปผลิตภณั ฑ์ชนิดใดชนิดหน่ึงโดยเฉพาะ หรือเพื่อปรับปรุงสมบตั ิบางประการของยางธรรมชาติตวั อยา่ งเช่น ยางท่ีมีความหนืดคงที่ ยางเทอร์โมพลาสติก ยางอิพอกซิไดซ์ เป็นตน้ตวั อยา่ งผลิตภณั ฑท์ ่ีไดจ้ ากยางธรรมชาติดงั ตาราง 2-1ตาราง 2 - 1 แสดงผลิตภณั ฑจ์ ากยางธรรมชาติชนิดของยาง ผลติ ภณั ฑ์ นํา้ ยาง ถุงมือยาง ถุงยางอนามยั ลกู โป่ งยางแห้ง ยางรถยนต์ ยางลอ้ เคร่ืองบิน ยางกนั กระแทก ชิ้นส่วนยานยนตต์ ่างๆ ฯลฯ 2.1.1.2 ยางสงั เคราะห์ (Synthetic rubber) คาํ ว่า “ยางสังเคราะห์ หรือยางเทียม” ไม่ไดห้ มายถึงเฉพาะยางที่มีความคลา้ ยคลึงกบั ยางธรรมชาติ ซ่ึงไดแ้ ก่ยางสงั เคราะห์พอลิไอโซพรีน (Polyisoprene; IR) แต่หมายความถึงยางต่างๆ ที่ผลิตข้ึนมาโดยการสังเคราะห์ทางเคมี (Chemical synthesis) สาเหตุสาํ คญั ท่ีผลกั ดนั ให้เกิดการริเริ่มคน้ ควา้ การผลิตยางสงั เคราะห์จนขยายมาเป็นการผลิตเชิงการคา้ อาจสรุปไดด้ งั น้ี

8 ก. ปัญหาการขาดแคลนยางธรรมชาติที่จาํ เป็ นตอ้ งใชใ้ นการผลิตอาวุธยทุ โธปกรณ์ในช่วงสงคราม ข. ราคาที่ไม่แน่นอนของยางธรรมชาติ ค. ความตอ้ งการยางท่ีมีคุณสมบตั ิพิเศษบางประการ เช่น มีความทนทานต่อน้าํ มนั สารเคมีและความร้อนสูงๆ เป็นตน้ตวั อยา่ งยางสงั เคราะห์และผลิตภณั ฑจ์ ากยางสงั เคราะห์ต่างๆ ดงั ตาราง 2-2ตาราง 2-2 แสดงผลิตภณั ฑจ์ ากยางสงั เคราะห์ ชนิดของยาง ผลติ ภณั ฑ์ยางไอโซพรีน (IR) จุกหวั นม และอุปกรณ์การแพทยบ์ างชนิดยางสไตรีนบิวตาไดอีน (SBR) สายพาน พ้นื รองเทา้ ยางรถยนต์ ท่อยาง ยางฉนวนหุม้ สายไฟยางไนไตร์ล (NBR) ประเกน็ ยางโอริง ยางซีล ยางเช่ือมขอ้ ต่อ สายพานลาํ เลียง รองเทา้ บูทยางคลอโรพรีน (CR) ยางซีล ท่อยางเสริมแรง ยางพนั ลูกกลิ้ง สายพานยาง ยางกนั กระแทก ยาง บุพ้ืนรองเทา้ยางบิวไทล์ (IIR) ยางในรถยนต์ จุกปิ ดขวดยา ยางกนั สะเทือนต่างๆ ปลอกหุม้ สายเคเบิ้ลยางบิวตาไดอีน (BR)ยางเอธิลีนโพรไดอีน (EPDM) พ้ืนรองเทา้ สายพานลาํ เลียง สายพานส่งกาํ ลงัยางซิลิโคน (Silicone) ยางขอบหนา้ ต่าง แกม้ ยางรถยนต์ ท่อยางหมอ้ น้าํ รถยนต์ ท่อยางเคร่ืองซกั ผา้ สายพานลาํ เลียง แผน่ ยางกนั น้าํ ชิ้นส่วนยานอวกาศ เคร่ีองบิน ยางโอริง หนา้ กากออกซิเจน 2.1.2 สมบัติของยาง สมบตั ิยางที่เป็ นตวั แปรในกระบวนการออกแบบแม่พิมพน์ ้นั คือ ชนิดของยาง ค่าการเผอื่ การหดตวั ของยางและค่าความแขง็ ของยาง ชนิดของยางจะเป็นสมบตั ิท่ีพิจารณาเลือกใชก้ บั

9ผลิตภณั ฑย์ างที่ตอ้ งการเช่น ตอ้ งการผลิตภณั ฑท์ ี่ทนแรงกระแทก ทนความร้อน ทนน้าํ มนั เป็นตน้ ส่วนค่าเผื่อการหดตวั ของยางน้ันเป็ นค่าที่นาํ มาใชข้ ยายขนาดชิ้นงานท่ีตอ้ งการออกแบบแม่พิมพใ์ ห้มีขนาดโตกว่าขนาดชิ้นงานจริง เนื่องจากกระบวนการอดั ข้ึนรูปน้ันเมื่อยางไดร้ ับความร้อนจะเกิดการขยายตวั ข้ึน และเมื่อสิ้นสุดกระบวนการยางจะเยน็ ตวั ลงทาํ ใหม้ ีขนาดของชิ้นงานหดลงกว่าเดิมดว้ ย ดงั น้นั หากไม่มีการเผอ่ื ค่าการหดตวั แลว้ จะทาํ ให้ไดช้ ิ้นงานท่ีมีขนาดเลก็กว่าขนาดที่ตอ้ งการ ค่าเผ่ือการหดตวั ของยางแต่ละชนิดจะมีค่าไม่เท่ากัน หรือแมแ้ ต่เป็ นชนิดเดียวกนั ก็อาจจะมีค่าเผื่อการหดตวั ท่ีไม่เท่ากนั ก็ได้ ข้ึนอยกู่ บั ส่วนผสมต่างๆ ท่ีใส่ลงไป ดงั น้นั การหาค่าเผอ่ื การหดตวั ของยางท่ีถูกตอ้ งน้นั จะไดจ้ ากการนาํ ยางที่ตอ้ งการใชเ้ ป็ นชิ้นงานไปทดสอบในหอ้ งปฎิบตั ิการ สาํ หรับค่าความแขง็ ของยางน้นั จะเกี่ยวขอ้ งกบั กระบวนการออกแบบแม่พิมพใ์ นส่วนของการเลือกรูปแบบการวางเบา้ และการคาํ นวณจาํ นวนเบา้ การเลือกรูปแบบการวางเบา้ น้นั จะพิจารณาจากค่าความแขง็ ของยางว่าควรมีร่องระบาย (Over flow) หรือไม่โดยจะพิจารณาจากความแขง็ ของยาง เช่นถา้ ยางมีความแข็งมากกว่า 60 ก็จะสร้างร่องระบายให้กบั แม่พิมพ์ สาํ หรับการคาํ นวณจาํ นวนเบา้ น้ันจะใช้ค่าความแข็งของยางเป็ นเกณฑ์ในการเลือกแรงปฏิกิริยา (Reactionforce) ที่เกิดข้ึนในกระบวนการอดั เพ่อื ใชส้ าํ หรับการคาํ นวณหาจาํ นวนเบา้ โดยวิธีกาํ ลงั อดั 2.1.2.1 การวดั ความแขง็ ของยาง การทดสอบความแขง็ ของยาง เป็นการวดั ค่าความสามารถในการรักษารูปร่างของยางเมื่อถูกกดดว้ ยแรงภายใตส้ ภาวะที่กาํ หนด ยางท่ีมีความแขง็ มากจะมีความตา้ นทานต่อการกดมาก สมบตั ิอยา่ งหน่ึงท่ีสัมพนั ธ์กบั ความแขง็ ของยางคือ โมดูลสั ค่าโมดูลสั สูงข้ึน ค่าความแขง็ ก็จะเพ่ิมข้ึนดว้ ยโดยความสัมพนั ธ์ดงั กล่าวไดถ้ ูกนาํ ไปใชใ้ นเครื่องวดั ความแขง็ ในปัจจุบนั ซ่ึงระบบการวดั ความแขง็ ของยางโดยทวั่ ไปสามารถแบ่งออกไดเ้ ป็น 2 ระบบ ดงั น้ี ก. ระบบ Durometer เป็ นระบบท่ีพฒั นาโดย Shore instrument companyประเทศสหรัฐอเมริกา โดยมีหน่วยความแขง็ ของยางที่วดั ดว้ ยระบบน้ีเรียกว่า หน่วยชอร์ (Shorescale) สามารถแบ่งสเกลออกไดเ้ ป็น 8 สเกล ตามรูปทรงของเขม็ กด แรงกด และขนาดของแป้ นกดของเคร่ืองทดสอบ ไดแ้ ก่ A B C D DO O OO และ M ซ่ึงการเลือกใชแ้ บบใดน้นั จะข้ึนอยกู่ บั ชนิดของวตั ถุท่ีนาํ มาทดสอบ โดยสเกลแบบ A หรือ ชอร์ A (Shore A) เป็นสเกลที่นิยมใชม้ ากที่สุดใน

10การวดั ความแข็งของยางคงรูป (Vulcanized rubber) สําหรับลกั ษณะการทาํ งานของเคร่ืองDurometer เป็นดงั ภาพประกอบ 2-1 ภาพประกอบ 2-1 ลกั ษณะการทาํ งานของเคร่ือง Durometer ท่ีมา: กาจพนั ธ์ สกลุ แกว้ . 2549 : 30 จากภาพประกอบ 2-1 ก่อนการวดั เครื่องจะมีลกั ษณะตามภาพ a) เม่ือเร่ิมทาํ การวดัแป้ นกดของเครื่องถูกกดให้สัมผสั แนบสนิทกับผิวหน้าของยางชิ้นทดสอบ เข็มกดของเคร่ืองทดสอบจะเจาะลงไปบนผวิ หนา้ ของยางในขณะเดียวกนั ผวิ หนา้ ของยางก็จะมีแรงตา้ น ทาํ ใหห้ วั เขม็กดยุบตวั พร้อมกบั ออกแบบแรงไปดนั สปริงท่ีมีระยะความยาวเท่ากบั L1 ซ่ึงติดอยู่กบั เข็มกดให้เคล่ือนท่ีเท่ากบั d1 โดยระยะการเคลื่อนท่ีของสปริงจะมากหรือนอ้ ยข้ึนอย่กู บั แรงตา้ นจากผิวหน้าของยางชิ้นทดสอบที่กระทาํ ต่อเขม็ กด โดยทว่ั ไปมาตรฐานการทดสอบจะกาํ หนดให้อ่านค่าความแขง็ ของยางภายใน 1 วินาทีภายหลงั จากท่ีหวั กดสัมผสั แนบสนิทกบั ผิวหนา้ ของยาง โดยค่าความแขง็ ที่อ่านไดเ้ ป็นไปตามสมการต่อไปน้ี

H = ΔL 11 0.025 mm. 2-1 2-2ΔL = L0 − L1 เม่ือ H = คา่ ความแขง็ L0 = ความยาวของสปริงก่อนการทดสอบ L1 = ความยาวของสปริงขณะทาํ การทดสอบ ข. ระบบ IRHD (International Rubber Hardness Degree) เป็นระบบที่พฒั นาภายหลงั จากระบบ Durometer สเกลของความแขง็ ในระบบน้ีสามารถแบ่งออกไดเ้ ป็น 4 สเกลตามรูปทรงของเขม็ แรงกด และขนาดของหวั กด ไดแ้ ก่ Low(10-35 IRHD) Normal(35-85 IRHD)High(85-100) Micro(35-85 IRHD) การทาํ งานของเครื่องวดั ความแขง็ ระบบน้ีเป็นดงั ภาพประกอบ2-2ภาพประกอบ 2-2 จงั หวะการทาํ งานของเคร่ืองวดั ความแขง็ ของยางในหน่วย IRHD ท่ีมา: กาจพนั ธ์ สกลุ แกว้ . 2549 : 31

12 การทาํ งานของเคร่ืองวดั ความแขง็ ในระบบน้ีมี 2 จงั หวะ จงั หวะแรก (Minor load)เป็ นการปรับสภาพของเคร่ืองทดสอบให้อยใู่ นสภาพท่ีพร้อมใชง้ าน (ใชเ้ วลา 5 นาที) ในจงั หวะน้ีหัวกดของอุปกรณ์ทดสอบจะกดลงบนผิวหนา้ ของชิ้นทดสอบที่ระดบั ความลึกค่าหน่ึง (ใชแ้ รงกด0.3 นิวตนั ) ทาํ ให้สามารถขจดั ความผิดพลาดจากการทดสอบเน่ืองจากความไม่สม่าํ เสมอของผวิ หนา้ ของชิ้นทดสอบได้ จงั หวะที่สอง (Major load) เป็นการกดดว้ ยน้าํ หนกั จริง 5.4 นิวตนั (ใช้เวลา 30 วินาที) โดยระดบั ความลึกท่ีหวั กดสามารถกดลงบนผวิ หนา้ ของชิ้นทดสอบจะถูกแปลงเป็นหน่วย IRHD ซ่ึงอ่านไดจ้ ากหนา้ ปัทมข์ องเครื่องทดสอบ2.2 การแปรรูปผลติ ภณั ฑ์ยางด้วยแม่พมิ พ์2.2 การแปรรูปผลิตภณั ฑย์ างดว้ ยแม่พมิ พน์ ้นั สามารถแบ่งออกไดเ้ ป็น 3 ประเภทไดแ้ ก่ (Rubber compression molding) กระบวนการก่ึงฉีด (Rubber transfer molding)ก2.ร2ะบวนการอดัและกระบวนการฉีด (Rubber injection molding) ดงั ต่อไปน้ี 2.2.1 กระบวนการอดั ขนึ้ รูป (Compression molding) กระบวนการอดั ข้ึนรูปเป็ นวิธีการแปรรูปผลิตภณั ฑด์ ว้ ยแม่พิมพท์ ่ีเก่าแก่และง่ายที่สุดในท้งั สามกระบวนการท่ีกล่าวมา สาํ หรับผลิตภณั ฑบ์ างอย่างวิธีการอดั ข้ึนรูปยงั คงเป็ นวิธีที่ดีที่สุดและมีใชอ้ ยใู่ นปัจจุบนั วิธีการอดั ข้ึนรูปเป็นการอดั ชิ้นงานยางท่ียงั ไม่ทาํ การบ่มสุก (Cure) โดยการใชค้ วามร้อนและแรงดนั ทาํ ให้ยางเกิดเป็ นรูปร่างพร้อมการคงรูปตามแบบเบา้ ท่ีทาํ ข้ึน เม่ืออดัเสร็จจะทาํ การเปิ ดแม่พิมพเ์ พอื่ ถอดนาํ ชิ้นงานออกมา 2.2.1.1 ข้นั ตอนในกระบวนการอดั ข้ึนรูป (Molding procedure) แม่พิมพถ์ ูกเปิ ดโดยเคลื่อนที่พร้อมแผน่ ยึดแม่พิมพ์ พรีฟอร์ม (Preform) จะถูกนาํ ไปวางท่ีตวั เบา้ ดงั ภาพประกอบ 2-1 ในกรณีของผลิตภณั ฑย์ างที่ยดึ กบั โลหะ จะตอ้ งวางชิ้นงานโลหะในข้นั ตอนน้ี ทาํ การปิ ดแม่พิมพแ์ ละอดั ดว้ ยแรงดนั จากแผน่ ยึดแม่พิมพท์ ้งั สองดา้ น โดยพรีฟอร์มจะไหลไปในตวั เบา้ และเกิดเป็นรูปร่างข้ึน ยางบางส่วนจะไหลลน้ ตวั เบา้ ออกไปตามรูเขา้ และร่องระบาย (Vent) โดยแม่พิมพจ์ ะปิ ดอยจู่ นกระทง่ั ยางเกิดการวลั คาไนเซชนั อยา่ งสมบูรณ์ตามรอบการทาํ งาน

13 ภาพประกอบ 2-3 การวางพรีฟอร์มลงบนตวั เบา้ ของแม่พมิ พอ์ ดั ที่มา: http://www.hawthornerubber.com ข้นั ตอนการอดั ข้ึนรูปสามารถสรุปไดด้ งั ตาราง 2-3ตาราง 2- 3 แสดงข้นั ตอนการอดั ข้ึนรูป [15]ข้ันท่ี 1 – นาํ ชิ้นยางพรีฟอร์มวางลงในเบา้แม่พมิ พ์ข้ันที่ 2 – ปิ ดแม่พิมพ์ อดั ดว้ ยแรงดนั และให้ความร้อนเพื่อทาํ ใหช้ ิ้นงานคงรูป

14ตาราง 2- 3 แสดงข้นั ตอนการอดั ข้ึนรูป (ต่อ)ข้ันที่ 3 – เปิ ดแม่พิมพน์ าํ ชิ้นงานออก ส่วนท่ีลน้จากตวั เบา้ มีลกั ษณะบาง เรียกว่า ครีบ (Flash)ซ่ึงจะถูกตดั เพอ่ื ตกแต่งชิ้นงานต่อไป 2.2.1.2 ลกั ษณะของแม่พมิ พอ์ ดั ข้ึนรูป (Rubber compression mold) แม่พิมพอ์ ดั เป็นชนิดของแม่พิมพท์ ี่มีความซบั ซอ้ นนอ้ ยท่ีสุดในบรรดาแม่พมิ พท์ ่ีใช้ในการข้ึนรูปยางซ่ึงสามารถใชไ้ ดก้ บั ชิ้นงาน โดยแม่พมิ พจ์ ะมี 2 แผน่ และส่วนประกอบของชิ้นส่วนต่างๆ เป็นดงั ภาพประกอบ 2-4 ภาพประกอบ 2-4 แม่พิมพอ์ ดั ข้ึนรูป ที่มา: http://www.atperpg.com จากภาพประกอบ 2-4 เป็นตวั อยา่ งแม่พมิ พอ์ ดั ท่ีใชใ้ นกระบวนการอดั ข้ึนรูปขณะที่แม่พิมพเ์ ปิ ดจะใส่วตั ถุดิบยางลงในเบา้ และเมื่อเบา้ ปิ ดยางกจ็ ะเกิดการไหลตามรูปร่างของเบา้ ทาํ ให้ไดผ้ ลิตภณั ฑย์ างท่ีตอ้ งการ

15 ภาพประกอบ 2-5 เป็ นตวั อยา่ งแม่พิมพอ์ ดั ชนิดสองแผน่ (Two-plate mold) ที่มีจาํ นวนเบา้ หน่ึงเบา้ แม่พิมพต์ ามในรูปไม่มีการติดต้งั ตวั ทาํ ความร้อน (Heater) หรือตวั ควบคุมอุณหภูมิ (Temperature controller) โดยความร้อนที่ใหแ้ ก่แม่พิมพจ์ ะมาจากแผน่ ยึดแม่พิมพ์ ซ่ึงมีอุปกรณ์ทาํ ความร้อนจากตวั เคร่ืองจกั รโดยตรง ภาพประกอบ 2-5 ตวั อยา่ งแม่พมิ พอ์ ดั ชนิดสองแผน่ ที่มา: http://www.hawthornerubber.com 2.2.1.3 ลกั ษณะผลิตภณั ฑย์ างท่ีผา่ นการข้ึนรูปดว้ ยวิธีการอดั กระบวนการอดั ข้ึนรูปเป็ นวิธีท่ีใชก้ นั อย่างกวา้ งขวาง มีประสิทธิภาพ ประหยดัเหมาะสาํ หรับปริมาณการผลิตระดบั ต่าํ (Low volume) ไปจนถึงการผลิตระดบั กลาง (Mediumvolume) และเหมาะกบั ชิ้นงานท่ีมีลกั ษณะขนาดใหญ่ (◌ฺ Bulky parts) หรือชิ้นงานจาํ พวก ปะเก็น(Gaskets) ยางกนั ซึม (Seals) และแหวนกนั ซึม (O-rings) รวมไปถึงชิ้นงานท่ีมีค่าวสั ดุที่มีราคาสูงและชิ้นงานท่ีตอ้ งการความแขง็ ของผวิ ที่สูงมากๆ (Extreme hardness) ดงั ภาพประกอบ 2-6 ภาพประกอบ 2-6 ตวั อยา่ งผลิตภณั ฑท์ ี่ผา่ นกระบวนการอดั ข้ึนรูป ที่มา: http://www.qualiformrubbermolding.com

16 2.2.1.4 จุดเด่นของกระบวนการอดั ข้ึนรูป ก. มีคา่ ใชจ้ ่ายของตวั แม่พมิ พท์ ่ีต่าํ ที่สุด ข. มีระยะเวลาการปรับต้งั แม่พมิ พท์ ี่ส้นั (จึงทาํ ใหป้ ระหยดั เวลาในการผลิต) ค. สามารถข้ึนรูปผลิตภณั ฑท์ ่ีมีความแขง็ แรง ทนทานสูง ง. มีเศษวสั ดุยางเหลือทิ้งนอ้ ย จึงเหมาะกบั วสั ดุท่ีมีราคาแพง (Expensive compounds) จ. เหมาะสาํ หรับชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่ 2.2.1.5 จุดดอ้ ยของกระบวนการอดั ข้ึนรูป ก. มีอตั ราการผลิตที่ไม่ค่อยสม่าํ เสมอ ข. ควบคุมขนาดและลกั ษณะของครีบไดย้ าก ค. ไม่เหมาะสาํ หรับชิ้นงานบางชนิดที่มีรูปร่างซบั ซอ้ น ในกระบวนการอัดข้ึนรูปไม่จาํ เป็ นต้องมีเน้ือยางสําหรับการไหลในช่องว่ิง(Runner) อยา่ งกระบวนการฉีดหรือในช่องพกั (Pot) อยา่ งกระบวนการก่ึงฉีด แมจ้ ะใชป้ ริมาณเน้ือยางท่ีนอ้ ยกว่าแต่ในกระบวนการอดั น้นั จะตอ้ งใชแ้ รงอดั ท่ีสูงกว่า และตอ้ งตระเตรียมการในส่วนของพรีฟอร์ม นอกจากน้ีกระบวนการอดั ตอ้ งใช้เวลาในการเกิดการวลั คาไนเซชันและตอ้ งใช้แรงงานคนในการวางพรีฟอร์มลงบนเบา้ อยา่ งไรกต็ ามดว้ ยความง่ายของการสร้างแม่พิมพว์ ิธีการน้ีจะมีค่าใชจ้ ่ายในส่วนของแม่พิมพท์ ่ีประหยดั ท่ีสุด กระบวนการอดั คลา้ ยกระบวนการก่ึงฉีด คือ ใช้แรงงานเขา้ มาเกี่ยวขอ้ งและต้องมีการเตรียมพรีฟอร์มก่อนที่จะนํามาวางในตวั เบ้าแม่พิมพ์ซ่ึงเสียเวลา รวมท้งั ทาํ งานท่ีอุณหภูมิที่ต่าํ กวา่ กระบวนการฉีดจึงใชเ้ วลาการผลิตท่ียาวนานกวา่ 2.2.2 กระบวนการกงึ่ ฉีดขึน้ รูป (Transfer molding) กระบวนการก่ึงฉีดข้ึนรูปมีกระบวนการทาํ งานคลา้ ยลูกสูบและกระบอกฉีดท่ีสร้างอยใู่ นตวั แม่พมิ พ์ โดยมีหนา้ ที่อดั ฉีดเน้ือยางผา่ นรูขนาดเลก็ เขา้ สู่ตวั เบา้ ของแม่พิมพ์ 2.2.2.1 ข้นั ตอนในกระบวนการก่ึงฉีดข้ึนรูป (Molding procedure) แม่พิมพถ์ ูกเปิ ดโดยเคล่ือนที่พร้อมแผ่นยึดแม่พิมพ์ วางยางที่ยงั ไม่ผา่ นการบ่มสุกลงในแอ่งพกั (Pot) ในกรณีของผลิตภณั ฑย์ างติดเหลก็ จะนาํ ชิ้นงานเหลก็ ไปวางท่ีตวั เบา้ ทาํ การปิ ดแม่พมิ พแ์ ละอดั ดว้ ยแรงดนั จากแผน่ ยดึ แม่พิมพท์ ้งั สองดา้ น โดยยางท่ีอยใู่ นหมอ้ พกั จะถูกกดจนเน้ือ

17ยางไหลผา่ นตวั รูฉีด (Sprue) และไหลลงตวั เบา้ จนเกิดรูปร่างข้ึน ยางและอากาศบางส่วนจะไหลลน้ตวั เบา้ ออกไปตามร่องลน้ (Overflow) และร่องระบาย (Vent) โดยแม่พิมพจ์ ะปิ ดอยจู่ นกระทง่ั ยางเกิดการวลั คาไนเซชนั อยา่ งสมบูรณ์ตามรอบการทาํ งาน ข้นั ตอนการก่ึงฉีดสามารถสรุปไดด้ งั ตาราง2-4ตารางที่ 2-4 แสดงข้นั ตอนการก่ึงฉีดข้ึนรูป [15] ข้ันท่ี 1 - นาํ กอ้ นยาง (Uncured rubber) วางลง ในหมอ้ พกั (pot) ซ่ึงจะมีตวั กด (Plunger) วางอยู่ ขา้ งบนเพ่อื เตรียมกดลงในหมอ้ พกั ข้ันท่ี 2 - ทาํ การปิ ดแม่พิมพโ์ ดยเล่ือนตวั กดลงมา ดว้ ยแรงดนั เพ่ือทาํ ให้ยางไหลผ่านรูฉีดเขา้ ไปยงั เบา้ ของแม่พมิ พ์ ขณะเดียวกนั กใ็ หค้ วามร้อนเพ่ือ ทาํ ใหย้ างคงรูป ข้ันที่ 3 – ยกตวั กดข้ึน เพื่อนาํ แผน่ ส่ง (Transfer pad) ออกไป ข้ันที่ 4 – เปิ ดแม่พิมพ์ แลว้ เอาชิ้นงานออก ทาํ การตดั ตกแต่งส่วนครีบและรูฉีดต่อไป

18 2.2.2.2 ลกั ษณะของแม่พิมพก์ ่ึงฉีดข้ึนรูป (Rubber transfer mold) แม่พมิ พก์ ่ึงฉีดน้นั จะประกอบดว้ ยแผน่ แม่พิมพ์ 3 แผน่ โดยมีส่วนประกอบและช่ือของส่วนประกอบต่างๆ ดงั ภาพประกอบ 2-7 ภาพประกอบ 2-7 ลกั ษณะของแม่พมิ พก์ ่ึงฉีด ที่มา: http://www.atperpg.com ภาพประกอบ 2-8 เป็ นตวั อยา่ งแม่พิมพก์ ่ึงฉีด ชนิดสามแผน่ ที่มีจาํ นวนเบา้ หลายเบา้ แม่พิมพใ์ นรูปไม่มีการติดต้งั ตวั ทาํ ความร้อน (Heater) หรือตวั ควบคุมอุณหภูมิ (Temperaturecontroller) สาํ หรับความร้อนท่ีใหแ้ ก่แม่พมิ พจ์ ะมาจากแผน่ ยดึ แม่พมิ พ์ (Press) ซ่ึงมีอุปกรณ์ทาํ ความร้อนจากตวั เคร่ืองจกั รโดยตรง

19 ภาพประกอบ 2-8 ตวั อยา่ งแม่พมิ พก์ ่ึงฉีดชนิดสามแผน่ ท่ีมา: http://www.hawthornerubber.com 2.2.2.3 ลกั ษณะผลิตภณั ฑย์ างที่ผา่ นการข้ึนรูปดว้ ยวธิ ีการก่ึงฉีด กระบวนการก่ึงฉีด เป็ นวิธีการที่รวมเอาจุดเด่นของกระบวนการฉีดและความง่ายของกระบวนการอดั เอาไว้ ซ่ึงเป็ นวิธีการท่ีเหมาะสําหรับการข้ึนรูปชิ้นงานท่ีตอ้ งการตาํ แหน่งที่ถูกตอ้ ง (Exact positioning) หรือตอ้ งการเช่ือมติดกบั โลหะที่เปราะแตกง่าย เช่น ลวด เน่ืองจากแม่พิมพม์ ีแอ่งพกั จึงสามารถกกั อากาศได้ จึงมีการระบายอากาศที่อ้นั อยใู่ นแม่พิมพไ์ ดด้ ี ยางจะไหลผา่ นรูฉีดโดยไม่เกิดการอ้นั ของอากาศขณะไหลตวั ผา่ นเขา้ ไปยงั เบา้ ของแม่พิมพจ์ นเกิดเป็ นรูปร่างกระบวนการก่ึงฉีดจึงมีจุดเด่นท่ีเหนือกวา่ วิธีการอดั ข้ึนรูป เหมาะกบั ชิ้นงานท่ีมีความซบั ซอ้ นและมีปริมาณการผลิตในระดบั ต่าํ ดงั ภาพประกอบ 2-9 ภาพประกอบ 2-9 ตวั อยา่ งผลิตภณั ฑท์ ่ีผา่ นกระบวนการก่ึงฉีดข้ึนรูป ที่มา: http://www.qualiformrubbermolding.com

20 2.2.2.4 จุดเด่นของกระบวนการก่ึงฉีดข้ึนรูป ก. มีรอบการทาํ งาน อตั ราการผลิต และความสม่าํ เสมอที่มากกวา่ กระบวนการอดั ข้ึนรูป ข. มีรอบการทาํ งานที่ส้นั กวา่ กระบวนการอดั ข้ึนรูป ค. ดีกวา่ กระบวนการอดั ข้ึนรูปในกรณีของการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างติดโลหะ ง. มีพกิ ดั ความคลาดเคล่ือนที่นอ้ ยกวา่ กระบวนการอดั จ. มีระยะเวลาการปรับต้งั แม่พมิ พท์ ี่เร็วกวา่ กระบวนการฉีดข้ึนรูป 2.2.2.5 จุดดอ้ ยของกระบวนการก่ึงฉีดข้ึนรูป ก. มีเศษวสั ดุทิ้งในส่วนส่งถ่าย (Transfer pad) ข. มีรอบการทาํ งานที่ยาวกวา่ กระบวนการฉีดข้ึนรูป ค. มีอตั ราการผลิตท่ีนอ้ ยกวา่ กระบวนการฉีดข้ึนรูป กระบวนการก่ึงฉีดจะตอ้ งมีเน้ือยางที่จะตอ้ งเติมลงในหมอ้ พกั ซ่ึงจะไหลผา่ นรูเขา้อยา่ งไรกต็ ามเนื่องจากในระหวา่ งการอดั และฉีดยางเขา้ สู่เบา้ แผน่ แม่พมิ พข์ องตวั เบา้ ท้งั สองประกบปิ ดอยตู่ ลอดเวลา ทาํ ใหม้ ีเน้ือยางที่ไหลลน้ ออกจากตวั เบา้ เป็ นครีบ (Flash) เพียงเลก็ นอ้ ย จึงเหมาะกบั การแปรรูปชิ้นงานที่มีรูปร่างซบั ซ้อน หรือตอ้ งการให้อินเสิร์ต (Insert) วางอยู่ในตาํ แหน่งที่แน่นอน ไม่มีการเคลื่อนตวั ในขณะท่ีมีการกดแม่พิมพเ์ หมือนกระบวนการอดั สาํ หรับกระบวนการก่ึงฉีดจะใชแ้ รงงานคนสาํ หรับการเติมยางลงในหมอ้ พกั เพียงคร้ังเดียวไม่จาํ เป็นตอ้ งทาํ หลายคร้ังในทุกๆ เบา้ นอกจากน้ียงั มีรอบทาํ งานท่ีส้ัน เนื่องจากใชเ้ วลาในการบ่มสุกยางนอ้ ยกว่ากระบวนการอดั เพราะมีการส่งผา่ นความร้อนอยา่ งรวดเร็วไปท่ียางในขณะกดอดั เน้ือยางที่หมอ้ พกั ผา่ นรูฉีดไปยงั ตวั เบา้ และเน่ืองจากว่ามีการเติมเน้ือยางลงหมอ้ พกั เพียงคร้ังเดียวสําหรับการข้ึนรูปยางคร้ังละหลายเบา้ ทาํ ใหส้ ามารถทาํ งานไดเ้ ร็วกวา่ แต่เนื่องดว้ ยการออกแบบแม่พิมพท์ ่ีมีความซบั ซอ้ นราคาของแม่พิมพก์ ่ึงฉีดจึงสูงกวา่ แม่พิมพอ์ ดั จุดท่ีแตกต่างระหวา่ งกระบวนการฉีดกบั กระบวนการก่ึงฉีดคือมีการใชแ้ รงงานเขา้ มาเกี่ยวขอ้ งในกระบวนการมากกวา่ และตอ้ งมีการเตรียมกอ้ นพรีฟอร์มลงในหมอ้ พกั เนื่องจากกระบวนการน้ีใชอ้ ุณหภูมิที่ต่าํ กวา่ กระบวนการฉีดจึงมีผลใหใ้ ชเ้ วลาในการผลิตที่ยาวนานกวา่

21 2.2.3 กระบวนการฉีดขึน้ รูป (Injection molding) กระบวนการฉีดข้ึนรูปเป็ นกระบวนการแปรรูปผลิตภัณฑ์ยางด้วยแม่พิมพ์ท่ีทนั สมยั ที่สุด ไดผ้ ลิตภณั ฑท์ ่ีมีคุณภาพและอตั ราการผลิตที่สม่าํ เสมอกว่าสองกระบวนการขา้ งตน้เน่ืองจากทุกข้นั ตอนมีการทาํ งานมีลกั ษณะเป็ นอตั โนมตั ิต้งั แต่ป้ อนเน้ือวสั ดุยางเขา้ เครื่องจกั ร ฉีดยางเขา้ แม่พิมพ์ จนกระทงั่ ออกมาเป็นผลิตภณั ฑ์ ยางจะถูกใหค้ วามร้อนในกระบอกฉีดก่อนที่ถูกฉีดเขา้ เบา้ ของแม่พมิ พ์ โดยจะมีการควบคุมอตั ราความเร็วฉีด ความดนั ฉีด และอุณหภูมิในทุกข้นั ตอน 2.2.3.1 ข้นั ตอนในกระบวนการฉีดข้ึนรูป (Molding procedure) กระบวนการฉีดจะเร่ิมตน้ จากแม่พิมพถ์ ูกเปิ ด โดยแม่พิมพแ์ ผน่ กลางจะถูกแยกออกจากแผ่นบน โดยที่อาจจะออกแบบเพิ่มเติมให้แม่พิมพแ์ ผ่นกลางน้ีสามารถถอดออกไดเ้ พ่ือความสะดวกในการถอดชิ้นงานออก กรณีของผลิตภณั ฑย์ างที่ยึดกบั โลหะจะทาํ การวางชิ้นงานโลหะในข้นั ตอนน้ี เมื่อเสร็จแลว้ ทาํ การปิ ดแม่พมิ พแ์ ละเริ่มตน้ รอบการทาํ งานอตั โนมตั ิ โดยสกรูในกระบอกฉีดจะหมุนเพ่ือให้เน้ือยางเคลื่อนตวั มาท่ีปลายกระบอกฉีด แลว้ จึงเคล่ือนสกรูเพื่ออดั เน้ือยางผา่ นหวั ฉีด (Nozzle) เขา้ รูฉีดแลว้ ไหลในระบบทางว่ิง (Runner system) ผา่ นรูเขา้ (Gate) จนเขา้สู่ตวั เบา้ ของแม่พิมพเ์ กิดเป็ นรูปร่างชิ้นงาน โดยแม่พิมพจ์ ะปิ ดอยจู่ นกระทงั่ ยางเกิดการวลั คาไนเซชนั จนสุก แลว้ จึงเปิ ดแม่พิมพเ์ พอื่ นาํ ชิ้นงานออกมา ข้นั ตอนการฉีดสามารถสรุปไดด้ งั ตาราง 2-5ตาราง 2-5 แสดงข้นั ตอนการฉีดข้ึนรูป [15] ข้ันที่ 1 – ป้ อนแผน่ ยาง (Uncured rubber) เขา้ เครื่องฉีดเพ่อื ส่งเขา้ เคร่ืองฉีดอยา่ งต่อเน่ือง ข้ันที่ 2 - ยางจะถูกใหค้ วามร้อนและไหลตวั อยู่ ในกระบอกฉีดซ่ึงมีระบบควบคุมความร้อน

22ตาราง 2-5 แสดงข้นั ตอนการฉีดข้ึนรูป (ต่อ) ข้ันที่ 3 – สกรูในกระบอกฉีดจะถอยไปขา้ งหลงั ย า ง จ ะ ไ ห ล ม า อ ยู่ท่ี ส่ ว น ห น้า ข อ ง ก ร ะ บ อ ก ฉี ด สกรู จะหยุดเม่ือมีปริ มาณยางตามท่ีกําหนด เคร่ืองฉีดพร้อมฉีดยางเขา้ ตวั เบา้ ข้ันที่ 4 – แม่พิมพจ์ ะถูกปิ ดดว้ ยแรงดนั สกรูใน กระบอกฉีดเล่ือนมาขา้ งหน้าเพ่ือฉีดยางเขา้ ไป ในตวั เบา้ ของแม่พมิ พ์ ข้ันท่ี 5 – แม่พิมพจ์ ะถูกใหค้ วามร้อนเพื่อทาํ ให้ ยางคงรูป ในขณะเดียวกนั สกรูจะถอยกลบั เพื่อ เติมเน้ือยางเขา้ กระบอกฉีดสาํ หรับการทาํ งานใน รอบต่อไป ข้นั ที่ 6 – เปิ ดแม่พิมพเ์ พ่ือนาํ ชิ้นงานออกมา แลว้ จึงปิ ดแม่พมิ พเ์ พื่อเร่ิมรอบการทาํ งานใหม่ 2.2.3.2 ลกั ษณะของแม่พิมพฉ์ ีดข้ึนรูป กระบวนการฉีดเป็นวิธีการท่ีมีการทาํ งานอตั โนมตั ิมากที่สุด ตวั แม่พิมพจ์ ะมีความซบั ซอ้ นและมีชิ้นส่วนต่างๆ ค่อนขา้ งมาก รวมท้งั ตอ้ งมีการออกแบบระบบทางไหลของยางเพ่ือให้ยางท่ีถกู ใหค้ วามร้อนในกระบอกฉีดไหลเขา้ ตวั เบา้ แม่พมิ พ์ แม่พิมพบ์ างตวั อาจมีระบบทาํ ความร้อนภายในเพื่อทาํ ให้ยางเกิดการคงรูป เมื่อเปิ ดแม่พิมพก์ ็จะมีระบบกระทุง้ หรือดนั ชิ้นงานออกมา ดงัภาพประกอบ 2-10 แม่พิมพช์ นิดน้ีเป็ นวิธีท่ีเหมาะสมที่สุดสาํ หรับปริมาณการผลิตท่ีสูง เนื่องจากมีรอบการทาํ งานที่ส้นั และมีระบบทาํ งานท่ีเป็นแบบอตั โนมตั ิ

23 ภาพปะกอบ 2-10 ลกั ษณะของแม่พิมพฉ์ ีด ท่ีมา: http://www.atperpg.com ตวั อยา่ งในภาพประกอบ 2-11 แสดงแม่พิมพฉ์ ีดแบบวางตวั แนวต้งั ชนิดสามแผน่(Vertical type three plate multi-cavity injection mold) แม่พิมพใ์ นรูปไม่มีการติดต้งั ตวั ทาํ ความร้อนหรือตวั ควบคุมอุณหภูมิ สาํ หรับความร้อนท่ีใหแ้ ก่แม่พิมพจ์ ะมาจากแผน่ ยดึ แม่พิมพ์ (Press) ซ่ึงมีอุปกรณ์ทาํ ความร้อนจากตวั เครื่องจกั รโดยตรง ภาพประกอบ 2-11 ตวั อยา่ งแม่พิมพฉ์ ีดแบบวางตวั แนวต้งั ชนิดสามแผน่ ท่ีมา: http://www.hawthornerubber.com

24 ตวั อย่างในภาพประกอบ 2-12 แสดงแม่พิมพฉ์ ีดแบบวางตวั แนวนอนชนิดสองแผน่ (Horizontal type three plate multi-cavity injection mold) ภาพประกอบ 2-12 ตวั อยา่ งแม่พมิ พฉ์ ีดแบบวางตวั ในแนวนอนชนิดสองแผน่ ที่มา: http://www.hawthornerubber.com 2.2.3.3 ลกั ษณะผลิตภณั ฑย์ างที่ผา่ นการฉีดข้ึนรูป กระบวนการฉีดข้ึนรูปเป็ นกระบวนการที่เหมาะสําหรับชิ้นงานที่มีปริมาณการผลิตสูง และชิ้นงานที่มีความหลากหลายต้งั แต่ชิ้นงานที่มีขนาดเลก็ ไปจนถึงขนาดกลาง มีลกั ษณะรูปร่างซับซ้อนและค่าความคลาดเคล่ือนที่ต่าํ รวมท้งั ใชใ้ นงานท่ีตอ้ งการคุณภาพและความสม่าํ เสมอของชิ้นงานท่ีผลิต ภาพประกอบ 2-13 ตวั อยา่ งผลิตภณั ฑท์ ่ีผา่ นกระบวนการฉีดข้ึนรูป ที่มา: http://www.qualiformrubbermolding.com

25 2.2.3.4 จุดเด่นของกระบวนการฉีดข้ึนรูป ก. มีรอบการทาํ งานที่เร็วที่สุดเนื่องจากยางจะถูกใหค้ วามร้อนส่วนหน่ึงก่อนที่จะทาํ การฉีดเขา้ ตวั เบา้ ของแม่พมิ พ์ ข. มีอตั ราการผลิตที่สูงและสม่าํ เสมอ ค. เป็นกระบวนการที่ควบคุมครีบไดด้ ีท่ีสุด (เกิดครีบนอ้ ยมาก) ง. มีตน้ ทุนต่อหน่วยท่ีต่าํ จ. มีพกิ ดั ความคลาดเคลื่อนที่ต่าํ ฉ. เกิดของเสียในกระบวนการนอ้ ย 2.2.3.5 จุดดอ้ ยของกระบวนการฉีดข้ึนรูป ก. ไม่สามารถใชไ้ ดก้ บั ยางทุกชนิด ข. มีคา่ ใชจ้ ่ายในการผลิตแม่พิมพท์ ี่สูง ค. สิ้นเปลืองเศษวสั ดุยางในส่วนของระบบการไหล (Runner system) ทุกๆ รอบการทาํ งาน กระบวนการฉีดมีจุดเด่นในเรื่องของความเร็ว ความสะอาด เน้ือวสั ดุจะฉีดผ่านกระบอกฉีดเขา้ สู่ตวั เบา้ ของแม่พิมพโ์ ดยตรง กระบวนการเปล่ียนแปลงรูปร่างและการคงรูปยางเกิดข้ึนอยา่ งรวดเร็วภายในแม่พิมพท์ ี่อุณหภูมิสูง และใชร้ ะยะเวลาการผลิตที่ส้นั เมื่อเปรียบเทียบกบักระบวนการอดั แลว้ กระบวนการฉีดข้ึนรูปเป็ นกระบวนการท่ีมีท้งั ขอ้ ดีและขอ้ เสียเหมือนกับกระบวนการก่ึงฉีด โดยมีส่วนของเน้ือยางที่ใชใ้ นส่วนของรูว่ิง (Runner) และรูฉีด (Sprue) เพื่อเติมเน้ือยางเขา้ สู่ตวั เบา้ แต่ดว้ ยการที่ตวั เบา้ ปิ ด ทาํ ใหม้ ีเน้ือยางเพียงเลก็ นอ้ ยท่ีไหลลน้ ตวั เบา้ ซ่ึงจะทาํ ให้มีครีบเพียงเล็กน้อย โดยกระบวนการฉีดน้ีจะเหมาะกบั การข้ึนรูปชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซอ้ น หรือตอ้ งการใหช้ ิ้นส่วนท่ีติดกบั ตวั ผลิตภณั ฑ์ วางอยใู่ นตาํ แหน่งอยกู่ บั ท่ีไม่มีการเคล่ือนตวั ในขณะท่ีมีการกดแม่พิมพ์ ในกระบวนการฉีดยางจะถูกป้ อนเขา้ ไปในกระบอกฉีดแบบอตั โนมตั ิ โดยมีการให้ความร้อน (Preheated) และเติมเน้ือเขา้ ไปในตวั เบา้ อยา่ งถูกตอ้ งท้งั ในเร่ืองของปริมาณ ความร้อนความดนั และระยะเวลา แต่บางคร้ังเม่ือมีการใชว้ สั ดุยางที่มีสีแตกต่างกนั (โดยเฉพาะเม่ือใชว้ สั ดุยางที่มีสีอ่อนกว่า) แต่ละคร้ังท่ีทาํ งานจึงมีความจาํ เป็ นท่ีจะตอ้ งฉีดไล่เน้ือวสั ดุและเมด็ สีที่ผสมลงไปที่อาจตกคา้ งในกระบอกฉีดหลายคร้ัง

26 กระบวนการอดั และกระบวนการก่ึงฉีดข้ึนรูปน้ัน เหมาะสําหรับผลิตภณั ฑ์ที่มีขนาดของรุ่นไม่มากนกั สาํ หรับกระบวนการฉีดข้ึนรูปน้นั จะมีรอบการทาํ งานและเวลาอบคงรูปที่ส้ัน เพราะมีระดบั ความเป็ นอตั โนมตั ิท่ีสูง มีการใหค้ วามร้อนกบั วสั ดุยางล่วงหนา้ ภายในกระบอกฉีดและมีการส่งผ่านความร้อนสู่วสั ดุยางที่รวดเร็วในขณะที่ส่งผ่านความดนั ไปยงั รูฉีดและรูว่ิงเนื่องจากจึงมีความซบั ซอ้ นของแม่พิมพส์ ูง จึงทาํ ใหค้ ่าใชจ้ ่ายของตวั แม่พิมพส์ ูงกวา่ แม่พิมพอ์ ดั และแม่พิมพก์ ่ึงฉีด ซ่ึงตอ้ งตดั สินใจเลือกตามความเหมาะสมของรูปร่างชิ้นงานและปริมาณการผลิตท่ีตอ้ งการ ภาพประกอบ 2-14 แม่พมิ พฉ์ ีดท่ีติดต้งั บนเครื่องฉีดแบบแนวต้งั ที่มา: http://www.hawthornerubber.com 2.2.4 เกณฑ์ในการพจิ ารณาเลอื กกระบวนการขึน้ รูป การข้ึนรูปผลิตภณั ฑท์ ี่สมบูรณ์แบบเกิดจากการออกแบบท่ีเหมาะสม ไม่ว่าจะเป็ นตวั การออกแบบผลิตภณั ฑ์ (Product design) และการออกแบบเครื่องมือท่ีช่วยในการข้ึนรูป (Tooldesign) โดยเฉพาะการออกแบบตวั แม่พิมพ์ (Mold design) เน่ืองจากการออกแบบแม่พิมพท์ ่ีดีไม่เพียงแต่จะทาํ ให้เกิดผลิตภณั ฑท์ ี่ดีมีประสิทธิภาพ แต่ยงั ช่วยลดตน้ ทุนการผลิตไดเ้ ป็ นอยา่ งดี และก่อนท่ีจะออกแบบแม่พิมพไ์ ดน้ ้นั จาํ เป็นท่ีตอ้ งทราบวา่ ชิ้นงานควรจะถูกข้ึนรูปดว้ ยกระบวนการใดเพ่ือให้สามารถผลิตชิ้นงานไดอ้ ยา่ งมีประสิทธิภาพและมีตน้ ทุนการผลิตท่ีเหมาะสม หากพิจารณาจากท่ีกล่าวมาสามารถแยกเป็นประเดน็ ในการเลือกกระบวนการข้ึนรูปไดด้ งั ต่อไปน้ี

27 2.2.4.1 ชนิดของวสั ดุ ความหนืดของยางคอมพาวดเ์ ป็นเกณฑพ์ ิจารณาท่ีสาํ คญั ต่อการเลือกกระบวนการข้ึนรูป วสั ดุท่ีมีความหนืดสูงจะไม่เหมาะสมกบั กระบวนการที่มีเสน้ ทางการไหลของยางไปสู่ตวั เบา้ท่ีมีระยะไกลมากๆ เนื่องจากตอ้ งใชค้ วามดนั ภายในแม่พิมพท์ ี่สูง ซ่ึงจะส่งผลต่อการออกแบบและความหนาของแม่พิมพต์ ามมา โดยทว่ั ไปแลว้ วสั ดุที่มีความหนืดสูงจะใชก้ บั กระบวนการอดั ส่วนความหนืดต่าํ จะใชก้ บั กระบวนการฉีด และก่ึงฉีด เพราะตอ้ งมีการไหลผ่านระบบไหลเขา้ ไปสู่ตวัเบา้ ซ่ึงอยใู่ นตาํ แหน่งห่างจากจุดเขา้ ของยาง แต่จะสามารถแกไ้ ขดว้ ยการเพิ่มจุดเขา้ แม่พิมพใ์ หใ้ กล้กบั ตวั เบา้ 2.2.4.2 ลกั ษณะของรูปร่าง รูปร่างของผลิตภณั ฑ์โดยเฉพาะชิ้นงานที่มีความซับซ้อนสูง รวมถึงมีส่วนของชิ้นงานท่ีมีผนงั บาง จะมีปัญหาการข้ึนรูปไม่ไดเ้ นื่องจากความดนั ไม่เพียงพอที่จะทาํ ให้ยางไหลได้เต็มเบา้ โดยทว่ั ไปแลว้ ในการข้ึนรูปจะเลือกใชก้ ระบวนการฉีด และก่ึงฉีด ส่วนชิ้นงานท่ีมีความซบั ซอ้ นต่าํ และมีผนงั หนา จะเลือกใชก้ ระบวนการอดั นอกจากน้ียงั มีเรื่องของขนาดชิ้นงานและน้ําหนักของชิ้นงาน โดยทว่ั ไปแลว้ชิ้นงานท่ีมีขนาดและน้าํ หนกั มากๆ จะเลือกใช้ กระบวนการอดั ส่วนชิ้นงานที่มีขนาดนอ้ ยถึงปานกลาง และน้าํ หนักน้อยถึงปานกลาง จะเลือกใช้กระบวนการฉีดและก่ึงฉีด ท้งั น้ีเน่ืองจาก การท่ีภายในกระบอกฉีด (กระบวนการฉีด) มีขนาดจาํ กดั หากตอ้ งการปริมาณน้าํ หนกั ฉีดจาํ เป็ นตอ้ งมีกระบอกฉีดและขนาดของเครื่องฉีดที่ใหญ่ ซ่ึงไม่คุม้ ค่าในเชิงเศรษฐศาสตร์สาํ หรับเครื่องจกั รท่ีใช้ในกระบวนการข้ึนรูป 2.2.4.3 คุณภาพ คุณภาพของชิ้นงานจากกระบวนการสามารถวดั ไดจ้ าก 2 ลกั ษณะใหญ่ ไดแ้ ก่รูปร่างชิ้นงาน และความสม่าํ เสมอของชิ้นงานที่ไดร้ ับ รูปร่างชิ้นงาน คือ ตอ้ งไม่มีตาํ หนิเกิดข้ึน เช่นรอยครีบ รอยแหว่ง รอยปริ บิดเบ้ียว ยางตาย เป็นตน้ ส่วนความสม่าํ เสมอ คือ ความเหมือนกนั ของชิ้นงานท่ีผลิตไดแ้ ต่ละคร้ัง โดยทวั่ ไปแลว้ ชิ้นงานท่ีผา่ นกระบวนการฉีดข้ึนรูปจะมีคุณภาพที่ดีและสม่าํ เสมอ เน่ืองจากมีข้นั ตอนของการเก่ียวขอ้ งกบั พนกั งานค่อนขา้ งน้อย ไม่จาํ เป็ นตอ้ งเตรียมพรีฟอร์มและทาํ การวางพรีฟอร์มทุกคร้ังเหมือนกระบวนการก่ึงฉีด และอดั ซ่ึงจะให้คุณภาพของ

28ชิ้นงานและความสม่าํ เสมอที่ดอ้ ยกว่า ตามลาํ ดบั โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการอดั ซ่ึงมกั จะเกิดครีบคอ่ นขา้ งมากกวา่ กระบวนการอื่นๆ เพราะขณะท่ียางไหลในเบา้ จะตอ้ งมีการปิ ดพิมพส์ ่วนบนทาํใหอ้ าจเกิดการเคลื่อนต้วั ของเสน้ แบ่งแม่พิมพไ์ ด้ ซ่ึงรวมถึงชิ้นงานชนิดท่ีติดโลหะ (Rubber to metalbonding) ที่ตอ้ งมีการวางชิ้นอินเสิร์ต (Insert) ลงไปในเบา้ ก่อนการข้ึนรูปยางหุม้ ตวั โลหะดว้ ย 2.2.4.4 สมบตั ิเชิงกลที่ไดห้ ลงั ผา่ นกระบวนการข้ึนรูป สมบตั ิเชิงกลของวสั ดุยางนอกจากจะเป็ นผลจากการออกสูตรยางแลว้ ยงั เกี่ยวขอ้ งกบั กระบวนการข้ึนรูปในส่วนของการเกิดปฏิกิริยาครอสลิง อุณหภูมิท่ีถูกตอ้ งเหมาะสมเป็นปัจจยัสาํ คญั ท่ีทาํ ให้การเกิดปฏิกิริยาสมบูรณ์ ดงั น้นั จะพบว่ากระบวนการฉีดจะทาํ ให้สมบตั ิเชิงกลของชิ้นงานหลงั ผา่ นกระบวนการข้ึนรูปดีที่สุด รองลงมา คือ กระบวนการก่ึงฉีดและอดั ตามลาํ ดบั ท้งั น้ีเนื่องจากกระบวนการฉีดจะใชอ้ ุณหภูมิสูง และมีระบบควบคุมปริมาณความร้อนและอุณหภูมิท่ีแม่นยาํ มากกวา่ 2.2.4.5 อตั ราการผลิตที่ตอ้ งการ ระยะเวลาในการส่งมอบสินค้าให้กับลูกคา้ เป็ นสิ่งสําคัญประการหน่ึงท่ีต้องพิจารณา ซ่ึงเป็นส่วนท่ีเกี่ยวขอ้ งโดยตรงกบั อตั ราการผลิต กระบวนการท่ีมีอตั ราการผลิตสูงสุด เรียงตามลาํ ดบั คือ กระบวนการฉีด กระบวนการก่ึงฉีด และกระบวนการอดั เน่ืองจากในกระบวนการฉีดยาง ไดถ้ ูกใหค้ วามร้อนภายในกระบอกฉีดแลว้ ส่วนหน่ึง เมื่อเขา้ สู่ตวั เบา้ จึงใชค้ วามร้อนในการคงรูปยางในระยะเวลาท่ีส้ันกว่ากระบวนการอ่ืนๆ นอกจากน้ี ยงั มีอตั ราการผลิตท่ีสม่าํ เสมอและรวดเร็วเนื่องจากไม่ตอ้ งทาํ การวางพรีฟอร์มทุกคร้ังที่ทาํ การผลิตแต่ละรอบการทาํ งาน เพียงใส่ยางไปในระบบป้ อนยางอตั โนมตั ิของเคร่ืองฉีดกส็ ามารถทาํ งานไดอ้ ยา่ งต่อเน่ืองและรวดเร็ว นอกจากน้ียงั รวมไปถึงเวลาในการเตรียมการผลิต การปรับต้งั แม่พิมพ์ (Set up)หรือการหยุดเพ่ือบาํ รุงรักษาแม่พิมพ์ หากใชเ้ วลาที่ส้ันจะช่วยให้เวลาในการผลิตเพ่ิมมากข้ึน ซ่ึงจาํ เป็นตอ้ งคาํ นึงถึงกระบวนต่างๆ ซ่ึงมีผลกระทบโดยตรง 2.2.4.6 ปริมาณการผลิตท่ีเหมาะสม ปริมาณการผลิตที่เหมาะสมจะส่งผลถึงตน้ ทุนการผลิตต่อหน่วย (Unit cost) หากปริมาณการผลิตมีขนาดต่าํ หรือมีปริมาณไม่ถึงจุดคุม้ ทุน (Break even point) ของการลงทุนพวกเคร่ืองมือช่วยในการผลิต โดยเฉพาะอยา่ งยงิ่ กระบวนการฉีดท่ีมีค่าใชจ้ ่ายดา้ นแม่พิมพค์ ่อนขา้ งสูง

29เพราะมีความซบั ซอ้ นในการออกแบบและผลิตจะทาํ ใหม้ ีตน้ ทุนการผลิตต่อหน่วยสูง หากมีปริมาณการผลิตที่นอ้ ย หรือหลากหลาย ในบางกรณีอาจเลือกใช้ กระบวนการข้ึนรูปประเภท การอดั และก่ึงฉีด ซ่ึงมีคา่ ใชจ้ ่ายในดา้ นเครื่องจกั รและตวั แม่พิมพท์ ี่นอ้ ยกวา่ ตามลาํ ดบั 2.2.4.7 ตน้ ทุนการผลิต ตน้ ทุนการผลิตเป็ นส่วนสําคญั ที่จะตอ้ งพิจารณาหากไม่สามารถวิเคราะห์ตน้ ทุนการผลิตของตวั ผลิตภณั ฑไ์ ดก้ ็ไม่สามารถท่ีจะต้งั ราคาขายผลิตภณั ฑ์ให้กบั ลูกคา้ ได้ ดงั น้นั ตน้ ทุนการผลิตท่ีเกิดข้ึนจากกระบวนการข้ึนรูปท้งั หมดที่เกี่ยวขอ้ งก็เป็ นปัจจยั สาํ คญั ท่ีสุดอยา่ งหน่ึงที่ขาดไม่ได้ ตน้ ทุนการผลิตนอกเหนือจากที่กล่าวมาขา้ งตน้ ยงั รวมไปถึง ค่าใชจ้ ่ายของพนกั งานที่ควบคุมเคร่ืองจกั รซ่ึงเกี่ยวขอ้ งกบั ทกั ษะและความยากง่ายของอุปกรณ์หรือเคร่ืองจกั รที่รับผดิ ชอบ ค่าใชจ้ ่ายในการบาํ รุงรักษาระบบการผลิตท้งั หมด ไม่ว่าจะเป็ น เคร่ืองจกั ร แม่พิมพ์ หรืออุปกรณ์อื่นๆ ท่ีใช้ร่วมในการผลิต ค่าใชจ้ ่ายในการควบคุมคุณภาพของผลิตภณั ฑท์ ่ีอาจตอ้ งเพ่ิมข้ึนหากกระบวนการข้ึนรูปไม่มีความแน่นอนและสม่าํ เสมอ เป็นตน้ จากขอ้ สรุปที่กล่าวมาท้งั สิ้นสามารถรวบรวมเป็ นตารางแสดงการเปรียบเทียบจุดเด่นจุดดอ้ ยของกระบวนการข้ึนรูปดว้ ยแม่พิมพ์ ดงั ตาราง 2-6ตาราง 2-6 เปรียบเทียบกระบวนการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างดว้ ยแม่พิมพ์ รายการ ประเภทของกระบวนการขึน้ รูปขนาดความใหญ่ของชิ้นงาน อดั กงึ่ ฉีด ฉีดความซบั ซอ้ นของชิ้นงานความบางของชิ้นงาน ☆☆☆ ☆☆ ☆ความเร็วของรอบการทาํ งานขนาดปริมาณการผลิตที่เหมาะสม ☆ ☆☆ ☆☆☆อตั ราการผลิตระดบั ความเป็นอตั โนมตั ิ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ตาราง 2-6 เปรียบเทียบกระบวนการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างดว้ ยแม่พมิ พ์ (ต่อ)

30 รายการ ประเภทของกระบวนการขนึ้ รูปอุณหภมู ิที่ใช้ อดั กง่ึ ฉีด ฉีดความดนั ท่ีใช้เวลาอบคงรูป ☆ ☆☆ ☆☆☆พลงั งานที่ใชใ้ นการข้ึนรูปความง่ายในการวางอินเสิร์ต ☆ ☆☆ ☆☆☆ความแขง็ แรงของการยดึ ติดวสั ดุอื่นๆระยะเวลาในการอบคงรูป ☆☆☆ ☆☆ ☆ขนาดของครีบเศษยางทิ้งในกระบวนการ ☆ ☆☆ ☆☆☆คุณภาพของชิ้นงานสมบตั ิทางกลของชิ้นงาน ☆ ☆☆☆ ☆☆ความสม่าํ เสมอของการผลิตราคาต่อหน่วยการผลิต ☆ ☆☆☆ ☆☆ความยากในการออกแบบแม่พมิ พ์ราคาแม่พิมพ์ ☆☆☆ ☆☆ ☆แรงดนั ท่ีกระทาํ ต่อแม่พมิ พ์ ☆☆☆ ☆☆ ☆ ☆☆☆ ☆☆ ☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆ ☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆ ☆ ☆☆ ☆☆☆☆ - นอ้ ยที่สุด ☆☆ - ปานกลาง ☆☆☆ –มากที่สุด2.3 การใช้คอมพวิ เตอร์ช่วยในการออกแบบแม่พมิ พ์ แม่พิมพถ์ ือว่าเป็ นเคร่ืองมืออย่างหน่ึงที่สาํ คญั ในอุตสาหกรรมหลกั ประเภทต่างๆเช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมเครื่องใชไ้ ฟฟ้ า อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และอุตสาหกรรมเคร่ืองมือแพทย์ เป็นตน้ ซ่ึงปัจจุบนั ธุรกิจทางดา้ นอุตสาหกรรมแม่พิมพม์ ีการแข่งขนัสูงข้ึน ท้งั ดา้ นราคาและคุณภาพและปัจจยั สําคญั คือระยะเวลาการส่งมอบสินคา้ หากบริษทั ใดที่สามารถส่งมอบสินคา้ ไดต้ รงเวลาและใชเ้ วลาในการผลิตที่นอ้ ยกว่าบริษทั อ่ืนๆ น้นั ย่อมไดเ้ ปรียบ

31คู่แขง่ การใชค้ อมพวิ เตอร์เขา้ มาช่วยท้งั ในกระบวนการออกแบบและผลิตแม่พมิ พจ์ ะเป็นการช่วยลดเวลาในกระบวนการออกแบบแม่พิมพไ์ ด้ ซ่ึงในปัจจุบนั น้ีมีโปรแกรมข้ึนรูปชิ้นงานท้งั แบบ 2 มิติและ 3 มิติ ท่ีจะช่วยใหผ้ ใู้ ชง้ านสามารถเขียนแบบงานต่างๆ ไดส้ ะดวกและรวดเร็วข้ึน โปรแกรมทางดา้ นการออกแบบแม่พิมพท์ ่ีมีอยู่ในปัจจุบนั เป็ นการประยุกต์จากโปรแกรมเขียนแบบ 3 มิติให้สามารถออกแบบตามข้นั ตอนและขอ้ มูลต่างๆ ท่ีเก่ียวขอ้ งกบั การออกแบบแม่พิมพแ์ ต่ละประเภทได้ ซ่ึงปัจจุบนั โปรแกรมช่วยในการออกแบบแม่พิมพส์ ่วนใหญ่จะเป็ นโปรแกรมที่ช่วยออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติก อย่างเช่น Mold Wizard ที่ใชก้ บั โปรแกรมUnigraphics และ IMOLD ท่ีใชก้ บั โปรแกรม SolidWorks เป็นตน้ ซ่ึงโปรแกรมเหล่าน้ีจะช่วยให้สามารถออกแบบแม่พิมพไ์ ดส้ ะดวกและรวดเร็วข้ึน โดยท่ีผูใ้ ช้งานไม่จาํ เป็ นตอ้ งมีความรู้ความชาํ นาญในการออกแบบแม่พมิ พม์ ากนกั สาํ หรับแม่พมิ พท์ ่ีใชใ้ นการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างน้นั ไม่วา่ จะเป็ นแม่พิมพฉ์ ีด แม่พิมพก์ ่ึงฉีดหรือแม่พิมพอ์ ดั ยงั ไม่มีโปรแกรมตวั ใดที่ช่วยออกแบบแม่พิมพ์ ซ่ึงกระบวนการออกแบบแม่พิมพจ์ ึงตอ้ งอาศยั ผชู้ าํ นาญท่ีมีประสบการณ์และความรู้ทางดา้ นแม่พิมพ์และใชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอร์ทางดา้ นการออกแบบ (CAD) เป็นเคร่ืองมือในการออกแบบแม่พิมพ์ดงั กล่าว 2.3.1 โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติก แม่พิมพ์ฉีดพลาสติกเป็ นแม่พิมพ์ที่ได้รับความนิยมและมีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการข้ึนรูปชิ้นงานพลาสติกซ่ึงมีความหลากหลายของผลิตภณั ฑเ์ ป็นอยา่ งมาก แม่พิมพจ์ ะประกอบดว้ ยหลายๆ ชิ้นส่วน ทาํ ให้กระบวนการออกแบบตอ้ งใชเ้ วลานานซ่ึงจะส่งผลไปยงั กระบวนการผลิตแม่พิมพด์ ว้ ย ดงั น้นั การใชโ้ ปรแกรมคอมพิวเตอร์เขา้ มาช่วยในการออกแบบแม่พิมพน์ ้ันจะช่วยทาํ ให้ประหยดั เวลาในการออกแบบลงได้ และจะช่วยให้ผอู้ อกแบบสามารถใชง้ านไดส้ ะดวกข้ึน อีกท้งั ผอู้ อกแบบแม่พิมพไ์ ม่ตอ้ งมีประสบการณ์ทางดา้ นการออกแบบแม่พิมพม์ ากนกั และจะเห็นไดว้ ่าชิ้นส่วนต่างๆ ของแม่พิมพน์ ้นั ไดม้ ีการผลิตเป็ นมาตรฐานไวแ้ ลว้ไม่วา่ จะเป็น แผน่ แม่พิมพ์ (Mold base) เขม็ กระทุง้ (Ejector pin) สลกั นาํ และปลอกนาํ (Guide pin& Guide bush) แผน่ ยดึ (Plate) เป็นตน้ ซ่ึงชิ้นส่วนต่างๆ เหล่าน้นั ไดถ้ ูกรวบรวมไวใ้ นโปรแกรมดงั กล่าว โปรแกรมช่วยทางดา้ นการออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติกในปัจจุบนั มีหลายตวั ดว้ ยกนั แต่ที่ไดร้ ับความนิยมใชก้ นั อยนู่ ้นั มี 2 โปรแกรมคือ Mold Wizard ของโปรแกรม Unigraphics ดงั แสดงในภาพประกอบ 2-15 และ IMOLD ที่ใชก้ บั โปรแกรม SolidWorks Unigraphics ดงั แสดงใน

32ภาพประกอบ 2-16 ซ่ึงท้งั 2 โปรแกรมน้ีมีคุณสมบตั ิในการออกแบบแม่พิมพโ์ ดยสรุปเป็นดงั ตาราง2-7 ภาพประกอบ 2-15 โปรแกรมที่ช่วยในการออกแบบแมพ่ มิ พฉ์ ีดพลาสติก (Mold Wizard) ใน Unigraphics ภาพประกอบ 2-16 โปรแกรมท่ีช่วยในการออกแบบแม่พมิ พ์ (IMOLD)ใน SolidWorks

33ตาราง 2-7 ตวั อยา่ งโปรแกรมช่วยในการออกแบบแม่พิมพฉ์ ีดพลาสติก คุณสมบัติ Mold Wizard IMOLDไฟลช์ ิ้นงานท่ีรองรับ Unigraphics และไฟล์ CAD จาก Solidworks และไฟล์ CAD จาก โปรแกรมอ่ืนๆ โปรแกรมอ่ืนๆวสั ดุ (พลาสติก) มีฐานขอ้ มูลพลาสติกแตล่ ะชนิด มีฐานขอ้ มลู พลาสติกแตล่ ะชนิดแผน่ แม่พมิ พ์ (Mold base) มีฐานขอ้ มูลของแผ่นแม่พิมพช์ นิด มีฐานขอ้ มูลของแผน่ แม่พิมพช์ นิด ต่างๆ ต่างๆการเลือกเส้นแบ่งแม่พิมพ์ มีฟังก์ชันช่วยในการหาเส้นแบ่ง มีฟังก์ชันช่วยในการหาเส้นแบ่ง แม่พิมพอ์ ตั โนมตั ิ แม่พมิ พอ์ ตั โนมตั ิการจดั วางเบา้ (Cavity Layout) มีฟังก์ชันช่วยในการจัดวางเบ้าท่ี มีฟังก์ชันช่วยในการจัดวางเบ้า เหมาะสม อตั โนมตั ิชิ้นส่วนมาตรฐานต่างๆ (Standard มีฐานขอ้ มูลของชิ้นส่วนมาตรฐาน มี ฐ า น ข้ อ มู ล ข อ ง ชิ้ น ส่ ว นpart) ตา่ งๆ มาตรฐานตา่ งๆระบบทางเข้า (Gate) และทางวิ่ง มีฐานขอ้ มูลของทางเขา้ และทางวิ่ง มีรูปแบบการวางทางเขา้ และทาง(Runner) ชนิดต่างๆ วง่ิ ใหเ้ ลือกใช้รายการวสั ดุ (Bill of material) แสดงรายการวสั ดุของชุดแม่พิมพ์ มีคาํ สง่ั สร้างรายการวสั ดุอตั โนมตั ิ ในรูปแบบของไฟล์ MS Excelการใหร้ ายละเอียดแม่พมิ พ์ (Drawing) มีฟังกช์ นั ช่วยในการใหร้ ายละเอียด แยกแม่พิมพ์ออกเป็ นส่วนคอร์ แม่พมิ พอ์ ตั โนมตั ิ แ ล ะ แ ค วิ ต้ ี เ พื่ อ ท ํา ร า ย ล ะ เ อี ย ด แม่พิมพไ์ ด้2.3.2 โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบแม่พิมพย์ าง เนื่องจากในอุตสาหกรรมการข้ึนรูปผลิตภณั ฑ์ยางด้วยแม่พิมพน์ ้ันไม่ได้มีการเปิ ดเผยขอ้ มลู ทางดา้ นการออกแบบแม่พิมพก์ นั มากนกั และเนื่องดว้ ยสมบตั ิของตวั ยางท่ีเป็นวตั ถุดิบเองน้นั ไม่มีคา่ เผอื่ การหดตวั (Shrinkage) ที่คงท่ีเหมือนพลาสติก การจะกาํ หนดค่าการหดตวั ของยางแต่ละชนิดใหเ้ ป็ นมาตรฐานน้นั ไม่สามารถทาํ ได้ ในปัจจุบนั กระบวนการออกแบบแม่พิมพข์ องแต่ละองคก์ รจึงเป็ นขอ้ มูลเฉพาะขององคก์ รน้ัน ซ่ึงส่งผลต่อการจดั ทาํ ชิ้นส่วนแม่พิมพอ์ ่ืนๆ ให้เป็ นมาตรฐานด้วย และถึงแมว้ ่าชิ้นส่วนบางอย่างของแม่พิมพ์ข้ึนรูปผลิตภณั ฑ์ยางน้ันสามารถใช้ชิ้นส่วนของแม่พมิ พพ์ ลาสติกได้ อยา่ งเช่น สลกั นาํ และปลอกนาํ (Guide pin & Guide bush) เป็นตน้ในบางคร้ังผอู้ อกแบบแม่พิมพก์ ็เลือกใชช้ ิ้นส่วนเหล่าน้นั จากโปรแกรมออกแบบแม่พิมพพ์ ลาสติกมาใช้ แต่ยงั ตอ้ งนาํ มาแกใ้ ขปรับเปลี่ยนบางส่วนเพ่อื ใหส้ ามารถใชร้ ่วมกบั แม่พิมพอ์ ดั ได้

34 กระบวนการออกแบบแม่พิมพส์ ําหรับการข้ึนรูปผลิตภณั ฑ์ยางน้ันนอกจากตอ้ งอาศยั ผูม้ ีความรู้และประสบการณ์ในการออกแบบแม่พิมพ์แลว้ ยงั ตอ้ งเป็ นผูท้ ี่สามารถใช้งานโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ (CAD) ไดเ้ ป็ นอยา่ งดีอีกดว้ ย เนื่องจากการออกแบบแม่พิมพน์ ้ันจะตอ้ งใชท้ กั ษะในการข้ึนรูป (Modeling) การประกอบ (Assembly) และการให้รายละเอียด (Drawing) โดยเฉพาะการใหร้ ายละเอียดแม่พิมพน์ ้นั จะเป็นส่วนสาํ คญั เพราะจะตอ้ งส่งแบบดงั กล่าวไปสู่กระบวนการผลิตแม่พมิ พต์ ่อไป เมื่อพิจารณาจากกระบวนการออกแบบแม่พิมพแ์ ละส่วนประกอบต่างๆ ที่ใชใ้ นการข้ ึ นรู ปผลิ ตภัณฑ์ยางกับแม่ พิมพ์พลาสติ กแล้วพบว่ามี กระบวนการในการออกแบบและส่วนประกอบแม่พิมพท์ ี่คลา้ ยกนั ดงั น้นั ถา้ หากมีการรวบรวมกระบวนการออกแบบแม่พิมพ์ นาํ มาพฒั นาซอฟต์แวร์ช่วยในการออกแบบได้ก็จะเป็ นการช่วยประหยดั เวลาและค่าใช้จ่ายในการออกแบบแม่พิมพล์ งได้ ซ่ึงประกอบกับในปัจจุบนั น้ีประเทศไทยไดห้ ันกลบั มามุ่งเน้นทางดา้ นอุตสาหกรรมการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างมากข้ึน เพื่อเพิ่มมูลค่าใหก้ บั ยางไดม้ ากกวา่ การส่งออกยางดิบถา้ หากว่ามีโปรแกรมเขา้ มาช่วยในการออกแบบแม่พิมพด์ งั กล่าวกจ็ ะเป็ นการส่งเสริมอุตสาหกรรมการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างไดด้ ีข้ึนดว้ ย แนวทางในการพฒั นาซอฟตแ์ วร์คือการประยกุ ตใ์ ช้ API ของโปรแกรมทางดา้ นการออกแบบเป็ นเครื่องมือ ซ่ึงในปัจจุบนั มีหลายโปรแกรมที่เปิ ดให้ผูใ้ ชง้ านสามารถพฒั นาโปรแกรมข้ึนมาเป็นฟังกช์ นั การทาํ งานตามตอ้ งการได้

บทท่ี 3 กระบวนการออกแบบแม่พมิ พ์อดั ในปัจจุบนั กระบวนการแปรรูปยางเป็ นผลิตภณั ฑต์ ่างๆดว้ ยวิธีการใชแ้ ม่พิมพน์ ้นัสามารถแบ่งประเภทของแม่พิมพไ์ ด้ 3 แบบคือ แบบอดั แบบก่ึงฉีด และแบบฉีด โดยแม่พิมพแ์ บบอดั เป็ นแม่พิมพท์ ่ีใชก้ นั อย่างแพร่หลายและมีราคาถูกกว่าแบบอื่น เหมาะสาํ หรับใชใ้ นการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างท่ีรูปร่างไม่มีความซบั ซอ้ นมากนกั ในขณะที่แม่พิมพก์ ่ึงฉีดน้นั จะใชก้ บั ผลิตภณั ฑท์ ่ีมีความซับซ้อนปานกลาง และใช้เวลาในกระบวนการส้ันกว่าแบบอดั ส่วนแบบฉีดน้ันเหมาะกบัผลิตภณั ฑท์ ี่มีความซบั ซอ้ นสูง แต่แม่พิมพป์ ระเภทน้ีมีราคาค่อนขา้ งแพง ถึงแมว้ ่าแม่พิมพอ์ ดั จะมีขอ้ จาํ กดั ท่ีใชส้ ําหรับการข้ึนรูปชิ้นส่วนที่ไม่ซับซ้อน แต่ในปัจจุบนั ยงั มีการใชแ้ ม่พิมพอ์ ดั ยางในหลายอุตสาหกรรม เช่น ชิ้นส่วนอิเลคทรอนิคส์และอุปกรณ์ไฟฟ้ า ชิ้นส่วนประกอบอุตสาหกรรมยานยนต์ อุปกรณ์ทางดา้ นการแพทย์ และชิ้นส่วนประกอบสาํ หรับอุตสาหกรรมอ่ืนๆ รูปทรงของชิ้นงานเป็นปัจจยั พ้นื ฐานในการพจิ ารณาวา่ กระบวนการใดเหมาะสมท่ีจะใช้ในการข้ึนรู ป นอกจากน้ียังต้องพิจาณาถึงความเป็ นไปได้ในการผลิตแม่พิมพ์ด้วย(Manufacturability) รวมท้งั ตน้ ทุนในการผลิตแม่พิมพ์ ซ่ึงหากมองท่ีตน้ ทุนการผลิตแม่พิมพแ์ ลว้น้นั จะเห็นว่าแม่พิมพอ์ ดั ดูจะเป็ นตวั เลือกท่ีดีกว่าแม่พิมพช์ นิดอ่ืน ดงั น้นั ในอุตสาหกรรมการข้ึนรูปผลิตภณั ฑ์ยางจะพิจารณากระบวนการอดั ข้ึนรูปเป็ นประเภทแรก แต่ท้งั น้ีก็ไม่ไดห้ มายความว่าผลิตภณั ฑย์ างทุกประเภทจะสามารถข้ึนรูปไดด้ ว้ ยกระบวนการอดั ยงั มีปัจจยั อื่นๆ อีกหลายประการที่จะเป็ นตวั กาํ หนดประเภทการข้ึนรูปผลิตภณั ฑ์ดงั กล่าว ปัจจยั ต่างๆ เหล่าน้ันสามารถสรุปเป็ นแนวทางในการพิจารณาเลือกประเภทการข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ างไดด้ งั น้ี3.1 ข้อมูลกระบวนการออกแบบแม่พมิ พ์อดั สาํ หรับขอ้ มูลท่ีใชส้ าํ หรับกระบวนการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั น้ี ผวู้ ิจยั ไดท้ าํ การเกบ็รวบรวมขอ้ มูลท่ีเก่ียวขอ้ งต่างๆ จากแหล่งที่มาดงั ภาพประกอบ 3-1

36เอกสารทางวชิ าการ โรงงานออกแบบและผลิตแม่พิมพ์ ข้นั ตอนการออกแบบแม่พมิ พ์ ขอ้ มูลที่สังเคราะห์โดยผทู้ าํ การวิจยั ภาพประกอบ 3-1 ที่มาของข้นั ตอนการออกแบบแมพ่ ิมพ์ จากภาพประกอบ 3-1 ข้นั ตอนการออกแบบแม่พิมพท์ ่ีไดน้ ้นั มาจากการสงั เคราะห์ขอ้ มูลจากการศึกษาเอกสารตาํ ราทางวิชาการต่างๆ ประกอบกบั ขอ้ มูลท่ีไดจ้ ากการฝึ กงานจากโรงงานออกแบบและผลิตแม่พมิ พ์ โดยในแต่ละข้นั ตอนมีรายละเอียดดงั น้ี 3.1.1 ขอ้ มลู จากเอกสารวชิ าการ ขอ้ มูลจากเอกสารวิชาการจะเป็ นขอ้ มูลที่เกี่ยวขอ้ งกับกระบวนการออกแบบแม่พมิ พท์ วั่ ๆ ไป โดยจะทาํ การศึกษาขอ้ มูลและกระบวนการท่ีเก่ียวขอ้ งกบั การออกแบบแม่พิมพแ์ ต่ละชนิด รวมท้งั ขอ้ มูลท่ีเกี่ยวขอ้ งกบั ชนิดของยางและกระบวนการอดั ข้ึนรูปโดยสามารถสรุปขอ้ มูลท่ีไดจ้ ากการศึกษาจากเอกสารวิชาการไดด้ งั น้ี • กระบวนการอดั ข้ึนรูปผลิตภณั ฑย์ าง (ตามหวั ขอ้ 2.2.1) • ชนิดและคุณสมบตั ิของยาง (ตามหวั ขอ้ 2.1.2) • ทฤษฎีการออกแบบแม่พมิ พท์ ว่ั ไป (ตามหวั ขอ้ 2.2) 3.1.2 ขอ้ มูลจากโรงงานออกแบบและผลิตแม่พิมพ์ สาํ หรับขอ้ มูลในส่วนน้ีผทู้ าํ การวิจยั ไดเ้ ลือกโรงงานเป็ นกรณีศึกษาไว้ 3 โรงงานและไดเ้ ขา้ ไปฝึ กงานในแผนกออกแบบและผลิตแม่พิมพเ์ ป็ นระยะเวลาโรงงานละ 1 เดือน เพ่ือทาํการเรียนรู้และศึกษาขอ้ มูลท่ีเก่ียวขอ้ งกบั กระบวนการออกแบบแม่พิมพอ์ ดั ซ่ึงมีรายละเอียดและขอ้แตกต่างของโรงงานแต่ละโรงเป็นดงั ตาราง 3-1