แม้ว่าการฉีดขึ้นรูปจะถือเป็นกระบวนการผลิตสำหรับการผลิตจำนวนมากตามธรรมเนียม เนื่องจากต้นทุนของแม่พิมพ์ที่สูง การใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างแม่พิมพ์สำหรับฉีดขึ้นรูปสามารถช่วยให้คุณใช้กระบวนการนี้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสูงและสามารถทำซ้ำได้ สำหรับการสร้างต้นแบบและการผลิตในปริมาณต่ำ

ในคู่มือฉบับสมบูรณ์นี้ คุณจะได้เรียนรู้วิธีการใช้แม่พิมพ์ฉีดที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติกับทั้งเครื่องขนาดตั้งโต๊ะและเครื่องอุตสาหกรรม เพื่อผลิตชิ้นส่วนต้นแบบที่ใช้งานได้จริงและชิ้นส่วนการผลิตจำนวนหลายร้อยชิ้นอย่างมีประสิทธิภาพและคุ้มค่า ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ลดต้นทุนและระยะเวลาในการผลิต และช่วยให้ผลิตภัณฑ์ที่ดียิ่งขึ้นสามารถเข้าสู่ตลาดได้เร็วขึ้น

การฉีดขึ้นรูปปริมาณต่ำ (Low-Volume Injection Molding) เทียบกับการฉีดขึ้นรูปแบบดั้งเดิม (Traditional Injection Molding)

การฉีดขึ้นรูปเป็นหนึ่งในกระบวนการหลักสำหรับการผลิตพลาสติก ถือเป็นเทคโนโลยีที่คุ้มค่าและสามารถทำซ้ำได้อย่างแม่นยำ ซึ่งให้ชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสูงในการผลิตจำนวนมาก ดังนั้นจึงเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่เหมือนกันจำนวนมากโดยมีค่าความคลาดเคลื่อนที่แน่นหนา

การฉีดขึ้นรูปเป็นกระบวนการที่รวดเร็วและเข้มข้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับความร้อนสูงและแรงดันสูงเพื่อฉีดวัสดุหลอมเหลวเข้าไปในแม่พิมพ์ โดยวัสดุหลอมเหลวจะขึ้นอยู่กับขอบเขตของโครงการผลิต วัสดุที่นิยมใช้มากที่สุดคือเทอร์โมพลาสติกหลากหลายชนิด เช่น ABS, PS, PE, PC, PP หรือ TPU แต่โลหะและเซรามิกก็สามารถฉีดขึ้นรูปได้เช่นกัน แม่พิมพ์ประกอบด้วยโพรง (cavity) ที่ใช้รองรับวัสดุหลอมเหลวที่ถูกฉีดเข้าไป โดยได้รับการออกแบบให้ใกล้เคียงกับรูปร่างและคุณสมบัติสุดท้ายของชิ้นงานมากที่สุด

โดยทั่วไป แม่พิมพ์จะถูกผลิตจากโลหะด้วยเครื่องจักรกลซีเอ็นซี (CNC machining) หรือกระบวนการอีดีเอ็ม (EDM: Electric Discharge Machining) ซึ่งเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่มีค่าใช้จ่ายสูง ต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทาง ซอฟต์แวร์ขั้นสูง และแรงงานที่มีทักษะสูง ส่งผลให้ระยะเวลาในการผลิตแม่พิมพ์โลหะมักใช้เวลาระหว่างสี่ถึงแปดสัปดาห์ และมีค่าใช้จ่ายตั้งแต่ $2,000 ถึงมากกว่า $100,000 ขึ้นอยู่กับรูปทรงและความซับซ้อนของชิ้นงาน สำหรับการผลิตจำนวนน้อย ค่าใช้จ่าย เวลา อุปกรณ์เฉพาะทาง และแรงงานที่จำเป็นในการสร้างแม่พิมพ์โลหะด้วยวิธีการผลิตแบบทั่วไป มักทำให้การฉีดขึ้นรูปในระดับนี้เป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ

อย่างไรก็ตาม ก็มีทางเลือกอื่นนอกจากการกัดแม่พิมพ์จากโลหะ การใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติภายในองค์กรเพื่อสร้างแม่พิมพ์สำหรับฉีดขึ้นรูปที่ใช้ในการสร้างต้นแบบและผลิตในปริมาณต่ำ สามารถลดต้นทุนและระยะเวลาได้อย่างมากเมื่อเทียบกับแม่พิมพ์โลหะ พร้อมยังคงสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสูงและสามารถทำซ้ำได้อีกด้วย

ในวิดีโอนี้ เราได้ร่วมมือกับผู้ให้บริการฉีดขึ้นรูปพลาสติกอย่าง Multiplus เพื่อพาคุณไปชมขั้นตอนของกระบวนการฉีดขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

การพิมพ์สามมิติแบบตั้งโต๊ะ (Desktop 3D Printing) เป็นทางเลือกที่ทรงพลังสำหรับการผลิตแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปได้อย่างรวดเร็วและต้นทุนต่ำ โดยต้องใช้อุปกรณ์เพียงเล็กน้อย จึงช่วยประหยัดเวลาเครื่อง CNC และแรงงานที่มีทักษะให้นำไปใช้กับงานที่มีมูลค่าสูงกว่าในช่วงเวลาเดียวกัน ผู้ผลิตสามารถใช้ประโยชน์จากความรวดเร็วและความยืดหยุ่นของการพิมพ์สามมิติภายในองค์กร เพื่อสร้างแม่พิมพ์และจับคู่กับกำลังการผลิตของกระบวนการฉีดขึ้นรูป เพื่อส่งมอบชิ้นส่วนจำนวนหนึ่งที่ทำจากเทอร์โมพลาสติกทั่วไปได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่วัน อีกทั้งยังสามารถสร้างรูปทรงแม่พิมพ์ที่ซับซ้อน ซึ่งยากต่อการผลิตด้วยวิธีแบบดั้งเดิม และยังสามารถนำไปใช้ได้ทั้งกับเครื่องฉีดขึ้นรูปแบบตั้งโต๊ะและเครื่องระดับอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยให้ทีมพัฒนาผลิตภัณฑ์สามารถคิดค้นนวัตกรรมใหม่ๆ ได้มากยิ่งขึ้น

นอกจากนี้ กระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ยังได้รับประโยชน์จากความสามารถในการปรับเปลี่ยนรูปแบบการออกแบบซ้ำและทดสอบวัสดุจริงที่ใช้ในการใช้งานจริง ก่อนที่จะลงทุนในเครื่องมือแม่พิมพ์แบบถาวร

แม้ว่าการพิมพ์แม่พิมพ์ 3 มิติจะมีข้อดีเหล่านี้เมื่อใช้อย่างเหมาะสม แต่ก็ยังมีข้อจำกัดบางประการที่ควรระวัง เราไม่ควรคาดหวังประสิทธิภาพที่เทียบเท่ากับแม่พิมพ์โลหะที่ผลิตด้วยเครื่องจักรจากแม่พิมพ์พอลิเมอร์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติ ขนาดที่ต้องการความแม่นยำสูงอาจทำได้ยากกว่า เวลาทำให้เย็นจะนานกว่า เนื่องจากการถ่ายเทความร้อนในพลาสติกเกิดได้ช้ากว่า และแม่พิมพ์ที่พิมพ์ออกมาอาจแตกหักได้ง่ายกว่าเมื่อต้องเผชิญกับความร้อนและแรงดัน อย่างไรก็ตาม บริษัทต่างๆ ในหลายอุตสาหกรรมก็ยังคงเลือกใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติในกระบวนการฉีดขึ้นรูประยะสั้น ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนได้หลายร้อยถึงหลายพันชิ้นอย่างรวดเร็ว ไม่ว่าจะเป็นการออกแบบต้นแบบที่ใช้งานได้จริงโดยใช้วัสดุจริง การผลิตในช่วงทดลอง (pilot production) หรือการผลิตชิ้นส่วนเฉพาะทางปริมาณน้อยสำหรับใช้งานจริง การพิมพ์แม่พิมพ์ด้วย 3 มิติถือเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าและรวดเร็วในการผลิตชิ้นส่วนในปริมาณจำกัด

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแบบเรซิ่น (Stereolithography – SLA) เป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการสร้างแม่พิมพ์ โดยมีคุณสมบัติเด่นคือพื้นผิวที่เรียบเนียนและความแม่นยำสูง ซึ่งคุณลักษณะเหล่านี้จะถูกถ่ายทอดจากแม่พิมพ์ไปยังชิ้นส่วนสุดท้าย และยังช่วยให้การถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ทำได้ง่ายขึ้น ชิ้นงานที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี SLA มีการเชื่อมประสานทางเคมี ทำให้ได้ชิ้นงานที่มีความหนาแน่นสมบูรณ์และคุณสมบัติเชิงกลสม่ำเสมอทุกทิศทาง ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยการพิมพ์แบบหลอมเส้นพลาสติก (FDM) เครื่องพิมพ์ SLA แบบตั้งโต๊ะ เช่นรุ่นที่ผลิตโดย Formlabs สามารถนำมาใช้ร่วมกับกระบวนการฉีดขึ้นรูปได้อย่างลงตัว เนื่องจากใช้งานง่าย ติดตั้งสะดวก และดูแลรักษาไม่ยุ่งยาก

แกนแม่พิมพ์ฉีดที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ถูกประกอบเข้ากับเปลือกแม่พิมพ์ที่ทำจากโลหะ

ในฐานะทางเลือกสำหรับการผลิตระดับกลางประมาณ 500 ถึง 10,000 ชิ้น การผลิตแม่พิมพ์ด้วยการกัดขึ้นรูปจากอะลูมิเนียมก็สามารถช่วยลดต้นทุนคงที่ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตแม่พิมพ์ได้เช่นกัน การกัดอะลูมิเนียมใช้เวลาน้อยกว่าการกัดเหล็กประมาณห้าถึงสิบเท่า และทำให้เครื่องมือตัดสึกหรอน้อยกว่า ซึ่งส่งผลให้ระยะเวลารอการผลิตสั้นลงและต้นทุนลดลง นอกจากนี้ อะลูมิเนียมยังนำความร้อนได้เร็วกว่าเหล็ก จึงลดความจำเป็นในการใช้ช่องระบายความร้อน และช่วยให้ผู้ผลิตสามารถออกแบบแม่พิมพ์ให้เรียบง่ายขึ้นโดยยังคงรักษาระยะเวลารอบการผลิต (cycle time) ให้สั้นได้

เพื่อสรุปภาพรวม ต่อไปนี้คือภาพรวมของวิธีการฉีดขึ้นรูปแบบต่างๆ และประเภทของแม่พิมพ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแต่ละช่วงปริมาณการผลิต โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพของกระบวนการและต้นทุนต่อชิ้นที่ต่ำที่สุด

ประเภทของเครื่องฉีดพลาสติกไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อกระบวนการฉีดขึ้นรูปในปริมาณต่ำ เครื่องฉีดพลาสติกขนาดใหญ่แบบอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมก็สามารถใช้ร่วมกับแม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม เครื่องจักรเหล่านี้มีราคาสูง ต้องการสถานที่ติดตั้งที่ได้มาตรฐาน และต้องใช้แรงงานที่มีทักษะสูง ด้วยเหตุนี้ บริษัทส่วนใหญ่มักเลือกที่จะจ้างการผลิตในระดับกลางและระดับสูงจากผู้ให้บริการหรือผู้รับจ้างผลิตแทน

หากคุณเป็นมือใหม่ในด้านการฉีดขึ้นรูปและกำลังมองหาทางทดสอบด้วยเงินลงทุนที่จำกัด การใช้เครื่องฉีดพลาสติกแบบแมนนวลขนาดตั้งโต๊ะ เช่น Holipress หรือ Galomb Model-B100 ก็เป็นทางเลือกที่ดี อีกทั้งยังมีเครื่องฉีดพลาสติกอัตโนมัติขนาดเล็ก เช่น Micromolder (แบบตั้งโต๊ะ) หรือ Babyplast 10/12 (แบบไฮดรอลิก) ซึ่งเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กในปริมาณกลาง

ขั้นตอนการทำงานแบบ Step-by-Step สำหรับการฉีดขึ้นรูปในปริมาณต่ำ (Low-Volume Injection Molding)

กระบวนการฉีดขึ้นรูปในปริมาณต่ำประกอบด้วย 7 ขั้นตอนหลัก ดังนี้ :

1. การออกแบบแม่พิมพ์ (Mold Design) ออกแบบแม่พิมพ์สำหรับชิ้นงานของคุณในซอฟต์แวร์ CAD ที่คุณเลือก ใช้กฎการออกแบบทั่วไปสำหรับการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (additive manufacturing) และการออกแบบแม่พิมพ์ฉีด คำแนะนำเฉพาะสำหรับแม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วยโพลิเมอร์สามารถดูได้ในเอกสารไวท์เปเปอร์ของเรา อัปโหลดการออกแบบของคุณเข้าสู่ PreForm ซอฟต์แวร์เตรียมการพิมพ์ของ Formlabs จากนั้นเตรียมงานพิมพ์และส่งไปยังเครื่องพิมพ์ 3 มิติของ Formlabs
2. การพิมพ์แม่พิมพ์ 3 มิติ (Mold 3D Printing) เลือกวัสดุพิมพ์ 3 มิติและเริ่มการพิมพ์ Rigid 10K Resin ที่ความละเอียดชั้น 50 ไมครอนเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการออกแบบแม่พิมพ์ส่วนใหญ่ เนื่องจากมีความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานความร้อนสูง หากเป็นไปได้ ขอแนะนำให้พิมพ์แม่พิมพ์ในแนวราบ ตรงบนแท่นพิมพ์ โดยไม่ใช้โครงรับ (support) เพื่อช่วยลดการบิดงอ หลังจากล้างและอบให้แข็งแล้ว แม่พิมพ์ 3 มิติของคุณก็พร้อมที่จะนำไปใช้งานในกระบวนการฉีดขึ้นรูป
3. การประกอบแม่พิมพ์ (Mold Assembly) ก่อนการประกอบ คุณอาจเลือกตกแต่งผิวหรือปรับขนาดสำคัญของแม่พิมพ์ด้วยการขัดมือ เครื่องจักรตั้งโต๊ะ หรือเครื่องกัด CNC แนะนำให้วางแม่พิมพ์ที่พิมพ์ไว้ลงในกรอบโลหะมาตรฐาน หรือ Master Unit Die เพื่อช่วยรองรับแรงดันสูงและยืดอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติ ประกอบแม่พิมพ์ 3 มิติเข้ากับกรอบโลหะอย่างระมัดระวัง เพิ่มหมุดดันชิ้นงาน (ejector pins), ชิ้นส่วนแทรก (inserts), ชิ้นส่วนเลื่อนข้าง (side-action parts) และชิ้นส่วนอื่น ๆ ตามความจำเป็น ติดตั้งแม่พิมพ์ที่ประกอบเสร็จแล้วในเครื่องฉีดพลาสติกของคุณ
4. การจับยึดแม่พิมพ์ (Mold Clamping) ใส่เม็ดพลาสติก ป้อนค่าการตั้งค่าที่ต้องการ และเริ่มการผลิต คำแนะนำคือใช้แรงจับยึดต่ำ โดยเฉพาะหากแม่พิมพ์ที่พิมพ์ไม่ได้รับการป้องกันด้วยกรอบโลหะ สามารถฉีดพลาสติกหลากหลายประเภทด้วยแม่พิมพ์ 3 มิติ เช่น TPE, PP, PE, ABS, POM, ASA, PA, PC หรือ TPU
5. การฉีดพลาสติก (Injection) อาจต้องฉีดหลายครั้งเพื่อหาสภาวะการทำงานที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากมีปัจจัยหลายอย่างที่เกี่ยวข้อง รวมถึงรูปทรงชิ้นงาน ประเภทพลาสติก อุณหภูมิและแรงดันในการฉีด และพารามิเตอร์อื่น ๆ ลดแรงดันและอุณหภูมิการฉีดให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จากการใช้งานของลูกค้า Formlabs หนึ่งแม่พิมพ์ที่พิมพ์สามารถใช้ผลิตชิ้นงานได้หลายร้อยชิ้นโดยใช้พลาสติกที่ฉีดง่าย เช่น TPE, PP และ PE ที่อุณหภูมิไม่เกิน 250°C ส่วนพลาสติกที่ต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่านี้ เช่น PA หรือ PC อาจทำให้แม่พิมพ์ 3 มิมีอายุการใช้งานสั้นลง อ่านเอกสารสภาวะการทำงานของเราสำหรับผลการทดสอบทั้งจากเครื่องฉีดแบบตั้งโต๊ะและเครื่องอุตสาหกรรม
6. การทำให้เย็น (Cooling) เวลาในการทำให้เย็นของแม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วยโพลิเมอร์จะนานกว่าแม่พิมพ์โลหะ เนื่องจากการถ่ายเทความร้อนในพลาสติกช้ากว่าในโลหะ ดังนั้น โดยทั่วไปจึงไม่แนะนำให้เพิ่มช่องระบายความร้อนในแม่พิมพ์ที่พิมพ์ ให้เร่งการทำให้เย็นโดยใช้ลมอัดเป่าลดอุณหภูมิแม่พิมพ์ หรือใช้ชุดแม่พิมพ์แบบเปลี่ยนได้ (interchangeable stacks)
7. การถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ (Demolding) ถอดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ด้วยมือหรือด้วยหมุดดันอัตโนมัติ ใช้น้ำยาถอดแบบ (release agent) สำหรับพลาสติกที่มีความหนืดสูง น้ำยาถอดแบบมีวางจำหน่ายทั่วไป และน้ำยาถอดแบบซิลิโคน เช่นแบรนด์ Slide หรือ Sprayon ก็สามารถใช้งานร่วมกับเรซิ่นของ Formlabs ได้อย่างเหมาะสม

การใช้งานของการฉีดขึ้นรูปในปริมาณต่ำ

การใช้งานหลักสามประเภทสำหรับการฉีดขึ้นรูปในปริมาณต่ำ ได้แก่ การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว การฉีดขึ้นรูประยะสั้น และการฉีดขึ้นรูปแบบสั่งตามต้องการหรือแบบเฉพาะลูกค้า

การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วด้วยการฉีดขึ้นรูป (Rapid Prototyping With Injection Molding)

การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วช่วยให้บริษัทต่าง ๆ เปลี่ยนแนวคิดให้กลายเป็นต้นแบบที่พิสูจน์แนวคิดได้จริง และพัฒนาต้นแบบเหล่านี้ให้มีความละเอียดสูงจนดูและทำงานเหมือนผลิตภัณฑ์จริง พร้อมนำผลิตภัณฑ์ผ่านกระบวนการตรวจสอบในแต่ละขั้นตอนไปสู่การผลิตในปริมาณมาก

โดยทั่วไปแล้ว การพิมพ์ 3 มิติเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดในการผลิตต้นแบบอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม ในช่วงท้ายของกระบวนการพัฒนา มักจะมีความจำเป็นต้องผลิตต้นแบบที่มีปริมาณมากขึ้นเล็กน้อยและมีลักษณะเหมือนกัน โดยใช้วัสดุและกระบวนการผลิตเดียวกันกับที่ใช้กับชิ้นงานจริง ต้นแบบเหล่านี้สามารถนำไปใช้กับการทดสอบเบต้าและการทดสอบภาคสนาม การผสานการใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติเข้ากับกระบวนการฉีดขึ้นรูป ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถพัฒนาต้นแบบที่ใช้งานได้จริงได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ และช่วยเร่งกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์

ตัวอย่างเช่น สตาร์ทอัพจากฝรั่งเศสชื่อ Holimaker พัฒนาเครื่องฉีดพลาสติกแบบแมนนวลที่ช่วยให้วิศวกรและนักออกแบบผลิตภัณฑ์สามารถผลิตชิ้นส่วนพลาสติกบนโต๊ะทำงานของตนเองในปริมาณน้อยสำหรับต้นแบบ การผลิตในระยะทดลอง หรือแม้แต่การผลิตชิ้นส่วนใช้งานจริงในจำนวนจำกัด

บริษัทนำเสนอบริการศึกษาความเป็นไปได้ให้แก่ลูกค้า โดยใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติในการดำเนินการที่รวดเร็วและประหยัดต้นทุน ซึ่งช่วยให้ลูกค้าของพวกเขาสามารถสร้างต้นแบบของการออกแบบได้อย่างรวดเร็วและคุ้มค่า และตรวจสอบเงื่อนไขการผลิตจริงในระยะทดลองผลิตภัณฑ์ใหม่ (pilot production phase) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Holimaker ใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติในการฉีดขึ้นรูปต้นแบบของชิ้นส่วนข้อต่อวาล์วด้วยวัสดุ POM (โพลิออกซีเมทิลีน) สำหรับลูกค้า เพื่อนำไปทำการทดสอบความทนทานต่อแรงดันน้ำ

ด้วยการใช้กระบวนการผลิตแบบเดียวกัน รวมถึงการออกแบบแม่พิมพ์และวัสดุที่ใช้ ชิ้นส่วนเหล่านี้สามารถนำไปทดสอบภาคสนามได้จริง และช่วยให้มั่นใจว่าการออกแบบพร้อมสำหรับการผลิตในระดับปริมาณมากแล้ว โดยการออกแบบแม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติเหล่านี้สามารถปรับเปลี่ยนไปใช้กับแม่พิมพ์เหล็กสำหรับเครื่องมือได้อย่างง่ายดายในระยะการผลิตจำนวนมาก

โดยการใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติ Holimaker สามารถลดระยะเวลาในการผลิตแม่พิมพ์สำหรับกระบวนการฉีดพลาสติกเหลือเพียง 24 ชั่วโมง และในปัจจุบัน พวกเขาใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติใน 80% ถึง 90% ของโปรเจกต์ทั้งหมด

การฉีดขึ้นรูประยะสั้น (Short-Run Injection Molding)

การฉีดขึ้นรูประยะสั้นช่วยให้ผู้ผลิตสามารถผลิตชิ้นส่วนสำหรับใช้งานจริงในปริมาณจำนวนน้อยได้ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีการผลิตในจำนวนจำกัดเท่านั้น หรือใช้สำหรับการผลิตในช่วงทดลอง (pilot series) ของผลิตภัณฑ์ เพื่อทดสอบตลาดก่อนที่จะลงทุนด้วยเงินทุนจำนวนมากในโครงการนั้น

การใช้การฉีดขึ้นรูปในปริมาณต่ำเปิดโอกาสให้สามารถผลิตชิ้นส่วนใช้งานจริงที่มีความแม่นยำและสามารถทำซ้ำได้ โดยไม่ต้องแบกรับต้นทุนคงที่สูงที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการฉีดขึ้นรูปแบบดั้งเดิม

Multiplus เป็นผู้ให้บริการโซลูชันด้านการฉีดขึ้นรูปที่มีฐานอยู่ในเมืองเซินเจิ้น โดยครอบคลุมวงจรการผลิตทั้งหมดตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติก และให้บริการกับลูกค้ากว่า 250 รายต่อปี รวมถึงบริษัทในกลุ่ม Fortune 500 บางราย ลูกค้าบางรายเหล่านี้มีความต้องการในการผลิตแบบจำนวนน้อย ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีต้นทุนสูงและใช้เวลานานเมื่อใช้การฉีดขึ้นรูป เนื่องจากความซับซ้อนของการผลิตแม่พิมพ์ถาวร (hard tooling)

กล่องควบคุม (control box housings) ที่เพิ่งฉีดขึ้นรูปด้วยวัสดุ ABS สดใหม่ โดยใช้แม่พิมพ์ฉีดที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เมื่อความต้องการในการผลิตแบบจำนวนน้อยเริ่มเพิ่มมากขึ้น Multiplus จึงหันมาใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเพื่อสำรวจวัสดุต่าง ๆ โดยมีเป้าหมายในการค้นหาวิธีที่คุ้มค่ามากขึ้นในการผลิตแม่พิมพ์พลาสติกราคาถูกสำหรับออเดอร์ขนาดเล็กและการผลิตช่วงทดลอง (pilot production)

การสร้างแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปปริมาณต่ำด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติระดับมืออาชีพจาก Formlabs ช่วยลดต้นทุน แรงงาน และเวลาได้อย่างมากเมื่อเทียบกับการกัดแม่พิมพ์อะลูมิเนียม และยังสามารถใช้งานร่วมกับเครื่องฉีดพลาสติกอุตสาหกรรม Babyplast ของพวกเขาได้อย่างไร้รอยต่อ

การฉีดขึ้นรูปแบบสั่งตามต้องการหรือแบบเฉพาะราย (On-Demand or Custom Injection Molding)

การฉีดขึ้นรูปแบบเฉพาะราย หรือแบบสั่งผลิตตามความต้องการอย่างเร่งด่วน อาจมีความจำเป็นในการผลิตชิ้นส่วนใช้งานจริงที่ปรับแต่งตามจุดประสงค์เฉพาะ เช่น ด้านการใช้งานของมนุษย์ (human factors), สภาพแวดล้อมในการใช้งาน หรือโอกาสเฉพาะทาง ซึ่งมักต้องดำเนินการภายในระยะเวลาจำกัด ปริมาณที่จำกัดและ/หรือระยะเวลาการผลิตที่สั้น หมายความว่าการฉีดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมที่ใช้แม่พิมพ์ถาวร (hard tooling) นั้นไม่มีประสิทธิภาพหรือไม่สามารถดำเนินการได้จริง ในกรณีเช่นนี้ การฉีดขึ้นรูปปริมาณต่ำโดยใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติ จึงเป็นทางออกที่เหมาะสมในการเร่งกระบวนการและส่งมอบชิ้นส่วนที่ปรับแต่งได้ตามต้องการ

ตัวอย่างของบริษัท Braskem ซึ่งเป็นหนึ่งในบริษัทปิโตรเคมีชั้นนำของโลก แสดงให้เห็นถึงการใช้การฉีดขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วย 3 มิติในการตอบสนองคำสั่งผลิตแบบเร่งด่วนตามความต้องการ ในช่วงการระบาดระลอกแรกของโรค COVID-19 บริษัทจำเป็นต้องผลิตสายรัดหน้ากากจำนวนหลายพันชิ้นเพื่อปกป้องพนักงานทั่วโลกของตนเอง Braskem ระบุว่าการฉีดขึ้นรูปเป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้ แต่หากไม่มีการเข้าถึงการพิมพ์ 3 มิติ พวกเขาจะต้องจ้างผลิตแม่พิมพ์โลหะราคาแพงจากภายนอก ซึ่งจะทำให้ทีมต้องเสียทั้งเงินและเวลาอันมีค่า

Braskem ใช้แม่พิมพ์ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติร่วมกับเครื่องฉีดพลาสติกอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม เพื่อฉีดขึ้นรูปสายรัดหน้ากากอย่างเร่งด่วนในช่วงเวลาที่จำเป็นต้องผลิตชิ้นงานจำนวนมากในระยะเวลาสั้น ด้วยวิธีนี้ทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องเสียเวลาและค่าใช้จ่ายในการจัดทำแม่พิมพ์โลหะแบบดั้งเดิม

ทีมของ Braskem หันมาใช้กระบวนการฉีดขึ้นรูป โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ Formlabs Form 3 เพื่อพิมพ์แม่พิมพ์สำหรับสายรัดหน้ากาก และใช้เครื่องฉีดพลาสติกไฟฟ้าทั้งระบบรุ่น Cincinnati Milacron 110 Ton Roboshot ในการผลิตสายรัดเหล่านี้

ด้วยการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ทีมงานสามารถผลิตสายรัดได้หลายพันชิ้นภายในเวลาเพียงหนึ่งสัปดาห์หลังจากได้รับอีเมลจากรองประธานบริษัท และสามารถเตรียมการจัดส่งไปยังสำนักงานต่าง ๆ ทั่วโลกได้อย่างรวดเร็ว

เริ่มต้นกับการฉีดขึ้นรูปในปริมาณต่ำ (Get Started With Low-Volume Injection Molding)

เร่งการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ลดต้นทุนและระยะเวลาการผลิต และนำผลิตภัณฑ์ที่ดียิ่งขึ้นเข้าสู่ตลาดได้เร็วขึ้น โดยการผสานเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติและการฉีดขึ้นรูปในปริมาณต่ำเข้ากับกระบวนการพัฒนาของคุณ

	รายละเอียดเครื่อง Formlab form4 SLA คลิก    เช็คราคา คลิก
	รายละเอียดเครื่อง Formlab Fuse 1+ 30W SLS คลิก    เช็คราคา คลิก

แหล่งอ้างอิง

https://formlabs.com/blog/low-volume-injection-molding/