กุญแจสำคัญในการผลิตชิ้นส่วนแม่พิมพ์ให้มีคุณภาพดี: ระบบ Hot runner ที่เหมาะสม

on 01/08/2019

ในอุตสาหกรรมการขึ้นรูปพลาสติก ระบบ Hot runner มักใช้เพื่อลดต้นทุนการผลิตและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ มีข้อดีหลายอย่างในการใช้ระบบ Hot runner ตัวอย่างเช่นการประหยัดวัสดุเรซิน ทำให้ cycle time ลดลง ช่วยลดความเครียด(stress) และประหยัดพลังงาน สำหรับการออกแบบหัวฉีดมีอยู่ 2 แบบคือระบบเปิด gate และระบบวาล์ว gate  ระบบเปิด gate คือพลาสติกที่หลอมละลายจะถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์โดยตรง  ส่วนในระบบวาล์ว gate จะใช้วาล์วพินเพื่อควบคุมหัวฉีดน้ำร้อนเพื่อเปิดและปิด ให้พลาสติกที่หลอมละลายไม่หลุดออกและมีน้ำไหลที่ปลาย ระบบวาล์ว gate ในระบบ Hot runner มีสองประเภทหลัก คือ stem actuation และ plate actuation ทั้งสองประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ระบบวาล์ว gate ประเภท stem actuation ส่วนมากจะใช้กับการออกแบบชิ้นส่วนขนาดใหญ่เนื่องจากเป็นวิธีที่ง่ายและประหยัดค่าใช้จ่าย ที่จะสามารถใช้รวมเข้ากับแม่พิมพ์ ระบบวาล์ว gate ประเภท plate actuation สามารถควบคุมการทำงานของวาล์วพินทุกตัวอย่างแม่นยำในเวลาเดียวกันและเหมาะสำหรับการใช้งาน cavitation ขั้นสูง ในขั้นตอนการออกแบบแม่พิมพ์ หนึ่งในการตัดสินใจที่สำคัญที่สุดในการออกแบบคือระบบ Hot runner วิธีการประเมินตัวเลือกต่างๆที่กล่าวมาข้างต้นได้อย่างรวดเร็วและหาวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มค่าที่สุดคือความท้าทายสำหรับผู้ผลิตแม่พิมพ์และแม่พิมพ์

สำหรับปัญหาที่กล่าวไว้ข้างต้น การจำลอง CAE ช่วยให้ผู้ใช้สามารถคาดเดาและประเมินข้อดีและข้อเสียของผลกระทบ จากนั้นจึงตัดสินใจออกแบบระบบ Hot runner ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตได้ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ Moldex3D ช่วยให้วิศวกรสามารถระบุแต่ละหัวฉีดด้วยระบบเปิด gate หรือ วาล์ว gate ได้ในระบบ Hot runner แบบ multi-drop การจัดกลุ่มระหว่างการกำหนดตำแหน่งของวาล์วช่วยให้ผู้ใช้สามารถควบคุมการทำงานของประตูวาล์วหลายๆหยดได้พร้อม ๆ กันและมีประสิทธิภาพเมื่อต้องการระบุและปรับเปลี่ยนเงื่อนไขของกระบวนการ Moldex3D ให้การตั้งค่าพารามิเตอร์ที่สมบูรณ์และยืดหยุ่นในการควบคุมประตูวาล์ว ส่วนใหญ่สถานะเริ่มต้นของประตูวาล์วจะสามารถตั้งค่าเพื่อเปิดหรือปิด และสำหรับแต่ละประตูวาล์วก็จะสามารถตั้งค่าจุดควบคุมได้หลายแบบตามความต้องการของกระบวนการขึ้นรูปแม่พิมพ์และจากนั้นให้เลือกตัวเลือกทริกเกอร์แบบต่างๆ 6 แบบเพื่อเปลี่ยนสถานะของวาล์วประตูระหว่างขั้นตอนการฉีดและขั้นตอนการอัด ประการที่สองในกลุ่มประตูวาล์วเดียวกันจะช่วยให้สามารถผสมผสานประเภทของตัวเลือกการควบคุมและจุดต่างๆสำหรับข้อกำหนดต่างๆขั้นสูง นอกจากนี้ประตูวาล์วทั้งหมดที่อยู่ในค่าเริ่มต้นจะปิดโดยอัตโนมัติเมื่อสิ้นสุดขั้นตอนการอัดเพื่อทำหน้าที่เหมือนในกรณีที่สมจริงที่สุด

 ตัวอย่างต่อไปนี้จะแสดงหน้าจอ LCD ที่มีการออกแบบหัวฉีดแบบ 5 หยด ในกรณีนี้จะใช้ระบบ valve gate (hot runner system) และการควบคุมประตูวาล์วแบบต่อเนื่อง เพื่อใช้กับสภาวะการขึ้นรูปเพื่อขจัดรอยเชื่อม ห้าหัวฉีดถูกจัดเป็น 3 กลุ่ม (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 กล่องฝาครอบจอ LCD มีการออกแบบหัวฉีดแบบร้อน 5 จุด

ตัวช่วยสร้างกระบวนการใน Moldex3D มีตัวเลือกการควบคุม 6 แบบสำหรับแต่ละกลุ่มประตูวาล์ว รูปที่ 2 แสดงถึง 6 ตัวเลือกดังนี้ Timing, Flow front (by node), Fill volume, Timing (หลังจาก V / P สวิตช์), Flow front (โดยปลายวิ่งร้อน) และตำแหน่ง Ram ตัวเลือกทั้งหมดสามารถเลือกใช้ได้หมดเพื่อให้ผู้ใช้สามารถระบุพารามิเตอร์ที่ต้องการได้ตามต้องการ

รูปที่ 2 ตัวเลือกการควบคุมประตูวาล์วที่ช่วยสร้างกระบวนการของ Moldex3D

การควบคุมประตูวาล์ว (SVG) ตามลำดับ ลำดับที่เปิดอยู่ในลำดับจาก G1, G2 ถึง G3 จะสามารถลดปัญหารอยเชื่อมได้อย่างสมบูรณ์ (รูปที่ 3) สถานะประตูวาล์วเริ่มต้นเปิดอยู่ในกลุ่ม 1 และปิดในกลุ่ม 2 และ 3  กลุ่ม1 จะปิดเมื่อมีการไหลไปถึงโหนดซึ่งระบุไว้สำหรับการเปิดประตูสำหรับกลุ่ม 2 เมื่อกลุ่ม 3 เปิดขึ้นกลุ่ม 2 จะปิดเพื่อปิดพร้อมกัน . สุดท้ายกลุ่มที่ 1 และ 2 จะเปลี่ยนเพื่อเปิดอีกครั้งเมื่อกระบวนการฉีดถึงจุด V / P สวิตซ์ ให้ผลการฉีดอัดลงในช่องแม่พิมพ์เพื่อลดการหดตัวของชิ้นงาน หลังจากรันการวิเคราะห์การไหลผู้ใช้สามารถรับการตั้งค่าเวลาเปิดประตูวาล์วและใช้ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงในระหว่างการทดลองใช้แม่พิมพ์

รูปที่ 3 ตัวควบคุมประตูวาล์วตามลำดับในกล่องฝาครอบจอ LCD

การออกแบบที่เหมาะสมสำหรับระบบ Hot runner เป็นองค์ประกอบสำคัญในการผลิตชิ้นส่วนการฉีดขึ้นรูปพลาสติกที่มีคุณภาพดีโดยใช้ต้นทุนต่ำสุด เป็นวิธีการที่สำคัญและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการค้นหาการออกแบบที่เหมาะสมสำหรับระบบ Hot runner โดยใช้เครื่องมือจำลอง CAE ของ Moldex3D ด้วยโซลูชั่น 3D ที่สมจริงและสมบูรณ์แบบในด้านเทคโนโลยีต่างๆ นอกจากนั้นยังสามารถจำลองได้อย่างเหมาะสมเช่นการควบคุมประตูวาล์วแบบลำดับ การควบคุมการเคลื่อนไหวของวาล์วและหัวฉีดร้อนร่วม ซึ่งขึ้นอยู่กับข้อกำหนดและความต้องการของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน การเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับประเภทหัวฉีด runner layout และ action sequence สามารถจำลองล่วงหน้าก่อนที่จะสร้างแม่พิมพ์จริงและระบบ Hot runner


Test drive Moldex3D

Join the thousands of companies using Moldex3D

Talk to Sales

Schedule a product demo with our sales team