เลือกสกรูผิดขนาดในการผลิตพลาสติกเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้การหลอมละลาย (Melting) ไม่สมบูรณ์ ปัญหานี้ส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของชิ้นงาน เนื่องจากสกรูที่ไม่เหมาะสมกับชนิดเม็ดพลาสติกและขนาดเครื่องจักรจะทำให้เกิดแรงเฉือน (Shear) และความร้อนที่ไม่สมดุล ส่งผลให้พลาสติกหลอมเหลวได้ไม่สม่ำเสมอก่อนเคลื่อนที่เข้าสู่หัวฉีดหรือแม่พิมพ์
ผลกระทบเมื่อการหลอมละลายพลาสติกไม่สมบูรณ์
นอกจากนี้ การที่พลาสติกหลอมละลายไม่สมบูรณ์ยังนำไปสู่ปัญหาการผลิตที่รุนแรงหลายประการ ดังนี้:
- ชิ้นงานเกิดจุดดำ (Black Specks) หรือลายเส้น: เนื่องจากมีเศษพลาสติกที่ค้างติดอยู่ในกระบอกสูบจนไหม้ หรือสีและสารเติมแต่ง (Additives) ผสมเข้ากันได้ไม่ดีพอ
- ของเสีย (Scrap) ในกระบวนการผลิตสูงขึ้น: ส่งผลให้ต้นทุนวัตถุดิบจมไปกับชิ้นงานที่ไม่ได้มาตรฐานจำนวนมาก
- เครื่องจักรหยุดทำงานบ่อย (Downtime): ต้องหยุดเดินเครื่องเพื่อล้างกระบอกหรือซ่อมบำรุงฉุกเฉินจากการเกิดพลาสติกไหม้ติดสกรู (Degradation)
- การสิ้นเปลืองพลังงานสูง: มอเตอร์ต้องใช้แรงบิด (Torque) สูงขึ้นในการหมุนสกรู และ ฮีตเตอร์ ต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อพยายามหลอมพลาสติกที่เลือกสกรูไม่เหมาะสม
แนวทางการแก้ไขและเลือกสกรูให้ตรงกับลักษณะงาน
ดังนั้น การเลือกสกรูที่มีขนาด อัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง (L/D Ratio) และอัตราส่วนการอัด (Compression Ratio) ที่แม่นยำจึงเป็นสิ่งสำคัญที่สุด โดยต้องพิจารณาเกรดเหล็กและการชุบแข็งให้เหมาะสมกับวัตถุดิบ เช่น:
1. งานฉีดและรีดพลาสติกทั่วไป (PP, PE, ABS)
- ควรเลือกใช้เหล็กเกรด 38CrMoAlA ผ่านกระบวนการชุบไนไตรด์และขัดเงา
- ให้ความแข็งชั้นไนไตรด์ระดับ HV 950-1000 ความหนา 0.5-0.8 มม. เพื่อป้องกันการสึกหรอและยืดอายุการใช้งาน
2. งานพลาสติกที่มีการกัดกร่อนสูง (เช่น PVC)
- แนะนำให้เลือกใช้กระบวนการชุบไนไตรด์ร่วมกับการเคลือบฮาร์ดโครม
- ช่วยป้องกันการกัดกร่อนจากกรดไฮโดรคลอริกที่เกิดขึ้นระหว่างการหลอมเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3. งานพลาสติกคอมพาวด์หรือผสมใยแก้ว (Glass Fiber)
- ควรขยับไปใช้เหล็กเกรดพิเศษ เช่น SKD61, SKD11 หรือ DC53 ที่ให้ความแข็งสูงถึง 60-64 HRC
- ทนทานต่อแรงขัดถูรุนแรง (Abrasive Wear) ช่วยลดการสึกหรอเร็วกว่ากำหนด
FAQ Section
Q1: ทำไมการ เลือกสกรูผิดขนาด ถึงทำให้พลาสติกหลอมละลายไม่สมบูรณ์?
A: เพราะขนาดสกรูที่เล็กหรือใหญ่เกินไปจะทำให้สัดส่วนช่องไหล (Channel Depth) และแรงเฉือน (Shear Rate) ในช่วงเปลี่ยนผ่าน (Transition Zone) ไม่พอดีกับปริมาณเม็ดพลาสติก ส่งผลให้พลาสติกได้รับความร้อนและแรงอัดไม่เพียงพอที่จะหลอมละลายเป็นเนื้อเดียวกันก่อนส่งไปหัวฉีด
Q2: อาการพลาสติกไหม้ติดสกรูเกิดจากอะไร และแก้ได้อย่างไร?
A: เกิดจากพลาสติกติดค้างในจุดอับ (Dead Spots) ของกระบอก หรือได้รับแรงเฉือนและความร้อนสูงเกินไปจนโครงสร้างโมเลกุลถูกทำลาย แก้ไขได้โดยการออกแบบสกรูให้ไม่มีจุดอับ คุมอุณหภูมิผิวฮีทเตอร์ให้สม่ำเสมอ และเลือกใช้เกรดเหล็กชุบแข็งที่ทนความร้อนและการกัดกร่อน
Q3: จะรู้ได้อย่างไรว่าสกรูและกระบอกเริ่มสึกหรอจนต้องเปลี่ยน?
A: สังเกตได้จากกำลังการผลิต (Throughput) ตกต่ำลง ชิ้นงานมีขนาดไม่สม่ำเสมอ เกิดคลื่นความดัน (Pressure Fluctuation) ที่หัวฉีด หรือมีของเสียเพิ่มขึ้น ควรใช้เครื่องมือสแกนวัดขนาดช่องว่างระหว่างสกรูกับกระบอกหน้างานจริงเป็นระยะ
Q4: งานรีดพลาสติกเกรดรีไซเคิล ควรเลือกสกรูแบบไหน?
A: ควรเลือกสกรูที่ถูกออกแบบ Mixing Zone หรือ Barrier Flight เป็นพิเศษ เพื่อช่วยกรองและนวดผสมพลาสติกที่มีความสม่ำเสมอต่ำให้หลอมเหลวเข้ากันได้ดีขึ้น พร้อมเลือกใช้วัสดุชุบแข็งที่ทนทานต่อสิ่งปนเปื้อน และป้องกัน เลือกสกรูผิดขนาด
Q5: ทำไมเหล็กเกรด DC53 ถึงเหมาะกับงานที่มีแรงเสียดสีสูง?
A: เพราะเหล็ก DC53 พัฒนามาจาก SKD11 ให้ความแข็งสูงถึง 60-64 HRC มีความทนทานต่อการสึกหรอและแรงเสียดสีสูงสุด เหมาะสำหรับงานฉีดหรือรีดพลาสติกที่มีการคอมพาวด์ใยแก้วหรือสารเติมแต่งเข้มข้น