การออกแบบและพัฒนาแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับกระบวนการ In-mold labeling

กระบวนการ in-mold labeling เป็นการตกแต่งผิวชิ้นงานพลาสติกในระหว่างกระบวนการผลิต โดยแผ่นฟิล์มลวดลายจะถูกนำเข้าไปติดที่ผนังด้านในของคาวิตี้ แล้วจึงทำการฉีดขึ้นรูปชิ้นงานพลาสติก ซึ่งชิ้นงานที่ได้จะมีผิวที่สวยงาม ลวดลายคงทน ไม่หลุดลอก เนื่องจากแผ่นฟิล์มลวดลายถูกหลอมรวมเป็นเนื้อเดียวกันกับชิ้นงานพลาสติก อย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายสำหรับการตกแต่งผิวชิ้นงานด้วยกระบวนการ in-mold labeling ยังค่อนข้างสูงเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอื่นๆ ทำให้ไม่คุ้มกับการลงทุนสำหรับผู้ประกอบการขนาดกลางและขนาดเล็ก ดังนั้นผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะออกแบบและสร้างแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับกระบวนการ in-mold labeling ในเบื้องต้น เพื่อลดการนำเข้าและตอบสนองความต้องการของผู้ประกอบการขนาดกลางและขนาดเล็ก ในการปรับปรุงประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตต่อไป ชิ้นงานที่ใช้ในการศึกษาคือ ฝากลมมีเกลียวด้านใน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 102.8 มม. ความหนาสม่ำเสมอ 1.4 มม. ฉีดขึ้นรูปด้วยวัสดุโพลีโพรพิลีน (PP 2300NC) แผ่นฟิล์มลวดลายที่ใช้ทำจากโพลีเอทิลีน (PE) มีความหนา 55 ไมครอน แม่พิมพ์ที่ได้ออกแบบและสร้างเป็นแบบ 2 แผ่น ชนิดรูวิ่งร้อน จำนวน 1 คาวิตี้ ใช้แผ่นปลดเป็นตัวดันปลดชิ้นงาน จากผลการทดสอบแม่พิมพ์พบว่าแม่พิมพ์ทำงานได้ดี นอกจากนี้ยังได้ศึกษาหาเงื่อนไขในการฉีดที่เหมาะสม ได้แก่ ความเร็วในการฉีด และเวลาในการอัดย้ำ โดยความเร็วฉีดที่ใช้ในการศึกษาได้แก่ 20%, 25% และ 30% เวลาในการอัดย้ำที่ใช้ในการศึกษาได้แก่ 4, 8, และ 12 วินาที ตามลำดับ จากผลการทดสอบพบว่าชิ้นงานที่มีการตกแต่งผิวด้วยแผ่นฟิล์มจะมีการโก่งตัวน้อยกว่าชิ้นงานที่ไม่ถูกตกแต่งผิว ความเร็วฉีดและเวลาที่ใช้ในการอัดย้ำที่เหมาะสมสำหรับการฉีดชิ้นงานฝ่าเกลียวในกรณีศึกษานี้คือ 25% และ 4 วินาทีตามลำดับกระบวนการ in-mold labeling เป็นการตกแต่งผิวชิ้นงานพลาสติกในระหว่างกระบวนการผลิต โดยแผ่นฟิล์มลวดลายจะถูกนำเข้าไปติดที่ผนังด้านในของคาวิตี้ แล้วจึงทำการฉีดขึ้นรูปชิ้นงานพลาสติก ซึ่งชิ้นงานที่ได้จะมีผิวที่สวยงาม ลวดลายคงทน ไม่หลุดลอก เนื่องจากแผ่นฟิล์มลวดลายถูกหลอมรวมเป็นเนื้อเดียวกันกับชิ้นงานพลาสติก อย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายสำหรับการตกแต่งผิวชิ้นงานด้วยกระบวนการ in-mold labeling ยังค่อนข้างสูงเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอื่นๆ ทำให้ไม่คุ้มกับการลงทุนสำหรับผู้ประกอบการขนาดกลางและขนาดเล็ก ดังนั้นผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะออกแบบและสร้างแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสำหรับกระบวนการ in-mold labeling ในเบื้องต้น เพื่อลดการนำเข้าและตอบสนองความต้องการของผู้ประกอบการขนาดกลางและขนาดเล็ก ในการปรับปรุงประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตต่อไป ชิ้นงานที่ใช้ในการศึกษาคือ ฝากลมมีเกลียวด้านใน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 102.8 มม. ความหนาสม่ำเสมอ 1.4 มม. ฉีดขึ้นรูปด้วยวัสดุโพลีโพรพิลีน (PP 2300NC) แผ่นฟิล์มลวดลายที่ใช้ทำจากโพลีเอทิลีน (PE) มีความหนา 55 ไมครอน แม่พิมพ์ที่ได้ออกแบบและสร้างเป็นแบบ 2 แผ่น ชนิดรูวิ่งร้อน จำนวน 1 คาวิตี้ ใช้แผ่นปลดเป็นตัวดันปลดชิ้นงาน จากผลการทดสอบแม่พิมพ์พบว่าแม่พิมพ์ทำงานได้ดี นอกจากนี้ยังได้ศึกษาหาเงื่อนไขในการฉีดที่เหมาะสม ได้แก่ ความเร็วในการฉีด และเวลาในการอัดย้ำ โดยความเร็วฉีดที่ใช้ในการศึกษาได้แก่ 20%, 25% และ 30% เวลาในการอัดย้ำที่ใช้ในการศึกษาได้แก่ 4, 8, และ 12 วินาที ตามลำดับ จากผลการทดสอบพบว่าชิ้นงานที่มีการตกแต่งผิวด้วยแผ่นฟิล์มจะมีการโก่งตัวน้อยกว่าชิ้นงานที่ไม่ถูกตกแต่งผิว ความเร็วฉีดและเวลาที่ใช้ในการอัดย้ำที่เหมาะสมสำหรับการฉีดชิ้นงานฝ่าเกลียวในกรณีศึกษานี้คือ 25% และ 4 วินาทีตามลำดับ

In-mold labeling (IML) process for injection molding is the decoration technique that the decorative label will be applied during molding. This process eliminates a secondary step for hot stamping, screen printing or label application. More importantly, the end result is permanent and the quality of the decoration is outstanding. However, the plastic injection mold and the auxiliary equipment necessary for IML process are expensive and mostly have been imported from abroad. Therefore, the objective of this project is to design and construct the plastic injection mold for IML process in order to reduce the importation and support small and medium sized enterprise (SME). The plastic injection mold is designed for a circular cap having outside diameter 102.8 mm. with uniform thickness 1.4 mm. Polypropylene (PP 2300NC) is chosen for the molded part and decorative film is made from Polyethylene (PE) with 55 ?m in thickness. The designed injection mold is a hot runner two-plate mold with an ejector stripper plate, which works well without any defects due to the design of plastic injection mold. This mold is also used for the study about factors affecting IML process which are injection speed and holding time in order to reduce warpage. 20%, 25% and 30% of injection speed and holding time of 4, 8 and 12 seconds are used in this study. The results show that 25% of injection speed and holding time 4 seconds are the appropriate conditions for injection process and the plastic part with decorative film will warp less than the one without the decoration.In-mold labeling (IML) process for injection molding is the decoration technique that the decorative label will be applied during molding. This process eliminates a secondary step for hot stamping, screen printing or label application. More importantly, the end result is permanent and the quality of the decoration is outstanding. However, the plastic injection mold and the auxiliary equipment necessary for IML process are expensive and mostly have been imported from abroad. Therefore, the objective of this project is to design and construct the plastic injection mold for IML process in order to reduce the importation and support small and medium sized enterprise (SME). The plastic injection mold is designed for a circular cap having outside diameter 102.8 mm. with uniform thickness 1.4 mm. Polypropylene (PP 2300NC) is chosen for the molded part and decorative film is made from Polyethylene (PE) with 55 ?m in thickness. The designed injection mold is a hot runner two-plate mold with an ejector stripper plate, which works well without any defects due to the design of plastic injection mold. This mold is also used for the study about factors affecting IML process which are injection speed and holding time in order to reduce warpage. 20%, 25% and 30% of injection speed and holding time of 4, 8 and 12 seconds are used in this study. The results show that 25% of injection speed and holding time 4 seconds are the appropriate conditions for injection process and the plastic part with decorative film will warp less than the one without the decoration.