ការរចនាប្រព័ន្ធធ្វើត្រជាក់សម្រាប់ខ្សែផលិតកម្មប៉ាណែលប្លាស្ទិចមានទទឹងធំ

ហេតុអ្វីបានជាការត្រជាក់សមស្របគឺសំខាន់សម្រាប់ភាពរឹងមាំនៃទំហំនៅក្នុងខ្សែផលិតកម្មពងស្វាឡង់

ការប្រឈមមុខនឹងការបំពុល: របៀបដែលការបង្អាក់អត្រាសីអាម៉េរិក បណ្តាលឱ្យមានការបត់បែនផ្នែកខាងក្រៅ និងការតឹងរ៉ឹងខាងក្នុង

នៅពេលដែលការធ្វើអោយត្រជាក់មិនស្មើគ្នាទូទាំងផ្ទៃបន្ទះ វាបណ្តាលឱ្យមានភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព ដែលយើងហៅថា ឌេលតា ធី (ΔT)។ ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពទាំងនេះបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាដោយសារតែប៉ូលីម័របង្រួមតាមអត្រាដែលខុសគ្នាកាលណាវាក្លាយទៅជាស្ថេរភាព។ គែមនៃបន្ទះមាននៅការធ្វើអោយត្រជាក់លឿនជាងផ្នែកកណ្តាលរបស់បន្ទះយ៉ាងច្រើន។ នេះមានន័យថា គែមនៃបន្ទះបង្រួមជាមុន ហើយចាប់ផ្តើមទាញបន្ទះទាំងមូលឱ្យមានរាងបត់។ ប្រសិនបើមានភាពខុសគ្នាក្នុងល្បឿនធ្វើអោយត្រជាក់ច្រើនជាងប្រហែល ១៥% រវាងតំបន់ផ្សេងៗគ្នា បញ្ហាអាក្រក់ជាងនេះនឹងកើតឡើងនៅខាងក្នុងវត្ថុធាតុ។ ស្ត្រេសបង្កើតឡើងតាមពេលវេលា បណ្តាលឱ្យមានរន្ធតូចៗដែលអាចលេចឡើងនៅពេលប្រមើលឬកាត់វត្ថុ ឬក៏នៅពេលផលិតផលកំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់។ បន្ទះដែលមានទទឹងលើសពី ១,២ ម៉ែត្រ ប្រឈមនឹងបញ្ហាជាពិសេសនៅទីនេះ។ នៅពេលគែមនៃបន្ទះបត់ច្រើនជាងប្រហែល ២ មីលីម៉ែត្រក្នុងមួយម៉ែត្រនៃកម្ពស់ អ្នកផលិតជាញឹកញាប់ត្រូវបោះបង់ចោលប៉ាត់ផលិតកម្មទាំងមូល ដែលជាការប៉ះពាល់ដោយច្បាស់លាស់ទៅលើការគ្រប់គ្រងគុណភាព និងថ្លៃដើមសរុប។

កំរិតអប្បបរមានៃភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព: រក្សាទុក ΔT < 5°C តាមទទឹងដើម្បីឱ្យការប៉ះពាល់ដែលបណ្តាលមកពីការបង្ហាប់ (Warpage) មានតម្លៃ < 0.3 mm/m

ទិន្នន័យដែលបានផ្ទៀងផ្ទាត់ដោយឧស្សាហកម្មបង្ហាញថា ការកំណត់ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព (ΔT) តាមទទឹងឱ្យមានតម្លៃតិចជាង 5°C គឺជាការចាំបាច់ដើម្បីរក្សាការប៉ះពាល់ដែលបណ្តាលមកពីការបង្ហាប់ (Warpage) ឱ្យមានតម្លៃទាបជាង 0.3 mm/m — ដែលជាកំរិតអត្ថបទសំខាន់សម្រាប់ផ្ទៃបន្ទះប្រភេទសាងសង់។ នៅកំរិតនេះ ការបង្ហាប់ខុសគ្នានេះនៅតែទាបជាង 0.08%។ ការលើសពី 8°C នៃភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព (ΔT) បណ្តាលឱ្យការប៉ះពាល់ដែលបណ្តាលមកពីការបង្ហាប់ (Warpage) កើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស និងអត្រាប៉ះពាល់ដែលមិនបានគោរពស្តង់ដារកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង៖

ការសម្រេចបាននូវ ΔT ដែលមានស្ថេរភាពតម្រូវឱ្យមានតំបន់ធ្វើត្រជាក់ដែលបានកំណត់ចំណាំងយ៉ាងច្បាស់ រួមទាំងការត្រួតពិនិត្យជាបន្តបន្ទាប់ដោយប្រើកាំរស្មីអ៊ីនហ្វ្រាក់ (infrared)។ ប្រព័ន្ធដែលគ្មានការគ្រប់គ្រងលំហូរប្រកបដោយភាពចល័ត មានសារធាតុបណ្តាលឱ្យកើតមានការប៉ះពាល់ផ្នែកសីតុណ្ហភាព (thermal drift) ជាពិសេសនៅលើល្បឿនខ្ពស់ជាង ១,៥ ម៉ែត្រ/នាទី។

ការរចនាផ្នែកធ្វើត្រជាក់៖ ការរៀបចំជាដំណាក់កាល ប្រវែង និងការជ្រើសរើសមធ្យមសម្រាប់បន្ទះដែលមានកម្រាស់ខ្ពស់

ការប៉ះប្រឆាំងគ្នារវាងភាពស្អាតនៃផ្ទៃ និងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ៖ ការជៀសវាងការប៉ះទង្គិច (cracking) ឬការធ្លាក់ចុះ (sag) នៅលើបន្ទះដែលមានកម្រាស់ ២៥ មម

នៅពេលធ្វើការជាមួយសន្លឹកប្លាស្ទិចក្បាល ដែលមានកម្រាស់លើសពី 25 មីលីម៉ែត្រ អ្នកផលិតត្រូវប្រឈមនឹងតម្រូវការកំដៅដែលផ្ទុយគ្នា។ ប្រសិនបើសារធាតុត្រជាក់យឺតពេក វាអាចប៉ះទង្គិច ឬបាក់នៅផ្ទៃដោយសារតែការតានតឹងដែលបណ្តាលមកពីកំដៅ។ ប៉ុន្តែការត្រជាក់យឺតក៏បង្កបញ្ហាមួយទៀតដែលសារធាតុប្លាស្ទិចរអិលចុះ (sag) មុនពេលវាកំណត់រូបរាងបានត្រឹមត្រូវ។ ដំណោះស្រាយស្ថិតនៅលើវិធីសាស្ត្របន្ថយកំដៅជាជំហានៗ។ ជាដំបូង យើងដកកំដៅចេញយ៉ាងឆាប់រហ័ស នៅជុំវិញ 40 ទៅ 50 អង្សាសេលស៊ីអ៊ីស ដើម្បីធ្វើឱ្យស្រទាប់ខាងក្រៅរឹង និងបញ្ឈប់បញ្ហារអិលចុះ។ បន្ទាប់មក មកដល់ដំណាក់កាលយឺត ដែលកំដៅនៅតំបន់នីមួយៗថយចុះប្រហែល 15 ទៅ 20 អង្សាក្នុងមួយដំណាក់កាល។ វិធីសាស្ត្រនេះជួយបន្ថយការតានតឹងខាងក្នុង ដែលជាបញ្ហាដែលបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាក្រោយមក។ ចំពោះសារធាតុដូចជា HDPE ដែលបង្កើតបានជាប៉ូលីក្រីស្តាល់ (crystals) ពេលត្រជាក់ ការរក្សាជាប់នូវភាពខុសគ្នានៃកំដៅរវាងផ្ទៃ និងផ្នែកកណ្តាលឱ្យមានតម្លៃទាបជាង 30 អង្សាគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ ដើម្បីជៀសវាងការបាក់ដែលបណ្តាលមកពីការបង្កើតប៉ូលីក្រីស្តាល់។ ការប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រត្រជាក់តាមតំបន់ (zoned cooling method) នេះ បានបន្ថយការប៉ះទង្គិច ឬការប៉ះទង្គិចរាង (warping) ប្រហែល 40 ភាគរយ ប្រៀបធៀបទៅនឹងវិធីសាស្ត្រត្រជាក់មួយដំណាក់កាល (single stage approaches) ដែលប្រើប្រាស់ពីមុន ដោយនៅតែទទួលបានគុណភាពផ្ទៃដែលល្អ។

ការកំណត់ទំហំដែលផ្អែកលើរូបវិទ្យា៖ ការគណនាប្រវែងធ្វើត្រជាក់ដែលល្អបំផុតដោយប្រើសារធាតុកម្រាស់ និងភាពអាចផ្ទះសារធាតុកម្រាស់

ប្រវែងធ្វើត្រជាក់ដែលល្អបំផុតសម្រាប់ផ្នែកប្លាស្ទិច បានមកពីគោលការណ៍ផ្ទះសារកំដៅរបស់ហ្វូរ៉េ (Fourier's heat diffusion principle)។ រូបមន្តមានដូចខាងក្រោម៖ L = d² ÷ 4α ដែល d សំដៅលើកម្រាស់សារធាតុ ហើយ α សំដៅលើភាពអាចផ្ទះសារកំដៅ។ ការគណនាឱ្យបានត្រឹមត្រូវនេះ បញ្ជាក់ថាផ្នែកកណ្ដាលនៃផ្នែកប្លាស្ទិចនឹងត្រូវបានធ្វើត្រជាក់គ្រប់គ្រាន់ ដើម្បីឱ្យសីតុណ្ហភាពធ្លាក់ទាបជាងចំណុចការផ្លាស់ប្តូរពីស្ថានភាពរាវទៅស្ថានភាពកញ្ចក់ (glass transition point) មុនពេលវាចាកចេញពីខ្សែផលិតកម្ម។ អ្នកផលិតភាគច្រើនបន្ថែមពេលធ្វើត្រជាក់បន្ថែមប្រហែល ២០% ជាការប៉ាក់ស្រាប់។ ការប៉ាក់ស្រាប់នេះជួយដោះស្រាយការផ្លាស់ប្តូរល្បឿនដែលកើតឡើងជាប្រក្រតីក្នុងដំណើរការផលិតកម្ម ហើយការពារបញ្ហាដូចជា ការប៉ះទង្គិច ឬការបង្គោះ (warping or twisting) នៅលើផ្នែកប្លាស្ទិចដែលមានទទឹងធំ ដែលអាចកើតឡើងប្រសិនបើផ្នែកទាំងនោះមិនទាន់រឹងគ្រប់គ្រាន់នៅពេលចាកចេញពីម៉ាស៊ីន។

ការធ្វើត្រជាក់ដោយប្រើទឹក ឬខ្យល់៖ ការប្រែប្រួលនៃសមត្ថភាពក្នុងខ្សែផលិតកម្មផ្ទះប្លាស្ទិចដែលមានទទឹងធំ

ប្រសិទ្ធភាពការផ្ទេរកំដៅ៖ ហេតុអ្វីបានជាទឹកផ្តល់នូវការដកចេញពីផ្ទៃដែលលឿនជាង ៣,៨ ដង — រួមទាំងគ្រោះថ្នាក់ដែលបណ្តាលមកពីការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពយ៉ាងឆាប់រហ័ស

ការប៉ះទង្គិចដោយទឹក (Water cooling) ជាប់យកកំដៅនៅផ្ទៃខាងក្រៅចេញបានលឿនជាង 3.8 ដង ធៀបនឹងការប៉ះទង្គិចដោយខ្យល់បង្ខំ (forced air) ព្រោះទឹកមានសមត្ថភាពបញ្ជូនកំដៅបានល្អជាង ហើយអាចរក្សាកំដៅបានច្រើនជាងក្នុងមួយឯកតាមាឌ។ នេះធ្វើឱ្យវដ្តផលិតកម្មសរុបខ្លីជាងមុនយ៉ាងច្បាស់។ ទោះយ៉ាងណា ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនេះមានគ្រោះថ្នាក់មួយ។ នៅពេលដែលវត្ថុត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់លឿនពេក យើងជាញឹកញាប់ឃើញភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពនៅតាមផ្នែកផ្សេងៗគ្នា ដែលអាចឈានដល់លើសពី ១៥ ដឺក្រេសេលស៊ីយ៉ុសក្នុងមួយវិនាទី នៅតាមតំបន់ដែលមានស្រទាប់ក្បែរ ២៥ មីលីម៉ែត្រ ឬក៏ក្បែរជាងនេះ។ ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពដែលកើតឡើងភ្លាមៗនេះបង្កឱ្យមានរន្ធ​តូចៗនៅក្នុងសារធាតុ ហើយបង្កើតបាននូវចំណុចស្តេស្ស (stress points) ដែលគ្មាននរណាម្នាក់ចង់បានទេ។ ប្លាស្ទិកដូចជា PVC និង ABS ជាទូទៅរងគ្រោះច្រើនបំផុតពីបញ្ហានេះ។ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ អ្នកផលិតជាទូទៅរៀបចំជំហានធ្វើឱ្យត្រជាក់ច្រើនជំហាន ហើយប្រើប្រាស់ប៉ះមុខពិសេស (special nozzles) ដែលត្រូវបានរៀបចំដើម្បីកាត់បន្ថយការរំខាន (turbulence)។ គោលដៅគឺរក្សាភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពឱ្យនៅក្រោមការគ្រប់គ្រង ដែលល្អបំផុតគឺក្រោម ៥°C សម្រាប់គ្រប់ ១ មីលីម៉ែត្រនៃស្រទាប់។ ការសាកល្បងជាមួយប៉ូលីម៉ែរផ្សេងៗគ្នាបានបង្ហាញថា វិធីសាស្ត្រនេះមានប្រសិទ្ធភាពល្អក្នុងការបញ្ឈប់ការកើតឡើងនូវគ្រោះថ្នាក់រចនាសម្ព័ន្ធដែលរំខានទាំងនេះនៅក្នុងផលិតផលចុងក្រាយ។

គុណភាពផ្ទៃនិងផលប៉ះពាល់លើពេលវេលាបញ្ចប់ចក្រិត: ការធ្វើអោយត្រជាក់ដោយខ្យល់សម្រាប់ផ្ទៃមានរចនាប័ទ្មម៉ាតេ និងប៉ូលីម៉ែរដែលមានភាពប៉ះពាល់

ការធ្វើអោយត្រជាក់ដោយខ្យល់ផ្តល់នូវការដកកំដៅយ៉ាងស្ងៀមស្ងាត់ (<3°C/វិនាទី) ដែលរក្សាគុណភាពផ្ទៃនៅលើបន្ទះដែលមានរចនាប័ទ្មម៉ាតេ និងកាត់បន្ថយការប៉ះពាល់ដែលបណ្តាលមកពីការបង្ហាប់ក្នុងប៉ូលីម៉ែរប៉ះពាល់ដូចជា HDPE។ ទោះបីជាពេលវេលាបញ្ចប់ចក្រិតកើនឡើង 40–60% បើធៀបទៅនឹងប្រព័ន្ធដែលប្រើទឹកក៏ដោយ ការប្រើខ្យល់អាចប៉ះពាល់ដល់ការបង្កើតគ្រាប់ទឹក (water-mark defects) ហើយកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលបានប្រហែល 30% ដែលផ្អែកលើការវាស់ស្ទង់បានពីបន្ទាត់បង្ហាប់។ វាត្រូវបានប្រើច្រើនជាងគេសម្រាប់:

• សារធាតុប៉ូលីម៉ែរប្រកបដោយភាពរឹងមាំដូចជា PEEK ដែលការបង្ហាប់យ៉ាងឆាប់រហ័សអាចបណ្តាលឱ្យមានភាពប៉ះពាល់
• បន្ទះដែលត្រូវការរចនាប័ទ្មម៉ាតេដែលមានភាពស្មើគ្នាទូទាំងផ្ទៃ
• ប្រតិបត្តិការដែលផ្តោតលើប្រសិទ្ធភាពថាមពលជាជាងផលិតភាព

លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់សារធាតុ និងតម្រូវការអំពីរចនាប័ទ្ម—មិនមែនគ្រាន់តែល្បឿនធ្វើអោយត្រជាក់ប៉ុណ្ណោះ—ត្រូវតែជាកត្តាដែលកំណត់ការជ្រើសរើសប្រព័ន្ធធ្វើអោយត្រជាក់នៅលើបន្ទាត់ផលិតបន្ទះប្លាស្ទិក។

វិស្វកម្មចរាចរណ៍ដែលមានភាពច្បាស់លាស់: ការប៉ះប៉ូវរចនាសម្រាប់ប្រអប់ធ្វើអោយត្រជាក់សម្រាប់ការកំណត់ទំហំបន្ទះដែលមានទទឹងធំ

ការប៉ះប៉ូវការប៉ះពាល់នៅផ្នែកកណ្ដាល: ការវិភាគ និងការកែតម្រូវចរាចរណ៍មិនស្មើគ្នាក្នុងការបង្ហាប់ប៉ះពាល់ស្របគ្នា

នៅពេលដែលសារធាតុប៉ះកកមិនហូរស្មើគ្នាតាមរយៈក្តារត្រជាក់ស្របគ្នា វាបណ្តាលឱ្យមានការប៉ះទង្គិចនៅផ្នែកកណ្ដាល ជាពិសេសនៅលើខ្សែផលិតកម្មទទឹងជាង បញ្ហានេះកាន់តែអាក្រក់ឡើងនៅពេលដែលមានភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពលើសពី ៨ ដឺក្រេសេលស៊ីយ៉ុស តាមទទឹងសារធាតុ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការប៉ះទង្គិចលើសពី ០,៥ មីលលីម៉ែត្រក្នុងមួយម៉ែត្រ។ វិស្វករភាគច្រើនពិនិត្យបញ្ហាទាំងនេះដោយប្រើផែនទីសីតុណ្ហភាពលើផ្ទៃក្តារ និងប្រើការសាកល្បងឌីណាមិកសារធាតុតាមកុំព្យូទ័រ ដើម្បីកំណត់តំបន់ដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ រោងចក្រជាច្រើនផ្លាស់ប្តូររាងរន្ធប៉ះកកពីរាងជាកោណកណ្តាលទៅជារាងការ៉េនៅជិតគែមនៃក្តារ ដែលជាការបង្កើនភាពមិនស្ថិតស្ថេរ (turbulence) ប្រហែល ៤០% នៅតំបន់ដែលពិបាកគ្រប់គ្រងទាំងនេះ។ ការកែសម្រួលទំហំរន្ធឲ្យស្ថិតនៅចន្លោះ ១៥ ទៅ ២៥ មីលលីម៉ែត្រ ជួយឱ្យការបាត់បង់សម្ពាធ នៅក្រោម ៥ គីឡូបាស្កាល់ នៅតាមផ្នែកផ្សេងៗគ្នា។ រោងចក្រខ្លះក៏បង្កើតតំបន់ហូរដាច់ដោយឡែក ដើម្បីអាចកែសម្រួលសីតុណ្ហភាពបានតាមតំបន់ដែលចាំបាច់។ ការកែតម្រូវល្បឿននៃសារធាតុប៉ះកកឱ្យស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះបូក ឬដក ០,២ ម៉ែត្រក្នុងមួយវិនាទី ដោយផ្អែកលើរបៀបដែលប្លាស្ទិចត្រជាក់ បានបង្ហាញថាអាចកាត់បន្ថយការប្រែប្រួលនៃទំហំបានយ៉ាងខ្លាំង ហើយក្នុងការអនុវត្ត វាអាចកាត់បន្ថយបានដល់ទៅប្រហែល ២/៣ នៃការប្រែប្រួលទាំងនោះ។

សំណួរគេសួរញឹកញាប់

ហេតុអ្វីបានជាការធ្វើឱ្យត្រជាក់ស្មើគ្នាគឺសំខាន់ណាស់ក្នុងការផលិតបន្ទះប្លាស្ទិច?

ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ស្មើគ្នាគឺសំខាន់ណាស់ ព្រោះសីតុណ្ហភាពមិនស្មើគ្នាបណ្តាលឱ្យមានអត្រាបង្រួមខុសៗគ្នា ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបត់ចុងបន្ទះ និងសម្ពាធ​ខាងក្នុង ដែលប៉ះពាល់ដល់ស្ថេរភាពវិមាត្រ និងគុណភាពនៃបន្ទះប្លាស្ទិច។

តើតម្លៃដែលគេចាត់ទុកថាជាដែនកំណត់ ΔT ល្អបំផុតក្នុងការផលិតគឺប៉ុន្មាន?

ការរក្សាទុក ΔT ក្រោម 5°C គឺចាំបាច់ដើម្បីកំណត់ការប៉ះពាល់ដែលបណ្តាលមកពីការប៉ះពាល់ (warpage) ឱ្យមានតម្លៃតិចជាង 0.3 mm/m ដើម្បីធានាបាននូវស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធ និងកាត់បន្ថយអត្រាផលិតផលដែលមិនឆ្លើយតាមលក្ខណៈគុណភាព។

ហេតុអ្វីបានជាការធ្វើឱ្យត្រជាក់ដោយប្រើទឹកគឺលឿនជាង ប៉ុន្តែមានហានិភ័យច្រើនជាង?

ទោះបីជាការធ្វើឱ្យត្រជាក់ដោយប្រើទឹកគឺលឿនជាងដោយសារការបញ្ជូនកំដៅបានល្អ ក៏វាអាចបណ្តាលឱ្យមានហានិភ័យនៃការប៉ះពាល់ដោយសីតុណ្ហភាព (thermal shock) ដែលបណ្តាលឱ្យមានរន្ធប៉ះពាល់ខាងក្នុង និងចំណុចសម្ពាធ។