• sales
  • 064-931-9191
  • admin@sync-innovation.com
  • support
  • 095-778-1204
  • support@sync-innovation.com
  • mon-sat 8:00-19:00
Menu

Vacuum Forming Machine เครื่องมือผลิตชิ้นงานตัวใหม่ของชาว Maker

เครื่อง Vacuum Forming ทำงานอย่างไร ?

การขึ้นรูปแบบ Vacuum หรือ  Thermoforming เป็นการอัดขึ้นรูปพลาสติกแผ่น ให้กลายเป็นรูปร่างที่ต้องการ ไม่ซับซ้อน เน้นการใช้งานเป็นบรรจุภัณฑ์ เช่น ถาดหลุมใส่ของ แผ่นซีลปิดชิ้นงาน หรือในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ที่มีเครื่องจักรพลังงานสูงสามารถอัดขึ้นรูปเป็นชิ้นส่วนใช้ในรถยนต์ได้เลย (คลิ๊กที่ภาพเพื่อดูที่มา)

Food tray
ถาดอาหาร
ซีลปิดชิ้นงาน
Mahine cover
ชิ้นส่วนยานยนต์

หลักการทำงานทั่วไปมีหลายแบบตามหลักวิชาการ แต่บทความนี้แนะนำขั้นตอนง่ายๆ ดังนี้

  1. ให้ความร้อนกับแผ่นฟิล์ม จนถึงจุดที่เริ่มอ่อนตัว (ขึ้นอยู่กับพลาสติกฟิล์มแต่ละชนิด)
  2. จากนั้นจึงใช้การกดหรือดันแผ่นฟิล์มให้เข้ากับ แบบ แม่พิมพ์ (mold) แล้วใช้ลมดูดเข้าให้ติดกับแม่พิมพ์ (Vacuum)
  3. การปลอดชิ้นงานออกจากพิมพ์ใช้ลมในการเป่าออก (blow) เพื่อให้ไม่ให้แผ่นฟิล์มที่เข้ารูปแล้วเสียหาย  จากการแกะด้วยมือ ขั้นตอนนี้อาจะมีหรือไม่มีก็ได้ สำหรับเครื่องขนาดเล็ก แต่ในระดับอุตสาหกรรมจำเป็นต้องมี เพราะแรงคนไม่สามารถปลดชิ้นงานจากแม่พิมพ์ได้
ส่วนของแม่พิมพ์บางครั้งก็มีแบบนูนออกมา (positive mold) หรือเป็นหลุมลึกลงไป (negative mold) ขึ้นอยู่กับรูปทรง รูปร่างของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการขึ้นรูป
2 step vacuum forming
Negative mold

ที่มา: http://www.euroextrusions.com/the-principle-of-thermoforming, Understanding Thermoforming

กระบวนการ thermoforming

อีกแบบที่ใช้แบ่งกระบวนการของ thermoforming คือความหนาของชิ้นงาน ซึ่งส่งผลต่อความสามารถของเครื่องจักร ทักษะในการใช้งาน รวมถึงแม่พิมพ์ที่ต้องแข็งแรง ออกแบบมาอย่างดี สำหรับงานที่มีความหนาๆมาก ต้องใช้แรงดูดสูง (high vacuum)

Thermoforming แบบบาง จะเป็นกระบวนการที่เหมาะกับชิ้นงานที่มีความหนาไม่เกิน 1.5 mm ส่วนพลาสติกที่ใช้ในการผลิตมีหลายชนิด เช่น PVC แบบใสๆ, PETG, Styrene เป็นต้น นิยมผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นบรรจุภัณฑ์ หรือ packaging ทั้งหลายนั่นเอง ยกตัวอย่างเช่น ขวดนม ถ้วยไอศกรีม กล่องสำหรับใส่อาหาร ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ เป็นต้น ซึ่งในการผลิตต่อครั้งจะมีจำนวนมากๆ

Thermoforming แบบหนา คือกระบวนการที่เหมาะกับชิ้นงานที่มีความหนาตั้งแต่ 1.5 – 7.8 mm วัสดุที่ใช้ผลิตจะเป็นพวก flame-retardant อย่างเช่น ABS เนื่องจากทำให้การติดไฟและลุกลามของไฟช้าลง Polycarbonate และ PC-ABS blend โดยผลิตภัณฑ์ที่ใช้กระบวนการนี้จะมีชิ้นส่วนโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรง ได้แก่ ประตูรถ แท่นรองสินค้าต่างๆ เป็นต้น และสามารถผลิตจำนวนน้อยชิ้นได้

ข้อดีของกระบวนการ Vacuum Forming

จากข้อมูลการทำงานที่กล่าวมา สรุปได้ว่าขั้นตอนการผลิตสำหรับงานระดับเริ่มต้น ไม่ได้ซับซ้อน หรือใช้ทักษะมากนัก ดังนั้นจึงสามารถผลิตชิ้นงานจำนวนมาก (mass production)ได้ง่ายกว่าการขึ้นรูปพลาสติกกระบวนอื่นๆ (เช่น งานฉีด งานรีด หรืองานอัด) รวมไปถึงมีต้นทุนที่ต่ำกว่าทั้งด้านเครื่องจักร รายละเอียดปลีกย่อยสามารถสรุปรวมๆได้ดังนี้

  1. ต้นทุนการผลิตต่ำ
  2. แม่พิมพ์ออกแบบได้ง่ายกว่ากระบวนการอื่นๆ
  3. ใช้ทักษะการทำงานกับเครื่องจักรน้อยกว่า
  4. ราคาเครื่องระดับเริ่มต้นถูกกว่า
  5. สามารถใช้งานได้ตั้งแต่ระดับเด็กสำหรับงานง่ายๆ จนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดเลก
product by vacuum forming
Vacuum-Forming material

(http://www.graphicproducts.weebly.com)

ข้อด้อยของกระบวนการ Vacuum Forming

ข้อด้อยของกระบวนการนี้ คงเป็นเรื่องรูปร่างของชิ้นงานที่ผลิตได้จะเป็นลักษณะ 2.5D คือไม่สามารถขึ้นเป็น 3D ได้เต็มรูปแบบ รวมทั้ง ไม่สามารถมีรายละเอียดภายในชิ้นงานได้เลย (undercut, internal feature) ในเรื่องของชิ้นงานมีโอกาสพบความหนาของชิ้นงานที่ไม่เท่ากันตลอด เนื่องจากบางส่วนยืดมาก บางส่วนยืดน้อย ดังนั้น ขึ้นอยู่ฝ่ายออกแบบแม่พิมพ์ ที่ต้องคำนึงถึงการผลิตหน้างานจริง ชดเชยความแข็งแรงของส่วนบางที่ต่ำกว่าส่วนอื่น

ปัจจุบันในทางวิศวกรรมก็มีโปรแกรมวิเคราะห์ช่วยเหนือในการคำนวนความหนาแต่ละจุด หลังการขึ้นรูป เพื่อนำไปปรับปรุงแม่พิมพ์อีกที

ความหนาบริเวณก้นจะบางกว่าส่วนอื่นๆ ดังนั้นต้องคำนวนการใช้งานเชิงวิศวกรรมให้ดีว่า หากใส่ของไปแล้วจะไม่เสียหาย ณ จุดนั้น

วัสดุที่ใช้สำหรับการขึ้นรูป

ชนิดของพอลิเมอร์หรือพลาสติกที่นิยมนำมาขึ้นรูปโดยกระบวนการ thermoforming เช่น ABS Nylon HIPS PP PET PS HDPE LDPE PMMA เป็นต้น สามารถสร้างแม่พิมพ์ที่เราต้องการได้จาก 3D Printer  หรือสร้างผลิตภัณฑ์จากอาศัยเครื่อง 3D Printer ได้เลย

ในปัจจุบันได้มีการเริ่มนำวัสดุพลาสติกชีวภาพ PLA PHA พอลิเมอร์ผสมแป้งเป็นองค์ประกอบ เข้ามาใช้ในกระบวน thermoforming มากขึ้น

สำหรับกระบวนการที่มีความเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิและความร้อน ดังนั้นวัสดุที่เราจะต้องมีการตรวจสอบพลาสติกก่อนนำมาใช้ในกระบวนนี้ เพื่อให้เกิดความสัมพันธ์กัน อย่างถูกต้องและเหมาะสม สิ่งนี้จะทำให้มั่นใจถึงผลลัพธ์ที่สอดคล้องกัน เครื่องบางเครื่องมีตัวจับเวลาเพื่อช่วยเหลือผู้ใช้ในการตัดสินใจ แต่อย่างไรก็ตาม จะต้องสังเกตการดูดและการยุบตัวขณะใช้งานด้วย จะได้ตัดสินใจว่าพลาสติกนั้นพร้อมหรือไม่

temp material for vacuum

(https://www.vaquform.com)

การนำ Vacuum forming ไปใช้งาน

ปริมาณผลิตภัณฑ์ที่ผลิตจากกระบวนการ Thermoforming มีหลากหลายมากขึ้น และนำไปใช้งานได้มากมาย อย่างเช่น
– Packaging
– Appliance
– Signs หรือ Display
– Automotive
– Building products
– Aircraft
– Mold

application

แม่พิมพ์ Vacuum Forming จากเครื่อง 3D Printer

ปัจจุบันเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ราคาถูกมากขึ้น ทำให้คนที่ใช้งานสามารถลดต้นทุนค่าแม่พิมพ์ไปได้เยอะ โดยเลือกใช้วัสดุที่ทนร้อนสูงหน่อย เช่น ABS PC Nylon แล้วนำชิ้นงานมาขัดผิวให้เรียบอีกต่อหนึ่ง (ป้องกันปัญหาแวคแล้วฟิล์มติดแม่พิมพ์แกะไม่ออก) ดูตัวอย่างจาก Makerbot ที่นำเสนอการใช้งานจริงในอุตสาหกรรม

Ultimate Guide to Vacuum Forming 3D Prints | MakerBot 3D Printers

เครื่อง Vacuum เริ่มต้นที่แนะนำ

เครื่องแวคคัมในอุตสาหกรรม หากคนทั่วต้องการซื้อหามาใช้ อาจจะถอยหลังไปเลย เนื่องจากราคาเริ่มต้นหลักแสนบาท แต่ปัจจุบัน มีการประยุกต์เอาบอร์ดและชิ้นส่วนของ Arduino มาช่วยในการผลิตเป็นเครื่องขนาดกระทัดรัดพกพาสะดวก ราคาลดลงมาหลายเท่า ตัวที่มานำเสนอก็เป็นตัวที่นิยมใน Makerspace Makerlab และฝั่ง R&D ที่ใช้งานไม่ยาก ลงทุนต่ำ ใครสนใจก็ลองค้นหาข้อมูลตามอินเตอร์เน็ททั่วไปได้

– VAQUFORM

Product Dimensions, L x W x H:    340 x 477 x 425 mm
Sheet Size:   320 x 240 mm
Sheet Thickness:   2 mm, max thickness
Heater Power:   1200 watts
Max Vacuum Pressure:   Stage 1: 20 kPa (2.9 psi); Stage 2: 85 kPa (12.3 psi)
Power Source:   110 to 220 AC, wall outlet
Forming Envelope, L x W x H:  Approx. 220 x 300 x 160 mm

vacuum forming machine
material vacuum forming
sample vacuum forming
vacuum forming machine

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest

สนใจเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เรามีเครื่องที่ตอบโจทย์การใช้งานทุกประเภท ตั้งแต่บุคคลเริ่มต้นจนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ พร้อมให้คำแนะนำการใช้งาน และวัสดุที่เหมาะสม เพื่อให้คุ้มค่าการลงทุนมากที่สุด

ติดตามข่าวสารและบทความ

บทความน่าสนใจอื่นๆ

Youtube logo
3D Printing Technology

แนะนำ Youtube Channel ที่น่าสนใจสำหรับ Maker สาย 3D Printing

สำหรับยุคนี้การสื่อสารผ่านช่องทางอย่าง Facebook Youtube ได้รับความนิยมมากกว่าการทำคอนเทนต์ที่เป็นตัวอักษรบนเวบไซต์อย่างเดียวไปแล้ว เนื่องจากเป็นการสื่อสารที่เห็นภาพ

อ่านต่อ
3D Printing House
3D Printing Technology

เทคโนโลยีการสร้างบ้าน อาคาร ด้วย 3D Printer

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ประเทศในทวีปต่างๆ และประเทศไทยเริ่มประสบปัญหาความซบเซาในอุตสาหกรรมการสร้างบ้าน และอาคาร ซึ่งไม่สอดคล้องกับความต้องการและการเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากร

อ่านต่อ