ระบบท่อไฮดรอลิกแบบเก่าที่ใช้กันมาแต่เดิมกลับสิ้นเปลืองพลังงานมากกว่าระบบไฟฟ้าเต็มรูปแบบประมาณ 50 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากมีประสิทธิภาพต่ำกว่าในการเคลื่อนย้ายพลังงานของไหล (Piping Mold รายงานเรื่องนี้ไว้ในปี 2023) หากพิจารณาเครื่องอัดไฟฟ้าสมัยใหม่ในปัจจุบัน จะพบว่าทำงานด้วยมอเตอร์เซอร์โว ซึ่งช่วยให้ควบคุมการดำเนินงานได้แม่นยำยิ่งขึ้น นอกจากนี้ ยังไม่ต้องกังวลกับปัญหารั่วซึมของน้ำมันอีกต่อไป และบริษัทต่างๆ รายงานว่าพลังงานสูญเสียในช่วงเวลาที่เครื่องหยุดทำงานลดลงระหว่าง 35 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ตามผลการศึกษาของ Plastek Group จากปีที่แล้ว สำหรับธุรกิจที่ยังคงใช้เครื่องจักรไฮดรอลิกเก่าอยู่ โมเดลไฮบริดถือเป็นทางเลือกที่เหมาะสม โดยมีต้นทุนเริ่มต้นต่ำกว่า แต่ยังคงช่วยประหยัดพลังงานได้จริง ทำให้ผู้ผลิตจำนวนมากมองว่าเป็นทางเลือกที่น่าสนใจขณะที่กำลังเปลี่ยนผ่านจากระบบไฮดรอลิกที่ล้าสมัย
ระบบ PLC ขั้นสูงในปัจจุบันสามารถติดตามตัวแปรพลังงานได้มากกว่า 18 ตัวพร้อมกัน รวมถึงโหลดเครื่องให้ความร้อนแบบบาร์เรล และแรงยึดแม่พิมพ์ การศึกษาในปี 2024 พบว่าการปรับอุณหภูมิหลอม (±5°C) และเวลาไซเคิลแบบเรียลไทม์ ช่วยลดการใช้พลังงานต่อชิ้นงานลงได้ 22% โดยไม่กระทบต่อคุณภาพ ทำให้การผลิตมีความชาญฉลาดและตอบสนองได้ดียิ่งขึ้น
เครื่องอัดที่รองรับ IIoT สามารถตรวจจับสกรูที่สึกหรอหรือแผ่นเคลื่อนออกแนวได้ล่วงหน้า 8–12 สัปดาห์ ก่อนเกิดความเสียหาย ซึ่งช่วยป้องกันการสูญเสียพลังงานได้มากกว่า 500 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปีต่อเครื่องจักร หรือเทียบเท่ากับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 320 กิโลกรัม (Piping Mold, 2023) ความสามารถในการคาดการณ์นี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานเครื่องจักร และลดการใช้พลังงานที่ไม่จำเป็นจากชิ้นส่วนที่ทำงานไม่เต็มประสิทธิภาพ
ผู้จัดจำหน่ายชิ้นส่วนยานยนต์ระดับท็อปสามารถลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานประจำปีได้ 184,000 ดอลลาร์สหรัฐ หลังจากเปลี่ยนเครื่องอัดไฮดรอลิก 32 เครื่อง เป็นรุ่นไฟฟ้าทั้งหมด การปรับปรุงในครั้งนี้ช่วยลดการใช้พลังงานลง 60% ต่อรอบการทำงาน ขณะที่ยังคงรักษาระดับการทำงานต่อเนื่องได้ถึง 99.4% ตลอดสองสายการผลิต โดยโครงการนี้มีระยะเวลาคืนทุน (ROI) อยู่ที่ 2.3 ปี ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเครื่องจักรที่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพสามารถสนับสนุนทั้งความยั่งยืนและประสิทธิภาพในการดำเนินงานได้อย่างไร
การออกแบบแม่พิมพ์ที่ดีขึ้นสามารถลดวัสดุสูญเสียในกระบวนการฉีดขึ้นรูปได้มากถึง 60% ตามผลการวิจัยล่าสุดจากงานวิจัยด้านการแปรรูปโพลิเมอร์ ซอฟต์แวร์ CAD/CAM รุ่นใหม่ช่วยให้วัดขนาดช่องภายในแม่พิมพ์ได้อย่างแม่นยำระดับไมครอน ซึ่งหมายความว่าปัญหาต่างๆ เช่น ครีบหรือชิ้นงานไม่สมบูรณ์จะเกิดขึ้นน้อยลง เมื่อผู้ผลิตนำระบบทำความเย็นขั้นสูงมาใช้ร่วมกับซอฟต์แวร์คาดการณ์ ก็จะสามารถควบคุมการไหลของเรซินเข้าสู่แม่พิมพ์ได้ดีขึ้นมาก แนวทางนี้ช่วยลดปัญหาการเติมวัสดุเกินได้ประมาณครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับเทคนิคเดิม บริษัทชั้นนำหลายแห่งได้นำวิธีการนี้มาใช้เพราะไม่เพียงแต่เป็นการดำเนินธุรกิจที่มีเหตุผล แต่ยังช่วยประหยัดทรัพยากรอีกด้วย
เครื่องบดอุตสาหกรรมช่วยให้สามารถแปรรูปสปรูและรันเนอร์ได้ทันที ทำให้สามารถใช้ได้สูงถึง 95%ของเศษวัสดุที่ต้องนำกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการผลิต ตัวอย่างเช่น การบดรีไซเคิล PET ภายในสถานที่ช่วยลดต้นทุนวัตถุดิบได้ 18 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน ในขณะที่ยังคงเป็นไปตามมาตรฐานโพลิเมอร์ ISO 9001 เครื่องวิเคราะห์ความชื้นแบบเรียลไทม์ช่วยให้มั่นใจว่าเศษพลาสติกที่ถูกบดแล้วจะเป็นไปตามข้อกำหนดการไหลหลอมก่อนที่จะนำกลับมาใช้ใหม่ เพื่อรักษามาตรฐานคุณภาพของผลิตภัณฑ์
ระบบวงจรปิดที่ทำงานโดยอัตโนมัติเต็มรูปแบบสามารถกู้คืนพลาสติกเสียได้ประมาณ 99% จากผู้บริโภคและอุตสาหกรรม ซึ่งจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการฉีดขึ้นรูป ผลการทดสอบบางส่วนในช่วงต้นปี 2024 พบว่า เมื่อผู้ผลิตจับคู่การใช้สเปกโทรสโกปีแบบต่อเนื่องกับเครื่องแยกแบบหุ่นยนต์ สามารถลดการพึ่งพาอาศัยวัตถุดิบใหม่ลงได้เกือบสามในสี่ของการผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ สิ่งที่น่าประทับใจคือ เครื่องจักรเหล่านี้ยังสามารถควบคุมความเสียหายจากความร้อนให้อยู่ต่ำกว่า 2% ตลอดหลายรอบการรีไซเคิล ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนตกแต่งภายในที่ความแข็งแรงไม่สำคัญเท่ากับรูปลักษณ์ภายนอก
พอลิเมอร์รีไซเคิลใช้งานได้ค่อนข้างดีสำหรับผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคส่วนใหญ่ โดยจริงๆ แล้วครอบคลุมประมาณ 73% ของสิ่งที่เราเห็นบนชั้นวางสินค้าในทุกวันนี้ แต่เมื่อพิจารณาถึงชิ้นส่วนที่ต้องทนต่อแรงเครียดจริงๆ ก็มีข้อจำกัดอยู่อย่างชัดเจน ผลการศึกษาล่าสุดเกี่ยวกับเสถียรภาพของวัสดุในปี 2024 เปิดเผยว่า ไนลอนที่ผสมใยแก้วเริ่มสูญเสียความแข็งแรงดึงประมาณ 15% หลังจากผ่านกระบวนการรีไซเคิลเพียงสามรอบ เนื่องจากเส้นใยเสริมแรงเหล่านี้เสื่อมสภาพลงตามเวลาที่ผ่านไป บริษัทบางแห่งกำลังทดลองใช้วัสดุไฮบริด โดยผสมพอลิโพรพิลีนรีไซเคิลประมาณ 30% เข้ากับสารคงตัวจากธรรมชาติที่สกัดจากพืช แนวทางนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพ แม้ว่าผู้ผลิตยังคงประสบปัญหา เช่น สีที่ไม่สม่ำเสมอ และชิ้นส่วนที่ไม่สามารถรักษามิติให้คงที่ได้ ปัญหาเหล่านี้ทำให้ยากต่อการได้รับการอนุมัติในการใช้งานในพื้นที่ที่ต้องการความไว้วางใจสูง เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือออปติกส์ความแม่นยำ
ผู้ผลิตจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ หันมาใช้พลาสติกรีไซเคิล เช่น rPET, rPP และ rHDPE แทนการพึ่งพาสารตั้งต้นใหม่มากเกินไป เมื่อบริษัทนำระบบวงจรปิดมาใช้ พวกเขาสามารถกู้คืนของเสียที่เรียกว่าสปรูและรันเนอร์ได้ประมาณ 85 ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ โรงงานบางแห่งสามารถลดต้นทุนได้ประมาณ 30% เมื่อเริ่มนำพลาสติกบดกลับมาผสมในกระบวนการผลิตปกติ สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการความแข็งแรงเชิงโครงสร้าง ตัวเลือกรีไซเคิลเหล่านี้ทำงานได้ใกล้เคียงกับเรซินใหม่แทบทุกประการ วัสดุบรรจุภัณฑ์และสินค้าอุปโภคบริโภคทั่วไปเป็นตัวอย่างที่เห็นได้ชัดว่าแนวทางนี้ใช้ได้ผลดี ตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้วในคู่มือการเลือกวัสดุ
พลาสติกชีวภาพ PLA ยังคงเป็นทางเลือกอันดับต้นๆ ในกลุ่มพลาสติกที่ย่อยสลายได้ เพราะสามารถย่อยสลายในสภาพแวดล้อมแบบกองปุ๋ยหมักได้ อย่างไรก็ตาม วัสดุชนิดนี้ทนความร้อนได้ไม่ดี มักจะเริ่มละลายที่อุณหภูมิประมาณ 50-60 องศาเซลเซียส ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานเช่น ชิ้นส่วนรถยนต์ หรือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ อีกทางเลือกหนึ่งคือ PHA ซึ่งเป็นพลาสติกย่อยสลายได้อีกประเภทหนึ่งที่สามารถย่อยสลายได้ในน้ำทะเล จึงเหมาะสำหรับใช้ทำเครื่องมือแพทย์ที่ใช้ครั้งเดียวทิ้ง ข้อเสียคือ? วัสดุเหล่านี้มีต้นทุนสูงกว่าพลาสติกทั่วไปประมาณสองเท่า จากรายงานข้อมูลตลาดล่าสุด การใช้ PLA เพิ่มขึ้นประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์เมื่อปีที่ผ่านมา โดยส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้ในภาชนะใส่อาหารสำหรับนำกลับบ้าน และบรรจุภัณฑ์อาหารระยะสั้นอื่นๆ ซึ่งการมีอายุการใช้งานเพียงไม่กี่เดือนถือว่าเพียงพอ
พอลิเมอร์ที่ใช้แป้งเป็นฐานและเสริมด้วยเส้นใยไม้สามารถเทียบเท่าความแข็งแรงต่อแรงดึงของ ABS ได้ ในขณะที่ยังคงสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ คอมโพสิตจากแกลบข้าวลดน้ำหนักชิ้นส่วนลง 15–20% ในการประยุกต์ใช้กับเฟอร์นิเจอร์และการตกแต่ง อย่างไรก็ตาม ตัวกรอกธรรมชาติจำเป็นต้องมีกระบวนการอบแห้งที่เข้มงวด เพื่อป้องกันการเกิดช่องว่างจากความชื้นระหว่างขั้นตอนการขึ้นรูป
การรักษานวัตกรรมอย่างยั่งยืนควบคู่ไปกับสมรรถนะถือเป็นสิ่งสำคัญ: พอลิโพรพิลีนรีไซเคิลสูญเสียความต้านทานการกระแทกไป 12–15% หลังผ่านกระบวนการบดซ้ำสามรอบ และพอลิเมอร์ชีวภาพจำนวนมากไม่มีการจัดอันดับการติดไฟตามมาตรฐาน UL94 การสำรวจในปี 2023 เปิดเผยว่า ผู้ผลิต 68% ให้ความสำคัญกับเนื้อหาที่รีไซเคิลเพื่อให้สอดคล้องตามข้อกำหนดด้านการตลาด โดยยอมรับการลดลง 10–15% ของคุณสมบัติทางกล เพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านแบรนด์ที่คำนึงถึงสิ่งแวดล้อม
เมื่อนักออกแบบและผู้ผลิตร่วมงานกันตั้งแต่วันแรกในโครงการฉีดขึ้นรูป มักจะช่วยลดวัสดุที่สูญเปล่าได้ประมาณ 18 ถึง 22 เปอร์เซ็นต์ ตามผลการศึกษาอุตสาหกรรม DFM เมื่อปีที่แล้ว การพิจารณาการไหลของพลาสติกผ่านแม่พิมพ์และการเข้าใจคุณสมบัติของวัสดุในช่วงต้นของการทำต้นแบบ ช่วยให้วิศวกรสามารถระบุโครงสร้างเสริมที่ไม่จำเป็นซึ่งอาจก่อปัญหาในภายหลังได้ โครงสร้างเสริมที่ไม่จำเป็นเหล่านี้คิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของชิ้นส่วนที่มีวัสดุล้นเกินในกระบวนการผลิต การรักษารูปร่างให้เรียบง่ายและยึดตามความหนาของผนังมาตรฐานระหว่าง 1.2 ถึง 2.5 มม. โดยทั่วไปจะช่วยประหยัดต้นทุนเรซิน ขณะที่ยังคงรักษากำลังที่จำเป็นสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ จุดที่เหมาะสมที่สุดอาจแตกต่างกันไปตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ แต่การอยู่ในช่วงนี้มักให้ผลลัพธ์ที่ดีในหลากหลายสถานการณ์การผลิต
ความหนาของผนังที่สม่ำเสมอช่วยป้องกันรอยยุบตัวและรอยบิดเบี้ยว — ข้อบกพร่องที่ก่อให้เกิดของเสียจากวัสดุถึง 15% ในชิ้นส่วนที่ซับซ้อน ช่องระบายความร้อนแบบพอดีรูปร่าง (Conformal cooling channels) ที่ทำได้ด้วยแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปแบบ 3 มิติ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนได้ถึง 40% ทำให้เวลาไซเคิลสั้นลง และลดการใช้พลังงานลง 12–18% ต่อรอบ
ผู้จัดจำหน่ายระดับที่ 1 ได้นำหลักการออกแบบเพื่อความสามารถในการผลิต (DFM) มาประยุกต์ใช้กับชิ้นส่วนแผงหน้าปัด:
| พารามิเตอร์การออกแบบ | ก่อนใช้ DFM | หลังใช้ DFM | การลดน้ําเสีย |
|---|---|---|---|
| ความแปรปรวนของความหนาผนัง | ±0.8มม. | ±0.3มม | 19% |
| ระยะเวลาไซเคิลการระบายความร้อน | 48s | 35s | 27% |
| การใช้วัสดุรีกรายด์ | 12% | 32% | 22% ประหยัดรวม |
การออกแบบใหม่ช่วยลดขยะ ABS ได้ 87 ตัน/ปี ในขณะที่ยังคงเป็นไปตามมาตรฐานการทดสอบการชน
การผลิตแบบลีนช่วยลดของเสียจากวัสดุได้ 40% ผ่านกระบวนการทำงานที่ได้รับการมาตรฐานและการติดตามข้อบกพร่องแบบเรียลไทม์ (Nextplus 2024) การทำแผนที่กระแสคุณค่าช่วยระบุขั้นตอนที่ไม่สร้างมูลค่าเพิ่มในกระบวนการตัดเกต ทำความเย็น และดันชิ้นงานออก ผู้จัดจำหน่ายชิ้นส่วนยานยนต์ระดับที่ 1 รายหนึ่งสามารถปรับปรุงเวลาไซเคิลได้เร็วขึ้น 18% โดยการนำหลักการ 5S มาใช้กับกระบวนการเปลี่ยนแม่พิมพ์
เครื่องเก็บสปรูอัตโนมัติและระบบนำทางด้วยภาพสามารถรักษาน้ำหนักการฉีดให้มีความสม่ำเสมอ ±0.5% ซึ่งช่วยลดข้อบกพร่องจากการเติมวัสดุเกินอย่างมีนัยสำคัญ การศึกษาเมื่อปี 2023 พบว่าการควบคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์โดยอัตโนมัติสามารถลดการใช้พลังงานได้ 15% ในขณะเดียวกันก็ช่วยเพิ่มความแม่นยำด้านมิติในชิ้นส่วนที่ต้องการความทนทานสูง เช่น ขั้วต่อทางการแพทย์
หุ่นยนต์หกแกนทำการติดฉลากในแม่พิมพ์และวางชิ้นส่วนใส่ได้ด้วยความเที่ยงตรง 0.01 มม. ทำให้ไม่จำเป็นต้องดำเนินการขั้นตอนรองสำหรับเปลือกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อผู้บริโภค หุ่นยนต์ร่วมทำงาน (โคบอท) จัดการงานหลังกระบวนการ เช่น การตัดร่องเกต ซึ่งสร้างของเสียลดลง 30% เมื่อเทียบกับวิธีการแบบแมนนวล
เซลล์การผลิตแบบไร้ไฟแสง (lights-out) ที่ใช้การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์ สามารถบรรลุเวลาการทำงานของเครื่องจักรได้ 92% และลดการใช้พลังงานลง 22% ผ่านการควบคุมการจ่ายพลังงานอย่างชาญฉลาด ระบบเหล่านี้ปรับแรงยึดและการฉีดเข้าแม่พิมพ์โดยอิงจากข้อมูลความหนืดของวัสดุแบบเรียลไทม์
โรงงานขั้นสูงสามารถกู้คืนน้ำเย็นได้ 95% และวัสดุที่ปล่อยทิ้งได้ 88% โดยผ่านระบบกรองแบบรวมศูนย์ การตรวจสอบคุณสมบัติการไหลของวัสดุแบบเรียลไทม์ ทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนผสมของวัสดุรีไซเคิลมีค่าความแปรปรวนของการไหลละลายไม่เกิน 5% — ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นต่อคุณภาพที่สม่ำเสมอในผลิตภัณฑ์ที่ใช้วัสดุรีไซเคิล เช่น ฝาปิดบรรจุภัณฑ์
บทความนี้พูดถึงเครื่องฉีดขึ้นรูปแบบไฮดรอลิก เครื่องไฟฟ้า และเครื่องไฮบริด โดยเน้นประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความแตกต่างในการดำเนินงาน
การออกแบบแม่พิมพ์อย่างแม่นยำสามารถลดการเกิดแฟลชและการเติมล้นได้อย่างมาก ซึ่งช่วยลดของเสียจากวัสดุได้สูงสุดถึง 60%
การตรวจสอบแบบเรียลไทม์โดยใช้ระบบ PLC ขั้นสูง ทำให้สามารถปรับอุณหภูมิของเม็ดพลาสติกที่หลอมละลายและเวลาไซเคิลได้ ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานต่อชิ้นงานได้สูงสุดถึง 22%
การใช้วัสดุรีไซเคิลช่วยลดการพึ่งพาสารตั้งต้นใหม่ ลดต้นทุน และสนับสนุนความยั่งยืน แม้จะยังคงมีความท้าทายสำหรับการใช้งานที่ต้องการสมรรถนะสูง
การใช้ระบบอัตโนมัติช่วยให้วงจรการทำงานสม่ำเสมอ ลดข้อผิดพลาดจากมนุษย์ และทำให้สามารถผลิตอย่างยั่งยืนตลอด 24/7 ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมากและลดของเสีย
ข่าวเด่น2024-04-25
2024-03-06
2024-03-06
2024-03-06
2024-03-06
2024-08-09