Friday, May 17Modern Manufacturing
×

ตรวจสอบพารามิเตอร์ภายในแม่พิมพ์ได้แบบเรียลไทม์ด้วย ‘เซนเซอร์แบบฟิล์มบาง’

การฉีดขึ้นรูปชิ้นส่วนพลาสติกเป็นกระบวนการผลิตที่มีการควบคุมเข้มงวดมากที่สุด พารามิเตอร์ต่าง ๆ ทั้งอุณหภูมิและความดันที่กำหนดภายในโพรงเป็นตัวกำหนดคุณภาพชิ้นงาน การตรวจสอบที่ดีที่สุด คือ การติดเซนเซอร์ภายในโพรงแม่พิมพ์ตามจุดต่าง ๆ โดยเก็บข้อมูลความดันและอุณหภูมิแบบเรียลไทม์และนำไปประมวลผลเพื่อบ่งบอกจุดที่ต้องปรับเปลี่ยนแก้ไขได้ในทันที 

ในบทความนี้จะกล่าวถึงสถาบัน Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST ที่ได้พัฒนา ‘เซนเซอร์แบบฟิล์มบาง’ (Thin Film Sensor) เพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าว

ตรวจสอบพารามิเตอร์ภายในแม่พิมพ์ได้แบบเรียลไทม์ด้วย ‘เซนเซอร์แบบฟิล์มบาง’

With this sensor, which was developed at the Fraunhofer IST, the injection moulding of plastic parts in the mould can be recorded in real time in order to initiate corrections if necessary. The system can be seen at the upcoming Hannover Messe.

การฉีดขึ้นรูปชิ้นส่วนพลาสติกในแม่พิมพ์สามารถบันทึกได้แบบเรียลไทม์เพื่อดำเนินการแก้ไขได้ทันท่วงที ด้วยเซนเซอร์แบบฟิล์มบางที่ได้รับการพัฒนาโดยสถาบัน Fraunhofer IST และพบกับระบบนี้ได้ในงาน Hannover Messe ที่กำลังจะมาถึง

(ที่มา: Fraunhofer IST / U. Balhorn)

การผลิตชิ้นส่วนพลาสติกที่ประหยัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยใช้เครื่องแม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปและเครื่องมือที่เหมาะสมจำเป็นต้องมีกระบวนการที่เชื่อถือได้ในระดับสูง ต้องมีการบันทึกและตรวจสอบพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องอย่างแม่นยำ เช่น เส้นโค้งของอุณหภูมิและความดัน เป็นต้น

ในงาน Hannover Messe ที่จะจัดขึ้นในวันที่ 22-26 เมษายน 2024 นี้ Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST จะนำเสนอระบบรวบรวมข้อมูลแบบเรียลไทม์ที่สามารถนำมาใช้โดยตรงในกระบวนการทำงานผ่านเซนเซอร์ฟิล์มบางที่นำมาบูรณาการรวมกันได้และทนต่อการสึกหรอ โดยมีคุณสมบัติพิเศษ คือ ระบบเซนเซอร์หลายฟังก์ชันที่ทนต่อ Tribology (คือ ศาสตร์แห่งการสึกหรอ แรงเสียดทาน และการหล่อลื่น) บนพื้นผิวเครื่องมือ ทำให้สามารถวัดบริเวณที่รับโหลดสำคัญได้

ตรวจสอบพารามิเตอร์ภายในแม่พิมพ์ได้แบบเรียลไทม์ด้วย ‘เซนเซอร์แบบฟิล์มบาง’

เซนเซอร์สำหรับตรวจสอบอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นของข้อต่อสวมเร็ว (Multi Coupler)

(ที่มา: Fraunhofer IST)

การบันทึกรูปทรงส่วนประกอบระหว่างกระบวนการพัฒนาแบบเรียลไทม์

ตัวอย่างหนึ่งในการพัฒนาระบบเซนเซอร์แบบฟิล์มบางหลายฟังก์ชันที่นำไปใช้กับเม็ดมีดแม่พิมพ์แบบเปลี่ยนได้ นักวิจัยของ IST อธิบายไว้ว่า การออกแบบเซนเซอร์ที่ดัดแปลงเป็นพิเศษมีจุดตรวจวัดทั้งหมด 13 จุด ทำให้สามารถวัดการแก้ไขเชิงพื้นที่ (Spatial Resolved Measurement) ของพลาสติกหลอมละลายที่ไหลด้านหน้าได้ทั้งหมด เมื่อถูกกดผ่านโพรงแม่พิมพ์ เซนเซอร์ที่ทนต่ออุณหภูมิจะกระจายไปในลักษณะที่กำหนดไว้ตามรูปทรงส่วนประกอบที่วัดได้ ข้อมูลการวัดที่ได้จะถูกอ่านค่าแบบเรียลไทม์ด้วยหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับให้เข้ากับเซนเซอร์โดยเฉพาะและนำไปประมวลผลโดยตรง ช่วยให้ทราบถึงข้อผิดพลาดหรือสิ่งที่อาจเป็นจุดอ่อนได้ในทันที และสามารถดำเนินการแก้ไขหรือปรับเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็ว อัลกอริธึม Machine Learning ที่นำมาใช้บนอุปกรณ์ต้นทาง (Edge Device) สามารถกำหนดคุณภาพส่วนประกอบได้อย่างน่าเชื่อถือ ผลของการวิเคราะห์ข้อมูลจะส่งออกมาเป็นสัญญาณสีในระบบ ก่อนที่แม่พิมพ์จะเปิดขึ้นมาใหม่อีกครั้งหลังกระบวนการฉีดขึ้นรูปเพื่อผลักส่วนประกอบออกมา

เซนเซอร์แบบฟิล์มบางเป็นหนึ่งในเซนเซอร์ภายในโพรงแม่พิมพ์ นอกจากนี้ยังมีเซนเซอร์ประเภทอื่น ๆ อีกดังแผนภาพด้านล่าง

Sensors 19 03551 g001 550

ประเภทของเซนเซอร์ภายในโพรงแม่พิมพ์ (ที่มา: mdpi.com)

หากสนใจค้นคว้าข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ In-Mold Sensor สามารถอ่านบทความได้ในลิงก์ด้านล่าง (บทความเป็นภาษาอังกฤษ)

https://www.mdpi.com/1424-8220/19/16/3551

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827123007801

Kasiwoot T.
READ MORE
×