กระบวนการและเทคนิคการขัดแม่พิมพ์
การขัดเงาเป็นขั้นตอนสำคัญและเป็นขั้นตอนสุดท้ายในการผลิตแม่พิมพ์ เนื่องจากผลิตภัณฑ์พลาสติกมีการใช้กันมากขึ้นในอุตสาหกรรมต่างๆ จึงมีความต้องการมาตรฐานด้านสุนทรียศาสตร์ที่สูงขึ้นด้วย ดังนั้นคุณภาพการขัดพื้นผิวของโพรงแม่พิมพ์พลาสติกจึงต้องปรับปรุงตามไปด้วย แม่พิมพ์ที่ต้องการการขัดเงาแบบกระจกหรือพื้นผิวมันวาวสูง-ต้องการความหยาบของพื้นผิวที่ละเอียดยิ่งขึ้น ซึ่งยกระดับมาตรฐานสำหรับงานขัดเงา
การขัดเงาไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มรูปลักษณ์ของส่วนประกอบ แต่ยังปรับปรุงการกัดกร่อนและความต้านทานการสึกหรออีกด้วย ช่วยให้กระบวนการฉีดขึ้นรูปในเวลาต่อมาง่ายขึ้นโดยทำให้ชิ้นส่วนถอดประกอบได้ง่ายขึ้นและลดรอบเวลาการผลิต
ปัจจุบันวิธีการขัดที่ใช้กันทั่วไปมีดังนี้:
1. การขัดแบบกลไก
การขัดเงาด้วยกลไกช่วยขจัดส่วนที่ยื่นออกมาของพื้นผิวโดยการตัดหรือการเสียรูปพลาสติกเพื่อให้ได้พื้นผิวที่เรียบ โดยทั่วไปจะใช้หินน้ำมัน ล้อขนสัตว์ กระดาษทราย ฯลฯ และทำด้วยมือเป็นหลัก ชิ้นส่วนที่มีรูปร่างพิเศษ- เช่น ตัวแบบหมุนสามารถขัดเงาได้ด้วยเครื่องมือเสริม เช่น แท่นแบบหมุนได้ สำหรับการตกแต่งพื้นผิวคุณภาพสูง- สามารถใช้เทคนิคการขัดเงาแบบพิเศษ-ได้ สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับเครื่องมือเจียรแบบพิเศษที่หมุนด้วยความเร็วสูงในสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ซึ่งทำให้ได้ความหยาบของพื้นผิวจนถึง Ra0.008μm - สูงที่สุดในบรรดาวิธีการขัดเงา การขัดแม่พิมพ์ด้วยแสงมักใช้วิธีนี้
(1) ขั้นตอนพื้นฐานของการขัดเงาด้วยกลไก
เพื่อให้ได้ผลการขัดเงาคุณภาพสูง- ปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือเครื่องมือคุณภาพสูง- เช่น หินน้ำมัน กระดาษทราย และเพสต์เพชร การเลือกขั้นตอนการขัดเงาขึ้นอยู่กับสภาพการตัดเฉือนก่อนหน้า - การกัด, EDM, การเจียร ฯลฯ
ขั้นตอนการขัดเงาด้วยกลไกทั่วไป:
1 การขัดหยาบ:
หลังจากการกัด EDM หรือการเจียร ให้ใช้เครื่องขัดพื้นผิวแบบหมุน (35,000–40,000 รอบต่อนาที) หรือเครื่องเจียรอัลตราโซนิก โดยทั่วไปแล้ว ล้อขนาด Φ3 มม. WA #400 จะขจัดชั้น EDM สีขาวออก ตามด้วยน้ำมันบดหินด้วยมือ โดยใช้น้ำมันก๊าดเป็นสารหล่อลื่นหรือสารหล่อเย็น ลำดับทั่วไปคือ: #180 → #240 → #320 → #400 → #600 → #800 → #1000 ผู้ผลิตบางรายเริ่มต้นโดยตรงจาก #400 เพื่อประหยัดเวลา
2 การขัดผิวกึ่ง-:
ใช้กระดาษทรายและน้ำมันก๊าด: #400 → #600 → #800 → #1000 → #1200 → #1500 หมายเหตุ: #1500 เหมาะสำหรับเหล็กชุบแข็งเท่านั้น (มากกว่า 52HRC) การใช้กับเหล็กชุบแข็งก่อน-อาจทำให้พื้นผิวไหม้ได้
3 การขัดเงาขั้นสุดท้าย:
ใช้กากเพชร. ลำดับทั่วไปของล้อผ้าขัดเงาและเพชรเพสต์คือ: 9μm (#1800) → 6μm (#3000) → 3μm (#8000)
จากนั้น ใช้สักหลาดและเพชรเพสต์: 1μm (#14000) → 1/2μm (#60000) → 1/4μm (#100000)
การขัดด้วยสารกัดกร่อนขนาด 1μm หรือละเอียดกว่าควรทำในห้องขัดเงาที่สะอาด เพื่อความแม่นยำที่สูงขึ้น สภาพแวดล้อมที่ปราศจากฝุ่น-ถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากอนุภาค เช่น ฝุ่น รังแค หรือหยดน้ำลายสามารถทำลายงานที่ละเอียดอ่อนได้หลายชั่วโมง
(2) เคล็ดลับสำหรับการขัดเงาด้วยกลไก
Ⅰ. การขัดกระดาษทราย:
ใช้ไม้เนื้ออ่อนหรือแท่งไม้ไผ่จับกระดาษทราย ไม้เนื้ออ่อนจะดีกว่าสำหรับพื้นผิวโค้ง ในขณะที่ไม้เนื้อแข็งเช่นเชอร์รี่จะดีกว่าสำหรับพื้นผิวเรียบ ปั้นปลายแท่งให้เข้ากับชิ้นงานเพื่อป้องกันรอยขีดข่วน
เปลี่ยนทิศทางการขัด 45 องศา –90 องศาระหว่างขนาดกรวดต่างๆ เพื่อให้มองเห็นรอยขัดก่อนหน้าและถอดออกได้
ทำความสะอาดพื้นผิวด้วยสำลีและแอลกอฮอล์ 100% ก่อนที่จะเปลี่ยนกรวดหรือเปลี่ยนเป็นไดมอนด์เพสต์ แม้แต่อนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนขนาดเล็กก็สามารถทำลายขั้นตอนการขัดเงาครั้งต่อไปได้
เมื่อใช้กระดาษทราย #1200 หรือ #1500 ให้ใช้แรงกดเบา ๆ และวิธีการขัดสอง-ขั้นตอน: ขัดสองทิศทางต่อกรวด โดยหมุน 45 องศา –90 องศาในแต่ละครั้ง
Ⅱ. การขัดเพชร:
ใช้แรงกดเบาๆ โดยเฉพาะสำหรับ-เหล็กชุบแข็งและเพสต์ที่ละเอียดกว่า ความดันโดยทั่วไปสำหรับ #8000 อยู่ที่ประมาณ 100–200 กรัม/ซม.² ใช้แท่งไม้อ่อนที่มีด้ามจับบางหรือแท่งไม้ไผ่ที่มีรอยบากเพื่อควบคุมแรงกด
ทั้งพื้นผิวการทำงานและมือต้องสะอาด
รักษาเวลาในการขัดให้สั้นเพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง เช่น "เปลือกส้ม" หรือ "เป็นรูพรุน"
หลีกเลี่ยง-วิธีการสร้างความร้อน เช่น ล้อขัด ความร้อนอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องที่พื้นผิวได้
หลังจากขัดเงาแล้ว ให้ทำความสะอาดพื้นผิวให้สะอาดและทาเคลือบป้องกันสนิม-
การขัดเงาส่วนใหญ่จะต้องใช้แรงคน ดังนั้นทักษะของช่างเทคนิคจึงยังคงเป็นปัจจัยสำคัญ นอกจากนี้ คุณภาพของวัสดุ สภาพพื้นผิวก่อนการขัด- และการบำบัดความร้อน ต่างก็ส่งผลต่อผลลัพธ์ ความแข็งสม่ำเสมอและความช่วยเหลือในองค์ประกอบ การเจือปนและรูพรุนในเหล็กสามารถขัดขวางการขัดเงาได้
(3) ผลของความแข็งต่อการขัดเงา
ความแข็งที่สูงขึ้นจะทำให้การขัดเงายากขึ้น แต่ส่งผลให้ความหยาบลดลง นอกจากนี้ยังช่วยลดความเสี่ยง-ในการขัดเงามากเกินไปแต่ต้องใช้เวลาเพิ่มขึ้น
(4) ผลกระทบของสภาพพื้นผิว
การตัดเฉือนที่ไม่เหมาะสม (ความเค้นในการตัด, EDM) อาจทำให้พื้นผิวเสียหายและส่งผลต่อความสามารถในการขัดเงาได้ พื้นผิว EDM ขัดได้ยากกว่าพื้นผิวที่ผ่านการขัดหรืออบด้วยความร้อน- การดำเนินการ EDM ให้เสร็จสิ้นจะต้องหลีกเลี่ยงการสร้างชั้นที่แข็งตัว การตกแต่ง EDM ที่ไม่ดีอาจทำให้ชั้นที่แข็งตัวมีความลึกถึง 0.4 มม. ซึ่งจะต้องกำจัดออกด้วยการเจียรหยาบเพื่อเตรียมพื้นผิวที่สอดคล้องกัน
2. การขัดด้วยสารเคมี
ซึ่งเกี่ยวข้องกับการละลายส่วนที่ยื่นออกมาของพื้นผิวด้วยกล้องจุลทรรศน์ในสารละลายเคมีเพื่อทำให้พื้นผิวเรียบ ข้อดี: ไม่มีอุปกรณ์ที่ซับซ้อน มีประสิทธิภาพสำหรับรูปทรงที่ซับซ้อนและหลายชิ้นส่วนพร้อมกัน คีย์: สูตรสารละลายเคมี โดยทั่วไปความหยาบจะมีหน่วยเป็นสิบไมครอน
3. การขัดด้วยไฟฟ้า
คล้ายกับการขัดด้วยสารเคมีแต่ใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อกำจัดปฏิกิริยาแคโทดและปรับปรุงผลลัพธ์
สองขั้นตอน:
① การปรับระดับด้วยตาเปล่า:ปรับปรุงรูปทรงของพื้นผิว (Ra > 1μm)
② การปรับให้เรียบแบบไมโคร-:ความสว่างจะดีขึ้นภายใต้โพลาไรซ์ขั้วบวก (Ra < 1μm)
4. การขัดด้วยอัลตราโซนิก
ชิ้นงานจะถูกวางในสารแขวนลอยที่มีฤทธิ์กัดกร่อนภายในสนามอัลตราโซนิก การสั่นทำให้เกิดสารกัดกร่อนขัดพื้นผิว มันทำให้เกิดการเสียรูปน้อยที่สุดแต่ต้องใช้เครื่องมือที่ซับซ้อน สามารถใช้ร่วมกับวิธีทางเคมีหรือเคมีไฟฟ้าเพื่อผลลัพธ์ที่ดีกว่า - อัลตราซาวนด์ช่วยปรับปรุงการผสมสารละลายและขจัดผลิตภัณฑ์ที่ละลายอยู่
5. การขัดของเหลว
ใช้การไหลของของเหลวความเร็วสูง-พร้อมอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเพื่อขัดพื้นผิว วิธีการ: การขัดด้วยพลังเจ็ท, การขัดด้วยฟลูอิดเจ็ต, การเจียรแบบไดนามิกของไหล สารกัดกร่อนจะแขวนลอยอยู่ในของเหลวที่ขับเคลื่อนด้วย-ความหนืดต่ำและแรงดัน- สารกัดกร่อนทั่วไป: ผงซิลิกอนคาร์ไบด์
6. การขัดด้วยแม่เหล็ก
สารกัดกร่อนแม่เหล็กจะสร้าง "แปรง" ใต้สนามแม่เหล็กเพื่อขัดพื้นผิว วิธีการนี้มีประสิทธิภาพ ให้ผลลัพธ์คุณภาพสูง- และควบคุมได้ง่าย สามารถรับความหยาบของพื้นผิวได้ละเอียดถึง Ra 0.1μm
หมายเหตุสุดท้าย
ในการแปรรูปแม่พิมพ์พลาสติก "การขัด" มักหมายถึงการตกแต่งกระจกซึ่งแตกต่างจากการขัดพื้นผิวทั่วไป มันไม่เพียงต้องการการขัดเงาเท่านั้น แต่ยังต้องการความเรียบ ความเรียบ และความแม่นยำทางเรขาคณิตสูงอีกด้วย
มาตรฐานการตกแต่งผิวกระจก (ตามความหยาบ Ra):
อ่าว=รา 0.008μm
อ1=รา 0.016μm
อ3=รา 0.032μm
อ4=รา 0.063μm
เนื่องจากวิธีการต่างๆ เช่น การขัดด้วยไฟฟ้าหรือการขัดด้วยของเหลวไม่สามารถควบคุมรูปร่างได้อย่างแม่นยำ และวิธีการต่างๆ เช่น การขัดด้วยสารเคมี อัลตราโซนิก และแม่เหล็ก ไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านคุณภาพพื้นผิวที่ละเอียดเป็นพิเศษ-ได้การขัดเงาด้วยกลไกยังคงเป็นวิธีการหลักเพื่อการตกแต่งกระจกแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำ
