7.มาตรการติดตั้งเครื่องฉีดพลาสติกแบบใช้ไฟฟ้าทั้งหมด (All Electric Injection Machine)

1) หลักการทำงานของเทคโนโลยี

เครื่องฉีดพลาสติกชนิดใช้ไฟฟ้าทั้งหมด (All Electric Injection Machine) เป็นเครื่องฉีดพลาสติกที่มีการใช้ Servo Motor ร่วมกับ Pulley เพื่อใช้ขับ Ball Screw มาทำหน้าที่แทนระบบไฮดรอลิก ที่ใช้น้ำมันในการเพิ่มแรงดันในการฉีดพลาสติกทำให้ช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในส่วนของมอเตอร์ขับปั๊มระบบไฮดรอลิก  อีกทั้งยังสามารถช่วยเพิ่มผลผลิตได้มากกว่าเครื่องฉีดพลาสติกแบบเดิม ส่วนประกอบการทำงานของเครื่องฉีดพลาสติกชนิด All Electric ประกอบด้วย

000022

  1. ส่วนชุดฉีด จะทำหน้าที่ดึงพลาสติกเข้าสู่กระบอกฉีด หลอมเหลวและส่งพลาสติกเหลวไปที่หัวฉีด และทำหน้าที่ในการฉีดและรักษาความดันย้ำ ซึ่งจะมีส่วนประกอบพื้นฐานดังต่อไปนี้ คือ หัวฉีด (Nozzle) สกรู กระบอกฉีด แผ่นความร้อน (Heater) กรวยเติมพลาสติก (Hopper) และ Servo Motor ที่ใช้ขับ Ball Screw

000033ชุด Servo Motor กับ ชุดควบคุมความเร็วรอบ

 

  1. ส่วนชุดปิด – เปิดแม่พิมพ์ ทำหน้าที่ในการยึดแม่พิมพ์ทั้งสองส่วน เลื่อนปิด – เปิดแม่พิมพ์ ให้แรงในการปิดล็อคแม่พิมพ์หล่อเย็นชิ้นงานฉีดพลาสติกและปลดชิ้นงานออกจากแม่พิมพ์ประกอบไปด้วยแผ่นยึดแม่พิมพ์ซึ่งมีส่วนที่เคลื่อนที่และอยู่กับที่ เพลานำเลื่อน ระบบขับเคลื่อนปิด – เปิดแม่พิมพ์ และแผ่นยึดระบบขับเครื่อง
  1. ส่วนฐานของเครื่องฉีด ทำหน้าที่คอยรับน้ำหนักของชุดฉีด และชุดปิด-เปิดแม่พิมพ์ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ยึดติดอุปกรณ์ทั้งหมดในเครื่อง โดยส่วนใหญ่แล้วตัวฐานเครื่องจะทำด้วยเหล็กเหนียวที่เชื่อมประกอบเข้าเป็นฐานเครื่องเพื่อความแข็งแรง และสามารถรับน้ำหนักมากๆได้ดี

000044

ชุด Servo Motor และ Ball Screw

จากรูปจะเห็นได้ว่าเครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric  จะมีระบบที่ไม่ซับซ้อนมากและขนาดของเครื่องจะเล็กกว่าเครื่องฉีดแบบไฮดรอลิก ประมาณ 25% และไม่ต้องใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ  ทำให้ช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าได้มากกว่าระบบเดิม

การใช้เครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric  ในกระบวนการผลิต

จากหลักการทำงานของเครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric ที่เป็นระบบที่มีการใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดโดยที่ไม่มีการใช้ระบบไฮดรอลิกเข้ามาเกี่ยวข้องนั้น จะสามารถช่วยเพิ่มผลผลิตได้มากกว่าระบบเดิมเนื่องจาก  มีการทำงานที่รวดเร็วกว่า ประหยัดพื้นที่การใช้งาน ช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้า โดยในกระบวนการฉีดพลาสติก (Injection Molding) พลังงานสวนใหญที่ใชกวารอยละ 90 จะเปนคาใชจายดานไฟฟานอกจากนี้ พลังงานที่เหลืออีกประมาณรอยละ 5-10 ของพลังงานทั้งหมดจะถูกใชไปกับขั้นตอน การตัดตกแตงชิ้นงานผลิตภัณฑ์

2) การใช้ทดแทนเทคโนโลยีเดิม

เครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric  สามารถเข้ามาใช้แทนเครื่องฉีดพลาสติกแบบระบบไฮดรอลิก ได้โดยที่ไม่มีผลกระทบต่อกระบวนการผลิตแบบเดิมอีกทั้งยังช่วยเพิ่มผลผลิตและลดการสูญเสียของผลิตภัณฑ์ระหว่างการผลิตเนื่องจากมีระบบควบคุมการทำงานที่ดีกว่าระบบเดิม

3) ศักยภาพการประหยัดพลังงาน

จากผลการวิเคราะห์การใช้พลังงานของเครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric  เปรียบเทียบกับเครื่องฉีดพลาสติกแบบไฮดรอลิก เครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric  มีศักยภาพในการประหยัดพลังงาน  50-70%  โดยสามารถประเมินจากพลังงานไฟฟ้าที่ลดลงจากระบบไฮดรอลิกเดิมที่ใช้

การเปรียบเทียบการใช้พลังงานไฟฟ้าของเครื่องฉีดพลาสติกแบบ Hydraulic กับ All Electric

000055000066

แสดงเปรียบเทียบการใช้พลังงานไฟฟ้าในการฉีดพลาสติก (Hydraulic vs All Electric) ที่มา www.mhiinj.com

จากรูปแสดงให้เห็นขั้นตอนการทำงานของเครื่องฉีดพลาสติกแบบ Hydraulic และ All Electric ขนาดกำลังการผลิต 500 ตัน ในขั้นตอนของการฉีดพลาสติกจะพบว่า กำลังไฟฟ้าที่ใช้ในกระบวนการฉีดพลาสติกของเครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric จะมีการใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่าเครื่องฉีดพลาสติกแบบ Hydraulic อยู่ที่ประมาณ 60%

สรุปการเปรียบเทียบการใช้งานเครื่องฉีดพลาสติกแบบ Hydraulic และ All Electric

  • เครื่องฉีดพลาสติกแบบ Hydraulic จะมีการใช้พลังงานไฟฟ้าอยู่ 2 ส่วนด้วยกันคือ มอเตอร์ขับปั๊มไฮโดรลิกและชุด Heater ไฟฟ้า โดยพลังงานไฟฟ้าที่ใช้มากที่สุดของเครื่องฉีดพลาสติกแบบ Hydraulic จะอยู่ที่มอเตอร์ขับปั๊มไฮโดรลิก ซึ่งจะทำงานอยู่ตลอดเวลาที่มีการใช้งานซึ่งจะต้องมีการใช้น้ำเพื่อระบายความร้อนออกจากระบบ
  • เครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric จะมีการใช้พลังงานไฟฟ้าอยู่ 2 ส่วนด้วยกันคือ Servo Motor และชุด Heater ไฟฟ้า ซึ่งจะไม่มีการใช้น้ำมันไฮโดรลิกในระบบ โดยพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในส่วนของ Servo Motor ในการขับ Ball Screw จะใช้พลังงานน้อยกว่าการใช้มอเตอร์ขับปั๊มไฮโดรลิกและไม่ต้องใช้น้ำระบายความร้อนออกจากระบบ

การเปรียบเทียบอัตราการฉีดพลาสติกของเครื่องฉีดพลาสติกแบบ Hydraulic กับ All Electric

000077

ตารางการเปรียบเทียบอัตราการฉีดพลาสติกของเครื่องฉีดพลาสติกแบบ Hydraulic กับ All Electric

จากรูปข้างบน เป็นการเปรียบเทียบอัตราการฉีดพลาสติกของเครื่องฉีดพลาสติกแบบ Hydraulic กับ All Electric พบว่า อัตราการฉีดพลาสติกที่เวลาเท่ากัน  เครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric จะฉีดพลาสติกได้ในปริมาณที่มากกว่าเครื่องฉีดแบบ Hydraulic ดังนั้นเครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric นอกจากจะใช้พลังงานน้อยกว่าเครื่องฉีดพลาสติกแบบHydraulic แล้วยังสามารถเพิ่มปริมาณการผลิตได้มากยิ่งขึ้น

 

4) สภาพที่เหมาะสมกับการใช้เทคโนโลยี

เนื่องจากเครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric จะเป็นการใช้ Servo Motor ทั้งหมดและไม่มีการใช้มอเตอร์ในการขับปั๊มน้ำมันในระบบไฮโดรลิกจึงไม่มีคราบหรือละอองของน้ำมันในการฉีดพลาสติก  ดังนั้นการใช้งานจึงเหมาะสมกับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความสะอาดสูง ประเภทเครื่องเวชภัณฑ์ต่างๆ ในอุตสาหกรรมยาและอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม  โดยการใช้เครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric ในกระบวนการผลิตแทนระบบเดิมจะสามารถช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในภาพรวมลงได้

 

5) กลุ่มเป้าหมายการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี

กลุ่มของโรงงานอุตสาหกรรมที่สามารถประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ ได้แก่

  • โรงงานอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม
  • โรงงานอุตสาหกรรมเคมี (ผลิตเวชภัณฑ์ยา)

 

6) ระยะเวลาคืนทุนของเทคโนโลยี                                                               

จากข้อมูลกรณีศึกษาของ เครื่องฉีดพลาสติกแบบ All Electric  สามารถให้ผลประหยัดซึ่งมีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 2 – 4 ปี  ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดและกำลังการผลิต