คุณเคยเจอปัญหาน่ารำคาญแบบนี้ไหม ตอนที่กำลังขึ้นรูปชิ้นส่วนภายในรถยนต์ด้วยวิธีโฟมมอร์ฟิ้ง? เมื่อคุณดึงชิ้นส่วนออกมาจากแม่พิมพ์ มันก็จะเกิดการบิดเบี้ยว ไม่สามารถใส่เข้าไปได้อย่างพอดี
มันน่าหงุดหงิดมาก โดยปกติแล้ว ปัญหานี้เกิดจากวัสดุยังคงมีความเครียดภายในอยู่จากกระบวนการอุ่นวัสดุ ก็เหมือนกับว่าพลาสติกมี “ความทรงจำ” เกี่ยวกับรูปร่างเดิมของมัน และพยายามกลับไปสู่รูปร่างนั้นอีกครั้ง
เราแก้ปัญหานี้ด้วยการควบคุมอุณหภูมิด้วยรังสีอินฟราเรดแบบแบ่งโซน แทนที่จะใช้ความร้อนกับชิ้นส่วนทั้งหมด เราจะกำหนดความร้อนไปที่จุดที่ต้องการเท่านั้น วิธีนี้จะช่วยให้ชิ้นส่วนมีรูปร่างที่แน่นอน และมีความแม่นยำสูง โดยไม่มีปัญหาอื่นๆ
ทำไมการใช้ความร้อนแบบ “หนึ่งขนาดเหมาะกับทุกอย่าง” ถึงไม่ได้ผล
จริงๆ แล้ว การใช้ความร้อนแบบเท่ากันทั่วทั้งชิ้นส่วนนั้นเป็นวิธีที่ไม่ดีเลย ลองนึกถึงชิ้นส่วนภายในรถยนต์ที่มีโครงสร้างซับซ้อนดูสิ มีส่วนที่หนาและส่วนที่บาง ส่วนที่หนาจะดูดซับความร้อนได้ช้า ในขณะที่ส่วนที่บางอาจร้อนเกินไปได้ในเวลาอันรวดเร็ว หากเราใช้ความร้อนกับทั้งสองส่วนเหมือนกัน ก็จะเกิดการบิดเบี้ยวของชิ้นส่วน
เราจึงใช้เครื่องกำเนิดรังสีอินฟราเรดแบบแบ่งโซน เพื่อส่งพลังงานไปยังส่วนที่หนามากขึ้น และลดความร้อนที่ส่วนที่บางลง วิธีนี้จะช่วยให้ส่วนกลางของพลาสติกมีอุณหภูมิที่เหมาะสม โดยไม่ทำให้พื้นผิวร้อนเกินไป เมื่อความร้อนและการระบายความร้อนเหมาะสม ความเครียดภายในวัสดุก็จะหายไป และชิ้นส่วนก็จะอยู่ในรูปร่างที่แน่นอน
เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลัง
เราใช้เครื่องกำเนิดรังสีอินฟราเรดแบบคลื่นสั้นและคลื่นกลาง เพราะมันสามารถส่งพลังงานเข้าไปในพลาสติกได้เร็วกว่าวิธีการระบายความร้อนแบบปกติ วิธีนี้ทำให้กระบวนการผลิตเร็วขึ้นมาก และนั่นก็หมายความว่าเวลาในการผลิตก็จะลดลงด้วย
เพื่อให้วิธีนี้ได้ผล เราจะใช้ตัวควบคุม PID สำหรับแต่ละโซน คุณสามารถปรับแต่งแต่ละหลอดไฟให้เหมาะสมกับรูปร่างของชิ้นส่วนได้
แต่คุณต้องระวังด้วย หากหลอดไฟมีความไม่สม่ำเสมอ หรือแรงดันไฟฟ้าไม่สมดุล ก็จะเกิดจุดร้อนขึ้น จุดร้อนเหล่านี้จะทำให้ผนังของชิ้นส่วนบางลง ซึ่งนั่นก็หมายความว่าชิ้นส่วนนั้นจะไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป
ข้อเสียของวิธีนี้
แน่นอนว่าวิธีนี้ไม่ใช่วิธีที่สมบูรณ์แบบเสมอไป การควบคุมแบบแบ่งโซนจะทำให้ระบบสายไฟและตู้ควบคุมมีขนาดใหญ่ขึ้น คุณไม่สามารถใช้สวิตช์เพียงอันเดียวได้อีกต่อไป แต่ต้องจัดการกับระบบไฟฟ้าหลายระบบ
นอกจากนี้ เครื่องกำเนิดรังสีอินฟราเรดแบบความหนาแน่นสูงก็จะก่อให้เกิดความร้อนส่วนเกินมากมาย หากการระบายอากาศในโรงงานไม่ดีพอ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ก็อาจเสียหายได้เนื่องจากความร้อนส่วนเกิน
แต่เมื่อคุณจัดการเรื่องการระบายอากาศได้ดีแล้ว ชิ้นส่วนก็จะมีความมั่นคง และความเครียดภายในวัสดุก็จะหายไป