ทำไมค่าการไหลของของเหลวของ PP กับ PA6 จึงเทียบกันตรง ๆ ไม่ได้

ฝ่ายจัดซื้อส่งคำถามมาหนึ่งประโยคว่า "มีชิ้นนี้ค่าการไหลของของเหลวเท่าไหร่"

คำถามนี้ เราโดยทั่วไปไม่ตอบตรง ๆ ไม่ใช่เพราะเก็บข้อมูลไว้ แต่เพราะตัวคำถามเองขาดข้อมูลไปครึ่งหนึ่ง

การรายงานตัวเลขการไหลของของเหลวเพียงตัวเลขเดียว อาจหมายถึงคนละเรื่องกันสองเรื่องโดยสิ้นเชิง

สามข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดในการคุยกันจริง ๆ มีดังนี้

ข้อที่ 1: เปรียบเทียบตัวเลขข้ามวัสดุ

มาตรฐานการทดสอบการไหลของของเหลว (MFR) คือ ASTM D1238 หลักการทดสอบไม่ซับซ้อน ตรึงอุณหภูมิ ตรึงแรงกด บีบวัสดุออกจากปากแม่พิมพ์มาตรฐาน แล้วชั่งน้ำหนักที่บีบออกมาใน 10 นาที

แต่อุณหภูมิไม่ได้ถูกกำหนดไว้คงที่ วัสดุแต่ละชนิดมีอุณหภูมิทดสอบของตัวเอง

ดูจากข้อมูลจำเพาะของเราเอง:

PP ทดที่ 230℃, PA6 ทดที่ 235℃, PC/ABS ทดที่ 265℃, PA66 ทดที่ 275℃, PC ทดที่ 300℃

ยิ่งอุณหภูมิสูง ความสามารถในการเคลื่อนที่ของโซ่พอลิเมอร์ยิ่งสูง วัสดุจะถูกบีบออกมาเร็วขึ้นภายใต้แรงกดเท่าเดิม ตัวเลขที่อ่านได้จึงมีค่ามากขึ้น

การเอาตัวเลขการไหลของของเหลวของ PA6 มาเทียบกับของ PP จึงไม่ได้เทียบความสามารถในการไหล แต่เป็นการเทียบอุณหภูมิการทดสอบ

ถ้าจะเทียบความสามารถในการไหลข้ามวัสดุ ต้องแปลงมาอยู่ที่อุณหภูมิเดียวกัน หรือใช้ตัวชี้วัดอื่นแทน

ข้อที่ 2: ดูแต่ค่าการไหล ไม่ดูความหนาผนัง

ค่าการไหลของของเหลวเป็นตัวชี้วัดสำหรับชิ้นส่วนบาง

แม่พิมพ์มาตรฐานบางมาก ความหนาผนังประมาณ 0.87 ถึง 1.03 มิลลิเมตร ถ้าชิ้นงานของคุณเป็นชิ้นหนา 3 มิลลิเมตร แรงต้านการไหลจะต่างกันโดยสิ้นเชิง

วัสดุล็อตเดียวกัน ชิ้นเล็กผนังบางเติมแม่พิมพ์ได้ ชิ้นใหญ่ผนังหนาอาจจะเติมไม่ได้หรือแรงดันไม่ขึ้น

เมื่อรายงานค่าการไหล ต้องบอกความหนาผนังไปด้วย ชิ้นหนา 1 มิลลิเมตรกับชิ้นหนา 3 มิลลิเมตร ไม่ได้ต้องการความสามารถในการไหลในระดับเดียวกัน

มีประเด็นที่เกี่ยวเนื่องมาอีกข้อ คือแรงเสียดทานการเฉือน ยิ่งผนังหนายิ่งอัตราการเฉือนต่ำ โซ่พอลิเมอร์อยู่ในแม่พิมพ์นานขึ้น การสลายตัวจึงมากขึ้น วัสดุที่ค่าการไหลสูงกลับทำงานได้ดีกว่าในสภาวะแรงเสียดทานสูง ส่วนวัสดุค่าการไหลต่ำจะเหลืองและเปราะง่ายง่ายในชิ้นหนา

ข้อที่ 3: คิดว่าค่าการไหลยิ่งสูงยิ่งดี

ค่าการไหลสูงแปลว่าไหลได้ดี ซึ่งเป็นเรื่องดี แต่ก็มีต้นทุน

ถ้าไหลมากเกินไป ความแข็งแรงของของเหลวจะลดลง เมื่อความแข็งแรงของของเหลวไม่พอ รอยเชื่อมต่อจะเห็นชัด ความมั่นคงของขนาดจะแย่ลง และการหดตัวอาจเบี่ยงเบนจากค่าที่ออกแบบไว้

สิ่งที่ต้องทำสมดุลจริง ๆ มีสามข้อ

ค่าการไหลสูงพอที่จะเติมแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนได้
ความแข็งแรงของของเหลวสูงพอที่รอยเชื่อมต่อและขนาดจะนิ่ง
การหดตัวอยู่ในช่วงที่ควบคุมได้ เพื่อให้ช่องว่างประกอบพอดี

สามค่านี้ต้องดูพร้อมกัน การเลือกวัสดุจากค่าการไหลอย่างเดียว มักได้วัสดุที่ขึ้นรูปได้แต่ใช้ไม่ดี

วิธีที่ถูกต้องคืออะไร

ขั้นที่หนึ่ง ยืนยันเงื่อนไขการทดสอบก่อน เมื่อถามหาเกรด ให้ขออุณหภูมิและแรงกดมาด้วย กี่องศา กี่กิโลกรัม ตัวเลขที่วัดภายใต้อุณหภูมิเดียวกันเท่านั้นที่นำมาเทียบกันได้

ขั้นที่สอง ระบุความหนาผนังและโครงสร้างให้ชัด ชิ้นงานหนาแค่ไหน ส่วนที่ซับซ้อนที่สุดยาวเท่าไร มีทางเดินวัสดุยาวหรือไม่ มีการเปลี่ยนความหนาผนังแบบค่อยเป็นค่อยไปหรือไม่

ขั้นที่สาม ดูค่าการไหล ความหนาแน่น และการหดตัว พร้อมกัน

เกรดสองตัวในซีรีส์ RF-1331 ของเราเป็นตัวอย่างที่ชัดเจน

เส้นใยแก้วเพิ่มจาก 20% เป็น 45% ความหนาแน่นเพิ่มจาก 1.26 เป็น 1.46 ความสามารถในการไหลเทียบเคียงกันภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน แต่สองค่านี้ต้องดูพร้อมกัน เพราะเมื่อความหนาแน่นเปลี่ยน ค่าการชดเชยการหดตัวในแม่พิมพ์และน้ำหนักชิ้นงานก็เปลี่ยนตาม

ขอพูดอีกอย่าง: ในข้อมูลจำเพาะของสองเกรดนี้ ช่องที่ระบุค่าตัวเลขการไหลว่างเปล่า มีแต่เงื่อนไขการทดสอบเท่านั้น

ไม่ใช่ความบกพลาด ค่าการไหลไวต่อล็อต ทิศทางการเรียงตัวของเส้นใย และประวัติการผลิตค่อนข้างมาก เกรดบางตัวเราจึงล็อกเฉพาะเงื่อนไขการทดสอบแต่ไม่ล็อกค่าตัวเลข เพื่อไม่ให้ตัวเลขที่ไม่น่าเชื่อถือไปใช้ตัดสินวัสดุ

ตัวเลขที่มั่นคงและควรถามหาก็ได้แก่ ความหนาแน่น การหดตัว เถ้าธรรมดา และความแข็งแรงดึง ค่าเหล่านี้เราให้เป็นช่วง

บริษัท ชิงเทา ยุนซู โพลิเมอร์ เมททีเรียล เทคโนโลยี จำกัด