การออกแบบแม่พิมพ์พลาสติกสำหรับการอัดรีด PA66 | แม่พิมพ์ฉนวนความร้อนแบบกำหนดเอง

การออกแบบแม่พิมพ์พลาสติกคือสาขาวิศวกรรมเฉพาะทางที่มุ่งเน้นการสร้างระบบทูลลิ่งซึ่งใช้ในกระบวนการฉีดขึ้นรูปเพื่อผลิตชิ้นส่วนพลาสติก กระบวนการโดยรวมนี้เริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์รายละเอียดของแบบชิ้นงานอย่างละเอียด เพื่อระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในการผลิต และประยุกต์ใช้หลักการออกแบบเพื่อความสะดวกในการผลิต (DFM) เพื่อปรับปรุงเรขาคณิตของชิ้นงานให้เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิต องค์ประกอบสำคัญ ได้แก่ ระบบโพรงและแกนกลาง ซึ่งกำหนดรูปร่างของชิ้นงาน โดยออกแบบพร้อมปัจจัยการขยายขนาดที่เหมาะสมเพื่อชดเชยการหดตัวของวัสดุ ระบบป้อนวัสดุประกอบด้วยสปรู รันเนอร์ และเกต ที่ออกแบบมาเพื่อส่งวัสดุเข้าสู่โพรงอย่างมีประสิทธิภาพ ขณะเดียวกันก็ลดแรงดันตกและความร้อนจากแรงเฉือนให้น้อยที่สุด การออกแบบระบบระบายความร้อนใช้ช่องทางที่วางตำแหน่งอย่างเหมาะสมเพื่อถ่ายเทความร้อนออกอย่างสม่ำเสมอ ป้องกันการบิดงอของชิ้นงาน และลดระยะเวลาไซเคิล การออกแบบระบบปลดชิ้นงานทำให้มั่นใจได้ว่าชิ้นงานจะถูกดันออกอย่างเชื่อถือได้ โดยใช้หมุด เปลือกนอก ใบมีด หรือแผ่นดันชิ้นงาน ที่จัดวางตำแหน่งให้แรงกระทำไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อพื้นผิวที่ต้องการความสวยงาม สำหรับชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อน จะมีกลไกเพิ่มเติม เช่น ลิฟเตอร์สำหรับส่วนเว้า ตัวเลื่อนสำหรับลักษณะพิเศษด้านข้าง และอุปกรณ์คลายเกลียวสำหรับชิ้นส่วนที่มีเกลียว รวมอยู่ในระบบด้วย การออกแบบช่องระบายอากาศช่วยป้องกันการสะสมของอากาศ ซึ่งอาจทำให้เกิดรอยไหม้หรือชิ้นงานไม่เต็มแม่พิมพ์ ในขณะที่ระบบจัดแนวรักษาระดับความแม่นยำตลอดรอบการขึ้นรูป การเลือกวัสดุสำหรับชิ้นส่วนแม่พิมพ์ต้องคำนึงถึงความสมดุลระหว่างความต้านทานการสึกหรอ ความสามารถในการขัดเงา การนำความร้อน และต้นทุน โดยเลือกใช้วัสดุตั้งแต่เหล็กที่ผ่านการอบแข็งเบื้องต้นสำหรับงานผลิตระดับปานกลาง ไปจนถึงเหล็กเครื่องมือที่ผ่านการอบแข็งสำหรับงานผลิตจำนวนมาก ปัจจุบันการออกแบบแม่พิมพ์พลาสติกใช้ซอฟต์แวร์ CAD/CAE ขั้นสูงในการสร้างโมเดล 3 มิติ การจำลองการไหล การวิเคราะห์ระบบระบายความร้อน และการตรวจสอบโครงสร้าง ทั้งนี้การออกแบบยังต้องคำนึงถึงประเด็นการผลิตจริง เช่น ความสะดวกในการบำรุงรักษา ความสามารถในการซ่อมแซม และความเข้ากันได้กับเครื่องฉีดขึ้นรูปมาตรฐาน การออกแบบแม่พิมพ์พลาสติกที่ประสบความสำเร็จจะให้ระบบการผลิตที่ทนทาน สามารถผลิตชิ้นงานที่มีความแม่นยำด้านมิติ พื้นผิวสวยงามตามเกณฑ์ และของเสียน้อยที่สุด พร้อมทั้งทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตลอดการผลิตในระยะยาว