Melt Flow Index กับการควบคุมคุณภาพงานฉีดพลาสติก

(ภาพตัวอย่าง short shot)

วิธีลด Short Shot และ Reject จากต้นทางวัตถุดิบเมื่อเม็ดพลาสติกล็อตใหม่ทำให้ไลน์ฉีดเริ่มมีปัญหา

อาการ Short Shot (การฉีดไม่เต็ม) ที่เกิดขึ้นทันทีหลังเปลี่ยนเม็ดพลาสติกล็อตใหม่ เป็นปัญหาที่โรงงานอุตสาหกรรมที่ฉีดพลาสติกเจอบ่อยกว่าที่คิด หลายครั้งทีมงานเริ่มจากการสงสัยแม่พิมพ์ สกรู หรือการตั้งค่าอุณหภูมิ แต่ต้นเหตุจริงกลับมาจาก “ความลื่นไหลของวัสดุ หรือ Flowability ” ที่เปลี่ยนไปเพียงเล็กน้อย จนทำให้ fill balance และการอัดแน่นในโพรงแม่พิมพ์ไม่เหมือนเดิม

(ภาพตัวอย่าง flash)

ถ้าล็อตใหม่ไหลหนืดขึ้น ไลน์อาจเจอ Short Shot, weld line (รอยประสาน) ชัดขึ้น หรือ cycle time ยืดเพราะต้องฝืนเพิ่มอุณหภูมิและแรงดัน ถ้าล็อตใหม่ไหลง่ายเกินไป ปัญหาอีกฝั่งคือ Flash (เป็นครีบ) , overpack (อัดแน่นเกินไป), dimension drift (ขนาดคลาดเคลื่อน) และความเสี่ยงที่ Spec จะไม่นิ่ง ชิ้นงานไม่ดีเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ในไลน์ที่ผลิตต่อเนื่องทั้งวัน อาจแปลเป็นค่าเสียหายระดับหลักแสนบาทได้ทันทีจาก Reject, sorting, rework และ downtime

จุดที่โรงงานอุตสาหกรรมมืออาชีพใช้ตัดสินใจเร็วที่สุด คือการตรวจ Melt Flow Index หรือผลในรูป MFR / MVR เพื่อดูว่าล็อตวัตถุดิบยังอยู่ในช่วงความลื่นไหลที่ process เดิมรับได้หรือไม่ ตาม ISO 1133-1 การทดสอบนี้ใช้หาค่าอัตราการไหลของเทอร์มอพลาสติกภายใต้สภาวะอุณหภูมิและแรงกดที่กำหนด และถูกใช้เป็นเครื่องมือหลักในงานควบคุมคุณภาพเบื้องต้นของวัสดุพลาสติก

Melt Flow Index, MFR และ MVR ต่างกันอย่างไร

ในภาษาหน้างาน หลายโรงงานอุตสาหกรรมยังเรียกรวมว่า MFI แต่ในมาตรฐานจะใช้นิยามที่ชัดกว่า คือ MFR หรือ Melt Mass-Flow Rate และ MVR หรือ Melt Volume-Flow Rate โดย ISO 1133-1 ระบุว่ามาตรฐานนี้ครอบคลุมการหาค่าทั้งสองแบบภายใต้เงื่อนไขอุณหภูมิและน้ำหนักกดที่กำหนดไว้ชัดเจน

Procedure A เป็นวิธีวัดแบบมวล ผู้ทดสอบตัดชิ้น extrudate (พลาสติกที่หลอมเหลวไหลออกจากเครื่อง Melt flow) ตามช่วงเวลาที่กำหนดแล้วนำไปชั่งน้ำหนักเพื่อคำนวณค่า MFR ส่วน Procedure B เป็นวิธีวัดแบบ displacement หรือการแทนที่ โดยติดตามการเคลื่อนที่ของ piston เพื่อคำนวณค่า MVR มาตรฐาน ISO ระบุชัดว่า Procedure A คือ mass-measurement method และ Procedure B คือ displacement-measurement method

ในทางปฏิบัติ Procedure A ไวต่อทักษะของผู้ทดสอบมากกว่า เพราะจังหวะการตัด, การจับเวลา และการชั่งน้ำหนักมีผลกับผลลัพธ์โดยตรง ขณะที่ Procedure B ช่วยลดความแปรปรวนจากขั้นตอนตัดตัวอย่างและเหมาะมากเมื่อเปรียบเทียบวัสดุที่มี filler ต่างกัน หรือเปรียบเทียบวัสดุ filled กับ unfilled resin ซึ่งเป็นข้อดีที่ ISO ระบุไว้โดยตรง

อีกประเด็นที่ต้องเข้าใจให้ตรงคือ ค่า MFI หรือ MFR ไม่ได้จำลองการฉีดจริงทั้งหมด ISO ระบุไว้ชัดว่าค่า shear rate (อัตราเฉือน ที่พลาสติกหลอมละลายเคลื่อนที่) ในการทดสอบต่ำกว่าสภาวะการผลิตจริงมาก ดังนั้นผลทดสอบอาจไม่สัมพันธ์กับพฤติกรรมในเครื่องฉีดแบบ 1:1 เสมอไป แต่ทั้งสองวิธียังถูกใช้เป็นหลักในงาน quality control และการคัดกรองล็อตวัตถุดิบก่อนขึ้นไลน์ผลิต

ทำไมเครื่อง Budget กับเครื่องคุณภาพสูงให้ความเชื่อมั่นไม่เท่ากัน

ปัญหาไม่ได้อยู่ที่เครื่องราคาต่ำ “วัดได้หรือไม่ได้” แต่คือวัดแล้ว Repeatability (การวัดซ้ำ) ดีพอหรือไม่ ถ้าผลทดสอบเปลี่ยนตามคนทดสอบ เปลี่ยนตามจังหวะตัด หรือเปลี่ยนตามการควบคุมอุณหภูมิที่ไม่นิ่ง ข้อมูลนั้นจะไม่สามารถใช้ตัดสินใจเรื่องรับล็อตวัตถุดิบหรือปล่อยงานเข้าสายการผลิตได้อย่างมั่นใจ

ในงานจริง ความคลาดเคลื่อนมักเกิดจากจุดเล็ก ๆ เช่น timing ไม่ตรง, manual cutting ไม่สม่ำเสมอ, การอ่านระยะ piston ไม่แม่น หรือการจัดการข้อมูลหลังทดสอบที่พึ่งพาคนมากเกินไป ยิ่งวัสดุมี window แคบ หรือ ช่วงเงื่อนไขในการฉีดที่เหมาะสมนั้นมีจำกัดมาก เช่น PP, PE, engineering plastics บางเกรด ความต่างเล็กน้อยของการทดสอบอาจนำไปสู่การตีความผิดได้ว่าปัญหาเกิดจากวัตถุดิบ ทั้งที่จริงเกิดจากระบบการวัดเอง

ดังนั้นเมื่อเปรียบเทียบ budget machines กับ high-end Japanese technology สิ่งที่โรงงานอุตสาหกรรมควรดูไม่ใช่แค่ราคาเครื่อง แต่ต้องดูว่าระบบช่วยรักษา consistency (ความสม่ำเสมอ) ของขั้นตอนทดสอบได้มากแค่ไหน ยิ่งเครื่องลด human dependency ได้มากเท่าไร ข้อมูลยิ่งนำไปใช้คุม Spec, คุม supplier lot และคุม process adjustment ได้จริงมากขึ้น ซึ่งเป็นหัวใจของห้องแล็บที่ต้องรองรับงานยานยนต์หรือชิ้นส่วนที่มี traceability สูง

จุดเด่นของ Yasuda Seiki No.120-FWP สำหรับงาน QC และ R&D

เครื่อง Melt Flow Index ของ Yasuda Seiki รุ่น 120-FWP ถูกออกแบบมาสำหรับวัดทั้ง MFR และ MVR และรองรับมาตรฐานอ้างอิงหลักอย่าง JIS K 7210-1, ISO 1133-1 และ ASTM D1238 โดยเครื่องรุ่นนี้พัฒนาขึ้นเพื่อรองรับทั้งงาน quality assurance และ research & development โดยตรง

สำหรับรุ่น Yasuda Seiki No.120-FWP ซึ่งเป็นรุ่น Manual  ซึ่งตัวเครื่องรองรับการวัดและการจัดการข้อมูลแบบ semi-automatic โดยการชั่งน้ำหนักยังเป็น manual และรองรับ A Method Cutting แบบ Automatic เป็น option จุดนี้สำคัญมาก เพราะการเปลี่ยนจากการตัดด้วยมือไปเป็นระบบตัดอัตโนมัติ ช่วยลด human error ในขั้นตอนที่มีผลต่อ Repeatability โดยตรง

จุดเด่นอีกเรื่องของ 120-FWP คือเรื่อง data management, usability และ safety ชัดเจน โดยได้มีการเปรียบเทียบฟังก์ชันของแต่ละรุ่นไว้ว่า 120-FWP เหมาะกับงานที่ความถี่การทดสอบไม่สูงมาก หรือใช้ใน R&D และสามารถเลือก option ให้เหมาะกับการใช้งานจริงของห้องแล็บได้ นี่ทำให้รุ่นนี้ตอบโจทย์โรงงานที่ต้องการยกระดับความน่าเชื่อถือของข้อมูล โดยยังควบคุมงบลงทุนได้ดี

Melt Flow Index ช่วยลด Reject และคุมต้นทุนได้อย่างไร

ถ้าโรงงานใช้ Melt Flow Index เป็นเพียงเอกสารแนบรายงานผล ก็จะได้ประโยชน์ไม่เต็มที่ แต่ถ้าใช้เป็นเครื่องมือ Incoming QC + Lot Verification + Process Audit ผลจะต่างทันที เพราะทีมผลิตสามารถแยกสาเหตุได้เร็วขึ้นว่าปัญหาเกิดจาก material shift หรือ process drift กันแน่ เมื่อรู้ต้นเหตุเร็ว เวลาที่เสียไปกับการไล่ปรับเครื่องแบบ trial-and-error จะลดลงอย่างชัดเจน

ในเชิงบริหาร หากการลงทุนในเครื่องที่ให้ผลสม่ำเสมอมากขึ้น ช่วยลด Reject ได้เพียง 1–2% ในไลน์ที่มีมูลค่าของเสียสูง ก็อาจคืนทุนได้ในเวลาไม่กี่เดือน ประเด็นนี้ไม่ใช่สูตรตายตัว แต่เป็นตรรกะด้าน TCO ที่ผู้บริหารเข้าใจได้ง่าย เพราะต้นทุนที่ลดลงไม่ได้มีแค่ของเสีย ยังรวมถึง re-inspection, manpower, เวลา setup ใหม่ และความเสี่ยงจาก claim กับลูกค้าปลายทาง

บทสรุปสำหรับผู้บริหารและทีมวิศวกรรม

ถ้าโรงงานของคุณเริ่มเจอปัญหา Short Shot, Flash, shot-to-shot variation หรือสงสัยว่าล็อตเม็ดพลาสติกใหม่ทำให้ process เดิมไม่นิ่ง การมีข้อมูล Melt Flow Index / MFR / MVR ที่เชื่อถือได้ จะช่วยให้การตัดสินใจเร็วและแม่นกว่าการอาศัยประสบการณ์ล้วน ๆ มาตรฐาน ISO 1133-1 และ มอก. 3636 เล่ม 1-2566 วางกรอบไว้ชัดแล้วว่าการทดสอบนี้ใช้เป็นเครื่องมือควบคุมคุณภาพเบื้องต้นของเทอร์มอพลาสติก และ Procedure A กับ B ก็มีบทบาทต่างกันอย่างชัดเจน

หากต้องการประเมินว่า Yasuda Seiki No.120-FWP เหมาะกับงานของคุณหรือไม่ วิธีที่ตรงที่สุดคือการทดสอบกับวัสดุจริงของโรงงาน แล้วดูความต่างของ average, scatter, repeatability และความสะดวกในการใช้งานเทียบกับระบบเดิม จากนั้นจึงค่อยตัดสินใจเรื่อง Spec เครื่องและ option ที่เหมาะกับความถี่การใช้งานจริงของห้องแล็บ

Reference :
ISO 1133-1:2022, Plastics — Determination of the melt mass-flow rate (MFR) and melt volume-flow rate (MVR) of thermoplastics — Part 1: Standard method

....................................................................................................................................................................................................................................................

บทความนี้เรียบเรียงโดย Technical Team จาก Nox Testing เราพร้อมให้คำปรึกษาด้านมาตรฐาน ISO/ASTM/JIS และการเลือกเครื่องมือทดสอบให้คุ้มค่ากับงบประมาณและตอบโจทย์ลูกค้ามากที่สุด

ติดต่อเราเพื่อขอใบเสนอราคาหรือปรึกษาเชิงเทคนิค:
- ตอบกลับไวที่สุด (Facebook Messenger): [ https://www.facebook.com/Noxtestingmeasure ]  
- ส่งเอกสาร/แจ้งซ่อม email: nox.sales@hotmail.com
- สายด่วนผู้เชี่ยวชาญ: 033-139-268 , 064-962-5995