เครื่องฉีดขึ้นรูป ( สะกดว่า injection moulding machineในภาษาอังกฤษ แบบบริติช ) หรือเครื่องฉีดขึ้นรูปคือเครื่องจักรสำหรับการผลิต ผลิตภัณฑ์ พลาสติกโดย กระบวนการ ฉีดขึ้นรูปประกอบด้วยระบบย่อยหลักสี่ระบบ ได้แก่ หน่วยฉีด หน่วยจับยึด หน่วยขับเคลื่อน และระบบควบคุม^{[ 1 ]}

แม่พิมพ์สำหรับเครื่องฉีดขึ้นรูปสามารถติดตั้งได้ทั้งในแนวนอนหรือแนวตั้ง เครื่องจักรส่วนใหญ่จะติดตั้งในแนวนอน แต่เครื่องจักรแนวตั้งก็ใช้ในงานเฉพาะทางบางอย่าง เช่น การฉีดขึ้นรูปชิ้นส่วนแทรก ซึ่งช่วยให้เครื่องจักรใช้ประโยชน์จากแรงโน้มถ่วงได้ เครื่องจักรแนวตั้งบางรุ่นไม่จำเป็นต้องยึดแม่พิมพ์ด้วยซ้ำ มีหลายวิธีในการยึดเครื่องมือเข้ากับแผ่นรองพิมพ์วิธีที่พบมากที่สุดคือการใช้แคลมป์แบบแมนนวล (ยึดทั้งสองส่วนเข้ากับแผ่นรองพิมพ์ด้วยน็อต) อย่างไรก็ตาม ยังมีการใช้แคลมป์ไฮดรอลิก (ใช้ตัวล็อกเพื่อยึดเครื่องมือไว้) และแคลมป์แม่เหล็กด้วย แคลมป์แม่เหล็กและไฮดรอลิกใช้ในกรณีที่ต้องการเปลี่ยนเครื่องมืออย่างรวดเร็ว

ในส่วนของวิธีการระบายความร้อนนั้น มีทั้งระบบรันเนอร์แบบเย็นและแบบร้อน นอกจากนี้ ระบบรันเนอร์แบบร้อนยังมีประเภทต่างๆ เช่น รันเนอร์แบบมีฉนวน ระบบที่ให้ความร้อนภายใน และระบบที่ให้ความร้อนภายนอก^{[ 2 ]}

ระบบฉีดพลาสติกแบบเย็น ( Cold Runner)คือช่องทางที่แกะสลักไว้ในแม่พิมพ์อย่างง่ายๆ พลาสติกที่ไหลผ่านระบบนี้จะเย็นตัวลงเมื่อชิ้นงานเย็นตัวลง แล้วจึงถูกดันออกมาพร้อมกับชิ้นงานเป็นท่อส่งพลาสติก (Sprue ) ส่วน ระบบฉีดพลาสติก แบบร้อน (Hot Runner) นั้น ซับซ้อนกว่า มักใช้ฮีตเตอร์แบบตลับเพื่อรักษาอุณหภูมิของพลาสติกในระบบให้ร้อนอยู่เสมอขณะที่ชิ้นงานเย็นตัวลง กระบวนการนี้อาศัยคุณสมบัติการเป็นฉนวนของเทอร์โมพลาสติกเพื่อลดการสูญเสียความร้อนภายในแม่พิมพ์ หลังจากที่ชิ้นงานถูกดันออกมาแล้ว พลาสติกที่เหลืออยู่ในระบบฉีดพลาสติกแบบร้อนจะถูกฉีดเข้าไปในชิ้นงานถัดไป

เครื่องฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบ่งประเภทหลักๆ ตามชนิดของระบบขับเคลื่อนที่ใช้

เครื่องจักรไฮดรอลิกเคยเป็นตัวเลือกเดียวที่มีให้แก่ผู้ผลิตแม่พิมพ์ มาโดยตลอด จนกระทั่งNissei Plastic Industrialได้นำเครื่องฉีดขึ้นรูปไฟฟ้าล้วนเครื่องแรกมาใช้ในปี 1983 ^{[ 3 ]} แม้ว่าเครื่องจักรไฮดรอลิกจะไม่แม่นยำเท่า แต่ก็เป็นประเภทที่แพร่หลายในเกือบทุกประเทศทั่วโลก ยกเว้นประเทศญี่ปุ่น^{[ 4 ]}ความแข็งแรงและความทนทานของเครื่องจักรไฮดรอลิกทำให้เครื่องจักรประเภทนี้ครองตลาดในปัจจุบัน

เครื่องจักรแบบกลไกใช้ระบบคันโยกในการสร้างแรงกดบนแคลมป์ของเครื่องจักร แรงกดที่เหมาะสมมีความจำเป็นสำหรับเครื่องจักรทุกประเภท เพื่อป้องกันไม่ให้แคลมป์ของเครื่องจักรเปิดออกเนื่องจากแรงดันการฉีด หากแม่พิมพ์เปิดออกบางส่วน จะทำให้เกิดครีบในผลิตภัณฑ์พลาสติก

เครื่องอัดไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันในชื่อเทคโนโลยีเครื่องจักรไฟฟ้า (EMT) ช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานโดยการลดการใช้พลังงาน ประหยัดพลังงานได้ 0.73 kWh ต่อพลาสติกทุกกิโลกรัมที่ผลิตได้^{[ 5 ]}นอกจากนี้ยังช่วยแก้ไขข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมบางประการที่เกี่ยวข้องกับเครื่องอัดไฮดรอลิกเครื่องอัดไฟฟ้าได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเงียบกว่า เร็วกว่า และมีความแม่นยำสูงกว่า อย่างไรก็ตามเครื่องจักรเหล่านี้มีราคาแพงกว่า

ในปี พ.ศ. 2526 เครื่องฉีดขึ้นรูปไฟฟ้าทั้งหมด Roboshot ได้รับการพัฒนาโดยMilacronผู้ผลิตเครื่องฉีดขึ้นรูปจากอเมริกา และผลิตร่วมกับFujitsu (ปัจจุบันคือ FANUC ) ^{[ 6 ]}  รุ่นล่าสุดของซีรีส์ Alpha-SiB เปิดตัวในปี พ.ศ. 2564 และนำเสนอความยืดหยุ่นในขนาดการผลิตชิ้นส่วน รวมถึงการใช้งานที่หลากหลาย

เครื่องฉีดขึ้นรูปไฮบริด (บางครั้งเรียกว่า "เซอร์โวไฮดรอลิก") อ้างว่าใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่ดีที่สุดของทั้งระบบไฮดรอลิกและระบบไฟฟ้า แต่ในความเป็นจริงแล้วใช้ไฟฟ้าเกือบเท่ากับเครื่องฉีดขึ้นรูปไฟฟ้าในการทำงาน ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต^{[ 7 ] [ 8 ]}

โดยทั่วไปแล้วจะใช้ แขนหุ่นยนต์ในการนำชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปแล้วออกจากแม่พิมพ์ ไม่ว่าจะโดยการเข้าทางด้านข้างหรือด้านบน แต่ที่พบได้บ่อยกว่าคือชิ้นส่วนจะหลุดออกจากแม่พิมพ์ผ่านรางและลงไปในภาชนะบรรจุ

ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสามส่วน:

1. แม่พิมพ์:แม่พิมพ์จะคงรูปทรงของชิ้นส่วนที่กำลังผลิตและต้องเติมให้แน่นที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อเก็บรายละเอียดทั้งหมด ด้วยเหตุนี้ แรงดันการฉีดจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการผลิตชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วยการฉีด^{[ 1 ]}
2. สกรูและกระบอกแบบลูกสูบ:ส่วนประกอบสกรูมีหน้าที่ในการผสมเม็ดพลาสติกให้สม่ำเสมอขณะที่หลอมเหลวและถ่ายโอนพลาสติกเหลวเข้าไปในแม่พิมพ์ พลาสติกนี้จะถูกถ่ายโอนเข้าไปในแม่พิมพ์ผ่านทางกระบอก ซึ่งจะใช้แรงดันขณะที่ของเหลวเคลื่อนที่เพื่อให้แน่ใจว่าพลาสติกกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในแม่พิมพ์จนเต็ม^{[ 9 ]}
3. ฮีตเตอร์ เทอร์โมคัปเปิล และลูกสูบวงแหวน:ความร้อนจะถูกส่งไปยังเม็ดพลาสติกภายในส่วนประกอบสกรู ในระบบฮอตรันเนอร์ หน่วยทำความร้อนเพิ่มเติมช่วยให้พลาสติกในรันเนอร์รักษาอุณหภูมิสูงไว้ได้ในขณะที่ชิ้นส่วนสำเร็จรูปถูกดีดออก^{[ 2 ]}

ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน: ^{[ 10 ]}

1. ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์จับยึด:การเปิดและปิดแม่พิมพ์โดยใช้ตัวจับยึด ไม่ว่าจะเป็นแบบไฟฟ้าหรือไฮดรอลิก เรียกว่ากลไกแบบคันโยก ระบบคันโยกเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะในเอเชีย และระบบจับยึดแบบกลไกล้วนๆ นั้นหายากและมักพบในเครื่องจักรเก่าๆ แรงที่ส่งออกมาในหน่วยเมตริกตันของตัวจับยึดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษารูปทรงของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป หากแรงไม่แข็งแรงพอที่จะต้านทานแรงดันของพลาสติกที่ฉีดเข้าไป อาจทำให้ได้ชิ้นส่วนที่ชำรุด
2. แท่งยึด:วัตถุประสงค์หลักของแท่งยึดคือการทำให้แผ่นกดคงที่และนำทางในขณะที่เคลื่อนที่เพื่ออัดแม่พิมพ์ อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงกลไกการหนีบในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาทำให้มี IMM ที่ไม่มีแท่งยึดเพิ่มมากขึ้น ระยะห่างของแท่งยึดจะกำหนดขนาดสูงสุดของแม่พิมพ์ที่สามารถใช้งานได้^{[ 1 ]}
3. แผ่นกด:โดยทั่วไปแล้ว จะใช้แผ่นกดคงที่และแผ่นกดเคลื่อนที่เพื่อกดแม่พิมพ์ในขณะที่พลาสติกเย็นตัวลง^{[ 2 ]}จำนวนแผ่นกดใน IMM แต่ละเครื่องจะแตกต่างกันไป อย่างไรก็ตาม มาตรฐานอุตสาหกรรมใช้แผ่นกดรองรับสามแผ่น โดยแผ่นตรงกลางสามารถเคลื่อนที่ได้เพื่อให้สามารถเปิดและปิดได้ จำนวนแผ่นกดไม่สัมพันธ์กับจำนวนแท่งยึด และโดยทั่วไปแล้วการออกแบบของหน่วยจับยึดนั้นไม่สำคัญ ตราบใดที่แรงล็อคของหน่วยนั้นมากกว่าแรงดันจากแม่พิมพ์ในระหว่างการเย็นตัวของชิ้นส่วน^{[ 1 ]}ขนาดสูงสุดของแม่พิมพ์ที่สามารถใช้ได้นั้นขึ้นอยู่กับขนาดของแผ่นกด^{[ 11 ]}

ชุดขับเคลื่อนมีหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของสกรูตามแนวแกน เครื่องฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบอินเทอร์เฟส (IMM) รุ่นใหม่ส่วนใหญ่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนสกรู แต่ก็มีการใช้รุ่นไฮดรอลิกด้วยเช่นกัน ในเครื่อง IMM ที่ใช้ระบบไฟฟ้าทั้งหมด การเคลื่อนที่ของสกรูจะเกิดขึ้นผ่านมอเตอร์เซอร์โว 3 ตัวแยกกัน ตัวหนึ่งหมุนสกรูเพื่อดันชิ้นส่วนพลาสติกไปข้างหน้า ตัวหนึ่งเคลื่อนสกรูเข้าหากระบอก และอีกตัวหนึ่งสลับสถานะของแม่พิมพ์ระหว่างเปิดและปิด

ระบบควบคุมในเครื่องฉีดขึ้นรูปพลาสติกทุกชนิดจะตรวจสอบการทำงานของส่วนประกอบทั้งหมดเพื่อรักษาระดับความดันและอุณหภูมิให้คงที่เพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณภาพ ในขณะที่ปัจจัยอื่นๆ เช่น อุณหภูมิของวัสดุหลอมเหลวและแม่พิมพ์ ความดันในโพรงและความดันในการยึด และความเร็วในการฉีด มีผลกระทบต่อคุณภาพของชิ้นส่วนเพียงเล็กน้อย แต่ความดันและอุณหภูมิเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดที่ต้องรักษาให้คงที่ ต่อมา คุณสมบัติต่างๆ เช่น แรงยึดและอัตราการไหล (รวมถึงอุณหภูมิและความดันของน้ำมัน และอุณหภูมิของกระบอกฉีดในรุ่นไฮดรอลิก) จะถูกควบคุมตลอดกระบวนการผลิต^{[ 1 ]}

• ไบรซ์, ดักลาส เอ็ม. การฉีดขึ้นรูปพลาสติก: หลักการพื้นฐานของกระบวนการผลิต SME, 1996.
• Brydson, J, วัสดุพลาสติก , Butterworths ฉบับที่ 9 (1999).
• คอลลิสเตอร์, วิลเลียม ดี., วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมวัสดุ: บทนำ , สำนักพิมพ์ จอห์น ไวลีย์ แอนด์ ซันส์
• Lewis, Peter Rhys, Reynolds, K, Gagg, C, วิศวกรรมวัสดุทางนิติวิทยาศาสตร์: กรณีศึกษา , CRC Press (2004)
• ออสส์วาลด์ , ทิม, ลีห์-เซิง เทิร์น, พอล เจ.กรามันน์คู่มือการฉีดขึ้นรูป ฉบับที่ 2 ฮันเซอร์ แวร์แล็ก , 2550
• Osswald , E. Schmachtenberg และ E. Baur, ”International Plastics Handbook”, Hanser Verlag , (2006) ไอเอสบีเอ็น 978-1569903995
• โรซาโต, โดนัลด์ วี; มาร์ลีน จี. โรซาโต. สารานุกรมพลาสติกฉบับย่อ . สปริงเกอร์, 2000.
• Rosato, Dominick; Rosato Marlene และ Rosato Donald คู่มือการฉีดขึ้นรูปพลาสติก ฉบับที่ 3 สำนักพิมพ์ Kluwer Academic Publishers, 2000
• Todd, Robert H; Dell K. Allen และ Leo Alting คู่มืออ้างอิงกระบวนการผลิต Industrial Press Inc., 1994. หน้า 240–245. ISBN 978-0-8311-3049-7.
• เวลาน, โทนี่. พจนานุกรมเทคโนโลยีโพลิเมอร์สปริงเกอร์, 1994. ISBN 978-0-412-58180-9.