Phương Nam Co LTD
Cung cấp hạt màu, chất hoạt động bề mặt, dầu bôi trơn Korea
© 12/12/2017 - Vietnam12h.com Application
Sản xuất nhựa bằng công nghệ ép phun

Công nghệ ép phun là công nghệ truyền thống của ngành sản xuất nhựa, được phát triển qua 4 thế hệ máy, thế hệ thứ 4 là các loại máy ép điện, ép gaz đang dược áp dụng phổ biến ở các quốc gia có công nghiệp nhựa tiên tiến như Mỹ, Đức, Nhật… đang thâm nhập vào thị trường Châu Á. Loại công nghệ này phục vụ cho các ngành công nghiệp điện tử, điện dân dụng, sản xuất xe hơi và các ngành công nghiệp khác, đỉnh cao của công nghệ này là công nghệ nhựa vi mạch điện tử. Tại Việt Nam, hiện có gần 3000 thiết bị ép phun trong đó có 2000 máy ở thế hệ thứ 2, thứ 3. trước đây công nghệ ép phun được sử dụng sản xuất hàng gia dụng nay đã chuyển sang hàng nhựa công nghiệp phục vụ cho các ngành công nghiệp khác, sản phẩm của nó được thay thế các chất liệu khác như gỗ, sắt, nhôm, trong công nghiệp bao bì và hàng tiêu dùng.

Đặc điểm công nghệ

Ép phun (đúc dưới áp suất hay đúc tiêm) là phương pháp gia công chủ yếu trong công nghiệp gia công polymer.

Các nhựa nhiệt dẻo thường được gia công bằng phương pháp này.

Phương pháp ép phun thuộc nhóm 1 theo cách phân nhóm trạng thái vật liệu.

Sản phẩm gia công có kích thước khá chính xác theo 3 chiều vì được tạo hình trong khuôn kín.

Quá trình gia công gồm 2 quá trình:

Nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu.

Tạo hình trong khuôn.

Quá trình tạo hình chỉ tiến hành khi làm khít 2 nửa khuôn lại với nhau.

Tùy theo nguyên liệu đúc, chế độ nhiệt độ của khuôn đúc khác nhau (nhựa nhiệt dẻo khác nhựa nhiệt rắn).

Vật liệu chảy vào khuôn qua các rảnh, cửa tiết diện nhỏ.

Khi vùng tạo hình của khuôn đã được lấp đầy nguyên liệu thì khuôn mới chịu tác dụng của lực ép.

Năng suất cao, chu kỳ ngắn.

Gia công bằng phương pháp ép phun tiết kiệm được nhiều nguyên liệu. Ít tốn công hoàn tất.

Quá trình ép phun không ổn định về nhiệt độ và áp suất. Đây là một đặc điểm không thuận lợi của phương pháp và chất lượng sản phẩm chịu ảnh hưởng rất lớn đặc điểm này.

Máy ép phun

Các loại máy: Máy đúc piston, máy đúc có bộ phận gia nhiệt sơ bộ và máy đúc trục vít.

Phân loại máy

Năng suất máy biểu diễn theo: Lượng nhựa đúc được tối đa 1 lần, theo công suất nhiệt và theo lực đóng khuôn.

Cấu tạo

Máy ép phun trục vít:

Cụm nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu:

+ Phễu nạp liệu: đưa nguyên liệu vào

+ Xy lanh nguyên liệu:

Cấu tạo:làm bằng thép đúc bề mặt trong được tôi cứng và xi mạ nhẵn bóng để thuận lợi cho việc thay đổi màu nguyên liệu không bám dính, giảm ma sát tránh tổn thất. Phía ngoài có gắn các vòng điện trở để gia nhiệt. Xylanh khá dài vì phải có chỗ chứa keo phía trước để phun ép.

Nhiệm vụ quan trọng: tạo bề mặt truyền nhiệt.

+ Trục vít:

Cấu tạo:được chế tạo bằng thép cứng để chống mòn, được xy mạ tránh bám dính và giảm ma sát. Khe hở của vít thu hẹp dần để giảm thể tích nhờ đó áp suất kéo nén lên phía trên cũng tăng theo. Phía trước của vít có cơ cấu van một chiều chỉ cho phép nguyên liệu đi lên phía trên khi nạp liệu nhưng khi bơm sẽ đóng lại không cho nhựa đi về phía sau.

Trục vít quay để lấy nguyên liệu nhờ motor dầu ở phía sau xylanh thuỷ lực.

Trục vít chuyển động tịnh tiến nhờ xylanh thuỷ lực nằm phía sau trục

Nhiệm vụ: vừa làm nhiệm vụ nhựa hoá vừa giữ nhiệm vụ tạo áp suất

đẩy vào vùng tạo hình của khuôn đúc, để thực hiện được nhiệm vụ này, bộ phận truyền động của bộ phận trục vít phải tạo được chuyển động quay tròn và chuyển động tinh tiến.

+ Bộ phận truyền động: Trục vít hoạt động nhờ hai bộ phận truyền động khác nhau:

Chuyển động tới lui nhờ vào xylanh thuỷ lực lắp sau xylanh nguyên liệu.

Chuyển động quay tròn có thể do động cơ điện truyền động qua bộ phận giảm tốc bằng bánh răng và cũng có thể nhờ vào bộ phận truyền động thuỷ lực. Hiện nay người ta dùng động cơ thuỷ lực, vì phạm vi điều chỉnh vận tốc rộng, mặt khác cơ cấu vận động kiểu này đơn giản hơn.

+ Đầu phun: Là bộ phận nối tiếp giữa xylanh nguyên liệu,nó giữ nhiệm vụ dẫn nguyên liệu từ xylanh nguyên liệu đến khuôn. Cấu tạo và hình dạng cua đầu phun có ảnh hưởng rõ rệt đến áp suất và nhiệt của nhựa, đồng thời nó cũng ảnh hưởng tới thời gian duy trì áp suất, nghĩa là ảnh hưởng đến chu kì đúc. Cấu tạo của đầu phun phải đảm bảo 3 yêu cầu sau:

Không có điểm dừng trên đầu nguyên liệu.

Tổn thất áp suất nhỏ nhất.

Có khả năng ăn khớp với lỗ phun keo trên khuôn không cho nhựa lỏng trong xylanh nguyên liệu chảy ra ngoài trong khi phun ép đúc sản phẩm.

Cụm đóng mở khuôn:

Bộ phận này rất đa dạng, gồm các loại thuỷ lực,cơ học, thuỷ lực kết hợp cơ học,cơ điện… Mỗi kiểu có những ưu điểm và nhược điểm của nó và hiện nay người ta có khuynh hướng sử dụng tổ hợp các xylanh thuỷ lực khác nhau và không dùng thuỷ lực cơ học. Dù kiểu nào đi nữa thì bộ phận này cũng phải đáp ứng hai yêu cầu sau:

+ Kết cấu gọn nhẹ.

+ Đảm bảo độ cứng vững, chịu được lực lớn khi đóng khuôn.

Ưu và nhược điểm của máy ép phun trục vít:

+ Ưu điểm:

Nguyên liệu được đốt nóng nhanh và điều, vì trong xylanh nguyên liệu, nguyên liệu vừa được tạo thành các lớp mỏng,vừa được trộn liên tục.

Thời gian lưu của nguyên liệu trong xylanh nguyên liệu ngắn.

Cấu tạo của máy gọn nhẹ nhất là bộ phận nạp liệu.

Tuy không đòi hỏi đo lường, nhưng lượng vật liệu đi vào máy khá đồng đều giúp cho việc đảm bảo áp suất đúc ổn định, chất lượng sản phẩm đồng đều.

Tổn thất áp suất trong vùng nguyên liệu trước trục vít ít do chúng đã được đốt nóng đến trạng thái chảy nhớt.

+ Nhược điểm:

* Không tạo được áp suất lớn do có khe hở giữa răng vít và xylanh.

Máy ép phun pitton:

Ra đời sớm nhất.

Vật liệu được nhựa hóa trong xy lanh nguyên liệu gọi là xy lanh đốt nóng.

Bên trong xy lanh đốt nóng có đặt các lõi gia nhiệt giúp hiệu suất gia nhiệt tăng và nhiệt độ vật liệu đồng đều.

Máy đúc có bộ phận nhựa hóa sơ bộ

Mục đích: tăng hiệu suất gia nhiệt

Có một bộ phận nhựa hóa sơ bộ lắp kề với xy lanh nguyên liệu.

Vật liệu sau khi nhựa hóa ở phần rời này sẽ được nạp vào xy lanh nguyên liệu và sau đó được đẩy vào khuôn.

Thuận lợi: giảm được áp suất đúc do khi đúc pittông tác dụng lên khối nhựa lỏng không có sự tổn hao áp suất bởi nén các hạt vật liệu.

Bộ phận nhựa hóa sơ bộ có thể là dạng xy lanh đốt nóng với pittông đẩy hoặc dạng vít đùn.

Dạng vít đùn có nhiều thuận lợi hơn:

+ Trộn vật liệu tốt hơn

+ Hiệu quả gia nhiệt tốt

+ Sản phẩm tạo được có chất lượng tốt do tính đồng nhất của vật liệu tăng.

Khuôn đúc

Phân loại khuôn đúc.

Khuôn kết cấu khối: không có lỏi tạo hình

+ Khuôn 2 mảnh: Loại 1 lỗ khuôn và nhiều lỗ khuôn

+ Khuôn 3 mảnh: Loại 1 lỗ khuôn và nhiều lỗ khuôn.

- Khuôn kết cấu rời.

+ Lắp ghép dùng chốt trượt.

+ Lắp ghép dùng mặt bích.

+ Lắp ghép dùng răng vít.

+ Các loại khác

Cấu tạo khuôn

Hệ thống dẫn nhựa: là phần đường dẫn cơ bản trong khuôn ép phun nối liền

đầu phun với vùng tạo hình. Hệ thống dẫn nhựa bao gồm:

+ Cổ phun.

+ Rãnh nhựa.

+ Cửa khuôn

Cổ phun

Cổ phun: Kích thước phụ thuộc:

+ Khối lượng và bề dày của sản phẩm.

+ Loại vật liệu được sử dụng.

Góc thoát:

+ Tối thiểu là 150 để dễ lấy sản phẩm.

+  Được  đánh  bóng theo  hướng bơm nhựa  để tránh  các  đường  khuyết (undercut) cản trở việc lấy sản phẩm.

Rãnh nhựa

Rãnh dẫn nhựa: chiều dài càng ngắn càng tốt để giảm tổn thất áp khi bơm nhựa vào khuôn.

Kích thước:

+ Nhỏ vừa phải để giảm lượng phế liệu và ngăn cản việc nén quá mức, nhưng cũng đủ lớn để điền đầy hiệu quả vùng tạo hình.

+ Đường kính nhỏ nhất của rãnh nhựa nên bằng 1.5 x bề dày thành sản

phẩm.

Hình dạng rãnh nhựa:

+ Tròn: rãnh nhựa tròn được ưa chuộng hơn vì nó cho phép lượng tối đa nhựa chảy mà không giảm nhiệt độ nhiều. Chi phí cao nhất vì rãnh nhựa nằm ở hai bên đường tách khuôn.

+ Hình thang (góc tròn): Dòng nhựa chảy có thể chấp nhận nhưng sử dụng nhiều vật liệu hơn.

+ Hình thang (góc nhọn): Cũng phí nhiều vật liệu.

+ Vuông/chữ nhật: Tốn vật liệu + khó lấy.

+ Bán nguyệt: không thích hợp.

Bố trí: cân đối

+ Đối với khuôn nhiều lỗ khuôn rãnh nhựa được thiết kế sao cho các lỗ khuôn được điền đầy cùng tốc độ, tránh các vấn đề như nén quá mức, cong vênh, ứng suất dư ….

+ Sự cân đối cần đạt được để đảm bảo chiều dài chảy của vật liệu đến các lỗ khuôn như nhau.

Cửa khuôn

Cửa khuôn: Hệ thống cửa khuôn là một vấn đề có nhiều tranh luận. Khó có thể có một thiết kế chính xác.

+ Kích thước:

Cửa khuôn lớn cho dòng chảy tốt nhưng có vần đề là khi hoàn tất để

lại vết lớn trên sản phẩm.

Thường thì cửa khuôn có kích thước tối thiểu và khi cần thì mở rộng

ra.

Kích thước cửa khuôn thường nên bằng 60% bề dày thành sản phẩm.

+ Vị trí :

Vị trí cửa khuôn ảnh hưởng rất nhiều đến dòng nhựa chảy vào khuôn

và cuối cùng là sản phẩm có thể có những khuyết tật bề mặt, cong vênh hoặc không

được điền đầy.

+ Loại cửa khuôn:

* Tuỳ theo thiết kế sản phẩm loại cửa khuôn được chọn lựa có thể không thích hợp với thiết kế và chế tạo khuôn.

Hệ thống làm nguội

Hệ thống làm nguội: phải được bố trí thế nào để tạo một profil nhiệt độ đồng đều trên bề mặt khuôn. Chổ thành dày cần tải nhiệt nhiều phải được bố trí nhiều rãnh nước làm nguội. Chổ thành mỏng thoát nhiệt ít sẽ được bố trí ít rãnh nước làm nguội. Cách bố trí:

Nối tiếp.

Song song.