TIỂU LUẬN học PHẦN CÔNG NGHỆ CHẤT dẻo đề tài tìm hiểu về phương pháp rotational molding

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC - o0o TIỂU LUẬN HỌC PHẦN CÔNG NGHỆ CHẤT DẺO Đề tài: Tìm hiểu phương pháp Rotational Molding Giáo viên hướng dẫn: TS Vũ Minh Đức TS Đoàn Anh Vũ Sinh viên: Nguyễn Bá Lâm 20180789 Ngơ Lê Đồn Lâm 20180778 HÀ NỘI - 2021 MỤC LỤC I PHẦN MỞ ĐẦU .3 II PHẦN NỘI DUNG Giới thiệu phương pháp khuôn đúc quay 1.1 Tổng quan phương pháp khuôn đúc quay 1.2 Lịch sử phát triển Quy trình cơng nghệ phương pháp đúc khn quay 2.1 Nạp nguyên liệu: 2.2 Quay khuôn gia nhiệt 2.3 Làm nguội 2.4 Tách khuôn lấy sản phẩm Các loại máy dùng phương pháp khuôn đúc quay 3.1 Máy đúc khn quay vỏ sị (Clamshell Machine) 3.2 Máy đúc khuôn quay băng chuyền (Carousel Machine) .10 3.3 Máy đúc khuôn quay thoi (Shuttle Machine) 12 3.4 Máy đúc khuôn quay tay quay (Swing arm machine) 13 3.5 Máy đúc khuôn quay thẳng đứng (Vertical Wheel Machine) .14 3.6 Máy đúc khuôn quay chuyển động lắc quay (Rock and roll machine) 15 Nguyên liệu sử dụng phương pháp khuôn đúc quay .16 4.1 Polyme dùng phương pháp khuôn đúc quay .16 4.2 Yêu cầu nguyên liệu vai trò chất phụ gia 17 4.2.2 Yêu cầu nguyên liệu 17 4.2.3 Vai trò chất phụ gia 18 Khuôn chất tách khuôn phương pháp đúc khuôn quay 18 5.1 Khuôn phương pháp đúc khuôn quay 19 5.2 Chất tách khuôn phương pháp đúc khuôn quay 21 Ưu điểm nhược điểm phương pháp đúc khuôn quay 21 Ứng dụng phương pháp đúc khuôn quay 23 Một số hãng bán công nghệ 25 III KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO .28 Danh mục hình ảnh tham khảo: Hình 1: Sơ đồ cơng nghệ hình ảnh mơ tả phương pháp đúc khn quay Hình 2: Mơ tả trình nạp nguyên liệu Hình : Hình ảnh thực tế mơ tả q trình bước quay khn gia nhiệt .7 Hình 4: Hình ảnh thực tế q trình làm nguội tự nhiên khn đúc Hình 5: Hình ảnh thực tế tháo gỡ khuôn sau công đoạn làm nguội Hình : Mơ tả máy đúc khn quay vỏ sị 10 Hình.7: Mô tả máy đúc khuôn quay băng chuyền 11 Hình 8: Mơ tả máy đúc khuôn quay thoi 12 Hình 9: Mơ tả máy đúc khn quay tay quay 13 Hình 10 : Mơ tả máy đúc khn quay thẳng đứng 14 Hình 11 :Máy đúc khuôn quay chuyển động lắc quay 15 Hình 12: Sản phẩm phương pháp đúc khuôn quay với nguyên liệu Polyethylene 16 Hình 13: Sản phẩm phương pháp đúc khuôn quay với nguyên liệu polypropylene 17 Hình 14: Sản phẩm bóng đồ chơi làm từ PVC thông qua phương pháp đúc khuôn quay 17 Hình 15: Khn thép khơng gỉ dùng để chế tạo bể đựng nước phương pháp đúc khuôn quay .20 Hình 16: Khn nhôm dùng để đúc hai sản phẩm lúc phương pháp đúc khuôn quay 20 Hình 17: Thùng chứa dụng cụ thùng chứa nước sản xuất phương pháp đúc khuôn quay 23 Hình 18 : Chậu sản xuất phương pháp đúc khn quay .24 Hình 19: Hình ảnh thuyền plastic sản xuất phương pháp đúc khuôn quay 24 Hình 20: Mũ bảo hộ sản xuất phương pháp đúc khn quay 25 Hình 21: Đồ chơi trẻ em sản xuất phương pháp đúc khuôn quay 25 Hình 22: Logo Rơt Dynamics 26 Hình 23: Trụ sở cơng ty Fibertech Plastics 26 Hình 24: Logo công ty Sherman Roto Tank LLC 26 I PHẦN MỞ ĐẦU Ngày nay, nhu cầu sử dụng sản phẩm làm từ nhựa tăng trưởng với tốc độ chóng mặt So với sản phẩm tương tự làm kim loại, nhựa chiếm ưu độ bền, khơng bị oxy hóa, đảm bảo vệ sinh Đồng thời, so với sản phẩm kim loại, sản phẩm nhựa nhẹ hơn, sản xuất đơn giản tiết kiệm thời gian chi phí sản xuất Ngành cơng ngiệp nhựa phát triển mạnh mẽ dựa tiến trình phát minh cải tiến không ngừng phương pháp sản xuất Trong phương pháp sản xuất sản phẩm từ nhựa nay, bật lên phương pháp đặc biệt phương pháp khuôn quay Xuất từ sớm, phương pháp đúc khuôn quay ứng dụng vô phổ biến Sản phẩm tạo dựa hương pháp đúc khuôn quay xuất nhiều mặt đời sống nay, loại thùng chứa nước lớn, thuyền cano, đồ chơi trẻ em,.v.v cung cấp cho người tiện nghi sống đại Trong tiểu luận này, nhóm chúng em tìm hiểu sở lý thuyết, chất phương pháp đúc khn quay, với yếu tố ảnh hưởng trình sản xuất ứng dụng cụ thể phương pháp mặt đời sống ngày II PHẦN NỘI DUNG Giới thiệu phương pháp khuôn đúc quay 1.1 Tổng quan phương pháp khuôn đúc quay Nhu cầu sử dụng sản phẩm làm từ nhựa ngày tăng cao, so với sản phẩm tương tự làm kim loại, nhựa chiếm ưu độ bền, khơng bị oxy hóa, đảm bảo vệ sinh, đồng thời, so với sản phẩm kim loại, sản phẩm nhựa nhẹ hơn, sản xuất đơn giản tiết kiệm thời gian chi phí sản xuất Trong phương pháp sản xuất sản phẩm từ nhựa nay, bật lên phương pháp đặc biệt phương pháp khn quay (1) Phương pháp khn quay – rotational molding, kỹ thuật đúc nhựa sử dụng để sản xuất phận rỗng, liền mạch có thành đơi Nó sử dụng cơng cụ khn rỗng bột nhựa nhiệt dẻo làm nóng quay làm lạnh để đơng đặc Các phận đúc từ q trình thường đánh giá cao độ bền sức mạnh chúng Khơng giống loại quy trình đúc khác, đúc quay khơng có tham gia trình tạo áp lực, điều giúp cho máy móc khơng địi hỏi cân phải có giá thành q cao Khơng có kích thước tối đa khn sử dụng nhờ phương pháp khuôn quay phương pháp lý tưởng dùng sản xuất phận, sản phẩm có kích thước lớn Ngồi ra, q trình sản xuất sản phẩm dựa nhiều chi tiết nhỏ lắp ghép lại với nhau, sản xuất phận nhỏ để lắp ghép yêu cần xác cao gây khó khăn trong trình sản xuất, làm tăng giá thành sản phẩm; phương pháp khuôn đúc quay cho phép sản phẩm thiết kế với hình dạng phức tạp, hình dạng sản phẩm gần phụ thuộc vào khuôn ban đầu, chi phí phương pháp khn đúc quay tốt so với phương pháp khác với loại sản phẩm 1.2 Lịch sử phát triển Quá trình đúc quay có nguồn gốc từ người Ai Cập cổ đại, người tạo đồ gốm cách hàng trăm năm Ứng dụng quy trình đúc quay tiên tiến người Ai Cập sử dụng sản xuất đạn pháo vào năm 1855 trứng rỗng sô cô la người Thụy Sĩ vào năm 1910 để tạo độ dày mật độ thành đồng Trong thời kỳ này, có số sáng chế đăng ký để ghi lại chất trình đúc Tuy nhiên, coi trình chậm gặp số thách thức, dẫn đến q trình khơng phổ biến Trong năm 1940, quy trình sử dụng để tạo đầu búp bê đồ chơi nhỏ khác từ nhựa polyvinyl clorua plastisol cách sử dụng nhựa nikenđồng tạo điện Việc thiết lập bao gồm động điện vịi đốt gas phần hồn thiện làm nguội nước lạnh Phương pháp thu hút nhiều ngành công nghiệp áp dụng phương pháp trình sản xuất họ, dẫn đến việc sản xuất nón đường, phao biển tay vịn Ngày nay, đúc quay sử dụng nhiều ứng dụng khác nhau, sản xuất phận lớn phức tạp Bản chất trình hiểu rõ thiết kế thiết bị nâng cao đáng kể Chu kỳ làm nóng làm mát kéo dài điểm nghẽn lớn số nhà sản xuất Sự phát triển tập trung vào việc sửa đổi thiết bị đúc quay nhà phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày tăng (2) Quy trình cơng nghệ phương pháp đúc khn quay Quy trình cơng nghệ phương pháp đúc khn quay bao gồm cơng đoạn chính: (1), (3) Hình 1: Sơ đồ cơng nghệ hình ảnh mơ tả phương pháp đúc khuôn quay (1) Các mục trình bày kỹ cơng đoạn q trình vận hành phương pháp đúc khn quay theo thứ tự tiến hành chúng 2.1 Nạp nguyên liệu: Cơ chế công đoạn nạp nguyên liệu: Sau xác định loại polyme sử dụng, lượng polyme, dạng bột nhựa, đưa vào khn rỗng đảm bảo khơng thất trình vận hành phương pháp Bột nhựa dung phương pháp phải có kích thước mịn, đồng sấy khô để đạt độ chảy tốt ngăn ngừa hình thành bong bóng Lượng nhựa nạp yếu tố định độ dày sản phẩm tạo từ phương pháp Hình 2: Mơ tả q trình nạp ngun liệu 2.2 Quay khuôn gia nhiệt Cơ chế công đoạn quay khuôn gia nhiệt: Nhựa dạng bột nạp bước thứ gia nhiệt bên khuôn rỗng khuôn quay từ từ tất nhựa nấu chảy Khi nhựa nóng chảy, nhựa bao phủ tồn thành bên khuôn Hoạt động đồng thời việc làm nóng quay đảm bảo phân bố đồng nhựa bên khuôn Khuôn quay theo hai trục tốc độ quay khn thường chậm (dưới 15 vịng/phút) Hình 3: Hình ảnh thực tế mơ tả q trình bước quay khn gia nhiệt Để đạt phân bố độ dày sản phẩm tốt, phải xác định tỷ lệ quay thích hợp Giá trị số vòng quay phút (vòng/phút) trục hồnh so với số vịng quay phút trục tung Hình cầu hình khối đúc theo tỷ lệ quay 4: Đối với chất rắn không đều, tỷ lệ phải mức 1: 8: Ngồi số vịng quay phụ thuộc vào cách nhà sản xuất tối ưu hóa yếu tố để đạt sản phẩm tốt dựa yếu tố khác Thời gian gia nhiệt polyme quan trọng thông số định chất lượng sản phẩm hoàn thành Thời gian gia nhiệt lâu dẫn đến phân hủy nhiệt polyme làm giảm đặc tính học cuối sản phẩm, chẳng hạn khả chống mài mòn va đập Ngược lại, thời gian đun nóng khơng đủ làm cho polyme nóng chảy khơng hồn tồn Hạt nhựa chưa nấu chảy không kết hợp với phần nhựa nóng chảy dẫn đến hình thành bong bóng Những đa dạng có ảnh hưởng xấu đến đặc tính học cuối sản phẩm 2.3 Làm nguội Cơ chế công đoạn làm nguội: Trong cơng đoạn này, polyme nóng chảy bên khn cứng lại đơng đặc thành hình dạng mong muốn Bên ngồi khn quay làm mát đối lưu tự nhiên cưỡng bức, thường sử dụng tác nhân làm nguội khơng khí Khơng khí làm nguội cung cấp cho bên khn để trì ổn định kích thước trình làm nguội Thiết bị xịt nước làm nguội sử dụng để giảm thời gian làm mát, phương pháp ảnh hưởng đến đặc tính học kích thước chi tiết Thời gian làm lạnh polyme quan trọng thời gian gia nhiệt Vì vậy, tốc độ làm mát thích hợp phải xác định Việc làm nguội nhanh chóng dẫn đến cong vênh co ngót khơng thể kiểm sốt sản phẩm Mặt khác, làm mát chậm khiến cho dịng chảy nhựa nóng chảy hình thành dẫn đến độ dày thành khơng cịn trì u cầu Hình 4: Hình ảnh thực tế trình làm nguội tự nhiên khuôn đúc 2.4 Tách khuôn lấy sản phẩm Cơ chế công đoạn làm nguội: Sản phẩm làm nguội người vận hành cẩn thận lấy khỏi khn rỗng Hệ thống khí xịt giúp nâng phận khỏi khuôn Sau phận tháo ra, chuyển sang trình kiểm tra chất đóng gói Hình 5: Hình ảnh thực tế tháo gỡ khn sau công đoạn làm nguội Các loại máy dùng phương pháp khuôn đúc quay Trong phương pháp khuôn đúc quay, phận tiêu chuẩn máy đúc khuôn quay bao gồm: - Bộ phận đỡ: Cánh tay giá đỡ; - Khuôn (nằm phận đỡ); - Lò nhiệt (một nhiều lò) - Khoang làm mát Giữa loại máy khuôn đúc quay khác nhau, khác biệt chúng hướng chuyển động khn dựa trình tự hoạt động q trình khn quay Các loại máy khác sử dụng trình đúc quay trình bày phần (4), (5) 3.1 Máy đúc khuôn quay vỏ sò (Clamshell Machine) (4) Giới thiệu máy đúc khn quay vỏ sị làm mát suốt q trình quay Sản phẩm tháo vào nguyên liệu nạp tiếp tục sau qua trình vệ sinh khn 3.6 Máy đúc khn quay chuyển động lắc quay (Rock and roll machine)(4),(5) Giới thiệu máy đúc khuôn quay chuyển động lắc quay Máy đúc khuôn quay chuyển động lắc quay loại chuyên dụng thiết kế chủ yếu để sản xuất chi tiết dài hẹp Một số máy thuộc loại vỏ sị, có cánh tay; số máy khác thiết kế theo kiểu thoi, có hai cánh tay Loại máy thích hợp cho sản phẩm có kích thước lớn, có tỷ lệ chiều dài chiều rộng lớn ca nô thuyền kayak Với buồng sưởi u cầu có kích thước nhỏ, loại máy tiết kiệm chi phí cho lò gia nhiệt trung tâm so với máy hai trục Cấu tạo máy đúc khuôn tay quay mơ tả Hình 11 Hình 11 :Máy đúc khn quay chuyển động lắc quay Cơ chế vận hành: Ngun liệu nạp vào khn Trong q trình khuôn gia nhiệt, giá đỡ khuôn bắt đầu chuyển động lắc theo trục dọc từ góc nghiêng 45 độ tới nằm ngang ngược lại Cùng lúc đó, khn xoay 360 độ trục vng 15 góc Sau q trình đúc khn, sản phẩm làm nguội lấy giống phương pháp khác Nguyên liệu nạp vào sau vệ sinh khuôn để chuẩn bị cho phương pháp khác Nguyên liệu sử dụng phương pháp khuôn đúc quay 4.1 Polyme dùng phương pháp khuôn đúc quay Các loại polyme thường sử dụng đúc quay thường loại nhựa nhiệt dẻo Một số polyme thường sử dụng đặc điểm chúng phương phương pháp đúc khuôn quay(6),(1): Polyethylene (PE) (7),(11),(12): Polyethylene chiếm 80% polyme sử dụng lĩnh vực sản xuất công nghiệp ứng dụng phương pháp khuôn quay Điều xuất phát từ tính chất chi phí thấp dễ đúc PE có sẵn dạng bột, không giống loại polyme PE khác thường khó nghiền PE có khả kháng hóa chất tốt độ hấp thụ nước mức thấp Các loại polyethylene sử dụng quay vòng Polyethylene mật độ cao (HDPE), Polyethylene mật độ thấp (LDPE), Polyethylene mật độ trung bình (MDPE) Polyethylene mật độ thấp tuyến tính (LLDPE) Hình 12: Sản phẩm phương pháp đúc khuôn quay với nguyên liệu Polyethylene Polypropylene (PP)(8),(13),(14),(15): Polypropylene loại nhựa xử lý nhiều thứ hai loại polyme linh hoạt có Nó có đặc điểm nằm 16 LDPE HDPE Các đặc tính có giá trị tốt bao gồm khả chống chịu hóa chất, nhiệt mỏi tốt Hình 13: Sản phẩm phương pháp đúc khuôn quay với nguyên liệu polypropylene Polyvinyl clorua (9): Polyvinyl clorua dạng polyme monome vinyl clorua Nó loại nhựa mạnh cứng, có khả tương thích với nhiều chất phụ gia để thay đổi tính chất học Hình 14: Sản phẩm bóng đồ chơi làm từ PVC thông qua phương pháp đúc khn quay Nylon: Nylon xuất phát từ nhóm nhựa polyamit Ngồi sản xuất phim sợi, polyme sử dụng hợp chất đúc Nó thường cứng, có khả chịu nhiệt hóa chất tốt 17 4.2 Yêu cầu nguyên liệu vai trò chất phụ gia 4.2.2 Yêu cầu nguyên liệu Đối với trình lựa chọn nguyên liệu nhựa, nhiều yêu cầu khác đưa dựa điều kiện cơng đoạn quy trình đúc khn quay Các u cầu trình bày bao gồm: - Nhựa nóng chảy tiếp xúc với oxy nhiệt độ cao, bị oxy hóa làm đặc tính học mong muốn polyme Do đó, phân tử vật liệu polyme phải có nhóm có tính chất chống oxy hóa - Polyme phải có độ bền nhiệt cao để vật liệu chống lại thay đổi vĩnh viễn nhiệt độ cao mang lại - Vật liệu nóng chảy phải dễ dàng chảy thành khn dịng chảy phụ thuộc vào chuyển động quay khơng có áp lực liên quan Các đặc tính chảy polyme chọn nhiệt độ cao phải xem xét giai đoạn tối ưu hóa 4.2.3 Vai trị chất phụ gia Trong q trình đúc khn quay, ngồi ngun liệu polyme sử dụng, loại chất phụ gia khác thêm vào với mục đích tạo sản phẩm có tính chất cải thiện mang thêm tính chất Tùy vào yêu cầu nhà sản xuất ảnh hưởng mang lại chất phụ gia với q trình đúc khn quay mà loại phụ gia hàm lượng chúng tính tốn trước trộn với ngun liệu ban đầu (6),(10) Các loại phụ gia bao gồm: - Phụ gia (Primary additives): Có vai trị cải thiện tính chất học sản phẩm hỗ trợ q trình đúc; - Chất điều chỉnh dịng chảy (Flow modifiers): Hỗ trợ dòng chảy nhựa polyme trạng thái nóng chảy để đạt phân bố độ dày tốt; - Chất ổn định nhiệt (Heat stabilizers): Ngăn ngừa suy giảm nhiệt nhiệt độ cao gây ra; - Chất độn (Fillers): làm tăng độ cứng; - Chất điều chỉnh tác động (Impact modifiers): Làm tăng độ bền va đập; 18 - Các chất phụ gia thứ cấp (Secondary additives): Được sử dụng để tạo cho thành phẩm có đặc tính đặc biệt chất tạo màu, chất chống cháy chất chống tĩnh điện Khuôn chất tách khuôn phương pháp đúc khuôn quay 5.1 Khuôn phương pháp đúc khuôn quay Q trình vận hành phương pháp đúc khn quay sử dụng lực ly tâm, áp lực, để lấp đầy khn Vì vậy, khn quay sử dụng phương pháp đúc khn quay có chi phí tương đối thấp so sánh với trình khác ép phun hay đúc thổi Điều quan trọng nhà sản xuất phải chọn loại khuôn phù hợp với yêu cầu sản phẩm Khuôn rỗng sử dụng phương pháp đúc khuôn quay làm từ nhôm đúc thép chế tạo tạo hình dạng cho sản phẩm đúc Đặc điểm hai loại vật liệu sử dụng làm khuôn mô tả sau(1),(4): Khuôn thép: Thép chứng minh kim loại hiệu để làm khn Nó kim loại bền, chịu nhiệt áp suất cao mà khơng làm thay đổi hình dạng khn sử dụng cho hàng triệu phận từ khuôn Không giống khn nhơm, khn thép dễ dàng chế tạo bảo trì Khả chống mài mịn thép khuôn quan trọng Và độ cứng yếu tố để chống mài mịn Nói chung, độ cứng cao khn với độ hao hụt thấp hơn, điều có nghĩa khả chống mài mòn tốt Đồng thời, khả chống mài mịn thép khn liên quan đến chủng loại, số lượng, hình dạng cacbit Khn thép làm việc áp suất cao Nó phải chịu tải trọng va đập lớn Vì phải có sức mạnh độ dẻo dai lớn để xử lý điều kiện làm việc khó khăn Độ bền phụ thuộc vào hàm lượng cacbon kết cấu khn Bởi nhựa có clo, flo nguyên tố khác việc chất gây ăn mịn khn HCI, HF sau nhựa đun nóng phân hủy Điều công bề mặt khoang khuôn, làm cho bề mặt trở nên cứng làm tăng khuôn 19 Hình 15: Khn thép khơng gỉ dùng để chế tạo bể đựng nước phương pháp đúc khuôn quay Khuôn nhôm: Khuôn nhôm sử dụng phổ biến phương pháp đúc khuôn quay Với khuôn nhôm đúc, nhà sản xuất tạo hình dạng phức tạp với chi tiết phức tạp nhiều kích cỡ - từ sản phẩm nhỏ (như ống tiêm ống tai) đến mặt hàng công nghiệp lớn (như bể chứa nước thải) Khn nhơm có trọng lượng nhẹ, truyền tản nhiệt tốt khiến chúng trở nên lý tưởng cho chu kỳ lặp lại thơng qua lị đúc quay Các cơng cụ đúc sửa đổi sau chúng đưa vào sản xuất để phù hợp với thay đổi nhỏ thiết kế phận Hình 16: Khn nhơm dùng để đúc hai sản phẩm lúc phương pháp đúc khuôn quay 20 5.2 Chất tách khuôn phương pháp đúc khuôn quay Chất tách khuôn lớp phủ có mặt thành khn Nó sử dụng để loại bỏ hiệu phần khuôn sau làm nguội, ngăn chặn dính khỏi bề mặt khuôn Các loại chất tách khuôn sau: Lớp phủ hy sinh: Loại chất tháo khuôn này, thường silicone, khỏi phận đúc nhả khỏi dụng cụ Do đó, áp dụng bắt đầu q trình tải Lớp phủ bán vĩnh viễn: Chất tháo khuôn bán vĩnh viễn sử dụng phổ biến hầu hết ngành cơng nghiệp Nó kéo dài sau số chu kỳ làm nóng làm lạnh polyme Nó bôi lại bổ sung trước sử dụng hết Lớp phủ vĩnh viễn: Loại loại bỏ nhu cầu bơi lại chất tháo khn, cố định vĩnh viễn bề mặt khuôn Tuy nhiên, lớp chất giải phóng khn vĩnh viễn bị mịn trầy xước xử lý sai Lớp phủ tác nhân giải phóng khn vĩnh viễn phổ biến polytetrafluoroethylene (PTFE) Ưu điểm nhược điểm phương pháp đúc khuôn quay Về mặt lý thuyết, phương pháp đúc khuôn quay phương pháp tương đối đơn giản Tuy nhiên, nhà sản xuất gặp phải giải nhiều vấn đề để đạt sản phẩm tốt sử dụng phương pháp này.(1), (4),(5) Phương pháp đúc khuôn quay đánh giá cao nhờ vào ưu điểm so với phương pháp đúc khác Với thiết kế lắp đặt hợp lý mặt máy móc quy trình vận hành, nhà sản xuất người tiêu dùng hưởng lợi ích sau đâu từ phương pháp đúc khuôn quay: - Độ dày sản phẩm đồng nhất: Độ dày sản phẩm đồng nhất, tất mặt, cạnh góc, làm tăng độ bền sản phẩm Với tốc độ quay chu kỳ làm mát thích hợp, đạt độ dày san phẩm đồng nhất, sản xuất sản phẩm có thành dày Các góc cạnh sản phẩm dày nhờ đúc khuôn quay so sánh với phương pháp đúc thổi khuôn (blow molding) - Dễ dàng sản xuất phận thành đơi: Các phận có thành đơi chế tạo dễ dàng mà không cần gia công thứ cấp hàn chế tạo mối nối Các 21 phận sản xuất có cạnh liền mạch, giúp loại bỏ điểm ứng suất, giúp tăng độ bền - Dây chuyền sản xuất khơng tốn kém: Vì khn khơng phải chịu áp suất cao, sản xuất vật liệu chi phí thấp nhơm - Tính linh hoạt sản xuất: Các sản phẩm khác đúc máy lúc Với số thiết bị đúc quay có cánh tay độc lập, làm cho việc quản lý dụng cụ trở nên dễ dàng; khn lên lịch cho hoạt động bảo trì khuôn khác sử dụng - Có thể sản xuất phận lớn hơn: Đúc quay giúp cho việc sản xuất sản phẩm rỗng lớn thực Hạn chế kích thước khoang sưởi làm mát - Ít u cầu quy trình sau đúc: Sản phẩm sản xuất trình đúc quay sản phẩm Do đó, khơng bắt buộc phải trải qua bước cắt tỉa phức tạp Đúc khn quay tạo hao phí nhựa polyme so với phương pháp khác - Dễ dàng trang trí: Người thiết kế sản phẩm dễ dàng kết hợp chi tiết kết cấu biểu tượng thông qua việc bổ sung chi tiết bề mặt khn đúc Ngồi ưu điểm kể so sánh với phương pháp khác, phương pháp đúc khn quay có số nhược điểm đáng ý sau: - Thời gian đúc lâu chi phí cao : Đúc khn quay khơng phù hợp với sản xuất khối lượng lớn Việc quay chậm trình gia nhiệt đến trạng thái nóng chảy làm nguội dần sản phẩm toàn dụng cụ đến nhiệt độ phịng sau làm khn tiêu tốn nhiều thời gian chu kỳ đúc Hệ thống nước làm mát khơng khí có sẵn, địi hỏi thêm chi phí vận hành Ngồi ra, quy trình địi hỏi bước thủ cơng tách sản phẩm khỏi khn mẫu, tính khả dụng hạn chế tính tự động hóa Điều làm tăng thêm chi phí chung q trình vận hành - Các tùy chọn nguyên liệu hạn chế: Rất polyme đủ tiêu chuẩn làm nguyên liệu cho trình u cầu phải chuyển đổi dạng bột để 22 xử lý thành công Các loại polyme khác ngồi polyetylen có giá thành cao khó nghiền Ngồi ra, q trình địi hỏi polyme phải có độ ổn định nhiệt cao, điều hạn chế việc lựa chọn loại nhựa dung làm nguyên liệu - Tuổi thọ khuôn ngắn: Bởi khn làm từ kim loại mỏng mềm, nên khuôn phải thay sau nhiều chu kỳ sản xuất để đảm bảo chất lượng sản phẩm sản xuất - Một số chi tiết, kiểu dáng khó tạo khn: Độ dày đồng bề mặt phẳng lớn khó đạt với phương pháp đúc khn quay Ngồi ra, máy đúc khn quay khơng có khả đúc sản phẩm có dung sai cao có cạnh sắc Ứng dụng phương pháp đúc khuôn quay Đúc khn quay có nhiều ứng dụng để sản suất sản phẩm công nghiệp ô tô, đồ nội thất, thiết bị xử lý vật liệu, thiết bị y tế, đồ chơi, v.v Một số sản phẩm đáng ý làm từ đúc khuôn quay sau(1), (4),(5): - Sản xuất loại thùng thùng chứa dụng cụ, hộp cách nhiệt, va li, két chưa nước có dung tích lớn, v.v, loại sản phẩm sản xuất chủ yếu công nghiệp phương pháp đúc khn quay Hình 17: Thùng chứa dụng cụ thùng chứa nước sản xuất phương pháp đúc khuôn quay - Vật tư phịng thí nghiệm y tế ống tiêm, mặt nạ dưỡng khí; - Dụng cụ làm vườn nông nghiệp sử dụng để trồng trọt chậu, máng, thùng ủ sinh học xe làm vườn; 23 Hình 18 : Chậu sản xuất phương pháp đúc khuôn quay - Các sản phẩm vệ sinh thùng chứa rác, thùng rác bể tự hoại; - Các phương tiện thiết bị hàng hải cho giao thông vận tải thể thao nước thuyền chèo, ca nô, phao thuyền kayak sản xuất theo phương pháp đúc khuôn quay chuyển động lắc quay (rock and roll molding); Hình 19: Hình ảnh thuyền plastic sản xuất phương pháp đúc khn quay - Rào chắn an tồn, mũ bảo hiểm vật dụng tương tự khác tìm thấy đường công trường xây dựng 24 Hình 20: Mũ bảo hộ sản xuất phương pháp đúc khuôn quay - Đồ chơi thiết bị thể thao phận búp bê, bóng đá, cầu trượt sân chơi, phận thiết bị tập thể dục vật thể cho bể bơi Hình 21: Đồ chơi trẻ em sản xuất phương pháp đúc khuôn quay Một số hãng bán công nghệ Hiện nay, với phổ biến phương pháp đúc khuôn quay, nhiều công ty, tập đồn lớn cung cấp cơng nghệ đúc khn quay với quy mơ tồn cầu Dưới thơng tin số công ty vậy: 25 - Roto Dynamics Inc.: Trụ sở tiểu bang California, Hoa kỳ(17) Hình 22: Logo Rơt Dynamics - Fibertech Plastics: Trụ sở thành phố Elberfeld, Cộng Hịa liên bang Đức.(18) Hình 23: Trụ sở cơng ty Fibertech Plastics - Sherman Roto Tank LLC: Trụ sở Thành phố Pearland, Bang Texas(19) Hình 24: Logo cơng ty Sherman Roto Tank LLC 26 Ngồi cịn nhiều cơng ty lớn khác cung cấp công nghệ đúc khuôn quay Sterling Technologies, ASH Industries, v.v.(20), (21) 27 III KẾT LUẬN Thơng qua tiểu luận, nhóm chúng em trình bày tổng quan phương pháp đúc khn quay – Rotational Molding Trong suốt q trình tìm hiểu, nhóm chúng em thu nhận thêm nhiều thơng tin hay kiến thức bổ ích khơng phương pháp đúc khn quay mà cịn ngành nhựa giới Những kiến thức giúp cho chúng em nhiều công việc kỹ sư tương lai Ngoài ra, kỹ làm việc nhóm, tìm tài liệu tơng hợp thông tin điều quý báu khác mà chúng em trau dồi để hoàn thành tiểu luận Tuy nhiên, với kinh nghiệm thành viên nhiều hạn chế, tiểu luận khơng tránh khỏi thiếu sót mặt nội dung cách trình bày Chúng em mong nhận đóng góp quý báu thầy bạn để tiểu luận chúng em hoàn thiện Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn TS.Vũ Minh Đức TS Đoàn Anh Vũ hướng dẫn cung cấp phương pháp tìm nguồn tài liệu chuyên ngành cho chúng em TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) Ogila, K O., Shao, M., Yang, W., & Tan, J (2017). Rotational molding: A review of the models and materials Express Polymer Letters, 11(10), 778–798 (2) PLASTICIZERS IN VARIOUS PROCESSING METHODS (2012). Handbook of Plasticizers, 521–562 (3) Perot, E., & Maazouz, A (2007). STUDY OF POLYMER SINTERING DURING ROTATIONAL MOLDING Journal of Polymer Engineering, 27(4) (4) Wang, Y., Zhang, K., Dai, Y C., Liu, J., & Zhang, Y Y (2011)  State-of-the-Art of Rotational Moulding Technique and its Application Applied Mechanics and Materials, 80-81, 980–984 (5) Nugent, P (2011). Rotational Molding Applied Plastics Engineering Handbook, 311–332 (6) Gupta, N., Ramkumar, P., & Sangani, V (2020). An approach toward augmenting materials, additives, processability and parameterization in rotational molding: a review Materials and Manufacturing Processes, 1–18  (7) Greco, A., Ferrari, F., Buccoliero, M G., & Trono, G (2019). Thermal and Mechanical Analysis of Polyethylene Homo-Composites Processed by Rotational Molding Polymers, 11(3), 528  (8) Dou, Y., & Rodrigue, D (2021). Morphological, thermal and mechanical properties of polypropylene foams via rotational molding Cellular Polymers, 40(5), 198–211  (9) Hanana, F E., & Rodrigue, D (2015). Rotational Molding of Polymer Composites Reinforced with Natural Fibers Plastics Engineering, 71(7), 28–31  (10) Oliveira, M J., & Cramez, M C (2001). ROTATIONAL MOLDING OF POLYOLEFINS: PROCESSING, MORPHOLOGY, AND PROPERTIES Journal of Macromolecular Science, Part B, 40(3-4), 457–471 28 (11) Arribasplata-Seguin, A., Quispe-Dominguez, R., Tupia-Anticona, W., & Acosta-Sullcahuamán, J (2021). Rotational molding parameters of wood-plastic composite materials made of recycled high density polyethylene and wood particles Composites Part B: Engineering, 217, 108876 (12) Andrzejewski, J., Krawczak, A., Wesoły, K., & Szostak, M (2020). Rotational molding of biocomposites with addition of buckwheat husk filler Structure-property correlation assessment for materials based on polyethylene (PE) and poly(lactic acid) PLA Composites Part B: Engineering, 108410 (13) Sarrabi, S., Colin, X., & Tcharkhtchi, A (2010). Kinetic modeling of polypropylene thermal oxidation during its processing by rotational molding Journal of Applied Polymer Science, n/a–n/a (14) Pop-Iliev, R., Rizvi, G M., & Park, C B (2003). The importance of timely polymer sintering while processing polypropylene foams in rotational molding Polymer Engineering & Science, 43(1), 40–54 (15) Jansri, E., & O-Charoen, N (2018). Polypropylene/polyethylene two-layered by one-step rotational molding Journal of Polymer Engineering, 38(7), 685–694 (16) Rusu, G., & Rusu, E (2004). Caprolactam-Laurolactam (Nylon 6/12) Copolymers: Synthesis and Characterization High Performance Polymers, 16(4), 569–584 (17) Website: https://rotodynamics.com/ (18) Website: https://fibertechplastics.com/ (19) Website: https://www.sherman-tank.com/ (20) Website: https://www.sterlingrotationalmolding.com/ (21) Website: https://ashindustries.com/ 29 ... 18 Khuôn chất tách khuôn phương pháp đúc khuôn quay 18 5.1 Khuôn phương pháp đúc khuôn quay 19 5.2 Chất tách khuôn phương pháp đúc khuôn quay 21 Ưu điểm nhược điểm phương pháp đúc... minh cải tiến không ngừng phương pháp sản xuất Trong phương pháp sản xuất sản phẩm từ nhựa nay, bật lên phương pháp đặc biệt phương pháp khn quay Xuất từ sớm, phương pháp đúc khuôn quay ứng dụng... thời gian chi phí sản xuất Trong phương pháp sản xuất sản phẩm từ nhựa nay, bật lên phương pháp đặc biệt phương pháp khn quay (1) Phương pháp khuôn quay – rotational molding, kỹ thuật đúc nhựa sử