Gas assist injection molding ép phun có khí hỗ trợ

NKT NKT Báo cáo tiểu luận: GAS ASSIST INJECTION MOLDING ÉP PHUN CĨ KHÍ HỖ TRỢ Ngày: 05/04/2012 GVHD: Thực hiện: PGS.TS Thái Thị Thu Hà Nguyễn Khoa Triều (11040403) Trần Văn Linh (11046108) Trần Quang Chiếu (11040384) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CONTENT NKT NKT 10 11 12 13 14 Đặt vấn đề Sự hình thành phát triển GAIM Tổng quan GAIM Các quy trình GAIM Vị trí lỗ phun khí Các kỹ thuật điều khiển q trình GAIM Các chất khí dùng GAIM Những tiến hạn chế GAIM Nhựa dùng cho GAIM Những lưu ý thiết kế chi tiết Việc ứng dụng kỹ thuật GAIM Một số nét khn dành cho GAIM Xu phát triển GAIM Phụ lục LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đặt vấn đề: NKT NKT Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển, địi hỏi chi tiết phức tạp, có độ xác cao giá thành phải hạ Do đó, nhà sản xuất, nhà khoa học phải tìm công nghệ sản xuất để đáp ứng nhu cầu Ép phun có khí hỗ trợ kỹ thuật phát triển từ ép phun truyền thống, kỹ thuật khắc phục số vấn đề mà ép nhựa truyền thống gặp phải Nó cho phép thiết kế sản xuất chi tiết mà ép nhựa truyền thống làm Ép phun có khí hỗ trợ xuất 45 năm trước nước Đức Kỹ thuật bắt đầu ứng dụng 20 năm trước, có cải tiến quan trọng khoảng 10 năm gần Nhưng Việt Nam ta, kỹ thuật mẻ chưa ứng dụng rộng rãi Nhằm mục đích tìm hiểu thêm kỹ thuật đồng thời giúp chưa nắm rõ kỹ thuật có nhìn tổng qt ép phun có khí hỗ trợ, nhóm 7, lớp CTM 2011 với hướng dẫn PGS.TS Thái Thị Thu Hà xin thực tiểu luận, đề tài: GAS ASSIST INJECTION MOLDING ÉP PHUN CĨ KHÍ HỖ TRỢ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Sự hình thành phát triển GAIM NKT NKT Ernst Friederich Rohm GmbH Darmstadt, Đức, người phát minh trình đúc chi tiết rỗng khơng cần q trình Các sáng chế ban đầu nộp Đức (Đức sáng chế 2501314, ban hành 1975) nêu trình sau: “Một phương pháp để làm chi tiết rỗng hình thành từ ép phun loại nhựa nhiệt dẻo, phương pháp bao gồm việc bơm lượng nhựa nóng chảy đủ cho việc hình thành chi tiết rỗng từ vịi phun vào khn, bơm khí áp lực cao qua vịi phun để nhựa nóng chảy mở rộng phân bố bề mặt khuôn, theo đó, phần rỗng hình thành bên chi tiết, khí góp phần làm mát chi tiết rỗng để nhiệt độ xuống điểm nóng chảy nhựa, sau mở bên chi tiết rỗng để cân áp lực áp lực môi trường xung quanh, sau mở khn để lấy chi tiết rỗng thành hình Hình 1.1 minh họa khái niệm trên.” LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Sự hình thành phát triển GAIM NKT NKT Hình 1.1 Bằng sáng chế US4101617, Ernst Friederich, phụ lục 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Sự hình thành phát triển GAIM NKT NKT Hình 1.2 Sơ đồ phả hệ GAIM, xuất phát từ Ernst Friederic LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Sự hình thành phát triển GAIM NKT NKT Alliance Gas Systems Asahi Chemical Industry (Gas Press Injection Molding, GPI) Incoe Corporation Hettinga (HELGA) Battenfeld (Airmould) Bauer Gas Systems Cinpres Limited Engel (Gasmelt) Ferromatik Milacron (Airpress III) HYDAC Krauss Maffei Mitsubishi Nitrojection Preba GAIN Technologies Gas Injection Limited R.F Topla Uniloy Milacron Bảng 1.2 Các nhà cung cấp thiết bị toàn cầu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tổng quan GAIM NKT NKT Ép nhựa có khí hỗ trợ liên quan đến việc phun shot nhựa cịn thiếu vào khoang (của khn) Khi khí đưa vào vật liệu nóng chảy, theo đường trở lực vào phần chi tiết với áp suất thấp nhiệt độ cao Khi khí vào chi tiết, tạo lõi rỗng cách thay vật liệu nóng chảy (Hình 1.3) Vật liệu nóng chảy điền vào phần cịn lại chi tiết Sau điền đầy đủ, khí chuyển sang áp lực cao, chốn lấy phần co rút thể tích vật liệu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tổng quan GAIM NKT NKT Có hai loại kỹ thuật khí hỗ trợ ép phun: Giữ cố định thể tích (đẳng tích) giữ cố định áp lực (đẳng áp) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tổng quan GAIM NKT NKT Phương pháp HELGA (Hettinga Liquid Gas Assist) tương đối khác phương pháp trước đó, phương pháp sử dụng khí nitơ Hình 1.8 minh họa trình Một phần nhựa bơm vào khoang sau phun nhựa có chứa chất lỏng đặc biệt, độc quyền Khi tiếp xúc với nhựa nóng chảy, chất lỏng chuyển thành chất khí, tạo lịng trống Dịng chất lỏng bị ngắt, trình phun nhựa tiếp tục Khí chứa chi tiết và, tạo áp lực bên ngoài, giảm thiểu dấu hiệu co rút sản phẩm Khi chi tiết nguội đi, khí tác dụng không hoạt động cho dù chi tiết nung nóng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Các lưu ý thiết kế NKT NKT Kích thước kênh dẫn: Tỷ lệ kích thước kênh dẫn với kích thước tường danh nghĩa từ 2:1 đến 2.5:1 , xem giới hạn Giới hạn dựa vào đặc điểm hình học chi tiết vị trí kênh dẫn chi tiết Kênh dẫn lớn dẫn tới vùng xung quanh tường hình thành rãnh, điều dẫn tới vùng tường mỏng lân cận không điền đầy Một số hình dạng hình học kênh dẫn khí: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10.Các lưu ý thiết kế NKT NKT Kích thước kênh dẫn khơng thích hợp dẫn tới nhiều vấn đề liên quan tới cơng nghệ ép phun có hỗ trợ chất khí : +Đơng tụ sớm (melt front freeze-off), +Sự phân ngón vào vùng tường mỏng  +Rỗ khí (gas blow out) Sự đông tụ: Xuất áp suất khí khơng đủ để đẩy nhựa vào vị trí lịng khn chưa điền đầy Bởi áp suất khí nhỏ nhiều so với áp suất nén khn ép phun tiêu chuẩn, chiều dài dịng qua kênh dẫn mỏng tương đối ngắn Nếu vùng sau để điền đầy không nằm gần đầu kênh dẫn khí đơng tụ hay xảy LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10.Các lưu ý thiết kế NKT NKT Sự phân ngón: Khí điển hình xuất áp suất lịng khn thấp áp kênh dẫn,thể bên ngòai kênh dẫn Ngịai ra, nhiệt độ nhựa nóng chảy cao phun khí sớm vào chi tiết dẫn tới phân ngón khí Rỗ khí : Hiện tượng phân ngón Xuất bọt khí lankhí truyền qua nhựa nóng trước giai đoạn hồn thành q trình điền đầy khn Có ngun nhân dẫn tới tượng rỗ khí : Thứ phun nhựa không đủ điền đầy khuôn thứ trường hợp khí phun vào sớm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10.Các lưu ý thiết kế: NKT NKT Cân trình điền đầy khn: Là q trình cần thiết khn có nhiều kênh dẫn kênh dẫn bị lệch Trong q trình thâm nhập khí ban đầu, bọt khí chống chỗ nhựa kênh dẫn khí tới vùng chưa điền đầy khn Vì vậy, chi tiết có nhiều kênh dẫn , việc cân q trình điền đầy khn cần thiết Nếu vài kênh dẫn điền sớm kênh dẫn khác thâm nhập khí xấu kênh dẫn thể rõ Một cách cân trình điền đầy định kích thước kênh dẫn Ví dụ, kênh dẫn khí gần miệng phun nhỏ chúng điền trước kênh dẫn khí xa miệng phun lớn để cân điền đầy LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10.Các lưu ý thiết kế: NKT NKT Các chi tiết có dạng góc cong: Đối với dịng lưu chất xung quanh góc chi tiết đúc theo cơng nghệ ép phun có hỗ trợ khí phải xem xét giai đoạn thiết kế để tránh tượng góc mỏng Khí qua kênh dẫn cong có khuynh hướng theo đường ngắn qua góc Điều có nghĩa bọt khí góc dẫn tới hình thành bề dày tường chi tiết không Để tránh tượng bề dày tường chi tiết góc mỏng phía ngịai ta tạo kênh dẫn khí có bán kính lớn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10.Các lưu ý thiết kế NKT NKT Gân tăng cứng: Những chi tiết cần tăng độ bền hay độ cứng vững cải tiến cách thêm gân tăng cứng cho kênh dẫn khí hay tường danh nghĩa Một gân tăng cứng hiệu việc thêm cấu trúc cho kênh dẫn khí chi tiết khơng góp phần hướng dịng tác động lên cách mà kênh dẫn rộng tác động Cả gân tăng cứng kênh dẫn kết hợp với để tạo hiệu Các gân tăng cứng đỉnh kênh dẫn khí mang lại hiệu cao gân tăng cứng truyền thống bề dày chúng hoàn toàn tường danh nghĩa 100% LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11.Ứng dụng NKT NKT Các ứng dụng ban đầu công nghệ ép phun có khí hỗ trợ tay vịn,bàn, ghế (lawn chair) Khi kỹ thuật phát triển kỹ thuật thiết kế tinh vi đưa vào công nghệ ép phun có khí hỗ trợ ứng dụng công nghệ trở nên đa dạng phức tạp  Hiện tại,trong cơng nghệ ép phun có khí hỗ trợ, chi tiết chế tạo từ 30g-18kg vật liệu nhựa Nguyên nhân sử dụng công nghệ khác chi tiết nhỏ Ở đây, điều chỉnh dung sai giảm warpage điều chỉnh yếu tố Một điều đáng ý thành phần nhỏ lợi ích đầu tư cho hệ thống khó khăn , nhiên, hầu hết trường hợp, tiết kiệm khối lượng giảm thời gian chu kỳ trừ dần vào chi phí  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11.Ứng dụng NKT NKT Khi so sánh với khuôn đúc mạ kẽm chuẩn, số thành phần lắp ráp cửa giảm từ 22 xuống 14 ,chi phí tay cầm giảm 1.3$, năm tiết kiệm triệu USD Khối lượng xe giảm xuống 0.75kg  Một ví dụ điển hình cơng nghệ ép phun có khí hỗ trợ khối cửa mẫu hệ thống Delphi Interior Lighting System  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11.Ứng dụng: NKT NKT Module hợp 61 chi tiết( đĩa điều chỉnh cửa sổ sau, phụ kiện hệ thống dây buột, armrest support, speaker mounts) phận mà trước làm từ kim loại phải lắp ráp với  Delphi ước tính chi phí tổng cộng với hệ thống “supper plug” thấp 5%-10% thành phần chi tiết cửa tương tự  Khối hợp giảm thời gian lắp ráp xe, độ ồn vận hành hơn, hạn chế ăn mịn, làm tăng tuổi thọ   Sau vài hình ảnh minh họa cho ứng dụng công nghệ này: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 12 Khuôn dùng cho GAIM: NKT NKT  Khn ép phun có khí hỗ trợ dạng biến thể khuôn ép phun thông thường Vì vậy, khn ép cho q trình tương tự với trường hợp khuôn ép phun tiêu chuẩn thông thường Vật liệu giống Thép dụng cụ gia công ứng dụng cho sản phẩm suất cao,dung sai nhỏ tính thẩm mỹ cao Đối với trường hợp sản phẩm suất thấp hay trung bình nhơm sử dụng  Khi thiết kế khuôn, điều quan trọng phải hiểu rõ miệng phun,kênh dẫn hay mục khuôn ép phun có khí hỗ trợ sử dụng Với kỹ thuật kênh dẫn miệng phun,kích thước kênh dẫn phải lớn để tránh tượng đông cửa phun trước phun khí Điều đặc biệt quan trọng subgate hay tunnel gate(rãnh dầu đậu rót) lớn chi tiết đối xứng dùng công nghệ ép phun LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 12 Khuôn dùng cho GAIM: NKT NKT Edge gate hay fan gate nên tích hợp lại kênh dẫn để cung cấp kênh dẫn khí cho khn  Với hệ thống rót hay hệ thống phun khí, vị trí miệng phun khí đặc trưng thiết kế quan trọng Bởi miệng phun ắc hẳn có khn,vị trí đường làm mát hay vài chức khác khn chịu ảnh hưởng Một điều đáng lưu ý miệng phun khí phải định vị trí mà polyme bao phủ q trình đưa khí vào Đường làm mát, thiết kế chi tiết điền đầy khuôn phải biết xác định vị trí miệng phun  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 12 Khuôn dùng cho GAIM: NKT NKT  Hệ thống kênh dẫn nóng xử dụng q trình ép phun khí hỗ trợ Dựa vào vị trí miệng phun khí, hệ thống kênh dẫn cửa van yêu cầu  Nếu khí thấm lại hệ thống kênh dẫn nóng, đẩy nhựa nóng chảy trở lại machine barrel Điều dẫn tới kích thước hạt không đồng tăng tỷ lệ phế phẩm Machine barrel LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 13.Hướng phát triển NKT NKT  Cơng nghệ ép phun có khí hỗ trợ ứng dụng rộng rãi lĩnh vực công nghiệp máy tự động  Sự nhận biết lợi ích tiềm cơng nghệ ép phun có hỗ trợ khí chương trình thíêt kế phát triển đắn cho q trình tạo mức quan tâm cao ứng dụng phức tạp nhà cung cấp tiếng Ví dụ điển hình module phụ tùng cửa Delphi Interior & Lighting system Một ví dụ khác khả tương lai công nghệ xe chỗ ngòai với tất bên ngịai làm từ nhựa, đánh kỹ thuật sản xuất máy tự động đầy tiềm cho việc phát trỉển đất nước LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 13.Hướng phát triển NKT NKT Mức phát triển hợp q trình ép phun có khí hỗ trợ với trình khác kết hợp trình ép phun có hỗ trợ khí với khn đúc nhiều màu để tối đa hóa giá trị Ví dụ hệ thống kính chiếu hậu xe chế tạo ứng dụng công nghệ ép phun có hỗ trợ khí để tạo độ bền Nó phun kết hợp với lớp Acrylic styrene –acrynolitrile để tạo hình dáng bên ngịai chống chịu với môi trường làm việc lúc vận hành khuôn  Phải nhận rằng,cơng nghệ ép phun có khí hỗ trợ giải vấn đề tồn mà đưa số thiết kế có lẽ vượt qua điều cách áp dụng sáng tạo q trình,vật liệu, cơng nghệ Đối với vài trình, sản phẩm phải thiết kế tối ưu vật liệu, thiết kế công đoạn  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 13.Hướng phát triển NKT NKT Chi phí phát sinh việc sử dụng cơng nghệ ép phun có hỗ trợ khí phải biết tối thiểu hóa Những chi phí bao gồm: chi phí quyền, hệ thống điều khiển,khí, miệng phun, phải cân phạm vi tiết kiệm tiềm cung cấp trình Những tiết kiệm bao gồm: sử dụng vật liệu cho ứng dụng đặc trưng giảm cước phí vận chuyển cần thiết cho chi tiết sử dụng cơng nghệ ép phun có hỗ trợ khí với chi tiết dùng cơng nghệ ép phun bình thường Điều chuyển qua tiết kiệm thiết bị, tiết kiệm lượng yêu cầu giảm không gian làm việc Tất điều có lẽ chứng tỏ việc giảm đầu tư chi phí vận hành tiềm  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... nhìn tổng qt ép phun có khí hỗ trợ, nhóm 7, lớp CTM 2011 với hướng dẫn PGS.TS Thái Thị Thu Hà xin thực tiểu luận, đề tài: GAS ASSIST INJECTION MOLDING ÉP PHUN CĨ KHÍ HỖ TRỢ LUAN VAN CHAT LUONG... vơ có dịng chảy tầng để sử dụng công nghệ ép phun có kết hợp chất khí Những vật liệu chứa chất đệm vơ có dịng chảy trượt hay dịng rắn ,cơng nghệ ép phun có hỗ trợ chất khí khơng ứng dụng Nếu có. .. NKT NKT Vị trí lỗ phun khí c/ Bơm khí trực tiếp vào hốc khn (Mold cavity gas injection system) Khí đưa trực tiếp vào hốc khn thơng qua pin khí gọi phương pháp ép nhựa có khí hỗ trợ "in-article"