CÔNG NGHỆ ÉP PHUN I Tổng quan về công nghệ ép phun Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn Khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra.
CƠNG NGHỆ ÉP PHUN I.Tổng quan cơng nghệ ép phun Cơng nghệ ép phun q trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lịng khn Khi nhựa làm nguội đơng cứng lại lịng khn khn mở sản phẩm đẩy khỏi khn nhờ hệ thống đẩy, q trình khơng có phản ứng hóa học Nguyên liệu Ép phun sản phẩm Xử lý phế liệu Định hình sản phẩm Kéo sản phẩm Kiểm tra chất lượng Nhập kho Nguyên lý vận hành sau : - Nguyên liệu cấp vào máy ép phun theo chu kỳ Nguyên liệu sau hóa dẻo phun vào khuôn ( kẹp chặt ) , hình dạng khn tạo hình dạng sản phẩm Sau định hình làm nguội khn,hành trình mở khn thực để lấy sản phẩm - Đặc điểm công nghệ ép phun trình sản xuất diễn theo chu kỳ - Thời gian chu kỳ phụ thuộc vào trọng lượng sản phẩm, nhiệt độ nước làm nguội khuôn hiệu hệ thống làm nguội khuôn - Chất lượng suất sản phẩm phụ thuộc vào chất lượng máy ép phun,chất lượng khuôn mẫu II Cấu tạo máy ép phun 1- Hệ thống kẹp 2- Hệ thống khuôn 3- Hệ thống phun 4- Hệ thống hỗ trợ ép phun 5- Hệ thống điều khiển 1 Hệ thống hỗ trợ ép phun có 04 hệ thống Các phần hệ thống hỗ trợ ép phun – Thân máy (Frame) – Hệ thống thủy lực (Hydraulic system) – Hệ thống điện (ELectrical system) – Hệ thống làm nguội ((Cooling system) a, Thân máy Là hệ thống liên kết gữi hệ thống phận máy lại với làm cho máy hoạt hoạt động ổn định chắn b, Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đóng mở khn tạo trì lực kẹp làm cho trục vít quay chuyển động tới lui tạo lực cho chốt đẩy trượt lõi mặt bên Hệ thống bao gồm: bơm, van, motor, đường ống đẫn thùng chứa dầu v c, Hệ thống điện Cung cấp điện cho Motor điện hệ thống điều khiển nhiệt cho khoang chứa nhựa thông qua vịng nhiệt (heater band) đảm bảo tồn hệ thống hoạt động ổn định thông qua hệ thống dây dẫn tủ điều khiển (Electric power cabinet) d, Hệ thống làm nguội Cung cấp nước dung dịch ethyleneglycol để làm nguội khuôn, dầu thủy lực ngăn không cho nhựa thơ cuống phễu bị nóng chảy, nhựa bị nóng chảy phần nhựa thơ phía khó chạy vào khoang chứa nhựa Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90-120 độ F điều khiển nhiệt nước (water temperature controller) cung cấp lượng nhiệt, áp suất, dịng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng khn Hệ thống phun (press system) Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua q trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy nhựa, phun nhựa lỏng vào khn định hình sản phẩm Hệ thống có phận sau: + Phễu cấp nhựa (Hopper) + Khoang chứa nhựa (Barrel) + Các vịng gia nhiệt (Heater band) + Trục vít (Screw) + Bộ hồi tự hở (non-return Assembly) + Vòi phun (Nozzle) a Phễu cấp liệu Chứa vật liệu nhựa dạng viên để cấp vào khoang trộn b Khoang chứa phễu Chứa nhựa để vít trộn di chuyển qua lại bên Khoang trộn gia nhiệt nhờ băng cấp nhiệt Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20 đến % nhiệt độ cần thiết để làm cháy lỏng vật liệu nhựa c Băng gia nhiệt Duy trì nhiệt độ khoang chứa để nhựa bên khoang trạng thái chảy dẻo Thơng thường máy ép nhựa có nhiều băng gia nhiệt (>3 băng) cài đặt với nhiệt độ khác để tạo vùng nhiệt độ thích hợp cho q trình ép phun d, Trục vít Có chức nén, làm chảy dẻo tạo áp lực để đẩy nhựa chảy vào lòng khn Trục vít có cấu tạo gồm vùng: vùng cấp nhựa, vùng nén vùng định lượng e, Bộ hồi tự: Bộ phận gồm vịng chắn hình nêm, đầu trục vít seat Chức tạo dịng nhựa bắn vào khn Khi trục vít lùi vịng chắn hình nêm di chuyển hướng vịi phun cho phép nhựa chảy phía trước đầu trục vít cịn trục vít di chuyển phía trước ngược lạiở hay van hồi tự mở f Vịi phun Vòi phun: Nối khoang trộn với cuống phun phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoang trộn khn Nhiệt độ vịi phun nên cài đặt lớn băng nhiệt độ chảy vật liệu Trong trình phun nhựa lỏng vào khn, vịi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun đầu vịi phun nén lắp kín với phần lõm bạc cuống phun thơng qua vịng định vị để đảm bảo nhựa khơng bị phun ngồi tránh áp Hệ thống kẹp - Tấm di dộng (Moverable platen): + Là thép lớn với bề mặt có nhiều lỗ thơng với di động khn + Chính nhờ lỗ thơng mà cần đẩy tác động lực đẩy khn Ngồi , di động cịn có lổ ren để kẹp di động khuôn Tấm di chuyển tới lui dọc theo nối trình ép phun - Tấm cố định (Stationary platen): + Cũng thép lớn có nhiều lỗ thơng với cố định khn + Ngồi lỗ dẫn hướng lỗ có ren để kẹp cố định khuôn tương tự di động, cố định cịn có thêm lỗ vịng định vị để định vị cố định khuôn đảm bảo thẳng hàng cần đẩy cụm phun + Những nối ( Tie bars ) : Có khả co giãn để chống lại áp suất phun kìm tạo lực Ngồi cịn có tác dụng dẫn hướng cho di động Hệ thống khn Sau q trình nhựa hóa, nhựa nóng chảy phun vào khuôn, lực ép khuôn phải đủ lớn để đóng khn tới nhựa nguội đóng rắn sau khn mở để lấy sản phẩm Cấu tạo : - Hai thớt cố định thớt di động để mở khuôn - Trục dẫn hướng trục hình trụ song song - Xilanh khóa khn : Tạo lực đóng mở khn - Xilanh thủy lực để đùn sản phẩm - Bộ phận điều chỉnh bề dày khuôn: Dẫn động motor điện thủy lực - Cửa an toàn cửa trước cửa sau Hệ thống điều khiển - Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy móc theo dõi điều chỉnh thông số gia công nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun vị trí phận hệ thống thủy lực - Quá trình điều khiển có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sau sản phẩm hiệu kinh tế trình hệ thống điều khiển giao tiếp với người vận hành máy qua bảng điều khiển ( Control panel ) hình máy tính ( computer screen ) - Màn hình máy tính : Cho phép nhập thơng số gia cơng, trình bày liệu q trình ép phun, tín hiệu báo động thông điệp - Bảng điều khiển : Gồm công tắc nút nhấn dùng để vận hành máy Một bàn điều khiển gồm có : nút nhấn điều khiển bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồn điện hay dừng khẩn cấp công tắc điều khiển tay III Nguyên lý hoạt động Máy ép phun nhựa hoạt động tương tự bơm tiêm mà bạn thường thấy gặp bác sỹ Nhựa trạng thái lỏng bơm vào khn để điền đầy lịng khn sau hệ thống làm mát làm nguội để lấy sản phẩm Đầu tiên nguyên liệu đưa vào phểu chứa nguyên liệu Nguyên liệu làm nóng chảy nhờ gia nhiệt nhiệt độ thích hợp chuyển sang thể lỏng Nhựa nóng chảy dẫn lên phía trước nhờ trục vít (xoay), đồng thời trục vít lùi để lại khoảng trống phía trước đầu phun cho nhựa tràn vào Sau nhựa nóng chảy bơm vào khuôn nhờ áp lực đẩy trục vít (khơng xoay) Sau nhựa điền đầy lịng khn Hệ thống làm mát chuyển hóa nhựa từ thể lỏng sang thể rắn để định hình sản phẩm lịng khn Phần kẹp khn di động mở khn khoảng định trước sau đẩy sản phẩm ngồi nhờ trục lói máy ép tác động lực đẩy lên hệ thống pin đẩy khuôn khoảng cách định trước a) Hoạt động hệ thống dẫn nhựa Hệ thống dẫn nhựa khn làm nhiệm vụ đưa nhựa từ vịi phun máy ép phun vào lịng khn Hệ thống gồm : cuống phun, kênh dẫn miệng phun Thông thường thiết kế người ta thiết kế kênh dẫn miệng phun trước rùi đến cuống phun kich thước cng phun phụ thuộc vào kích thước kênh dẫn miệng phun Cuống phun: nối trực tiếp với vòi phun máy ép phun để đưa nhụa vào kênh dẫn qua miệng phun vào lịng khn Các kênh dẫn: Là cầu nối miệng phun cuống phun Chúng làm nhiệm vụ đưa nhựa vào lịng khn b) Hệ thống gia nhiệt Các phương pháp gia nhiệt: + Gia nhiệt nước nóng: kênh dẫn nước nóng khoan quanh lịng khn lõi khn Nước nóng gia nhiệt điều khiển nhiệt điện trở nhiệt + Gia nhiệt dầu nóng: giống phương pháp gia nhiệt nước nóng mơi chất dùng dầu nóng + Gia nhiệt nước: phương pháp gia nhiệt dùng cho khn có kênh dẫn nguội, khó điều khiển nhiệt độ khơng an tồn + Trong dó, nước nóng mơi chất phổ biến dùng gia nhiệt cho khn có kênh dẫn nguội c) Hệ thống khí + Khi nhựa phun vào lịng khn tồn khí lịng khn phải ngồi Nếu bố trí hệ thống khí khơng tốt làm cho sản phẩm sau ép phun bị lỗ khí,các vết cháy bề mặt(burn mark): khơng điện hồn tồn(short shot) đường hàn Như hệ thống khí quan trọng phần định định hình tính thẩm mỹ cho sản phẩm d) Hệ thống đẩy: Sau sản phẩm khuôn làm nguội, khuôn mở Lúc sản phẩm cịn dính cõi khn hút chân không nên cần hệ thống đẩy sản phẩm để đẩy sản phẩm Có nhiều loại hệ thống đẩy : Hệ thống đẩy dùng khí nén Hệ thống đẩy dùng tháo Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy Hệ thống đẩy dùng ống đẩy Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy Tùy vào việc sản xuất loại phụ kiện mà ta nên dùng loại đẩy cho phù hợp e) Hệ thống hồi: Hệ thống hồi có chức đưa đẩy lùi phía sau giữ đẩy khn đóng hồn tồn Để hồi đẩy ta dùng chốt hồi chốt khuỷu IV Các lỗi sản phẩm, nguyên nhân cách khắc phục a) Lỗ khí: Các lỗ khí xảy dịng chảy nhựa bao quanh bọt khí Khuyết tật lỗ khí khiến cho nhựa khơng thể điền đầy cách hoàn toàn làm xấu bề mặt sản phẩm Ngoài ra, lỗ khí cịn tạo ứng suất nén lên vùng khác sản phẩm bị gia nhiệt gây vết cháy bề mặt sản phẩm Cách khắc phục: Trên khuôn: Thiết kế bề dày sản phẩm hợp lý để tránh tượng ưu tiên cân dòng chảy Cần cân dòng hệ thống kênh dẫn bố trí hệ thống khí hợp lý Có thể thay đổi hệ thống kênh dẫn để phần nhựa điền đầy sau nằm vị trí khí thích hợp Nếu khí tồn lịng khn thêm vào số ti khí để khí dễ dàng Trên máy ép phun: + Giảm vận tốc phun vận tốc phun lớn làm cho nhựa bắn hình tia khí dễ dàng lẫn vào Khi nhựa phun với vận tốc chậm khí có đủ thời gian để ngồi b) Sản phẩm bị giịn: Sản phẩm sau ép phun dễ bị rạn nứt dễ gãy - Ngun nhân: + Vật liệu bị thối hố: vận tốc phun cao,thời gian giữ dài nhiệt chảy cao việc thiết kế trục vít hệ thống kênh dẫn chưa hợp lý + Đường hàn làm yếu sản phẩm + Vật liệu kết tinh không tốt + Ứng suất dư sản phẩm lớn + Vật liệu chưa trộn tốt + Quá nhiều vật liệu nghiền lại Làm khô vật liệu chưa tốt Cách khắc phục: Vật liệu: + Làm khô vật liệu trước ép đùn + Giảm vật liệu nghiền lại: + Đổi vật liệu Trên khuôn: Thiết kế lại cuống phun, kênh dẫn miệng phun hợp lý Trên máy ép phun: + Thay trục vít trục vít thiết kế khơng khiến vật liệu dễ bị nhiệt + Thay vòi phun nhỏ để giảm thời gian giữ + Điều chỉnh lại nhiệt độ khoang chứa liệu, vòi phun nhiệt chảy vật liệu để giảm đường hàn tránh gây nhiệt cho vật liệu + Giảm áp suất lùi, vận tốc quay trục vít vận tốc phun nhiệt ma sát gây q nhiệt vật liệu c) Các đốm cháy Sản phẩm sau ép phun có đốm cháy nhỏ màu đen bề mặt phần nhựa điền đầy sau Nguyên nhân: + Hiện tượng kẹt khí (bẫy khí): xảy vận tốc áp suất phun cao khiến cho bọt khí hệ thống kênh dẫn lịng khn khơng thể kịp ngồi qua hệ thống khí khoảng thời gian điền đầy ngắn Hiện tượng kẹt khí xảy có ưu tiên dịng chảy bố trí hệ thống khí khơng hợp lý Khi đó, khí bị nén áp suất nhiệt độ cao làm cho nhựa bị nhiệt tạo đốm cháy + Vật liệu bị thoái hoá - Cách khắc phục: Trên khn: + Loại bỏ bẫy khí: thiết kế lại hệ thống khí thêm ti khí vào khn + Tránh tượng q nhiệt (do nhiệt ma sát) gây thoái hoá vật liệu việc thiết kế lại cuống phun, kênh dẫn miệng phun hợp lý Trên máy ép phun: + Giảm áp suất phun + Giảm vận tốc phun + Giảm vận tốc quay trục vít + Giảm nhiệt độ klhaong chứa liệu + Kiểm tra lại băng gia nhiệt khoang chứa liệu vòi phun d) Vết rạn nứt - Nguyên nhân: + Ứng suất dư cao + Nhiều đường hàn làm yếu sản phẩm + Sự co rút theo nhiều hướng khác nhựa nguội - Cách khắc phục: + Tăng bề dày sản phẩm để giảm ứng suất dư + Giảm co rút vật liệu theo nhiều hướng e) Chốc bề mặt: Sản phẩm sau ép phun có bề mặt bị chốc lên thành lớp - Nguyên nhân: + Vật liệu chưa trộn tốt + Vật liệu chứa nhiều ẩm + Nhiệt nóng chảy nhựa lịng khn thấp + Dùng nhiều chất khn q trình ép phun + Các góc sắt miệng phun kênh dẫn - Cách khắc phục: Vật liệu: + Tránh dùng vật liệu bẩn chứa nhiều vật liệu nghiền lại + Loại bỏ rơi ẩm vật liệu(nên nhận lời khuyên từ nhà cung cấp vật liệu để có lời khun tốt kghi sấy khơ vật liệu) + Nên tránh sử dụng nhiều chất tháot khuôn cách điều chỉnh lại hệ thống đẩy Trên khn: + Làm ơn láng góc cạnh miệng phun kênh dẫn góc cạnh sắc bén làm dòng nhựa bị tách Trên máy ép phun: + Tăng nhiệt độ khoang cấp liệu nhiệt độ khuôn để phần tử nhựa kết chặt vào f) Sản phẩm bị hụt: Sản phẩm bị ngắn đoạn (nhựa khơng điền đầy hồn tồn) Ngun nhân: + Khơng cân dịng hệ thống kênh dẫn nên áp phun vào lịng khn khác + Vòng chắn dòng (check ring) van tự hở bị hư khiến nhựa phun không + Thời gian định hình chưa đủ + Vật liệu nghiền lại chưa trộn hoàn toàn với vật liệu (vật liệu chưa qua sử dụng) + Vật liệu có độ ẩm cao - Cách khắc phục: Vật liệu: + Loại ẩm khỏi vật liệu cách sấy khô trước gia công + Giảm vật liệu nghiền để có q trình trộn tốt nhiệt chảy lúc + Đổi lô vật liệu Trên khuôn: + Thiết kế lại hệ thống kênh dẫn để đảm bảo cân dòng + Kiểm tra lại hệ thống làm lạnh để nhiệt độ khuôn đồng Trên máy ép phun: + Kiểm tra hỏng hóc vịng chắn dịng băng gia nhiệt khoang cấp liệu + Tăng áp suất phun áp suất định hình để cung cấp đủ vật liệu điền đày lịng khn g) Sản phẩm bị đổi màu: - Nguyên nhân: + Thời gian vật liệu khoang cấp liệu dài + Nhiệt độ khoang cấp liệu cao + Màu củ vật liệu nghiền lại khác với màu vật liệu + Trục vít khơng phù hợp + Hệ thống kênh dẫn thiết kê chưa tốt Cách khắc phục Vật liệu: Vật liệu cần giữ Trên khuôn: + Thiết kế hệ thống dẫn nhựa thích hợp để giảm nhiệt ma sát gây nhiệt nhựa + Hệ thống khí phải phù hợp khí bị kẹt làm tăng nhiệt gây q nhiệt nhựa Trên máy ép phun: + Thay trục vít trục vít thiết kế khơng làm trình trộn gây nhiệt nhựa + Chọn máy ép phun khác Áp lực bơm cần thiết cho khuôn nên 20 đến 80% công suất bơm máy + Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu vòi phun j) Ba via: Hiện tượng sản phẩm bị bánh tráng xảy lớp vật liệu mỏng bị tràn qua mặt phần khn hay vị trí ti đẩy sản phẩm Nguyên nhân: + Các khuôn không khớp với + Lực kìm khơng đủ lớn để chống lại áp suất lịng khn + Những vùng định hình mức làm tăng áp cục + Điều kiện ép phun chưa tốt nhiệt độ chảy dẻo vật liệu áp suất phun cài đặt cao + Hệ thống tháot khí chưa phù hợp làm sâu Cách khắc phục: Trên khuôn: + Đảm bảo khuôn khớp với hồn tồn + Nên phay hồn tồn mặt phân khn để đảm bảo đóng kín khn đực + Mật phân khuôn phải trước đưa lên máy ép phun + Kiểm tra lại kích thước hệ thống tháot khí có phù hợp chưa? Trên máy ép phun: + Tăng lực kìm máy có đủ lực kìm khơng phải đổi máy + Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu vòi phun để tránh áp phun cao làm bung kìm không nên giảm mức + Giảm áp phun định hình(bảo áp)để lực kìm mà ta cài đặt đủ lớn +Tăng thời gian phun hạ từ từ vận tốc phun ... cuống phun, kênh dẫn miệng phun Thông thường thiết kế người ta thiết kế kênh dẫn miệng phun trước rùi đến cuống phun kich thước cng phun phụ thuộc vào kích thước kênh dẫn miệng phun Cuống phun: ... máy ép phun: + Giảm vận tốc phun vận tốc phun lớn làm cho nhựa bắn hình tia khí dễ dàng lẫn vào Khi nhựa phun với vận tốc chậm khí có đủ thời gian để ngồi b) Sản phẩm bị giịn: Sản phẩm sau ép phun. .. phun Cuống phun: nối trực tiếp với vòi phun máy ép phun để đưa nhụa vào kênh dẫn qua miệng phun vào lịng khn Các kênh dẫn: Là cầu nối miệng phun cuống phun Chúng làm nhiệm vụ đưa nhựa vào lịng