Nghiên cứu thiết kế khuôn kính mũ bảo hiểm xe máy và thiết kế quy trình công nghệ gia công khuôn kính mũ bảo hiểm xe máy

Dựa trên cơ sở khoa học kỹ thuật côngnghệ, thành tựu và xu hướng phát triển mạnh mẽ của công nghệ vật liệu polyme,các nhà nghiên cứu và sản xuất chất dẻo đã đưa ra trên thị trường những

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Viện Đào tạo Quốc tế Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ & tên : Trần Xuân Quyết – NUT05

Nguyễn Cao Thắng – NUT05

Khoá học : 05

1.Nhiệm vụ thiết kế

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KHUÔN KÍNH MŨ BẢO HIỂM XE MÁY

VÀ THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN KÍNH

MŨ BẢO HIỂM XE MÁY

2.Thông số đầu vào.

Chi tiết sản phẩm

Sản lượng cho bộ khuôn :100000 sản phẩm

3.Nội dung đồ án.

Thuyết minh :

1 Lời nói đầu

2 Giới thiệu về tính chất hóa , lý , cơ tính của các loại chất dẻo

3 Giới thiệu các phương pháp gia công các sản phẩm bằng chất dẻo

4 Các vấn đề thiết kế khuôn gia công sản phẩm chất dẻo bằng ép phun

5 Giới thiệu kính che của mũ bảo hiểm xe máy :

- Vật liệu làm kính che

- Bản vẽ của kính che

- Yêu cầu kỹ thuật của kính che

6 Thiết kế khuôn kính che của mũ bảo hiểm xe máy :

- Bản vẽ tổng thể của khuôn

- Các giai đoạn làm việc của khuôn

- Bản vẽ của khuôn trước và khuôn sau

- Các bản vẽ của các tấm phụ

7 Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn trước và khuôn sau

8 Ứng dụng tin học kỹ thuật ( Mould flows ) để xác định thời gian điền đầy lòng khuôn ; áp lực phun , nhiệt độ tại các điểm trong lòng khuôn ; ( mô phòng phay lòng khuôn trên máy phay CNC nếu được )

9 Kiểm nghiệm chất lượng kính mũ theo TCVN

4.Bản vẽ và đồ thị :

- Bản giới thiệu cơ lý hóa tính của các loại chất dẻo ( 1-2 A0 )

- Giới thiệu các phương pháp gia công các sản phẩm chất dẻo 2 A0

- Giới thiệu mũ BHXM có kính che và bản vẽ của kính che mũ A0(1)

- Bản vẽ tổng thể khuôn 1A0 ( 3 hình chiếu )

- Bản vẽ lòng khuôn trước , khuôn sau , các tấm phụ ( (A0)

- Bản vẽ ứng dụng tin học kỹ thuật 1 A0

- Bản vẽ quy trình công nghệ chế tạo long khuôn 1 A0

5 Cán bộ hướng dẫn : Th.s NGUYỄN CHÍ QUANG

6 Ngày nhận nhiệm vụ :

7 Ngày hoàn thành :

Cán Bộ Hướng Dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2011 ( Chữ ký của giáo viên hướng dẫn) ………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2011 ( Chữ ký của giáo viên duyệt) ………

………

………

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 12

NỘI DUNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14

CHƯƠNG I: TÍNH CHẤT CƠ LÝ HÓA CỦA CÁC LOẠI CHẤT DẺO 14

THƯỜNG DÙNG TRONG SẢN XUẤT 14

CÁC CHI TIẾT KỸ THUẬT VÀ ĐỒ DÙNG VẬT DỤNG 14

1.1 ĐỊNH NGHĨA VỀ CHẤT DẺO 14

1.2 PHÂN LOẠI VẬT LIỆU 14

1.2.1 Phân loại theo hiệu ứng của polyme với nhiệt độ : 14

1.2.2 Phân loại theo ứng dụng : 15

1.2.3 Phân loại theo thành phần hóa học chính : 15

1.3 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DẺO VÀ ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG 15

1.3.1 Các loại nhựa nhiệt dẻo 16

1.3.2 Các loại nhựa nhiệt rắn 17

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG SẢN PHẨM CHẤT DẺO VÀ CÁC DẠNG KHUÔN CHẾ TẠO SẢN PHẨM TỪ CHẤT DẺO 28

2.1 TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CHẤT DẺO 28

2.1.1 Công nghệ chuẩn bị 29

2.1.2 Pha trộn vật liệu 29

2.1.3 Làm dẻo và làm nhuyễn vật liệu 29

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CHẤT DẺO 29

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIÊU BIỂU 30

2.3.1 Công nghệ cán chất dẻo 30

2.3.2 Công nghệ phủ chất dẻo 31

2.3.3 Công nghệ đùn 33

2.3.4 Công nghệ gia công vật thể rỗng 34

2.3.5 Công nghệ dập dẻo 36

2.3.6 Công nghệ hàn dán chất dẻo 36

2.3.7 Công nghệ tạo xốp chất dẻo 37

2.3.8 Công nghệ gia công trên các máy cơ khí 38

2.3.9 Công nghệ ép phun ( * ) 39

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU CÁC LOẠI KHUÔN DÙNG TRONG CHẾ TẠO CÁC SẢN PHẨM CHẤT DẺO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP PHUN 44

3.1 ĐỊNH NGHĨA KHUÔN : 44

3.2 CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN TRONG KHUÔN ÉP PHUN 45

3.2.1 Hệ thống định vị và dẫn hướng : 45

3.2.2 Hệ thống cấp nhựa : 46

3.2.3 Hệ thống đẩy sản phẩm 47

3.2.4 Hệ thống làm mát 48

3.2.5 Hệ thống thoát khí 48

3.3 YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI KHUÔN ÉP NHỰA 48

3.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU TRƯỚC KHI THIẾT KẾ 49

3.4.1 Bản vẽ chi tiết với đầy đủ kích thước và các yêu cầu kỹ thuật : 49

3.4.2 Các thông số kỹ thuật của máy ép : 49

3.4.3 Các loại khuôn cơ bản trong phương pháp ép phun 50

3.4.4 Thiết kế khuôn ép phun 53

CHƯƠNG IV NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ KHUÔN KÍNH MŨ BẢO HIỂM XE MÁY 73

4.1 KÍNH MŨ BẢO HIỂM VÀ CHỨC NĂNG CỦA NÓ 73

4.2 MỘT SỐ KIỂU DÁNG KÍNH MŨ BẢO HIỂM ĐANG LƯU HÀNH TRÊN THỊ TRƯỜNG 73

4.3 ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA KÍNH MŨ BẢO HIỂM 74

4.4 YÊU CẦU VÀ TÍNH NĂNG CỦA KÍNH MŨ BẢO HIỂM 74

4.5 LỰA CHỌN VẬT LIỆU LÀM KÍNH MŨ BẢO HIỂM 75

4.5.1 Khái niệm 75

4.5.2 Tính chất 76

4.5.3 Ứng dụng 82

4.6 LỰA CHỌN MÁY ÉP PHUN GIA CÔNG SẢN PHẨM 84

4.7 PHÂN TÍCH CHI TIẾT KÍNH MŨ BẢO HIỂM 86

4.8 THIẾT KẾ KHUÔN KÍNH MŨ BẢO HIỂM 87

4.8.1 Dạng sản xuất 87

4.8.2 Tính số lòng khuôn 88

4.8.3 Chọn vật liệu chế tạo khuôn 88

4.8.4 Thiết kế lòng khuôn và lõi khuôn kính mũ bảo hiểm 89

4.9 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT 93

4.9.1 Yêu cầu của hệ thống làm mát: 93

4.9.2 Các yêu cầu khi bố trí đường làm mát 93

4.10 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐẨY SẢN PHẨM 95

4.11 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NHỰA 96

4.12 BẢN VẼ LẮP KHUÔN 97

CHƯƠNG V QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG LÕI KHUÔN KÍNH MŨ BẢO HIỂM 100

5.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT 100

5.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG GIA CÔNG LÕI KHUÔN KÍNH MŨ BẢO HIỂM 101

5.2.1 Nguyên công 1( Nguyên công chuẩn bị ) 101

5.2.2 Nguyên công 2: (phay bề mặt cong chi tiết) 102

5.2.3 Nguyên công 3: 106

5.2.4 Nguyên công 4: 111

5.2.5 Nguyên công 5: Nhiệt luyện 116

5.2.6 Nguyên công 6: Phay tinh bề mặt dưới 116

5.2.7 Nguyên công 7: Phay thô 119

5.2.8 Nguyên công 8: Phay tinh bề mặt profile cối 122

5.2.9: Nguyên công 9: nguyên công nguội 125

CHƯƠNG VI CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM MOLDFLOW VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM PHUN BẰNG PHẦN MỀM MOLDFLOW 126

6.1 CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM MOLDFLOW 126

6.1.1 Giới thiệu phần mềm Moldflow: 126

6.1.2 Moldflow Plastics Adviser 128

6.1.3 Moldflow Plastics Insight (MPI) 128

6.1.4 Moldflow Cad Doctor (MCD) 130

6.1.5 Moldflow Magic STL Expert 131

6.1.6 Moldflow Design Link 131

6.2 TRÌNH TỰ PHÂN TÍCH , TỐI ƯU HÓA , THIẾT KẾ BẰNG MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT 132

6.2.1 Cách sử dụng moldflow plastics insight 133

6.2.2 Xác định vị trí điểm phun 143

6.2.3 Lựa chọn điểm phun cho khuôn kính mũ bảo hiểm xe máy đang thiết kế 150

6.2.4 Xác định áp suất phun khi gia công sản phẩm kính mũ bảo hiểm 150

CHƯƠNG VII CÔNG NGHỆ CHỐNG XƯỚC CHO SẢN PHẨM KÍNH MŨ BẢO HIỂM XE MÁY 154

7.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHỐNG XƯỚC 154

7.1.1 Công nghệ chống xước 154

7.1.2 Vật liệu phủ 155

7.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ PHỦ 156

CHƯƠNG VIII KIỂM NGHIỆM CHẤT LƯỢNG KÍNH MŨ THEO TCVN KIỂM NGHIỆM CHẤT LƯỢNG KÍNH MŨ BẢO HIỂM 157

8.1 TCVN CHO KÍNH MŨ BẢO HIỂM 157

8.1.1 Góc nhìn 157

8.1.3 Đo góc nhìn 157

8.1.4 Thử kính chắn gió 159

8.2 CÁC QUY ĐỊNH THỬ CHUNG 160

8.2.1 Thử độ phân mảnh 160

8.2.2 Thử va đập bằng bi thép 160

8.2.3 Thử bằng chuỳ thử 163

8.2.4 Thử độ bền mỏi mòn 165

8.2.5 Thử độ chịu nhiệt độ cao 171

8.2.6 Thử độ bền phát xạ 172

8.2.7 Thử độ chịu ẩm 174

8.2.8 Thử độ bền đối với nhiệt độ thay đổi 175

8.2.9 Chất lượng quang học 175

8.2.10 Thử phản ứng với lửa (tính chịu lửa) 191

8.2.11, Thử độ bền hoá học 200

CHƯƠNG IX LẮP RÁP – HIỆU CHỈNH – SỬ DỤNG VÀ LƯU GIỮ BẢO QUẢN KHUÔN 202

9.1 LẮP RÁP KHUÔN 202

9.1.1 Nguyên tắc chung : 202

9.1.2 Tiến hành kiểm tra độ song song của hai tấm khuôn 202

9.1.3 Đặt khuôn ở trạng thái hai nửa đóng lại với nhau 202

9.1.4 Không nên cố gắng lắp ráp khuôn nặng bằng tay 203

9.2 HIỆU CHỈNH KHUÔN 203

9.3 SỬ DỤNG KHUÔN 203

9.4 LƯU GIỮ VÀ BẢO QUẢN KHUÔN 204

KẾT LUẬN 206

TÀI LIỆU THAM KHẢO 207

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, các ngành côngnghiệp kỹ thuật đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Trongcác ngành công nghiệp đó, ngành công nghiệp vật liệu chất dẻo là một ngànhđược coi là giữ vai trò chủ đạo trong nền kinh tế quốc dân Với xu thế như hiệnnay, nhu cầu sử dụng và ứng dụng chất dẻo trong kỹ thuật cũng như trong dândụng ngày càng được ứng dụng rộng rãi Dựa trên cơ sở khoa học kỹ thuật côngnghệ, thành tựu và xu hướng phát triển mạnh mẽ của công nghệ vật liệu polyme,các nhà nghiên cứu và sản xuất chất dẻo đã đưa ra trên thị trường những sảnphẩm chất dẻo phong phú nhiều chủng loại với những tính chất và khả năng ứngdụng khác nhau Vật liệu chất dẻo có ưu điểm chung là nhẹ, bền, đẹp và dễ giacông, giá thành thấp Do sự xuất hiện một số lượng lớn chất dẻo nên hàng loạtsản phẩm được sản xuất từ vật liệu chất dẻo càng ngày càng phong phú và đadạng Giá trị sử dụng các loại sản phẩm này đã thực sự xâm nhập vào nền kinh

tế và dân dụng Nhu cầu và chất lượng của sản phẩm cũng như khả năng ứngdụng của nó ngày càng hoàn thiện

Hiện nay, vấn đề chất lượng và khả năng ứng dụng của loại vật liệu này

để được phát triển một cách rộng rãi trong toàn nền công nghiệp và dân dụng làmột nhu cầu quan trọng và cấp bách trong giai đoạn hiện nay Chất lượng và giáthành chính là yếu tố quyết định đến khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệptrong sản xuất và kinh doanh Việc xác định nhu cầu cần có sự thăm dò, điều tra

và tìm hiểu trước Song song với sự phát triển phong phú, đa dạng và chất lượngcao đối với loại sản phẩm này là sự ra đời của hàng loạt các công nghệ, máymóc, thiết bị, dây chuyền gia công ngày càng hoàn thiện và cải tiến với ứngdụng của khoa học hiện đại Để nâng cao chất lượng,năng suất và giảm giáthành sản phẩm đòi hỏi có sự kết hợp giữa những yếu tố kỹ thuật và yếu tố kinhtế

Hoà nhập cùng xu hướng phát triển trên thế giới, ở nước ta ngành sản xuất

tựu đầu tiên mà được đánh giá là sự ra đời hàng loạt các sản phẩm đa dạngphong phú, chất lượng và độ phức tạp của sản phẩm ngày càng được nâng cao

và hoàn thiện Hệ thống máy móc, thiết bị ngày càng được cải tiến Hiện nay vàtrong tương lai, ngành công nghiệp vât liệu chất dẻo có xu hướng ngày một pháttriển, đây là một chiến lược lâu dài và nhiều triển vong

Sau một thời gian nghiên cứu, được sự hướng dẫn của các thầy và cùngvới sự nỗ lực của bản thân,em đã hoàn thành đồ án của mình Qua đồ án

“Nghiên cứu thiết kế khuôn kính mũ bảo hiểm xe máy và thiết kế quy trình công nghệ gia công khuôn kính mũ bảo hiểm xe máy” đã giúp chúng em hiểu

rõ được về công nghệ chế tạo khuôn và gia công vật liệu chất dẻo này và đồngthời ứng dụng từ những lý thuyết của vật liệu chất dẻo vào sản xuất thực tế làhết sức quan trọng Đồ án tốt nghiệp không những củng cố cho chúng em về mặtkiến thức mà còn tạo thêm kinh nghiệm thực tế cũng như hiểu rõ được bản chấtcủa vấn đề

Qua đây chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình, chu

đáo của giáo viên hướng dẫn trực tiếp ThS Nguyễn Chí Quang , giúp chúng

em hoàn thành đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng 6 năm 2011

Sinh viên thực hiệnTrần Xuân Quyết Nguyễn Cao Thắng

NỘI DUNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT

***

CHƯƠNG I

CÁC CHI TIẾT KỸ THUẬT VÀ ĐỒ DÙNG VẬT DỤNG1.1

ĐỊNH NGHĨA VỀ CHẤT DẺO

Chất dẻo hay còn gọi là nhựa hoặc polymer là các hợp chất cao phân tử , đượcdùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng hàng ngày cho đến những sảnphẩm công nghiệp gắn liền với đời sống hiện đại của con người

Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt,

áp suất và giữ nguyên được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng

1.2 PHÂN LOẠI VẬT LIỆU

1.2.1 Phân loại theo hiệu ứng của polyme với nhiệt độ :

a Nhựa nhiệt dẻo : là loại nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm Tm thì

nó chảy mềm ra và khi hạ nhiệt đọ thì nó đóng rắn lại Vật liệu này thườngđược tổng hợp từ các phương pháp trùng hợp

Ví dụ như : polyetylen-PE , polypropylen-PP , polystyren-PS …

b Nhựa nhiệt rắn : là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng

thái không gian thứ 3 chiều dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa

học và sau đó không nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa , hay còn gọi làkhông có khả năng tái sinh

Ví dụ : ure focmadehyt-UF , nhựa epoxy , phenol focmadehyt-PF …

c Vật liệu đàn hồi : là loại nhựa có tính đàn hồi như cao su

1.2.2 Phân loại theo ứng dụng :

a Nhựa thông dụng : PP , PE , PS , PVS …

b Nhựa kỹ thuật : các loại nhựa có cơ tính trội hơn : PC , PA …

c Nhựa chuyên dụng : là các loại nhựa tổng hợp để sử dụng riêng cho từng

trường hợp nhất định

1.2.3 Phân loại theo thành phần hóa học chính :

a Polyme mạch các bon : PE , PP , PS …

b Polyme dị mạch : chứa các nguyên tố khác trong mạch O,N,S …

c Polyme vô cơ : poly dimetyl siloxan , sợi thủy tinh …

1.3 CÁC LOẠI VẬT LIỆU DẺO VÀ ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG

Sơ đồ phân loại vật liệu VẬT LIỆU

VẬT LIỆU

GỐM SỨ KIM LOẠI VẬT LIỆU VẬT LIỆU CAO PT VẬT LIỆU THẤP PT

NHỰA NHIỆT DẺO (TÁI SINH ĐƯỢC)

NHỰA NHIỆT RẮN (KO TÁI SINH DC)

1.3.1 Các loại nhựa nhiệt dẻo

 Polyetylen (PE): Đục mờ, chịu hoá chất tốt, cách nhiệt, cách điện tốt, dễ

nhuộm màu Thường dùng sản xuất các loại màng, túi xốp, túi đựng hoá chất,thực phẩm, sản xuất chai lọ, sợi, ống dẫn nước …

 Polypropylen (PP): Tính chất cơ học cao, độ bóng cao, bán trong, không

màu, tính chất hoá học tốt, cách điện tốt, gia công ép phun tốt Dùng để sản xuấtcác loại vật dụng thông thường, vỏ hộp, các chi tiết điện dân dụng

 Polyvinyl Clorit (PVC): Có tỷ trọng cao hơn các loại nhựa khác, có độ

trong suốt cao, cách điện tốt, độ bền cơ lý cao, độ bền nhiệt thấp 600 - 850 Dễtạo màu sắc, dễ in ấn, khó cháy, chịu va đập kém Được dùng bọc dây cáp điện,màng mỏng, đĩa hát, ống nhựa, chất dính.…

 Nhựa Polyestyren (PS): Dòn, dễ rạn nứt, chịu va đập kém, chịu hoá học

kém, tan trong Benzen Chủ yếu dùng cho chế tạo các sản phẩm gia dụng rẻ tiềntrong suốt như hộp, cốc, bao bì xốp, cách nhiệt.…

 Nhựa AS : Trong suốt, có tính bền trong xăng, thường làm vỏ ắc quy, vỏbật lửa

 Nhựa ABS: Độ bền va đập cao, thường dùng làm vỏ tivi, vỏ máy giặt;cánh quạt điện, vỏ máy ảnh

 PolyAmit PA (lynon): Sử dụng để làm các loại màng mỏng, bao bì chothực phẩm, sợi, ống các loại, bọc dây cáp điện

 Nhựa Polycacbonat (PC): Khó cháy, cách điện tốt ở nhiệt độ cao, độ bền

nhiệt tốt, tính chống ma sát kém, chịu hoá chất kém Thường dùng làm các loạitấm thuỷ tinh an toàn, ống dùng trong y tế, chai sữa, nón bảo hộ, kính che mắt,dụng cụ y tế, hộp, nắp.…

 Nhựa Acrylic: Độ trong suốt cao, tính chịu thời tiết cao, nhuộm màu tốt,

độ bền cơ học cao, khó bị xước bề mặt ứng dụng làm các chi tiết thay thế chothuỷ tinh, làm một số chi tiết cho ôtô, xe máy…

1.3.2 Các loại nhựa nhiệt rắn

 Nhựa Epoxy: Có thể tạo hình ở nhiệt độ thường và áp lực thường, đặc biệt

là bám dính rất tốt trên kim loại và bê tông, tính chịu nhiệt, dung môi, chịu nước

và cách điện tốt Dùng trong công nghiệp, vật liệu tăng bền sợi thuỷ tinh và sợicácbon, vật liệu cách điện

 Nhựa Silicon: Có tính cách điện và chịu nhiệt độ cao, có tính phát nước,ứng dụng làm con dấu, thiết bị cách điện, chịu dầu và chịu nhiệt

 Để có thể tạo ra được các sản phẩm có tính năng tốt, rẻ tiền, chất lượngcao các kỹ sư cần phải tìm hiểu kỹ nhiều tính năng, tác dụng, tính chất của cácloại nhựa và các phương pháp gia công để có thể chọn vật liệu và thiết lập cácphương pháp gia công hợp lý nhất Sau đây là bảng 1.1 và bảng 1.2 nêu lên tínhchất gia công của một số vật liệu nhựa

Bảng 1: Nhiệt độ gia công các loại nhựa.

Nhiệt độkhuôn(00C)

Nhiệt độcuối Piston -Vít (00C)

7 PA6,6 Polyamide (Nilon 6,6) 50 - 80 250 – 280

8 PPO Polyphenylnene Oxide 40 - 80 300 – 330

10 POM Poly Acetatic Resins 60 - 90 190 – 210

11 LDPE LowDensityPolythelene 50 - 70 160 – 260

12 HDPE HighDensityPolythelene 30 - 70 75 – 110Ghi chú: (*) :

Nhựa ABS dễ bị ôxy hoá trong khuôn nếu gián đoạn sản xuất quá 15 phút

Bảng 2 Nhiệt độ phá huỷ của một số chất dẻo nhiệt.

STT Nhựa Nhiệt độ phá huỷ

Vật Liệu

Ký HiệuCấu Trúc

dễ bị thẩm thấu khí Khi tỷ trọng PEtăng , độ bền hóachất tăng

Nhiệt độ gia côngthấp , dễ nhuộmmàu

Vỏ bọc cáp điện (PE-PL)Bạt phủ ngoài trời , màng co ,túi mua hàng , chai lọ thựcphẩm

Ống nước dẫn khí ( PR-HD)Két bia , nước ngọt , thùngchứa các loại trong gia đìnhBình chứa xăng dầu , bình ắcquy …

Tương đối giòn ởnhiệt độ thấp

( to < 5oC)Tính cách điện tốt

Các loại bao bì trong y tế , dândụng và công nghiệp

Một số chi tiết bên trong máymóc trong gia đình như máygiặt , máy hút bụi , máy rửabát …

Thảm thể thao , lưới thể thao , CH2

-CH2-CH-

Kém bền do ảnhhưởng của thời tiết.

cỏ nhân tạo Cánh quạt gió , vỏ hộp phụtùng

Đồ chơi trẻ em , đồ dùng vănphòng …

Dễ bị dập vì ở nhiệt

độ thấp Độ bềnhóa học cao

Tự dập tắt khi dời

xa ngọn lửa Tính cách điện tốt PVC mềm :

Độ dẻo thay đổi phụthuộc vào chất hóadẻo Khả năng chịubiến dạng và độ bềnhóa học phụ thuộc

Ống dẫn nước , ống chịu áplực , ống cách điện , nẹp cửa

sổ , đĩa hát , chai lọ trong suốt.Thảm trải sàn , vỏ dây điện ,ống mềm , đế dép , vải giả da ,khăn trải bàn …

Hình 3 : sản phẩm nhựa PVC

vào phụ gia và nhiệt

độ Tuy nhiên , do phụgia PVC mềmkhông tự dập tắtđược ngọn lửa Poly

Dễ tạo xốp,ít hút

ẩm Độ bền thờigian kém Khôngảnh hưởng đến sứckhỏe con người

Bao bì bảo vệ các sản phẩmnhư : mỹ phẩm , thuốc , đồng

hồ , chi tiết điện tử …

Đồ gia dụng : bát , cốc , lọ ,hộp , khay …

Màng cách điện bao bì thựcphẩm , chi tiết trong tủ lạnh

PS xốp được sử dụng rộngrãi , làm bao bì bảo vệ trongvận tải , bao bì cách nhiệt Hình 4 : Sản phẩm nhựa PS

bền cào xước caohơn PS

Khi có mặt cao su ,tính chất cơ học ởnhiệt độ thấp tốthơn PS

automat Hình 5 : Sản phẩm nhựa SB

Bình cách điện , lưới lọc cafộ ,nút bấm điều khiển , vỏ đènpha oto

Hình 6 : Sản phẩm nhựa SAN

Niltrile

Btadien

Styrene

ABS Vỏ thiết bị văn phòng , vỏ

thiết bị điện tử – tin học , vali Khung ảnh , mặt bàn , tay cầmcủa các dụng cụ , chi tiết kỹthuật trong oto – xe máy , môhình đồ chơi , chậu rủa trongWC

Hình 7 : Sản phẩm từ ABS Poly

Amide

PA Tính chất cơ học vật

liệu hầu như không

có hiện tượng mỏi

Hệ số ma sát thấp ,chịu tải trọng độngtốt

Không bền với thờitiết , bền nhiệt độ ,bền hóa chất

Độ hấp thụ nướccao , độ thẩm thấukhí thấp

Độ kết tinh phụthuộc nhiều vào tốc

độ làm nguội củasản phẩm ( ± 40% )

Bao bì sản phẩm cao cấp , bànchải đánh răng , lưới đánh cá Bánh răng , ô trượt , bulong ,

ốc vít nhựa , vỏ thiết bị điện điện tử

-Lưới lọc dầu , ống dẫn nhiênliệu, bình đựng dầu phanh ,phao trong bình xăng oto , xemáy , vòi phun nhiên liệu , vỏhộp chịu nhiệt trong buồngmáy

Cước cần câu , tóc búp bê , sợivải dệt , puli căng dây curoa

…Hình 8 : Sản phẩm của nhựaPA

Mắt kính , thấu kính , kính lúp, mặt đồng hồ , kính đèn chiếu.Đèn đường , đui đèn , bảngphân phối điện , nút bấm điềukhiển

Đèn sau , đèn xi nhan oto xemáy , đèn giao thông

Kính xây dựng , kính hóng ôtô, kính tàu hỏa , kính máy bay Thiết bị WC : chậu tắm , cánhcửa …

Hình 9 : Sản phẩm PMMA

Carbonate

PC Khả năng biến dạng

khá , độ bền cơ họccao

Trong suốt , ít hấpthụ nước , cách điệntốt

Rất bền thời tiết ,bền nhiệt

Khó cháy , có khảnăng tự tắt khi xangọn lửa

Kính mũ BHXM

Vỏ các thiết bị điện tử , thiết

bị y tế , telephone – ốngnhòm , thủy tinh an toàn , lớpngoài đĩa CD

Kính chống đạn , lá chắnchống bạo loạn

Vỏ máy rút tiền tự động , kínhbảo vệ các trạm điện thoạicông cộng …

Kính xây dựng cao cấp , chaođèn , đèn ô tô - xe máy

*Kính mũ bảo hiểm xe máy*

Hình 10 : sản phẩm nhựa PC

Poly

Ethylene

PET Độ cứng vững rất

cao , khả năng biến

Bao bì nước uống có gas ,nước khoáng , bao bì thực

te

Màngnhựa PET

dạng tốt Bền thời tiết , khônggây ảnh hưởng đếnsức khỏe

Có khả năng ngăncản tốt sự thẩm thấucủa các chất khí Tốc độ kết tinhchậm dễ tạo ra vậtbán tinh thể hay vôđịnh hình

Tính chất cơ học vàquang học của PET

dễ dàng thay đổiphụ thuộc vào độđịnh hướng củamạch mao phân tử

phẩm Sợi dệt vải , đan lưới ,

cỏ nhân tạo Chi tiết kỹ thuật chịu mài mòn, bánh xe , con lăn

Vỏ hộp cách điện có độ trongsuốt cao , chi tiết chịu va đập

Hình 11 :Sản phẩm nhựa PET

Bánh răng , ổ trượt , chi tiếtchịu lực , lò xo , van xả , vỏhộp

Băng tải , đinh vít , ecu , chitiết trong bơm , rơ le

Tay gạt cho hộp số oto , cần

gạt chuyển đèn tín hiệu Tay nắm của bản lề , con lăn

Hình 12 : Sản phẩm nhựa POM

Chịu thời tiết rất tốt

Không cháy

Lớp mạ chống dính các chi tiết

kỹ thuật và dụng cụ gia đình Bọc cáp điện trung và cao thế ,màng cách điện

Ổ trượt , vòng đệm chịu dầu ,chịu nhiệt , chịu lực

Nắp bộ chế hòa khí trong ôtô –

xe máy Hình 13 : sản phẩm nhựa

PTFE

2.1 TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CHẤT DẺO

Để có được những sản phẩm đạt chất lượng yêu cầu sau khi gia công thìnhững hiểu biết có liên quan đến việc sản xuất chất dẻo đặc biệt quan trọng Trước hết chúng ta cần quan tâm đến các dữ liệu , thông tin bổ trợ trong việc giacông chất dẻo ra sản phẩm , cũng như làm sáng tỏ về các tính chất của vật liệu

cơ sở cũng như sản phẩm đã chế Với các biện pháp kiểm tra thử nghiệm có thểxác định các tính chất đó

Các đặc trưng gia công

Phân tử và độ trùng hợp

Trong trường hợp chất có nhiều thành phần hóa học như nhay thì với sự tăngcường của phân tử lượng , các tính chất cơ học cũng được hoàn thiện hơn , độbền khí hậu và hóa học cũng được tăng theo Phân tử lượng càng cao càng bấtlợi cho hiện trạng chảy của các polymer vì độ nhớt của chúng càng lớn

Trọng lượng thể tích và hệ số lèn chặt

Người ta thường định lượng vật liệu hạt và bột bằng các lượng thể tích hoạckhối lượng vào máy gia công Định lượng bằng thể tích là đơn giản và rẻ hơnsong định lượng bằng trọng lượng lại chính xác hơn

Trong thực tế để xác định khoang nạp nhiên liệu chúng ta cần phân biệt hệ sốlèn chặt Đó là tỷ lệ giữa thể tích một đơn vị khối lượng vật liệu hạt hoặc bột tơixốp với thể tích của nó sau khi được ép tạo lưới ( hoặc lèn chặt )

Đặc trưng chảy của chất dẻo

Hiện trạng chảy của chất dẻo phụ thuộc vào cấu trúc riêng của đại phân tử,tốc độ chảy và nhiệt đó dòng vật liệu chảy

2.1.1 Công nghệ chuẩn bị

Là bước quan trong trước khi tiến hành sản xuất , nó có thể hiểu là cácphương pháp mà rất cần thiết để điều chế vật liệu cơ sở đến nguyên liệu công sửdụng Trong nhóm này bao gồm các nguyên công cắt vụn ( tạo hạt , nghiền )trộn trong trạng thái rắn , tiếp tục là trộn và làm đều trong trạng thái dẻo Nhiệm

vụ thực chất của các nguyên công chuẩn bị vật liệu chất dẻo là chất phụ gia ,những chất này chiếm khoảng 0,01 đến 50% so với những chất tạo ra chất dẻo

2.1.2 Pha trộn vật liệu

Mục đích là trộn đều và phân bỏ các loại vật liệu khác nhau trong một hỗnhợp các vật liệu lỏng hoặc bột nhão được thực hiện trong máy khuấy

2.1.3 Làm dẻo và làm nhuyễn vật liệu

Làm dẻo và làm nhuyễn vật liệu là một quá trình làm nóng chảy vật liệu dẻo

đã được trộn và sấy kho sau đó làm nhuyễn để tạo thành một thể đồng nhất

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CHẤT DẺO

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIÊU BIỂU

2.3.1 Công nghệ cán chất dẻo

Quá trình cán là một trong những phương pháp sản xuất của công nghệ chấtdẻo , nhiệt dẻo , mà trong đó vật liệu chất dẻo được chế tạo thành tấm hoặcmàng sau khi đi qua khe hở của trục cán

Hình 2.2 Sơ đồ tổng quan các kiểu sắp sếp trục cán.

Tóm lại : đối với công nghệ cán :

Vật liệu : PVC cứng và PVC mềm ( thông dụng )

Các loại Polymer từ PVCCác ete xenlulo

Các polyolefinCông nghệ : Gia công liên tục ở nhiệt độ cao

Sản phẩm : sản phẩm co hình dáng đơn giản

2.3.2 Công nghệ phủ chất dẻo

Công nghệ tráng phân lớp được hiểu là quá trình phủ bọc lớp chất dẻo lên vậtliệu cốt dạng tấm mềm dễ uốn ( vải , giấy … ) bằng phương pháp này ta thuđược vật liệu tổ hợp mới

Nếu sản phẩm là tấm mềm , dễ uốn thì dựng phương pháp cán ép bằng lỗ cántạo ra độ mỏng và độ bám dính của chất dẻo vào sản phẩm , phương pháp nàygọi là tráng cán phân lớp

Nếu sản phẩm có hình dáng bất kỳ thì lớp phủ sẽ được tạo ra bởi súng phunngọn lửa , thiết bị phủ tĩnh điện , phủ tầng giả sôi

Công nghệ này được ứng dụng để tạo ra lớp màng bảo vệ ăn mòn , phục hồi

Hình 2.3 THIẾT BỊ ĐÙN PHỤC VỤ CHO QUÁ TRÌNH TRÁNG PHÂN LỚP

TRÊN DẢI VẬT LIỆU CỐT.

Vật liệu: Nhựa nhiệt dẻo cao su

Cụng nghệ: Gia công liên tục ở nhiệt độ cao

Sơ đồ máy đùn trục vít

Dây chuyền đùn màng phẳng

Thiết bị đùn màng túi

Tựy vào hình dỏng của đầu đùn mà cho ta các loại công nghệ đùn tạo ra cácsản phẩm khác nhau.

2.3.4 Công nghệ gia công vật thể rỗng

Vật liệu : Nhựa nhiệt dẻo

Công nghệ : gia công liên tục ở nhiệt độ cao

Thổi tự do : Thổi màng

Thổi trong khuôn : Thổi vật rỗng

Sản phẩm : sản phẩm có hình dạng đơn giản ( màng mỏng ) hoặc sản phẩmrỗng có hình dạng bất kỳ và có thành mỏng ( < 10 mm )

Ứng dụng : Sản xuất màng che kích thước lớn , túi nhựa đụng hàng , chai lọ ,dụng cụ trang trí , búp bê …

Phương pháp nói trên chủ yếu là để sản xuất các vật thể rỗng định hình nhưchai lọ , búp bê … có thể có nhiều cách để tạo hình cho việc sản xuất vật thểrỗng : đùn thổi , phun thổi , đúc li tâm , chế tạo 2 nửa vỏ mà ta có thể gia côngbằng phương pháp đúc khuôn , ép , tạo hình nóng …

Phần lớn các vật thể rỗng được sản xuất từ phôi liệu được đùn ra với lý do chiphí ít hơn , do đó chúng ta quan tâm đến phương pháp này 1 cách cặn kẽ

Công nghệ thổi vật rỗng có thể hiểu là : người ta tạo hình đoạn ống nhiệt dẻo ,chất dẻo được đùn ra bằng khí nén áp lực từ phía trong nó tạo thành sản phẩmcần thiết Khâu thổi sản phẩm được tiến hành trong khuôn rỗng hai nửa dangcủa khoang rỗng trong khuôn mẫu , sau đó được làm nguội

Quá trình sản xuất được chia làm 2 bước :

Bước 1 : Đùn ống tạo phôiBước 2 : Tạo hình sản phẩm

Với phương pháp này quá trình sản xuất được chia ra làm nhiều bước : bướcđùn ống tạo thành phôi và bước tạo hình sản phẩm

Hình 2.6 Khuôn thổi sản phẩm

1 Ống 4 Vật thể rỗng

2 Khuôn thổi 5 Tạo cỡ cổ

3 Lõi thổi 6 Vật liệu thừa

Khuôn dập dẻo về cơ bản có kích thước đơn giản , gồm 2 nửa là chày và cối

2.3.6 Công nghệ hàn dán chất dẻo

a Công nghệ hàn :Người ta gọi các quá trình mà trong đó các mối liên kết

chất dẻo được xác định nhờ nhiệt và áp lực , với việc sử dụng vật liệu hàn hoặc không sử dụng là quá trình hàn chất dẻo

Người ta sử dụng phương pháp hàn để gia công các đường ống dẫn , các thiết

bị trong xây dựng , trong các nguyên công lắp ghép các chi tiết kỹ thuật , giacông các túi màng đóng gói

Theo lý thuyết thì tất cả các chất dẻo đều hàn được nhưng để đảm bảo cho cácmối hàn vững chắc , người ta chỉ hàn chất dẻo có khả năng nóng chảy tốt

Các phương pháp hàn :

Hàn bằng phần tử nungHàn bằng phần tử nung trực tiếpHàn bằng phần tử nung gián tiếpHàn bằng hơi nóng

Hàn bằng tia sangHàn bằng ma sátHàn bằng dòng cao tầnHàn bằng siêu âmNguyên lý hàn đôi bằng phần tử nung

b Công nghệ dán

Vật thể được đem dán thông qua 1 lớp vật liệu gọi là keo dán Keo dán được

sử dụng để dán chất dẻo không thể hàn được như các thủy tinh Acril trong cácmối ghép đảm bảo kỹ thuật và trang trí

2.3.7 Công nghệ tạo xốp chất dẻo

Xốp chất dẻo là một kiểu đặc biệt của hệ thống phối hợp khi không khíhoặc một loại khí nào đó được đem vào trong chất dẻo

Theo cấu trúc xốp được chia làm ba loại:

a Xốp dẻo : Có cấu trúc đều đặn mà phần trong của nó được tạo xốp còn cấu

trúc vỏ thì đặc

b Xốp cứng là loại xốp có độ đàn hồi nhở và giữ hình lớn như PS, PVC

cứng, PF, EP

c Xốp mềm: đàn hồi hơn và độ giữ hình dạng nhỏ hơn như PUR mềm, PVC

mềm, PE Các yêu cầu quan trọng nhất có liên hệ với các tính chất, ứng dụng vaquá trình sản xuõt của xốp dẻo:

- Mật độ nhỏ

- Nội ứng suất nhỏ

- Khả năng cách nhiệt, cách điện tốt.

- Khả năng gia công dễ dàng,

- Quá trình sản xuất kinh tế

Các chất tạo xốp ở nhiệt độ nhất định sẽ được chuyển sang trạng thái khíhoặc trong quá trình phản ứng hóa học xác định chất có trạng thái khí xuất hiện.Dựa trên quá trình gia công xốp ta có thể chia chất dẻo làm ba nhóm:

- Được tạo xốp trong trạng thái dẫn nhiệt như PS

- Được tạo xốp trong trạng thái nóng chảy như PVC, PE

- Quá trình tạo xốp tiến hành từ trạng thỏi chất lỏng được xuất pháttrong quá trình phản ứng hóa học như UF, PF

Người ta thường dùng Polystirel và Polyurethan để sản xuất xốp với số lượnglớn nhất Để thực hiện quá trình tạo xốp người ta sử dụng cả chất dẻo lẫn vậtliệu cơ bản trong ba dạng sau:

- Nhiệt dẻo trong trạng thái nóng chảy

- Bột nhão và Polymer hạt

Hạt hoặc nhiều vật liệu ở trạng thỏi lỏng

2.3.8 Công nghệ gia công trên các máy cơ khí

Ta có thể tiện , phay bảo … 1 số chất dẻo trên các máy cơ khí

Đây là phương pháp gia công phù hợp với sản xuất đơn chiếc , sửa chữa ,thay thế các chi tiết có hình dạng phức tạp , độ chính xác yêu cầu rất cao nhưbánh răng, bạc, thấu kính

Vật liệu sử dụng ở dạng tấm , thanh , khối , các chế độ công nghệ cao cho loạivật liệu này nói chung khác với vật liệu kim loại , do đó để có chế độ gia cônghợp lý cần tham khảo them tài liệu gia công đối với chất dẻo