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
TÍNH CHẤT CƠ LÝ HÓA CỦA CÁC LOẠI CHẤT DẺO
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 thường được 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 là không 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 …
CÁC LOẠI VẬT LIỆU DẺO VÀ ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG
VẬT LIỆU VÔ CƠ VẬT LIỆU HỮU CƠ
SỢI CAO SU CHẤT DẺO CHẤT KẾT DÍNH
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 xuất các 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 Dễ tạo 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 tiền trong suốt như hộp, cốc, bao bì xốp, cách nhiệt.…
Nhựa AS : Trong suốt, có tính bền trong xăng, thường làm vỏ ắc quy, vỏ bật 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 cho thực 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 loại tấm 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 cho thuỷ tinh, làm một số chi tiết cho ôtô, xe máy…
1.3.2 Các loại nhựa nhiệt rắn
Gồm một số loại sau:
Nhựa Melamine: Không màu, độ cứng cao, độ bền cao, đẹp nên thường dùng làm đồ trang trí, dụng cụ gia đình…
Nhựa Polyeste: Thường gọi là Plastics bền hoá, dùng làm kính Rất nhẹ và bền Thường dùng chế tạo vỏ ô tô, thuyền, thùng, ống và mũ bảo hiểm xe máy.
Nhựa Phenol, Ure: Không màu, trong suốt có thể nhuộm màu Dùng làm dụng cụ cho ăn uống.
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 sợi cácbon, 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 lượng cao các kỹ sư cần phải tìm hiểu kỹ nhiều tính năng, tác dụng, tính chất của các loại nhựa và các phương pháp gia công để có thể chọn vật liệu và thiết lập các phương pháp gia công hợp lý nhất Sau đây là bảng 1.1 và bảng 1.2 nêu lên tính chất gia công của một số vật liệu nhựa
Bảng 1: Nhiệt độ gia công các loại nhựa
STT Nhựa Tên đầy đủ
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
Cơ - Lý - Hóa Ứng Dụng
PE Nhẹ , mềm , dẻo , biến dạng tốt.
Vỏ bọc cáp điện (PE-PL)Bạt phủ ngoài trời , màng co ,
Cách điện tốt Rất ít hấp thụ nước , dễ bị thẩm thấu khí Khi tỷ trọng PE tăng , độ bền hóa chất tăng
Nhiệt độ gia công thấp , dễ nhuộm màu. túi mua hàng , chai lọ thực phẩm Ống nước dẫn khí ( PR-HD) Két bia , nước ngọt , thùng chứa các loại trong gia đình Bình chứa xăng dầu , bình ắc quy …
Hình 1 : Sản phẩm nhựa PO
PP Nhẹ , độ cứng vững và độ bền cơ học cao
Tương đối giòn ở nhiệt độ thấp
( t o < 5 o C) Tính cách điện tốt Kém bền do ảnh hưởng của thời tiết.
Các loại bao bì trong y tế , dân dụng và công nghiệp
Một số chi tiết bên trong máy móc trong gia đình như máy giặt , máy hút bụi , máy rửa bát …
Thảm thể thao , lưới thể thao , cỏ nhân tạo Cánh quạt gió , vỏ hộp phụ tùng
PVC Độ bền cơ học , độ cứng vững và độ cứng bề mặt cao
Dễ bị dập vì ở nhiệt độ thấp Độ bền hóa học cao.
Tự dập tắt khi dời xa ngọn lửa Tính cách điện tốt PVC mềm : Độ dẻo thay đổi phụ thuộc vào chất hóa dẻo Khả năng chịu biến dạng và độ bền hóa học phụ thuộc vào phụ gia và nhiệt độ Tuy nhiên , do phụ gia PVC mềm không tự dập tắt được ngọn lửa Ống dẫn nước , ống chịu áp lực , 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
Poly PS Giòn , trong suốt , Bao bì bảo vệ các sản phẩm
Styrene độ cứng bề mặt và độ cứng vững cao Độ ổn định kích thước cao , tính cách điện rất tốt
Dễ tạo xốp,ít hút ẩm Độ bền thời gian kém Không ảnh hưởng đến sức khỏe con người như : mỹ phẩm , thuốc , đồng hồ , chi tiết điện tử … Đồ gia dụng : bát , cốc , lọ , hộp , khay …
Màng cách điện bao bì thực phẩm , chi tiết trong tủ lạnh
PS xốp được sử dụng rộng rãi , làm bao bì bảo vệ trong vận tải , bao bì cách nhiệt Hình 4 : Sản phẩm nhựa PS
SB Mềm dẻo , có khả năng biến dạng cao hơn PS Độ bền va đập và bền cào xước cao hơn PS
Khi có mặt cao su , tính chất cơ học ở
Vỏ thiết bị dân dụng : đài , tivi , máy tính , vỏ băng catssette. Mắc quần áo , chi tiết trong tủ lạnh , đồ chơi , cốc đựng trong automat
Hình 5 : Sản phẩm nhựa SB
SAN Bao bì thực phẩm , bao bì mỹ phẩm , hộp đựng băng video , catssette
Bình cách điện , lưới lọc cafộ , nút bấm điều khiển , vỏ đèn pha oto.
Hình 6 : Sản phẩm nhựa SAN
ABS Vỏ thiết bị văn phòng , vỏ thiết bị điện tử – tin học , vali Khung ảnh , mặt bàn , tay cầm của các dụng cụ , chi tiết kỹ thuật trong oto – xe máy , mô hình đồ chơi , chậu rủa trongWC
Hình 7 : Sản phẩm từ ABS Poly
PA Tính chất cơ học vật liệu hầu như không có hiện tượng mỏi
Hệ số ma sát thấp , chịu tải trọng động tốt
Không bền với thời tiết , bền nhiệt độ , bền hóa chất Độ hấp thụ nước cao , độ thẩm thấu khí thấp Độ kết tinh phụ thuộc nhiều vào tốc độ làm nguội của sản phẩm ( ± 40% )
Bao bì sản phẩm cao cấp , bàn chải đánh răng , lưới đánh cá Bánh răng , ô trượt , bulong , ốc vít nhựa , vỏ thiết bị điện - điện tử
Lưới lọc dầu , ống dẫn nhiên liệu, bình đựng dầu phanh , phao trong bình xăng oto , xe máy , vòi phun nhiên liệu , vỏ hộp chịu nhiệt trong buồng máy
Cước cần câu , tóc búp bê , sợi vải dệt , puli căng dây curoa
…Hình 8 : Sản phẩm của nhựaPA
PMMA Độ cứng bề mặt và độ bèn cào xước và độ bóng bề mặt cao.
Trong suốt , không nát vụn khi bị dập vì Cách điện tốt , bền với ánh sáng , chậm lão hóa
Mắt kính , thấu kính , kính lúp , mặt đồng hồ , kính đèn chiếu. Đèn đường , đui đèn , bảng phân phối điện , nút bấm điều khiển Đèn sau , đèn xi nhan oto xe máy , đèn giao thông
Kính xây dựng , kính hóng ôtô , kính tàu hỏa , kính máy bay Thiết bị WC : chậu tắm , cánh cửa …
PC Khả năng biến dạng khá , độ bền cơ học cao
Trong suốt , ít hấp thụ nước , cách điện
Vỏ các thiết bị điện tử , thiết bị y tế , telephone – ống nhòm , thủy tinh an toàn , lớp ngoài đĩa CD
Kính chống đạn , lá chắn tốt Rất bền thời tiết , bền nhiệt
Khó cháy , có khả năng tự tắt khi xa ngọn lửa
Kính mũ BHXM chống bạo loạn
Vỏ máy rút tiền tự động , kính bảo vệ các trạm điện thoại công cộng …
Kính xây dựng cao cấp , chao đèn , đèn ô tô - xe máy
*Kính mũ bảo hiểm xe máy*
Hình 10 : sản phẩm nhựa PC
PET Độ cứng vững rất cao , khả năng biến dạng tốt
Bền thời tiết , không gây ảnh hưởng đến sức khỏe
Có khả năng ngăn cản tốt sự thẩm thấu của các chất khí Tốc độ kết tinh
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG SẢN PHẨM CHẤT DẺO VÀ CÁC DẠNG KHUÔN CHẾ TẠO SẢN PHẨM TỪ CHẤT DẺO
TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CHẤT DẺO
Để có được những sản phẩm đạt chất lượng yêu cầu sau khi gia công thì những 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 gia công 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 thể xác 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 tăng cường của phân tử lượng , các tính chất cơ học cũng được hoàn thiện hơn , độ bền khí hậu và hóa học cũng được tăng theo Phân tử lượng càng cao càng bất lợi 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 hoạc khối lượng vào máy gia công Định lượng bằng thể tích là đơn giản và rẻ hơn song 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 số lèn chặt Đó là tỷ lệ giữa thể tích một đơn vị khối lượng vật liệu hạt hoặc bột tơi xốp 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
Là bước quan trong trước khi tiến hành sản xuất , nó có thể hiểu là các phương pháp mà rất cần thiết để điều chế vật liệu cơ sở đến nguyên liệu công sử dụng 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
Mục đích là trộn đều và phân bỏ các loại vật liệu khác nhau trong một hỗn hợp 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
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CHẤT DẺO
2.Công nghệ cán vật liệu.
3.Công nghệ phủ chất dẻo.
4.Công nghệ gia công vật thể rỗng.
5.Công nghệ ép và ép phun.
6.Công nghệ tạo xốp chất dẻo.
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 chất dẻo , nhiệt dẻo , mà trong đó vật liệu chất dẻo được chế tạo thành tấm hoặc màng sau khi đi qua khe hở của trục cán
Hình 2.1 SƠ ĐỒ TỔNG QUAN HỆ THỐNG CÁN TRÁNG
2 Trục cán nóng (linh động)
4 Trục cán nóng (cố định)
5 Trục cán tráng (phủ cao su)
6 Trục cán in dập (linh động)
7 Khối chất dẻo nóng chảy
9 Trục làm nóng sơ bộ
10 Trục làm mát sản phẩm
11 Hệ thống đo khối lượng tấm cán
12 Hệ thống dao cắt biên
13 Hệ thống cuộn thu sản phẩm
Vật liệu dẻo hóa được đưa đến hệ lô cán mỏng thành tấm đến kích thước yêu cầu , số lượng và cách bố trí lô cán tùy thuộc vào độ dày mỏng của sản phẩm Sau khi làm nguội , tầm cứng thì được xếp thành lớp , tầm mềm thì sẽ được cuộn lại.
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 PVC Các ete xenlulo
Các polyolefin Công 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 vật liệu cốt dạng tấm mềm dễ uốn ( vải , giấy … ) bằng phương pháp này ta thu được vật liệu tổ hợp mới
Nếu sản phẩm là tấm mềm , dễ uốn thì dựng phương pháp cán ép bằng lỗ cán tạo ra độ mỏng và độ bám dính của chất dẻo vào sản phẩm , phương pháp này gọi là tráng cán phân lớp
Nếu sản phẩm có hình dáng bất kỳ thì lớp phủ sẽ được tạo ra bởi súng phun
Hình 2.3 THIẾT BỊ ĐÙN PHỤC VỤ CHO QUÁ TRÌNH TRÁNG PHÂN
LỚP TRÊN DẢI VẬT LIỆU CỐT.
Hình 2.4 THIẾT BỊ PHỦ TẦNG GIẢ SÔI.
5 Tấm lọc khí (gốm , chất dẻo)
3 Đế thùng phủ 6 Đường dẫn khí
Hình thiết bị đùn phục vụ cho quá trình cán tráng phân lớp giải vật liệu cốt Phủ bọc, cỏn tráng phân lớp bằng máy cán
Thiết bị phủ tầng giả sôi
Vật liệu: Nhựa nhiệt dẻo cao su
Cụng nghệ: Gia công liên tục ở nhiệt độ cao
Sản phẩm:Tấm , màng , ống , sợi , thanh định hình Ứng dụng: Sản xuất bán sản phẩm nhựa , ống
Dưới khái niệm đùn cho ta hiểu rằng từ chất dẻo dạng hạt hoặc bột ta thu được sản phẩm được sản xuất liên tục ví dụ như việc sản xuất ống
Một dây chuyền sản xuất của công nghệ đùn bao gồm : máy đùn , thiết bị tạo hình , bộ phận chỉnh hình , bộ phận kéo sản phẩm , bộ phận thu sản phẩm hoặc cắt sản phẩm thành từng đoạn nhất định Về nguyên lý mà núi thì các sản phẩm chất dẻo nhiệt dẻo đều có thể gia công theo công nghệ đùn được nhưng để đảm bảo việc định hình cho sản phẩm , gia cụng đùn được sử dụng để gia công với sản lượng lớn các chất dẻo như : PVC , PE và PP
Sơ đồ máy đùn trục vít
Tựy vào hình dỏng của đầu đùn mà cho ta các loại công nghệ đùn tạo ra các sản phẩm khác nhau. Đùn ống và các sản phẩm định hình Đùn bằng đầu đùn có khe rộng để sản xuất tấm và màng Đùn để thổi màng Đùn để bọc dây điện
Dây chuyền đùn màng phẳng
Thiết bị đùn màng túi
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 phẩm rỗng 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 như chai lọ , búp bê … có thể có nhiều cách để tạo hình cho việc sản xuất vật thể rỗng : đùn thổi , phun thổi , đúc li tâm , chế tạo 2 nửa vỏ mà ta có thể gia công bằng 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 chi phí 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 phẩm cần thiết Khâu thổi sản phẩm được tiến hành trong khuôn rỗng hai nửa dang của 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
Nguyên lý thổi sản phẩm :
Hình 2.5 : Nguyên lý thổi sản phẩm.
Quá trình thổi được thực hiện như sau : đầu tiên dẫn khí vào thôi thông qua nót ( miệng cổ đối với sản phẩm dạng chai lọ , bình , thựng chứa … ) hoặc kim được chọc vào ống ( đối với sản phẩm kỹ thuật hoặc đồ chơi ) không khí có ở trong khoang rỗng của khuôn được dẫn ra Nút tạo thành hình cổ vật thể được đưa vào trước khi đóng khuôn ( đối với vật thể có kích thước lớn ) hoặc sau khi đóng khuôn ( đối với vật thể có kích thước nhỏ )
Với phương pháp này quá trình sản xuất được chia ra làm nhiều bước : bước đùn ống tạo thành phôi và bước tạo hình sản phẩm
Hình 2.6 Khuôn thổi sản phẩm
2 Khuôn thổi 5 Tạo cỡ cổ
3 Lõi thổi 6 Vật liệu thừa
Phương pháp này gia công các sản phẩm có hình dạng đơn giản , thành mỏng, các loại nhựa nhiệt dẻo , cao su
Hình 2.7 : Nguyên lý dập dẻo
Vật liệu ở dạng tấm được nung lên đến trạng thái dẻo sau đó được đưa vào miệng cối Dưới tác dụng của chày , vật liệu được ép vào cối ( lòng khuôn) , sản phẩm được định hình trong khuôn nhờ vào chày và cối , sau khi làm nguội , sản phẩm được tháo ra khỏi khuôn
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 , gia công các túi màng đóng gói
Theo lý thuyết thì tất cả các chất dẻo đều hàn được nhưng để đảm bảo cho các
Hàn bằng phần tử nung Hàn bằng phần tử nung trực tiếp Hàn bằng phần tử nung gián tiếp Hàn bằng hơi nóng
Hàn bằng tia sang Hàn bằng ma sát Hàn bằng dòng cao tần
Hàn bằng siêu âm Nguyên lý hàn đôi bằng phần tử nung b Công nghệ dán
GIỚI THIỆU CÁC LOẠI KHUÔN DÙNG TRONG CHẾ TẠO CÁC SẢN PHẨM CHẤT DẺO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP PHUN
ĐỊNH NGHĨA KHUÔN
Khuôn là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp với nhau, ở đó nhựa được phun vào, làm nguội rồi lấy sản phẩm ra Sản phẩm được tạo hình giữa 2 phần của khuôn và nó mang hình dạng của lòng khuôn
Khuôn được làm hai phần chính:
* Phần lõm vào xác định hình dạng ngoài của sản phẩm nhựa gọi là lòng khuôn (hay còn gọi là cối hoặc khuôn cái) và thường được gắn lên tấm di động của máy ép nhựa
* Phần lồi sẽ xác định hình dạng bên trong của sản phẩm nhựa gọi là lõi hay còn gọi là chày hoặc khuôn đực) và thường được gắn với tấm cố định của máy ép nhựa
* Phần tiếp xúc lõi và lòng khuôn được gọi là đường phân khuôn
Sản phẩm được tạo hình giữa hai phần của khuôn Khoảng trống giữa hai phần đó được điền đầy bởi nhựa và nó sẽ mang hình dạng của sản phẩm.
Hình 3.2 KẾT CẤU KHUÔN ÉP PHUN
1.Tấm kẹp trước 6.Chốt đẩy 2.Chốt dẫn hướng 7.Tấm giữ
4.Thanh che khuôn 9.Tấm kẹp sau
5.Lòng khuôn Tuy nhiên, để có thể vận hành khuôn theo chu trình ép phun, cũng như có thể vận hành hoạt động khuôn trên máy thì khuôn cần nhiều hệ thống bổ trợ khác được trình bày sau đây:
CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN TRONG KHUÔN ÉP PHUN
3.2.1 Hệ thống định vị và dẫn hướng :
Chức năng: Đảm bảo đúng vị trí giữa hai phần của khuôn khi khuôn đóng, cũng như vị trí của bộ khuôn trên máy ép phun
* Tấm kẹp phía trước: Kẹp phần cố định của khuôn vào máy ép phun
* Tấm khuôn phía trước: là phần cố định của khuôn tạo thành phần trong và phần ngoài của sản phẩm
* Tấm khuôn sau: là phần chuyển động của khuôn, tạo nên phần trong và phần ngoài của sản phẩm
* Tấm kẹp phía sau: Kẹp phần chuyển động của khuôn vào máy ép phun
* Chốt dẫn hướng: Dẫn phần chuyển động tới phần cố định của khuôn (để liên kết chính xác hai phần của khuôn)
* Bạc dẫn hướng: Để tránh mài mòn nhiều hoặc làm hỏng tấm khuôn sau (có thể thay thế được)
* Bộ định vị: Đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần cố định và phần chuyển động của khuôn
* Vòng định vị: Đảm bảo vị trí thích hợp của vòi phun với khuôn
* Bạc dẫn hướng chốt: Để tránh hao mòn và hỏng chốt đì, tấm đẩy và tấm giữ do chuyển động mạnh giữa chúng
* Bạc mở rộng: Dùng làm bạc kẹp để tránh mài mòn, hỏng tấm kẹp phía sau khối ngăn và tấm đì
Chức năng: Cung cấp nhựa từ đầu phun máy ép vào từng lòng khuôn
* Bạc cuống phun: Nối vòi phun và kênh nhựa với nhau qua tấm kẹp phía trước và tấm khuôn trước
* Kênh nhựa: Các đoạn kênh dẫn nối giữa cuống phun và miệng phun.
* Miệng phun: là đường thông giữa kênh nhựa và lòng khuôn
3.2.3 Hệ thống đẩy sản phẩm
Chức năng: Hỗ trợ lấy sản phẩm ra khỏi khuôn một cách tự động bằng máy ép khi khuôn mở ra
* Tấm đỡ: Giữ cho mảnh ghép của khuông không bị rơi ra ngoài
* Khối đỡ: Dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía sau để cho tấm đẩy hoạt động được
* Tấm giữ: Giữ chốt đẩy vào tấm đẩy
* Tấm đẩy: Đẩy chốt đẩy đồng thời với quá trình đẩy
* Chốt hồi về: Làm cho chốt đẩy có thể quay trở lại khi khuôn đóng lại
* Chốt đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn khi khuôn mở
* Chốt đỡ: Dẫn hướng chuyển động và đì cho tấm đỡ, tránh cho tấm đỡ khỏi bị cong do áp lực đẩy cao.
Hình 3.3 Các thành phần cơ bản của khuôn.
Chức năng: Làm nguội khuôn để làm đông đặc nhựa tạo thành sản phẩm nhanh chóng, đồng thời đảm bảo khuôn không quá nóng làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
* Đường nước: Làm nguội lõi và lòng khuôn
* Ống dẫn nhiệt: (còn gọi là thanh truyền nhiệt): Là thiết bị truyền nhiệt, có thể chạm tới được những phần mỏng mà các kênh làm nguội không thể tới được.
* Đầu nối: Thiết bị nối đường nước bên ngoài vào khuôn
Khi tạo hình phun hay rót sau khi đóng kín khuôn vật liệu nóng chảy được phun vào lòng khuôn khi trong đó vẫn còn không khí Nếu khí không được đẩy ra hết thì sẽ không thể điền hết lòng khuôn phát sinh ra những vết rỗ khí sản phẩm, thông thường khi nhựa vào kênh dẫn cũng như lòng khuôn đẩy không khí ra ngoài qua bề mặt phân khuôn Khi tốc độ phun cao khí không thoát kịp bị tắc trong lòng khuôn Khí nén này có thể ngăn cản dòng chảy nhựa hoặc nhiệt độ không khí tăng lên rất nhanh đến mức có thể đốt cháy nhựa khi tiếp xúc với nó. Khi đó tạo ra bề mặt xấu, nhờ vậy trong các khuôn cần có các rãnh để thoát hơi. Nhìn chung khó đoán chính xác được vị trí nguồn hơi bị tắc Do vậy xẻ rãnh thoát khí sau khi ép thử
Nếu có vài lỗ sâu trong lòng khuôn, khí sẽ bị tắc lại ở những chỗ nhất định Các chỗ gấp khúc và đường gân cao cũng có thể gây ra tắc khí, khi có đường phân khuôn giữa các miếng ghép, nên tạo rãnh
YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI KHUÔN ÉP NHỰA
- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai nửa khuôn
- Đảm bảo lấy được sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng
- Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia công
- Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững khi làm việc, tất cả các bộ phận của khuôn không được biến dạng hay lệch khỏi vị trí cần thiết khi chịu lực ép lớn (vài trăm tấn)
- Khuôn phải có hệ thống làm lạnh bao quanh lòng khuôn sao cho lòng khuôn phải có một nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ điền đầy vào lòng khuôn và định hình nhanh chóng trong lòng khuôn từ đó rút ngắn chu kỳ ép và tăng năng suất
- Khuôn phải có kết cấu hợp lý không quá phức tạp sao cho phù hợp với khả năng công nghệ hiện có
CƠ SỞ DỮ LIỆU TRƯỚC KHI THIẾT KẾ
3.4.1 Bản vẽ chi tiết với đầy đủ kích thước và các yêu cầu kỹ thuật :
- Vật liệu chế tạo chi tiết (loại nhựa)
- Vật liệu của lòng khuôn (do khách hàng yêu cầu)
-Bản vẽ chi tiết với độ chính xác của chi tiết bao gồm độ chính xác về kích thước, độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương quan giữa các bề mặt
- Số lượng chi tiết sản xuất
- Các bề mặt làm việc và không làm việc của các chi tiết
3.4.2 Các thông số kỹ thuật của máy ép :
- Lực ép lớn nhất của máy ép có thể ép được
- Khối lượng vật liệu lớn nhất nhà máy có thể gia công được
- Kích thước bàn máy để lắp khuôn
- Áp lực phun lớn nhất của máy
- Khoảng mở tối đa và tối thiểu của máy
- Kích thước lỗ định vị khuôn trên bàn máy
Số lượng lòng khuôn của bộ khuôn cần thiết kế:
Theo yêu cầu của khách hàng hoặc theo yêu cầu của sản lượng cũng như giá thành khuôn, giá thành sản phẩm
3.4.3 Các loại khuôn cơ bản trong phương pháp ép phun
Kết cấu khuôn thường gồm hai phần: Một phần là phía phun nó được cố định gọi là tấm khuôn trước, phần kia là phía đẩy, nó chuyển động trong khi khuôn mở, gọi là khuôn sau a Khuôn 2 tấm.
Loại này rất thông dụng trong hệ thống khuôn Tuy nhiên, đối với sản phẩm loại lớn không bố trí được miệng khuôn ở tâm, hoặc sản phẩm có nhiều miệng phun hoặc khuôn nhiều lòng khuôn cần nhiều miệng phun ở tâm, thì kết cấu khuôn có thể thay bằng hệ thống khuôn ba tấm
Hinh 3.4 Khuôn hai tấm. b Khuôn 3 tấm
Hệ thống khuôn ba tấm gồm: phần cố định, phần chuyển động và phần tháo kênh nhựa Nó tạo ra hai chỗ mở khi khuôn mở, một chỗ mở để lấy sản phẩm ra và chỗ mở kia để lấy kênh nhựa ra
Phần cố định: gồm tấm kẹp trước và một tấm trung gian để tháo miệng phun Phần chuyển động có chức năng như phần chuyển động khuôn hai tấm ngoài ra có thêm phần để tạo ra chuyển động giữa khuôn sau với tấm thứ ba
Phần tháo kênh nhựa để tháo hệ thống kênh nhựa
Khuôn ba tấm dùng khi cần đến nhiều miệng phun nhỏ, nhiều sản phẩm cùng một lúc hoặc dùng khi có sản phẩm lớn đòi có miệng phun ở bên
Nhược điểm của hệ thống khuôn ba tấm là khoảng cách giữa vòi phun của máy và lòng khuôn rất dài Nó làm giảm áp lực khi phun khuôn và tạo ra nhiều phế liệu của hệ thống kênh nhựa
Kết cấu hệ thống khuôn ba tấm.
Hình 3.5 Khuôn ba tấm có hệ thống tháo kênh nhựa. c Khuôn nhiều tầng.
Là loại khuôn có nhiều lòng khuôn nối tiếp nhau cho nên có thể tận dụng được lực kẹp của máy nhỏ mà vẫn chế tạo được nhiều sản phẩm Với hệ thống khuôn này chúng ta có hệ thống khuôn đẩy ở mỗi cạnh lòng khuôn. d Khuôn nhiều mảnh.
Các khuôn phức tạp khó lấy sản phẩm ra bắt buộc chúng ta phải chia khuôn ra làm nhiều mảnh, khi mở khuôn lấy sản phẩm thì có nhiều khoảng sáng Loại khuôn này cấu tạo gồm ba phần: phần cố định, phần di động và phần dật (hệ thống đẩy) Loại khuôn này thích hợp với sản phẩm có gờ rãnh phức tạp làm thành nhiều mảnh để dễ dàng lấy sản phẩm ra
3.4.4 Thiết kế khuôn ép phun
Sơ đồ thiết kế khuôn
Các hệ thống cơ bản của khuôn
3.4.4.1 Hệ thống lòng khuôn : Đây là một hệ thống quan trọng nhất trong tất cả các hệ thống của khuôn Nó không những trực tiếp tạo ra sản phẩm cần thiết mà còn trực tiếp quyết định hình dạng cũng như độ chính xác , chất lượng của sản phẩm
Hệ thống lòng khuôn có thể bao gồm : a Số lòng khuôn
CƠ SỞ DỮ LIỆU TRƯỚC KHI THIẾT KẾ
4.1 KÍNH MŨ BẢO HIỂM VÀ CHỨC NĂNG CỦA NÓ.
- Kính mũ bảo hiểm là phụ kiện quan trọng của chiếc mũ bảo hiểm, bảo vệ khuôn mặt cho người tham gia thông, đặc biệt là trên những tuyến đường xa, tránh khỏi mưa, gió, bụi…
- Những chiếc kính mũ bảo hiểm thường được làm từ những loại nhựa có độ trong suốt cao, không gây ra hiện tượng tán sắc khi ánh sáng đi qua, khi bị va đập những mảnh vụn không gây nguy hiểm cho người sử dụng.
4.2 MỘT SỐ KIỂU DÁNG KÍNH MŨ BẢO HIỂM ĐANG LƯU HÀNHTRÊN THỊ TRƯỜNG.
NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ KHUÔN KÍNH MŨ BẢO HIỂM
KÍNH MŨ BẢO HIỂM VÀ CHỨC NĂNG CỦA NÓ
- Kính mũ bảo hiểm là phụ kiện quan trọng của chiếc mũ bảo hiểm, bảo vệ khuôn mặt cho người tham gia thông, đặc biệt là trên những tuyến đường xa, tránh khỏi mưa, gió, bụi…
- Những chiếc kính mũ bảo hiểm thường được làm từ những loại nhựa có độ trong suốt cao, không gây ra hiện tượng tán sắc khi ánh sáng đi qua, khi bị va đập những mảnh vụn không gây nguy hiểm cho người sử dụng.
MỘT SỐ KIỂU DÁNG KÍNH MŨ BẢO HIỂM ĐANG LƯU HÀNH TRÊN THỊ TRƯỜNG
Do kính mũ bảo hiểm là chi tiết có yêu cầu về kỹ thuật cao, nên trong nước vẫn chưa thể sản xuất được Hầu hết các loại kính trên thị trường đều là nhập khẩu từ Trung Quốc, Malaysia, Singapo với giá từ 10.000đ (kính của TrungQuốc) đến hơn một trăm nghìn đối với các loại kính có chất lượng tốt hơn.
ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA KÍNH MŨ BẢO HIỂM
Kính mũ bảo hiểm là vật dụng nhằm mục đích bảo vệ khuôn mặt của người đội khi tham gia giao thông tránh khỏi mưa, gió, bụi đặc biệt là va đập khi xảy ra tai nạn Do đó điều kiện làm việc của kính cần được tính đến trạng thái xấu nhất, đó là khi xảy ra tai nạn gây va đập giữa đầu người với các vật rắn( đường , cột mốc, gạch đá …). Đặc biệt kính mũ bảo hiểm là vật dụng thường xuyên tiếp xúc với các điều kiện khí hậu bên ngoài như nắng, gió, mưa
Do vậy cần chọn vật liệu làm kính sao cho thoả mãn các điều kiện làm việc của kính.
YÊU CẦU VÀ TÍNH NĂNG CỦA KÍNH MŨ BẢO HIỂM
+ Đảm bảo độ đối xứng.
+ Chịu được thử nghiệm, nếu bị vì không được có mảnh sắc nhọn có góc nhỏ hơn 60 độ.
+ Hệ số truyền ánh sáng theo thử nghiệm không nhỏ hơn 85%.
+ Không gây ra sự sai khác nào về hình ảnh tới mức có thể nhận thấy được khi nhìn qua kính.
+ Không gây ra lầm lẫn mầu trên biển báo và tín hiệu giao thông.
+ Kính mũ bảo hiểm ngoài yêu cầu về chất lượng kính thì yêu cầu về tính thẩm mỹ cũng hết sức quan trọng Một chiếc kính mũ bảo hiểm có mẫu mã đẹp sẽ tạo cho người sử dụng cảm giác thích thú thân thiết với chiếc mũ hơn, khi đó người sử dụng sẽ tuân theo quy tắc kỹ thuật khi sử dụng mũ và nó sẽ đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
LỰA CHỌN VẬT LIỆU LÀM KÍNH MŨ BẢO HIỂM
Sau khi đã xem xét rất kỹ lưìng về các đặc tính của các loại chất dẻo thường gặp (nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn) và ứng dụng của chúng kết hợp với việc nghiên cứu điều kiện làm việc của kính, em chọn vật liệu làm kính là nhựa PC.
*Tính chất hoá học của polycarbonate (PC)*
PC là chất dẻo nhiệt dẻo được thu nhận bằng phương pháp trùng ngưng giữa hợp chất dioxit và các ete của axit cacbon trong công nghiệp Nguyên liệu ban đầu để tổng hợp PC là diphenyl propan và cacbon oxytclorua.
Phương pháp phosgen hoá trực tiếp từ các hợp chất đioxy với sự có mặt của các chất có liên quan tới axit được tạo ra khi phản ứng.
Quá trình này có thể thực hiện dùng dung môi hoặc không có dung môi Khi không có dung môi gọi là heterogenous, có dung môi gọi là hemogenenous Phương pháp phosgen hoá trực tiếp trong dung môi cho ta polyme ít khuyếch tán có lượng ra lớn, có tính chất cơ lý tốt hơn loại không có dung môi
Có thể điều chỉnh được nhờ phenol hoặc nhờ Tret-butyl fenol.
Ete hoá điete của axit cacbon bằng các hợp chất đioxy.
PC là loại vật liệu vô định hình có rất ít cấu trúc tinh thể lẫn vào Phân tử lượng của PC dao động trong khoảng 25000-150000 đv, song trong kĩ thuật những loại có phân tử lượng lớn hơn 75000 đv ít sử dụng do độ nhít cao nên gia công rất khó.
4.5.2.1 Tính chất cơ lý Đây là loại vật liệu có tính chất cơ lý phối hợp một cách tuyệt diệu: độ bền cơ học cao, bền ở nhiệt độ cao, chịu lạnh tốt, độ hút ẩm thấp, khó cháy Sản phẩm của PC có thể làm việc lâu ở nhiệt độ gần với nhiệt độ làm mềm mà không thay đổi kích thước sau khi làm nguội.Tất cả những tính chất trên cho phép sử dụng
PC một cách rộng rãi với vai trò là vật liệu kết cấu các công trình sản xuất từ Nhựa PC có thể được gia công bằng phương pháp đùn phun, ép đều có sự co ngót như nhau 0,5 0,7%
Biến dạng của nhựa PC với các tải trọng khác nhau
1950 100 Ở nhiệt độ bình thường khi kéo mẫu thử PC chỉ bắt đầu biến dạng ở ứng suất 56 63 N/mm 2
Các chỉ số cơ lý của vật liệu
= 2200 2400 N/cm 2 Độ dai va đập 120 140 Ncm/mm 2
Hệ số ma sát 0,4 thoi gian(giây)
Tính chất cơ lý của PC phụ thuộc vào nhiệt độ. t o C -54 -30 24 50 70 100 135
N/mm 2 2800 2625 2450 2100 - - - Tiến hành kéo thanh PC ở nhiệt độ t o C = 100 o C Ứng suất kéo (N/cm 2 ) 390 780 1560 1950
Biến dạng khởi đầu m/mm 0,298 3,059 7,267 11,620 Biến dạng từ biến sau 1000h m/mm 2,797 6,941 13,0 35
Biến dạng phục hồi m/mm 1,191 3,235 7,266 9,79 chiếm % 38,5 32,2 35,8 21,0
Dùng mẫu PC ở dạng hình cầu nén ở nhiệt độ 24 o C với tải trọng 11,250 N. Đường kính đầu do= 10,15mm thì độ móp (dập) do tải trọng là 1,42 mm, độ móp dư (độ dập dư) là 0,043 mm, phần biến dạng phục hồi là 97% vật liệu chịu nén tốt dùng để làm khớp cầu , kín chống đạn.
Sản phẩm của PC không có hiện tượng chảy lạnh Ở nhiệt độ bình thường mẫu thử với tải trọng 12 N/mm 2 ở nhiệt độ 20 o C và thời gian 6 tháng không thấy xuất hiện biến dạng dư.
Biểu đồ giới hạn bền kéo phụ thuộc vào nhiệt độ
Sự phụ thuộc của modun E vào nhiệt độ
Tính chất cơ lý của PC được hoàn thiện hơn nếu ta cho thêm sợi thuỷ tinh với trữ lượng 30% 40% khi đó k= 100N/mm 2 , = 6000 N/mm 2 Hệ số giãn nở nhiệt giảm gần một nửa, gần như hợp kim nhẹ Độ chịu mài mòn tăng lên 6 lần.
PC có sợi thuỷ tinh thì chịu được tải trọng động và tải trọng tĩnh khá cao ngay ở nhiệt độ cao, điều đó cho phép PC sử dụng được trong điều kiện khắc nghiệt Nếu cho thêm một vài phụ gia khác như nitritbor, đioxyl titan thì độ chịu mài mòn của PC càng tăng thêm.
4.5.2.2 Tính cách điện Đây là loại vật liệu có tính chất cách điện tốt trong dải rộng tần số và nhiệt độ. tg
Biểu đồ thể hiện sự phụ thuộc của độ thấm điện môi vào tần số °C
độ thẩm thấu điện môi
- Khi tần số f < 10 6 Hz thì độ thẩm thấu điện môi gần như không giảm. Độ hao tổn điện môi đạt cực đại khi tần số là 10 7 Hz.
- Điện trở kháng bề mặt là 2,1.10 16 .
- Điện trở kháng thể tích là 1,5.10 16 cm
- Hệ số hao tổn điện môi là 0,035
- Độ thấm điện môi là 3,0
- Điện thế đánh thủng 34,8 KV/mm.
PC chỉ cháy khi có ngọn lửa và khi dời khỏi ngọn lửa thì tắt vì vậy nó được coi là chất dẻo tự tắt
Nhiệt độ nóng chảy là 235 o C 275 o C, nhiệt độ làm mềm là 132-138 o C , nhiệt độ chảy là 215-222 o C. Độ bền nhiệt theo Vic là 150-160 o C, theo Mactanh là 120-130 o C.
Nhiệt dung là 0,28 Kcal/Kg o C.
Hệ số dẫn nhiệt là 0,17 Kcal/m.h o C.
Hệ số giãn nở nhiệt 6.10 -6 ( 1/ o C)
Nhiệt độ tự bốc cháy là 500 o C. Độ chịu lạnh là -100 o C
Nhiệt độ làm việc cao nhất là 135-137 o C.
Hệ số giãn nở nhiệt của PC ở nhiệt độ -70-140 o C là hầu như không đổi.
PC bền vững trước axit hữu cơ, vô cơ, bền với muối vô cơ và các chất oxi hoá Mỡ và các loại cacbua hidro của chất béo không tác dụng với PC Các loại
4.5.2.5: Ảnh hưởng của thời tiết
PC là chất dẻo bền vững với thời tiết, phù hợp với khí hậu nhiệt đới.
Trong quá trình lão hoá nhân tạo tính chất của PC không thay đổi trong điều kiện + Sau 26h để ở ngoài trời ở nhiệt độ 150 o C.
+ Sau 72h chiếu tia cực tím
+ Sau 8 tuần để trong môi trường khí trơ ở nhiệt độ là 170 o C
+ Đun sôi trong nước suốt một tuần.
Sau khi chiếu tia cực tím vào PC với cường độ 22cal/cm 2 h sau 250h ở nhiệt độ 70-130 o C trong môi trường chân không thì độ bền kéo của màng tăng 10-17% , độ biến dạng dài tương đối giảm 80-90% Các mẫu màng không co bóp không có bọt khí, không bị tách lớp, nhám bề mặt, trọng lượng không đổi, màu sắc đậm hơn Với cường độ như vậy chiếu tia cực tím vào màng PC trong khoảng thời gian 120h ở 70 o C ngoài không khí thì giới hạn bền kéo của mẫu giảm xuống 65%-70% , độ giãn dài tương đối giảm xuống 80-94% màng ngả màu vàng và xuất hiện các vết dạn nứt , giòn Người ta theo dõi thấy rằng sự phá huỷ của màng xảy ra mạnh nhất ở 30h đầu, ứng suất kéo giảm 55-62% tiếp theo giảm 20-26%, độ giãn dài giảm 75% trong 10h đầu sau đó giảm chậm dần, độ hút nước sau 24h là 0,2% sau 7 ngày là 0,3% , hút nước nhiều nhất là 0,4% Ở nhiệt độ 25 o C với độ ẩm 40% thì hút ẩm là 0,01%, ở nhiệt độ 25 o C với độ ẩm 95% thì hút ẩm 0,16% Nếu ngâm PC trong nước lạnh trong 10 ngày thì hút ẩm nhỏ hơn 0,33%, nước nóng nhơ hơn 0,58% Độ hút ẩm của PC không ảnh hưởng đến tính chất cơ học và tính cách điện của nó.
Nếu PC sản xuất từ nguyên liệu ban đầu ở dạng sạch cho ta sản phẩm trong suốt , độ hấp thụ sóng ánh sang không đáng kể Với bước sóng từ 340m-500m thì trong phần thấy rõ của quang phổ xuất hiện sắc màu của dạng hổ phách.
PC hấp thụ phần cực tím của quang phổ và cho thấu qua nó phần hồng ngoại của quang phổ , mức độ cho qua tới 90%. Độ trong suốt của PC phụ thuộc vào độ sạch của nguyên liệu ban đầu và công nghệ gia công.
PC là loại vật liệu có cấu trúc tinh thể từng phần, quá trình kết tinh khó khăn và xảy ra ở từng khu vực nhỏ Trong quá trình nhiệt luyện lâu vật liệu có khả năng kết tinh song sự kết tinh đó không ảnh hưởng đến hình dạng bên ngoài cũng như tới tỉ trọng và độ ổn định kích thước sản phẩm Mặc dù quá trình nhiệt luyện xảy ra thấp hơn so với nhiệt độ làm mền Đây là hiện tượng khác biệt hẳn so với các chất dẻo khác như PE, PA
LỰA CHỌN MÁY ÉP PHUN GIA CÔNG SẢN PHẨM
Hình 4.2 Sơ đồ máy ép phun HC-250
Chọn máy ép phun khi gia công sản phẩm có các thông số như sau :
Hệ thống Thông tin Đơn vị 250
Hệ thống phun Đường kính vít unit S M L mm 48 55 60 Áp suất phun kg/cm 2 1945 1481 1244 Thể tích nhựa lý thuyết cm 3 425 558 664
Trọng lượng nhựa (PS) g 328 502 597 oz 13.4 17.7 21.0 Tốc độ phun cm 3 /sec 207 272 324 Khả năng điền đầy chất dẻo kg/hr 74 97 116 Tốc độ quay của trục vít rpm 0-216
Chiều dài bàn kẹp mm 600
Khoảng trống giữa thanh nối và thanh chắn mm 560 x 550
Kích thước khuôn (H x V) mm 810 x 810Dãy trọng lượng khuôn mm 180 - 600
Chiều dài hệ thống phun thuỷ lực mm 150
Hệ thống điện Động cơ bơm HP 40
Công suất điện (220V) Kw 11.2 16 16 áp suất lớn nhất cho phép kg/cm 2 140
Trọng lượng tĩnh của máy Tấn 10
PHÂN TÍCH CHI TIẾT KÍNH MŨ BẢO HIỂM
+ Vật liệu làm kính là PC có độ bền cơ học cao,tính truyền sáng tốt. + Kính phải đảm bảo độ đối xứng.
+ Đảm bảo tính thẩm mỹ cao.
Hình 4.3 Bản vẽ chi tiết kính mũ bảo hiểm
R6 2, 5 tr ờng đại học bách khoa hà nội khoa cơ khí lớp chế tạo máy 3 - k50
KÍ NH MU B? O HI? M đồ án t? T NGHI? P THI? T K? KÍNH MU B? O HI? M Trách nhiệm Họ và tên Chữ ký Ngày
H íng dÉn Tr?n Xuân Thái Duyệt Thiết kế Vũ Đức Linh
DÊu in Ðoàn Trung Kiên Ðào Van Huân ±0 ,0 2
1 Kính không b? v? khi va d?p vào du?ng, n?u b? v? không du?c t?o ra các m?nh s?c nh?n có góc nh?n nh? hon 60 gây nguy hi?m cho ngu?i s? d?ng
2.Kính ph?i d?m b?o truy?n ánh sáng t?t, không gây sai l?ch v? hình
?nh, màu s?c, không gây ?nh hu?ng dáng k? t?i kh? nang quan sát c?a ngu?i d?i mu khi di trên du?ng,d?m b?o có th? nh?n bi?t rõ bi?n báo và các dèn tín hi?u giao thông.
3.H? s? truy?n sáng không du?c nh? hon 85%
THIẾT KẾ KHUÔN KÍNH MŨ BẢO HIỂM
Do chi tiết chỉ có chiều dày mỏng, đòi hỏi sai số không được quá lớn nên việc thiết kế khuôn trở nên phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao.
Dạng sản xuất xác định theo hai thông số:
+Sản lượng hàng năm của sản phẩm. a, Khối lượng sản phẩm G = 350 (gam). b, Sản lượng sản phẩm hàng năm.
Với sản phẩm là mặt hàng tiêu thụ trên thị trường thì số lượng sản phẩm phụ thuộc vào đơn đặt hàng và sản phẩm cụ thể là loại mũ kính bảo hiểm, qua tham khảo thị trường do yêu cầu về mẫu mã và thị hiếu thay đổi kiểu dáng đưa ra ước lượng số lượng sản phẩm khoảng 100000 sản phẩm.
Với khối lượng sản phẩm và sản lượng hàng năm như trên, có thể lựa chọn loại hình sản xuất sản phẩm là sản xuất loạt vừa Còn sản xuất khuôn thì chọn là sản xuất đơn chiếc
( một bộ khuôn có thể đáp ứng nhu cầu sản phẩm trong một năm )
Trung bình khoảng 60 giây được một mẻ.
Gọi n là số lòng khuôn thì số lòng khuôn được xác định theo công thức sau.
(1) Trong đó n - số lòng khuôn.
N - Tổng sản phẩm hàng năm.
T - Tổng số lần mở khuôn ra để lấy sản phẩm trong 1 năm. Như vậy tổng số lần mở khuôn ra để lấy sản phẩm trong 1 năm là:
Do đó chọn số lòng khuôn thích hợp là 1, như vậy sẽ được một chi tiết sau mỗi lần mở khuôn.
4.8.3 Chọn vật liệu chế tạo khuôn
- Vật liệu làm khuôn được chọn phụ thuộc các yếu tố là số lượng sản phẩm,
- Độ bền kéo 800 N/mm 2 Đặc điểm Gia công tiện, phay tốt.
- Có khả năng chống mòn cao.
- Độ bền cơ học tốt.
4.8.4 Thiết kế lòng khuôn và lõi khuôn kính mũ bảo hiểm
Do chi tiết có độ cong, đồng thời có cả răng nên ta chọn mặt phân khuôn tách riêng phần răng của mũ để có thể dễ dàng thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm.
4.8.4.2 Thiết kế lõi khuôn kính mũ bảo hiểm
Do chi tiết mỏng nên để tạo được lòng khuôn ta tách lõi ra làm 4 tấm bao gồm:
16±0,1 11 6± 0, 02 97 ±0 ,0 2 tr ờng đại học bách khoa hà nội khoa cơ khí lớp chế tạo máy 3 - k50
Tê sè : 1 B? C CH? N đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trách nhiệm Họ và tên Chữ ký Ngày
H íng dÉn L u V¨n Nhang Duyệt L u Văn Nhang Thiết kế Vũ Đức Linh
41 ±0 ,5 27 ±0 ,5 tr ờng đại học bách khoa hà nội khoa cơ khí lớp chế tạo máy 3 - k50
Tê sè : 1 B? C CH? N đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trách nhiệm Họ và tên Chữ ký Ngày
H íng dÉn L u V¨n Nhang Duyệt L u Văn Nhang Thiết kế Vũ Đức Linh
12 6± 0, 02 10 8± 0, 02 31 8± 0, 05 33 5± 0, 05 ỉ30 tr ờng đại học bách khoa hà nội khoa cơ khí lớp chế tạo máy 3 - k50
Tê sè : 1 B? C CH? N đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trách nhiệm Họ và tên Chữ ký Ngày
H íng dÉn L u V¨n Nhang Duyệt L u Văn Nhang Thiết kế Vũ Đức Linh
4.8.4.3 Thiết kế lòng khuôn kính mũ bảo hiểm
264±0,02 tr ờng đại học bách khoa hà nội khoa cơ khí
Trách nhiệm Họ và tên Chữ ký Ngày
THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT
4.9.1 Yêu cầu của hệ thống làm mát :
- Hệ thống làm mát phải điều khiển nhiệt độ khuôn, để thời gian làm nguội ngắn Điều này rất quan trọng vì thực tế là thời gian làm nguội chiếm 50 – 60% của toàn bộ thời gian của chu kỳ phun của khuôn Do đó làm cho quá trình làm lạnh có hiệu quả rất quan trọng để làm giảm thời gian của cả chu kỳ.
- Phải điều khiển nhiệt độ khuôn để có dòng nhựa êm chảy vào khuôn Để tránh làm nguội quá nhanh về lý thuyết tốt nhất là giữ nhiệt độ khuôn cao ở cuối dòng chảy.
4.9.2 Các yêu cầu khi bố trí đường làm mát
- Những kênh làm mát đặt càng gần bề mặt khuôn càng tốt, nhưng cần chú ý độ bền cơ học của khuôn, thường người ta lấy khoảng cách từ tâm đường làm mát đến bề mặt có sản phẩm bằng 2 x D.
- Những kênh làm mát đặt gần nhau, chú ý độ bền cơ học của khuôn.
- Đường kính kênh làm mát phải lớn hơn 8 mm và không đổi để tránh tốc độ chảy của chất lỏng đang làm nguội khác nhau do đường kính các kênh làm nguội khác nhau.
- Cần chia hệ thống làm mát ra làm nhiều vòng để tránh các kênh quá dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn.
- Tính dẫn nhiệt của vật liệu làm khuôn cũng rất quan trọng.
Trong đồ án sẽ bố trí kênh làm mát trên lòng khuôn và lõi khuôn như trên bản vẽ lắp.
264±0,02 tr ờng đại học bách khoa hà nội khoa cơ khí
Trách nhiệm Họ và tên Chữ ký Ngày
Hình 4.10 Đường làm mát được bố trí trên cối
Bề mặt lòng và lõi khuôn đều có dạng hình cầu, theo lý thuyết thì việc bố trí đường nước cũng phải dạng cầu theo biên dạng của chày và cối
Nhưng do việc chế tạo rất phức tạp nên bố trí theo hình trụ thẳng cách đều nhưng vẫn đảm bảo được khả năng làm mát của khuôn.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐẨY SẢN PHẨM
- Chức năng của hệ thống đẩy là lấy sản phẩm ra sau khi khuôn mở.
- Do dạng bề mặt đặc biệt của chi tiết là mặt cong đồng thời có cả ren nên việc thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm rất là phức tạp Vì vậy chúng ta phải thiết hệ thống đẩy đặc biệt để lấy sản phẩm: bao gồm tấm đẩy,chốt dẫn hướng tấm đẩy, lò xo hồi tấm đẩy, chốt đẩy xiên, lò xo, chốt z.
+ Lò xo hồi chốt xiên
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NHỰA
Xác định vị trí phun nhựa ở đỉnh phía ngoài của sản phẩm Thiết kế bạc cuống phun không trực tiếp cấp nhựa vào trong lòng khuôn mà thông qua lỗ được xung ở cối Như vậy hệ thống gồm vòng định tâm và bạc cuống phun. Các kích thước của vòng định tâm và bạc cuống phun chọn theo kinh nghiệm
Hình 4.12 Vòng định tâm( h trên), Bạc cuống phun(dưới).
BẢN VẼ LẮP KHUÔN
Qua các số liệu vừa tính toán được cùng những bản vẽ ở trên và việc phân tích mặt phân khuôn ta đưa ra được bản vẽ lắp khuôn mũ trùm tai.
Hình 4.14 Bản vẽ lắp của khuôn kính mũ bảo hiểm
Các chi tiết của khuôn gồm có:
Bảng : Các chi tiết của khuôn
Vị trị Tên chi tiết Số lượng
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG LÕI KHUÔN KÍNH MŨ BẢO HIỂM
YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT
- Chi tiết chầy của khuôn kính chắn gió mũ bảo hiểm ngoài dạng tròn xoay ở đây chọn 40X đó qua tôi cải thiện đạt độ cứng 40 45 HRC.
* Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
- Độ chính xác kích thước chày: 0,02 mm.
- Độ bóng bề mặt côn của chầy là Ra 0,32 m
- Độ bóng của bề mặt dưới của chày tiếp xúc với tấm kẹp chầy Ra 0,63 m
- Độ bóng của bề mặt cong không tiếp xúc với nhựa khi phun Ra1,25 m
- Độ bóng của bề mặt nghiêng lắp ghép với tấm ghép chày Ra1,25 m tr ờng đại học bách khoa hà nội khoa cơ khí lớp chế tạo máy 3 - k50
Tê sè : 1 B? C CH? N đồ án môn học công nghệ chế tạo máy
Trách nhiệm Họ và tên Chữ ký Ngày
H íng dÉn L u V¨n Nhang Duyệt L u Văn Nhang Thiết kế Vũ Đức Linh
Hình 5.1 Bản vẽ chi tiết chày khuôn.
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG GIA CÔNG LÕI KHUÔN KÍNH MŨ BẢO HIỂM
5.2.1 Nguyên công 1: Nguyên công chuẩn bị
Mua phôi hình hộp có kích thước hình học là a = 240mm; b = 240mm và c0 mm là thép 40X với các kích thước như sau
5 2.2 Nguyên công 2 : Phay bề mặt cong chi tiết
Nguyên công tập trung bao gồm nguyên công gia công mặt phẳng, gia công phần mặt cong của chầy
Hình 5.3 Dạng bề mặt gia công ở nguyên công II
Hình 5.4 Sơ đồ định vị và kẹp chặt
- Định vị và kẹp chặt: Phôi được đặt trên eto và được hạn chế 5 bậc tự do và được kẹp chặt bằng hệ thống đòn kẹp trực tiếp lên bàn máy.
- Chọn máy phay CNC 4 trục(Với trục thứ 4 là đầu dao quay quanh trục Y) s n
Hình 5.5 Sơ đồ gia công
- Chọn dao: Chọn dao phay ngón thép gió kích thước: d mm.
+ Chọn chiều sâu cắt t = 2,5mm.
+ Lượng chạy dao S z = 0, 035mm/răng.
Tốc độ cắt V được tính theo công thức
Theo bảng (5-39) STCNCTM T2 ta có:
D: đường kính dao phay D= 10mm
T: tuổi bền dao phay, tra bảng (5-40) STCNCTM T2
K v : hệ số điều chỉnh chung.
Kv = Kmv.Knv.Kuv trong đó:
Kmv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công
Tra bảng (5.1-5.6) STCNCTM T2 ta có
Vậy thay vào ta có:
80 2,5 0,035 10 5 = 156,44 (m/ph)Vận tốc cắt quá lớn nên ta chọn giảm vận tốc cắt xuống để đảm bảo an toàn khi vận hành máy cũng như tuổi thọ cùng tránh dao khỏi mòn.
Trong đó: z=5 ( Số răng dao phay ). n: số vòng quay của dao: n00.
C p h,2; w=0; u=1,0; x=0,86; q=0,786; y=0,72( Bảng 5-41);kmv=1,0. Thay vào ta có:
10 1500 1,02,03 N Mômen xoắn được tính theo công thức
5.2.3 Nguyên công 3 : Phay rãnh và phay bề mặt bên
- Nguyên công bao gồm nguyên công gia công phay rãnh, phay các bề mặt bên
Hình 5.6 Dạng bề mặt gia công ở nguyên công III n S
Hình 5.7 Sơ đồ gia công s n
Hình 5.8 Sơ đồ định vị và kẹp chặt
- Định vị và kẹp chặt: Phôi được đặt trên eto và được hạn chế 5 bậc tự do và được kẹp chặt bằng hệ thống đòn kẹp trực tiếp lên bàn máy.
- Chọn máy phay CNC 4 trục(Với trục thứ 4 là đầu dao quay quanh trục Y)
- Chọn dao: Chọn dao phay ngón thép gió kích thước: d ; số răng dao phay 4.
+ Chọn chiều sâu cắt t = 5mm.
+ Lượng chạy dao S z = 0,05mm/răng.
Tốc độ cắt V được tính theo công thức
Theo bảng (5-39) STCNCTM T2 ta có:
C v #4; q=0,44; x=0,24; y=0,26; u=0,1; p=0,13; m=0,37. D: đường kính dao phay D= 16mm
T: tuổi bền dao phay, tra bảng (5-40) STCNCTM T2
K v : hệ số điều chỉnh chung.
Kv = Kmv.Knv.Kuv trong đó:
Kmv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công
Tra bảng (5.1-5.6) STCNCTM T2 ta có
Vậy thay vào ta có:
80 5 0,05 16 4 = 39,64 (m/ph) Lực cắt P z được tính theo công thức: u y x S B z t
10 n: số vòng quay của dao: n= D
16 789,01 1,0"46,69 N Mômen xoắn được tính theo công thức :
*Bước 2: Phay các mặt bên.
- Chọn dao: Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 các kích thước: d = 90; số răng dao phay 5.
+ Chọn chiều sâu cắt t = 2,5mm.
+ Lượng chạy dao S z = 0,15mm/răng.
Tốc độ cắt V được tính theo công thức
Theo bảng (5-39) STCNCTM T2 ta có:
D: đường kính dao phay D= 90mm
T: tuổi bền dao phay, tra bảng (5-40) STCNCTM T2 ta có: T = 180phút.
K v : hệ số điều chỉnh chung.
Kv = Kmv.Knv.Kuv trong đó:
Kmv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công
Tra bảng (5.1-5.6) STCNCTM T2 ta có
Vậy thay vào ta có:
Chọn V = 141 (m/ph) Lực cắt P z được tính theo công thức:
Trong đó: z=5 ( Số răng dao phay ) n: số vòng quay của dao: n= D
C p 5; w=0,2; u=1,1; x=1,0; q=1,3; y=0,75( Bảng 5-41);kmv=1,0. Thay vào ta có:
5.2.4 Nguyên công 4 : Khoan và taro các lỗ
- Nguyên công tập trung bao gồm nguyên công khoan 4 lỗ 16 và khoan 6 lỗ 10+ taro 6 lỗ M10
Hình 5.9 Dạng bề mặt gia công ở nguyên công IV
Hình 5.10 Sơ đồ gia công n n s ỉ16±0,5 ỉ10±0,5
Hình 5.11 Sơ đồ định vị và kẹp chặt
- Định vị và kẹp chặt: Phôi được đặt trên eto và được hạn chế 5 bậc tự do và
Chọn dao khoan có D mm thép P6M5
+ Chọn chiều sâu cắt t = 8mm.
+ Lượng chạy dao S = 0,6 mm/vòng.
Tốc độ cắt V được tính theo công thức
Theo bảng (5-28) STCNCTM T2 ta có:
T: tuổi bền dao phay, tra bảng (5-30) STCNCTM T2 ta có: T = 20 phút.
K v : hệ số điều chỉnh chung.
Kv = Kmv.Klv.Kuv trong đó:
Kmv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công Tra bảng (5.1-5.6) STCNCTM T2 ta có
Kv =1,0.1,0.0,75 = 0,75 Vậy thay vào ta có:
314,49 3,14.16 (vòng/phút) Mômen xoắn và lực hướng trục được tính theo công thức:
Tra bảng 5-32 ta có: mô men xoắn : C M =0,0345; q=2,0; y=0,8
Chọn dao khoan có D mm Thép P6M5.
+ Chọn chiều sâu cắt t = 5 mm.
+ Lượng chạy dao S = 0,6 mm/vòng.
Tốc độ cắt V được tính theo công thức
Theo bảng (5-28) STCNCTM T2 ta có:
T: tuổi bền dao phay, tra bảng (5-30) STCNCTM T2 ta có: T = 15 phút.
K v : hệ số điều chỉnh chung.
Kv = Kmv.Klv.Kuv trong đó:
Kmv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công
Tra bảng (5.1-5.6) STCNCTM T2 ta có
441,72 3,14.10 (vòng/phút) Mômen xoắn và lực hướng trục được tính theo công thức:
Tra bảng 5-32 ta có: mô men xoắn : C M =0,0345; q=2,0; y=0,8
Tôi thể tích chi tiết đạt độ cứng 40 45 HRC
5.2.6 Nguyên công 6 : Phay tinh bề mặt dưới.
+ Chọn chiều sâu cắt t = 0,5mm.
+ Lượng chạy dao S z = 0,035(mm/răng).
Hình 5.12 Sơ đồ định vị và kẹp chặt
Tốc độ cắt V được tính theo công thức
Theo bảng (5-39) STCNCTM T2 ta có:
K v : hệ số điều chỉnh chung.
Kv = Kmv.Knv.Kuv trong đó:
Kmv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công
Tra bảng (5.1-5.6) STCNCTM T2 ta có
Vậy thay vào ta có:
C p 5; w=0,2; u=1,1; x=1,0; q=1,3; y=0,75( Bảng 5-41);kmv=1,0. Thay vào ta có:
Hình 5.14 Sơ đồ gia công
- Chọn dao: Chọn dao phay ngón thép gió kích thước:
+ Chọn chiều sâu cắt t = 2,5mm.
+ Lượng chạy dao S z = 0,035 mm/răng.
Tốc độ cắt V được tính theo công thức
Theo bảng (5-39) STCNCTM T2 ta có:
D: đường kính dao phay D= 10mmT: tuổi bền dao phay, tra bảng (5-40) STCNCTM T2 ta có: T = 80phút.
K v : hệ số điều chỉnh chung.
Kv = Kmv.Knv.Kuv Trong đó:
Kmv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công
Tra bảng (5.1-5.6) STCNCTM T2 ta có
Vậy thay vào ta có:
80 2,5 0,035 10 5 = 166,88 (m/ph) Chọn để đảm bảo an toàn : V = 47 (m/ph) Lực cắt P z được tính theo công thức:
Trong đó: z=5 ( Số răng dao phay ). n: số vòng quay của dao:
10 1500 1,02,03 N Mômen xoắn được tính theo công thức
5.2.8 Nguyên công 8 : Phay tinh bề mặt profile cối
+ Chọn chiều sâu cắt t=0,5mm.
+ Lượng chạy dao S z =0, 02(mm/răng).
Hình 5.15 Phay tinh bề mặt profile cối
Tốc độ cắt V được tính theo công thức
T: tuổi bền dao phay, tra bảng (5-40) STCNCTM T2 -T = 80phút
K v : hệ số điều chỉnh chung.
Kv = Kmv.Knv.Kuv trong đó:
Kmv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công
Tra bảng (5.1-5.6) STCNCTM T2 ta có
Vậy thay vào ta có:
Chọn để đảm bảo an toàn cho máy và dao khi gia công : V= 63 (m/ph) n00.
5.2.9: Nguyên công 9 : Nguyên công nguội Ở nguyên công này để đánh bóng bề mặt phần tiếp xúc giữa chầy với nấm đẩy
Nguyên công này yêu cầu thợ nguội phải có tay nghề bậc cao, vì như vậy mới đạt được độ bóng bề mặt và sai số hình dạng Độ nhẵn bóng cần đạt được sau nguyên công này là 0.32 0.63 m
CHƯƠNG VI CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM MOL D FLOW VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM PHUN BẰNG PHẦN MỀM MOL D FLOW
CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM MOLDFLOW
6 1.1 Giới thiệu phần mềm Moldflow:
Phần mềm Moldflow là phần mềm CAE (Computer Aided Engineering) chuyên dùng, dùng để mô phỏng quá trình ép phun nhựa Khả năng ứng dụng của phần mềm Moldflow
(Đây là phần mềm được hợp nhất từ CMOLD 2000 và MPI 2.0) trong việc mô phỏng quá trình mô phỏng :
Xác định vị trí miệng phun keo hợp lí cho mô hình phân tích cụ thể.
Mô phỏng quá trình điền đầy nhựa vào lòng khuôn khi phun.
Dự đoán các khuyết tật có thể xảy ra trên sản phẩm khi ép phun: co ngót và cong vênh, đường hàn, lỗ khí…, từ đó ta có thể tìm biện pháp xử lý thích hợp.
Xác định các thông số công nghệ ép phun: áp lực phun, nhiệt độ dòng nhựa, thời gian điền đầy lòng khuôn, ….
Phần mềm cho phép thiết kế sản phẩm trong các phần mềm CAD/Cam rồi chuyển sang Adviser
Cách bố trí các sản phẩm hợp lí.
Thông qua đó giúp giảm chi phí và thời gian sản xuất, làm hạ giá thành sản phẩm.
Các bước thực hiện một bài phân tích trên phần mềm Moldflow:
Chọn dạng bài toán cần phân tích: tìm vị trí miệng phun, sự ảnh hưởng của hệ thống kênh dẫn đến quá trình ép phun, sự ảnh hưởng của các điều kiện ép phun đến quá trình ép phun.
Nhập Mô hình sản phẩm.
Chia lưới mô hình phân tích.
Thiết lập hệ thống bơm keo: cuống phun, kênh dẫn và miệng phun theo kích thước đó định Nếu không chạy part only thì cần phải thiết kế kênh dẫn và thiết kế khuôn.
Khi phân tích plastic Flow cần chọn loại vật liệu nhựa, vật liệu khuôn.
Đọc kết quả phân tích : vị trí miệng phun, vật liệu và điều kiện quá trình, khuôn và hệ thống kênh dẫn tốt nhất
Sau khi phân tích plastic flow tiến hành xem các kết quả Confidence of fill hình thành từ thời gian điền đầy (fill time), áp suất phun (injection pressure), áp suất rơi (pressure drop), và kết quả Flow Front Temperature.
Đọc kết quả confidence fill để cải thiện các chỗ yếu Nếu kết quả Confiddence chỉ ra các vấn đề thì hãy đọc các kết quả khác để tìm ra nguyên nhân.
Nếu kết quả Confidence chỉ ra vấn đề về khuôn hãy đọc kết quả áp suất và nhiệt độ Ngoài ra, thông tin về đường hàn, lỗ khí cũng cho biết về quá trình phân tích.
Sau khi phân tích cavity, runner, mold các kết quả cho biết khả năng điền đầy đồng thời như thế nào? Thay đổi hệ thống kênh dẫn để đạt kết quả tốt nhất.Nếu sản phẩm cần phân tích chi tiết hơn thì chuyển sang dạng file mfl để phân tích ở Moldflow Plastic Insight.
Gồm 2 modul chính là Moldflow Part Adviser (MPA) và Moldflow Mold
Adviser (MMA).Tính năng của chúng được cho trong bảng 3-1
Cooling circuit adviser (fill + pack)
Bảng 6.1 So sánh tính năng của MPA và MMA
6.1.3 Moldflow Plastics Insight (MPI) Đây là phần mềm mạnh mẽ và đầy đủ tính năng nhất của Moldflow.Ngoài những tính năng của Moldflow Mold Adviser nó còn có những tính năng khác như
- Phân phối dưới dạng modul để khách hàng lựa chọn gói sản phẩm phù hợp
- Phân tích được nhiều dạng khuôn :Gas – assist, Co – injection, Microcellar, Flip chip…
- Quản lí dữ liệu phân tích theo project
- Cung cấp công cụ tạo và xử lí lưới mạnh mẽ
- Có thể kết hợp nhiều quá trình phân tích cùng một lúc và quản lí chúng bằng Job manager
- Kết quả phân tích được ghi nhận liên tục nên dễ dàng đánh giá, nhận xét
Hình 6.1 Kết quả phân tích thời gian phun trong MPI
Moldflow CAD Doctor là công cụ của Moldflow cho phép chuyển đổi dữ liệu giữa các hệ thống CAD 3D Trong quá trình chuyển đổi nó sẽ thông báo các lỗi và tự động chỉnh sửa chúng.Nếu việc chỉnh sửa tự động không thành công, ta tiếp tục chỉnh sửa bằng các công cụ do MCD cung cấp.
Moldflow CAD Doctor hổ trợ các định dạng sau
2 CATIA V4 files(*.model, *.catdata, *.catexp, *.*)
4 Parasolid files(*.xmt_txt, *.x_t, *.xmt_bin, *.x_b)
Hình 6.2 Qui trình sửa lỗi CAD trong Moldflow Cad Doctor
Tập tin CAD – 3D đó được tối ưu hóa
Công cụ tìm và sửa lỗi
Mở rộng phạm vi kiểm tra lỗi
Tự động kiểm tra và thông báo lỗi
Tự động sửa lỗi Sửa lỗi thủ công
Moldflow STL Magic là công cụ dùng để xem, đo đạc và chỉnh sửa mô hình solid hoặc surface được lưu trữ dưới định dạng Stereo lithography (STL).Nó thường được dùng để tối ưu hóa mô hình CAD STL nhằm chuẩn bị cho các bước phân tích bằng MPA hoặc MPI.
Quá trình làm việc với Moldflow STL Magic khỏ đơn giản vỡ phần lớn được chương trình xử lí tự động theo các trình Wizard
Bên cạnh đó nó cũng cung cấp các công cụ xử lí để ta có thể tự chỉnh sửa trong trường hợp cần thiết.
6.1.6 Moldflow Design Link Đây là một Add-in được dùng để nhập các file CAD từ nhiều định dạng khác vào Moldflow.
Các định dạng được Moldflow Design Link hỗ trợ cho trong bảng sau: Định dạng Phần mở rộng MPI MDL
Bảng 6-2: Các định dạng được Moldflow Design Link hỗ trợ.
CÔNG NGHỆ CHỐNG XƯỚC CHO SẢN PHẨM KÍNH MŨ BẢO HIỂM XE MÁY
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHỐNG XƯỚC
Các chất dẻo chịu được va đập và ma sát lớn ngày càng nhiều thay thế các chi tiết bằng thủy tinh Tuy nhiên các bộ phận bằng chất dẻo đó đòi hỏi phải được sơn phủ một lớp chống xây sát, nghĩa là tăng được độ cứng để không dễ hình thành các vết xước khi va quyệt Quá trình sơn ấy phải được thực hiện trong điều kiện buồng sơn thật sạch sẽ và tùy theo kích thước hình học của chi tiết, người ta sẽ dùng phương pháp làm ngập hay dùng Robot sơn.
Màn hình màu tinh thể lỏng (LCD), màn hình điện thoại, thiết bị cầm tay PDA, bề mặt kính MBH và các loại đĩa CD, DVD rất dễ bị trầy xước khi va chạm do cách bảo quản không tốt của người sử dụng Đối với kính MBH những vết xước tế vi này chính là nguyên nhân gây ra các hiện tượng làm mờ kính và các hiện tượng khúc xạ quang học gây khó khăn cho quá trình vận hành và điều khiển xe máy Cũng do yêu cầu về giá cả nên các vật liệu làm kính MBH không thể dùng được các vật liệu quý có khả năng chống xước như: xaphia,kim cương
…được ứng dụng trên bề mặt của đồng hồ, điện thoại.
Người tiêu dùng Việt nam đang sử dụng các sản phẩm kính MBH làm bằng nhựa Polycarbonate Chất liệu kính này có nhiều ưu điểm vượt trội so với kính làm bằng thuỷ tinh, hay plastic thường như: độ trong suốt cao hơn, chịu va đập cực tốt, mỏng và nhẹ, khả năng ngăn tia tử ngoại (UV) đến 380nm
Polycarbonate được phát triển vào những năm 1970 để phục vụ cho công nghệ vũ trụ, và hiện nay đang được sử dụng cho mũ của các phi hành gia và cho kính chắn gió của tàu con thoi Vào đầu những năm 1980, do nhu cầu cần có một loại mắt kính vừa nhẹ vừa bền, chất liệu polycarbonate bắt đầu được áp dụng để làm mắt kính Đến nay kính Polycarbonat dần trở thành một chuẩn mực cho các loại mắt kính an toàn, các loại kính bảo hộ thể thao và các loại kính dành cho trẻ em bởi vì chúng ít bị nứt gãy hơn các loại mắt kính thông thường Kính Polycarbonate cũng trở thành một sự lựa chọn tốt cho các loại kính thiết kế không vành như kính MHB.
Mặc dù mắt Polycarbonate chịu lực va đập cực mạnh, nhưng nó cũng là một vật liệu tương đối mềm dẻo, do vậy kính MHB cần phải được phủ một lớp chống trầy xước(Hard coat) để ngăn chặn sự trầy xước bề mặt Các lớp phủ này có thể có thể làm cho bề mặt mắt kính polycarbnonate có độ cứng gần như thuỷ tinh Và hầu hết các nhà sản xuất mắt kính chuyên nghiệp đều cung cấp một sự bảo hành trong việc chống xước đối với các sản phẩm trong một khoảng thời gian nhất định trong điều kiện sử dụng bình thường.Tính dẻo của vật liệu này cũng mang lại cho nó một số ưu điểm lớn đó là giúp nó có khả năng hấp thụ năng lượng cao mà không bị rạn nứt, chính vì vậy kính Polycarbonate có khả năng chịu nhiệt và có khả năng hấp thụ tốt tia UV.
Do PC dễ dàng khuyếch tán trong các hợp chất chứa clo,flo như: metyl clorid,metyl florid, trong meta crezol, đimetylformamid tạo ra một cẩu trúc tương đối bền vững mà ta dung các hợp chất này làm chất kết dính khi phủ lớp chống xước Mặt khác khi phủ đòi hỏi lớp phủ phải dễ dàng tự đông cứng do đó trong
Các hạt silica có đường kính 50 micromet cứng có tác dụng chống bào mòn,chống xước cho bề mặt kính.
KIỂM NGHIỆM CHẤT LƯỢNG KÍNH MŨ THEO TCVN KIỂM NGHIỆM CHẤT LƯỢNG KÍNH MŨ BẢO HIỂM
TCVN CHO KÍNH MŨ BẢO HIỂM
( Trích TCVN 5756 - 2001 về yêu cầu và phương pháp thử )
8.1.1 Góc nhìn : Kết cấu của kính mũ phải đảm bảo tầm nhìn của người đi xe máy trong khi sử dụng, cụ thể: a) Góc nhìn bên phải và bên trái của mũ khi tiến hành đo góc nhìn theo 3 không được nhỏ hơn 105 0 b) Góc nhìn phía trên không được nhỏ hơn 7 0 , góc nhìn phía dưới không được nhỏ hơn 45 0
8.1.2 Kính chắn gió, phải thỏa mãn các yêu cầu sau: a) Phải chịu được thử nghiệm theo 4 Nếu kính bị vỡ, không được có các mảnh sắc nhọn có góc nhỏ hơn 60 0 b) Hệ số truyền sáng khi được thử nghiệm theo 4.2 không được nhỏ hơn 85% c) Không được gây ra bất kỳ sự sai khác nào về hình ảnh tới mức có thể nhận thấy được khi nhìn qua kính; không gây ra nhầm lẫn giữa các mầu trên biển báo và đèn tín hiệu giao thông.
Sơ đồ nguyên lý thử theo hình 1, gồm có phần chính là dạng đầu người như qui định và dụng cụ đo góc.
Hình 8.1 Đo góc nhìn trên, dưới Đo góc nhìn bên trái, bên phải
Hình 8.2 Sơ đồ nguyên lý đo góc nhìn
Mũ được đội chặt lên dạng đầu Đo góc mở tối đa trong mặt phẳng cơ bản từ điểm K trên dạng đầu, hướng thẳng về mép mũ bên phải và bên trái để xác định góc nhìn của mũ.
8.1.4.1 Thử đặc tính cơ học. Đặc tính cơ học của kính chắn gió được tiến hành thử như sau: a) Mũ được lắp kính và thuần hóa theo 6.1 được đội chặt lên dạng đầu tương ứng với cỡ mũ Mặt phẳng cơ bản của dạng đầu phải nằm ở vị trí thẳng đứng. b) Thiết bị thử gồm mũi va đập bằng kim loại có hình côn và vật rơi va đập:
+ Bán kính đầu nhọn: 0,5 mm.
- Khối lượng vật rơi va đập: 3kg 25g
Thiết bị phải được chế tạo sao cho mũi va đập phải dừng cách phía trên dạng đầu ít nhất 5mm c) Tiến hành thử Đặt mũi va đập tiếp xúc với kính tại điểm K trên mặt phẳng đối xứng thẳng đứng của đầu giả.
Cho vật rơi rơi từ độ cao 1 m + 0,005 m, tính từ mặt trên cùng của mũi va đập đến mặt dưới của vật rơi, đập vào mặt trên của mũi va đập Đánh giá kết quả kiểm tra theo 1.a).
8.1.4.2 Kiểm tra hệ số truyền sáng. a) Kiểm tra hệ số truyền sáng bằng thiết bị có sai số đo không lớn hơn 3%. b) Trình tự kiểm tra Đặt kính chắn gió lên thiết bị kiểm tra Tiến hành kiểm tra tại 3 điểm bất kỳ
CÁC QUY ĐỊNH THỬ CHUNG
- Không được kẹp chặt tấm kính cần thử Tuy nhiên, có thể đặt nó trên một tấm kính giống hệt và được giữ bằng một băng dính xung quanh mép.
- Để tạo sự phân mảnh, dùng một cái búa nhọn đầu, nặng khoảng 75 g hoặc một dụng cụ khác cho kết quả tương tự Bán kính đường cong của đầu nhọn tác động là 0,2 mm ± 0,05 mm
- Phép thử được tiến hành tại các điểm va đập qui định
- Khảo sát những mảnh vỡ bằng giấy cảm quang (giấy ảnh), cho giấy ảnh tiếp xúc ánh sáng trong vòng 10 giây đầu sau va đập và kết thúc không quá 3 phút sau Chỉ xem xét những đường tối nhất đã thể hiện vết nứt ban đầu Phòng thử nghiệm phải giữ lại bản sao ảnh của các mảnh vỡ thu được sau va đập.
8.2.2 Thử va đập bằng bi thép
1, Thử va đập bằng bi thép 227 g.
1.1.1, Sử dụng bi bằng thép cứng khối lượng.
227 g ± 2 g, đường kính xấp xỉ 38 mm.
1.1.2, Thao tác: cho viên bi rơi tự do từ độ cao qui định hoặc tạo cho viên bi có vận tốc bằng với vận tốc khi rơi tự do từ độ cao đó Khi sử dụng thiết bị tạo vận tốc, sai số vận tốc do thiết bị tạo ra là 1% so với vận tốc rơi tự do.
1.1.3, Giá đỡ cố định (hình C1) bao gồm khung thép với bề mặt của các thanh thép làm khung rộng 15 mm; trên đặt một gioăng cao su dày 3 mm, độ cứng 50 IRHD, khung này đặt lên trên một khung dưới khác Khung dưới đặt trên một giá đỡ hình hộp bằng tôn cao 150 mm Mẫu thử được giữ bằng khung phía trên nặng khoảng 3 kg Giá đỡ hình hộp được hàn vào một tấm thép làm đế dày 12 mm, giữa sàn nh và giá đỡ cố định đặt một tấm cao su dày 3 mm và độ cứng 50IRHD.
Nhiệt độ : 20 o C ± 5 o C áp suất từ 860 đến 1060 mbar Độ ẩm tương đối 60% ± 20%
Sử dụng mẫu thử phẳng, hình vuông, cạnh 300 +40 -0 mm.
1.4, Tiến hành thử. Đặt mẫu thử trong điều kiện nhiệt độ qui định ít nhất là 4 giờ ngay trước khi tiến hành phép thử.
Mẫu thử đặt trên giá cố định (xem C.2.1.1.3).
Mặt của mẫu thử đặt vuông góc với chiều rơi của viên bi (dung sai nằm trong khoảng 3 O ). Điểm va đập phải nằm trong vòng tròn có tâm là tâm hình học của mẫu thử, bán kính 25 mm ứng với độ cao rơi không quá 6 m và bán kính 50 mm ứng với độ cao rơi lớn hơn 6 m.
Cho viên bi rơi vào bề mặt phía ngoài của mẫu thử.
Bi chỉ được phép thực hiện một lần va đập.
2, Thử va đập bằng bi thép 2260 g.
2.1.1, Bi bằng thép cứng có khối lượng 2260 g ± 20 g, đường kính xấp xỉ 82 mm.
2.1.2, Thao tác: cho bi rơi tự do từ độ cao qui định hoặc tạo cho viên bi vận tốc bằng với vận tốc khi rơi tự do từ độ cao đó Khi sử dụng thiết bị tạo vận tốc, sai số vận tốc do thiết bị tạo ra là 1% so với vận tốc khi rơi tự do.
2.1.3, Giá đỡ cố định được giới thiệu ở hình C1, mô tả trong C.2.1.1.3.
Nhiệt độ 20 o C ± 5 o C áp suất từ 860 đến 1060 mbar Độ ẩm tương đối 60 % ± 20%.
Mẫu thử hình vuông phẳng, có cạnh bằng 300 +40 -0 mm hoặc được cắt ra từ phần phẳng nhất của kính chắn gió hoặc phần cong của kính an toàn.Như vậy toàn bộ kính chắn gió hoặc phần cong của kính an toàn có thể được thử
Trong trường hợp này cần chú ý đảm bảo có đủ tiếp xúc giữa tấm kính an toàn và giá đỡ.
Mẫu thử được đặt trong điều kiện nhiệt độ qui định ít nhất là 4 giờ ngay trước khi thử. Đặt mẫu thử trên giá cố định (xem C.2.1.1.3) Mặt của mẫu thử đặt vuông góc với chiều rơi của viên bi (sai số nằm trong khoảng 3 o ) Trong trường hợp mẫu thử là kính thuỷ tinh - chất dẻo thì mẫu phải được kẹp chặt vào giá đỡ Điểm va đập phải nằm trong vòng tròn có tâm là tâm hình học của mẫu thử, bán kính 25 mm Bi phải đập vào bề mặt phía trong của mẫu thử.
1.1, Chuỳ thử có đầu hình cầu hoặc bán cầu, làm bằng các miếng gỗ cứng, đầu chùy phủ một lớp nỉ có thể thay thế được và có thể có hoặc không có một thanh ngang làm bằng gỗ Có một miếng trung gian hình cổ chai giữa phần hình cầu và thanh ngang và một cán đỡ trên đầu kia của thanh ngang Các kích thước và cấu tạo của chuỳ thử cho trong hình C.2.
Tổng khối lượng của chùy thử là 10 kg ± 0,2 kg.
1.2, Thao tác: cho chuỳ thử rơi tự do từ độ cao qui định hoặc tạo cho nó vận tốc tương đương với vận tốc đạt được khi rơi tự do từ độ cao đó.
Khi sử dụng thiết bị để phóng chuỳ thử, sai số vận tốc tạo ra là 1% so với vận tốc khi rơi tự do.
1.3, Giá đỡ cố định dùng cho việc thử mẫu thử phẳng được giới thiệu ở hình
C3 Giá cố định gồm 2 khung thép đặt chồng lên nhau, các thanh làm khung có bề mặt rộng 50 mm, gioăng cao su đặt ở giữa dày 3 mm, rộng 15 mm ± 1 mm, độ cứng 70 URHD Khung trên bắt chặt vào khung dưới bằng ít nhất 8 bu lông.
Mẫu thử phẳng có chiều dài bằng 300 +5 -2 mm, rộng bằng 500 +5 -2 mm được giữ ở nhiệt độ 20OC ± 5 O C, ít nhất là 4 giờ ngay trước khi tiến hành thử
Kẹp chặt mẫu thử trên khung đỡ (xem C.3.1.3), xiết chặt các bu lông để đảm hiện va đập một lần Bề mặt va đập của lớp nỉ bao phủ đầu chuỳ phải được thay thế sau 12 lần thử.
2 Miếng đỡ trung gian 4 Lớp bọc bằng nỉ dày 5 mm
2.2, Phép thử trên kính chắn gió còn nguyên hình dạng (chỉ áp dụng cho chiều cao rơi < 1,5 m) Đặt kính chắn gió lên giá đỡ, dưới lót một lớp cao su có độ cứng 70 IRHD, dày 3 mm, chiều rộng tiếp xúc trên toàn bộ chu vi khoảng 15 mm.
Giá đỡ phải bao gồm một khung cứng vững, có hình dạng tương ứng với hình dạng kính chắn gió, chuỳ thử phải đập vào bề mặt phía trong của kính.
Nếu cần thiết, kính chắn gió phải được kẹp chặt với giá đỡ Mômen xoắn nhỏ nhất nên dùng để xiết bu lông M 20 là 30 Nm.
