THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA VÀ KHUÔN ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS

MÔTẢQUYTRÌNHCÔNGNGHỆ

Kỹ thuật ép phun được mô tả như là một quá trình chuyển đổi nhiệt của vật liệu nhựa: 1- chảy;2-bơm vào trong khuôn,3-làm nguội;4-sau khi sản phẩm cứng,khuôn mở ra và lói sảnphẩmđểlấysảnphẩm.khuônsẽđónglạivàbắtđầumột chutrìnhmới.

Sự lặp đi lặp lại của một chuổi các sản phẩm gọi là chu trình làm khuôn.mỗi khuôn vàmỗi loại vật liệu gia công trong đó sẽ cóm ộ t t h ờ i g i a n c h o c h u t r ì n h t ố i ư u đ i ề u n à y b ắ t buộc người điều khiển máy phải điều chỉnh thời gian của một chu kỳ máy tối ưu để đạt đượcsảnphẩmcóchấtlượngcao.

CÔNGNGHỆÉPPHUNCÓTHẾLÀMĐƯỢCCÁCSẢNPHẨMPHỨCTẠP 1

Khuôn được xem là trái tim của quy trình công nghệ, được làm từ thép cứng và thườngđược chứa một hoặc nhiều cốc khuôn,có hình dạng của sản phẩm.khuôn có hình dạng khônggiới hạn,có thể phức tạp hoặc lớn và được điền đầy bằng một lần phun.sản phẩm đi từ côngnghệépphuncóthểthiếtkếcónhiềulỗ,gânvàmặtcắtgiaonhautrênthành.

CÔNGN G H Ệ É P P H U N T Ạ O R A S Ả N P H Ẩ M C Ó C H Ấ T L Ư Ợ

Vật liệu nhựa có thể làm được các sảnp h ẩ m c ó h ì n h d ạ n g v à b ề m ặ t g i ố n g n h ư c ố c khuôn điều này nghĩa là làm ra các sản phẩm có hình dạng không tương xứng với khuôn thìkhông phù hợp.sản phẩm có hình dạng giống với khuôn có nghĩa là vật liệu điền tốt trongkhuôn.

QUYTRÌNHSẢNXUẤTVỚISỐLƯỢNGLỚN

Quy trình ép phun có thể sản xuất với một số lượng sản phẩm lớn là đo vật liệu nhựa cóthể chảy và đông cứng lại trong một thời gian ngắn.với sản phẩm thành mỏng thời gian ép cóthể nhỏ hơn 10 giây Đa số sản phẩm thường từ 20 đến 30 giây.Một điểm thuận lợi khác làquy trình ép phun có thể sản xuất được nhiều sản phẩm chỉtrongm ộ t c h u k ỳ é p Đ i ề u n à y đạt được khi dùng khuôn có nhiều cốc khuôn.Cứ mỗi lần nhựa bơm vào khuôn thì sản phẩmđượchìnhthànhtrongmộtcốckhuôn.

KẸPKHUÔNVÀC H Ứ C NĂNGCỦACHÚNG

Khuôn chuẩn gồm hai nửa,chúng được đóng lại để ép sản phẩm và mở ra để lấy sảnphẩm.Khuôn được ép với nhau ở một áp suất lớn để giử cho chất lỏng khi ép vào khuônkhôngb ị c h ả y r a K h u ô n d u y c h u y ể n v à g i ử á p s u ấ t b ằ n g m ộ t h ệ t h ố n g k ẹ p g ọ i l à k ẹ p khuôn.Cóhaicơchếdùngđểđóngvàkẹpkhuônlàhệthốngngàmkẹpthuỷlựcvàhệthốngngàmkẹptr ụckhuỷu.

HỆTHỐNGNGÀMKẸPTHUỶLỰC

Hệ thống ngàm kẹp thuỷ lực sử dụng xi lanh thuỷ lực để duy chuyển một trong hai thớikhuôn gắn trên thới khuôn di động.Sản phẩm được thiết kế sao cho dính vào phần nửa khuôndi chuyển.Hệ thống lói được gắn trên phần di động dùng để lói sản phẩm.hệ thống lói đượcđiềukhiểnbằngốngthuỷlực.Nósẽduychuyểntớitrướckhimở khuônra.

HỆTHỐNGNGÀMKẸPKHUỶU

Cơ chế làm việc của ngàm kẹp khuỷu là dùng một hệ thống thanh khuỷu là dùng một hệthống thanh khuỷu.Chúng co lại khi mở khuôn và thẳng ra khi đóng khuôn.Hệ thống ngàmkhuỷuc ũ n g d ù n g t h u ỷ l ự c đ ể d u y c h u y ể n c á c b ộ p h ậ n G h i n h ớ r ằ n g , l à m t h ế n à o m à c á c thanhkhuỷuchínhcóthềkhoáởvịtríthẳngkhikhuônđóng.Nhờmộtthiếtkếcơ họcđặcbiệt màcácthanhkhuỷunàytậptrungđủlựcđểkẹpkhuôn.

Thiết kế sản phẩm nhựa là công đoạn rất quan trong trong ép phun Đặc tính của sảnphẩm sẽ ảnh hưởng đến thời gian gia công và các khuyết tật của sản phẩm,ví vậy, ảnh hưởngchấtlượngsảnphẩm.

THIẾTKẾBỀDÀYTHÀNHCHÍNH

Bềdàychínhcàngmỏngcàngtốtnhưngphảiđủdày

Khi chọn bè dày chinh,mục tiêu của nhà thiết kế là cần phải tối thiểu bề dày đồng thờithoả mãn các yêu cầu về chức năng sản phẩm.Khi tăng bề dày thành,sẽ làm tăng co rút sảnphẩm.Co rút nhiều nghĩa là nguy cơ cong vênh lớn.Mặt khác,sản phẩm thành mỏng sẽ làmtăng sản xuất,do ít sử dụng nguyên liệu và thời gian chu kỳ ép.Theo tính toán người ta nhậnthấy rằng nguyên liệu sử dụng và thời gian làm nguội chiếm 70% giá thành sản phẩm.Bề dàytốithiểucủasảnphẩmđượcgiớihạnbởiquátrìnhchảycủavậtliệuvàápsuấtđiềnkhuôn,áp suất điền khuôn không được vượt quá 500bar.Khi thiết kế,có thể sử dủng giản đồ sau đểxácđịnhbềdầythànhphẩmchotốiưu.

Bềdàythànhđồngnhất

Bề dày là yếu tố chính quyết định đến co rút, bề dày không đồng đều sẽ làm co rútkhông đều dẫn đến cong vênh Mục tiêu chính của các nhà thiết kế sản phẩm nhựa ép phunlà cần giữ bề dày thành chính đồng nhất trên sản phẩm Ngoài ra, người ta còn phải sử dụnghệ thống dẫn dòng và hạn chế dòng nhằm mục đích cân bằng dòng trong quá trình điềnkhuôn.Vìvậylàmchosảnphẩmđượcnénépđềuvàhạnchếcongvênh.

Tránhcácvùngdày

Các phần dày thường gây hậu quả là bọt khí, vết lõm, cong vênh, chu kỳ ép kéo dài.Người thiết kế cần hạn chế các vùng dày hoặc tạo các phần rỗng tại các vị trí này Các phầndày có thể tránh bằng cách thay đổi thiết kế hoặc tạo lỗ, khoét lõm tạo gân thay vì làm thànhdạngnguyênkhối.

Cáclỗikhisảnphẩmcóbề dàykhôngđồngnhất

Sản phẩm có bề dày không đồng nhất trongq u á t r ì n h é p g â y r a c á c k h u y ế t t ậ t n h ư : tạobọtkhí,cong,vênh, bềmặtkhôngbằngphẳngvàtạoứng suấtnội.

Với cách thiết kế này, khi ép nhựa vaò khuôn, nhựa sẽ chảy theo đường có lực cản ítnhất Vì vậy, phần sản phẩm dày sẽ điền khuôn trước rồi sau đó phần sản phẩm mỏng mớiđiềnkhuônnêntạobẩykhítrong sảnphẩm.

Sản phẩm thiết kế có bề dày không đồng nhất Sản phẩn sẽ bị cong như hình này vì vùng co rút nhiều hơn vênh dày

Hướng khắc phục congvênhbằngcáchthiếtk ếbềdàyđồngnhất

Sau đây là mộthình ành phân tích dòng chảy bằng chương trình Molflow của các sảnphẩm có bề dày thành không đồng nhất Các hình ảnh phân tích cho ta thấy sự điền khuônkhôngđồngnhấtvàcáckhuyếttậtcủasảnphẩmtrongquátrìnhđiềnkhuôn.

Hình ảnh trên mô tả ảnh hưởng của bề dành sản phẩm không đồng nhất đến khả năngđiền khuôn của sản phẩm Sản phẩm trên có vùng dày bên ngoài và mỏng bên trong, cổngphun được đặt tại vùng này Khi nhựa bơm vào khuôn thì sẽ điền đầy vùng dày trước và tạodòng chảy không đồng nhất khi điền phần trong Trên hình chothấy sản phẩm bị bẩy khí tạivùng mỏng,vùngnàykhôngđượcđiềnđầy. Ảnhh ư ở n g c ủ a d ò n g c h ả y k h ô n g đ ồ n g n h ấ t t h ư ờ n g g â y r a h i ệ n t ư ợ n g p h u n t h i ế u trong sản phẩm có bề dày không đồng đều.H ì n h s a u đ â y m ô t ả ả n h h ư ở n g c ủ a d ò n g c h ả y đếnhiệntượngphunthiếu.

Sauđâylà mộtsố cách thiếtkếlàmchobề dàysảnphẩmđồngnhất:

THIẾTKẾGÓCTHOÁTKHUÔN

Góc thoát khuôn được thiết kế sao cho sản phẩm được lói ra khỏi khuôn một cách dễdàng Khi thiết kế góc thoát khuôn phải làm sao giảm lực lói sản phẩm Thường góc thoỏtcho gõn khoảng ẵ độ, với sản phẩm cú hỡnh dỏng phức tạp thỡ cú thể tăng gúc thoỏt khuụn,thườnggúcthoỏttừ ẵđến2độ.

THIẾTKẾGÂN

Gân có tác dụng làm tăng tốc độ bền của sản phẩm và giúp cho quá trình điền khuôn dễdàng hơn.Tuy nhiên,việc thiết kế đúng là rất quan trọng bởi vì đôi khi nó sẽ gây ra các vếtlõm.Gânđượcsử dụngkhisảnphẩmcầnđộcứngvàbền. Độ dày cơ bản của gân khoảng 50-75% độ dày thành chính và phụ thuộc co rút của vậtliệu.Độdàygânbằngkhoảng50%độdàythànhchínhđốivớivậtliệucorútcaovà75% cho vật liệu có độ co rút thấp.vật liệu có độ co rút cao(thường lớn hơn 1.5% như PE,PP)nhữngvậtliệu cóđộcorutthấp(thườngnhỏhơn1.0%nhuABS,PC). Đểđ ả m b ả o s ả n p h ẩ m c ó đ ộ c h ị u l ự c , n g ư ờ i t a t h i ế t k ế g â n n h ỏ h ơ n l à s ử d ụ n g m ộ t g â n lớn.Kho ảngcáchtốithiểugiửacácgânbằnghailầnbềdàythànhsản phẩm.

THIẾTKẾNÚMLỒI

Núm lồi thuờng là các chi tiết tròn cứng,nhô cao khỏi thành chính.Các núm lồi thưòngđược đặt giữa các gân,như các thành chuyển tiếp hay các vách tam giác.Các núm lồi nàythưòng có thể đứng một mình hay kết nối với các thành phần bên gân.Núm lồi không nhấtthiết phải đính trên thành sản phẩm vì các vùng giao tiếp với thành sẽ tạo ravùng dày gây racácvếtlõmtạolỗhoặctạoracấutrúcyếudohiệntươnggiaodòng.

Các vách tam giác cócấu trúc mỏng thường được gia cốcho các núm lồi.Các vách nàyđược thiết kế theo nguyen lý về độ dầy và bán kính giống như thiết kế gân.Chúng khôngđượccaoquá4lầnso vớithànhchính:

Vớiviệcthiếtkếtrênphầnthànhđốidiệnvớilỗkhôngđượcnhỏhơn0.7wnhằmmục đíchgiảmcácvếtlõm. Đểsảnphẩmkhôngbịcácvếtlõmởchânnúm,chúngtacầntạomộtvònglõmngaychânn úmđểtránhsự tậptrungcủavậtliệu.

Phươngpháp giảmchiềucaocủanúmlỗthôngkhôngchodễgiacôngbằngcáchtăngchiềudàicủaphầnlỗthônglắpgh épvớichúng. Ứng suất tập trung lực tác dụng

Tạo bán kính cong tại góc

Với các cấu trúc cho dù đó là kim loại hay là nhựa,thì tốt nhất các góc của sản phẩm nênđược bo tròn.Khi bo tròn các góc cạnh của sản phẩm thì sẽ giảm đi sự tập trung ứngsuất,không những giảm các vết rạn gây hư hại cho sản phẩm trong quá trình sử dụng mà còndễdànggiacôngvớinhiềuloạinhựakhácnhau.

Bán kính cong càng lớn thì càng tốt,nhưng tối thiểu bán kính cong phải bằng 25% bề dầythànhsảnphẩm.

Cần tạo bán kính cong tại góc này Đểgiữchobề dàysảnphẩmđồng nhấtthìphảithiếtkếbánkínhcong ởhaibên góc.

Plolymer là những hợp chất mà trong phân tử của chúng gồm nguyên tử được nối vớinhau bằng những liên kết hoá học thành những mạch dài và có khối lượng phân tử lớn.Trongmạchchính củapolymernhữngnhómnguyên tử nàyđượclặpđilặp lạinhiềulần.

Mắc xích là cơ sở là những nhóm nguyên tử nhất định tham gia lăp đi lặp lại nhiều lầntrong mạchphântử polymer.

Nhóm–CH2-CH2-trongmạchpolyetylenđượcgọimắc xíchcơsở

3.1.3 Độtrùnghợp Độtrùng hợp,ký hiệulàDP,biểuthịsố mắtxíchcótronđạiphân tử.

M - trọng lượng một mạch phân tử polymerM-trọnglượngphântửmột mắtxíchcơsở

Ví dụ HDPE cótrọng lượng phân tử trung bình M = 25000, trọng lượng phân tử mắtxíchc ơ sởm(DP%000/283

Tên gọi polymer chủ yếu dựa vào tên monome ( mắt xích cơ sở ), hợp chất tổng hợpthànhpolymertrướcđóthêmvàochữ poly

Ví dụ : EtylenPE : polyetylenPropylenPP:polypro pylen

 Dựavàotínhchấtcơ lýlàchấtdẻovàchấtđànhồi.Đâylàcáchphânloạiphổbiếnnhất.Liê nhệ mậtthiết vớicấutrúcvàchúngxácđịnhsựthíchứngvới yêucầucôngnghiệp

-Nhựa nhiệt dẻo :l à n h ó m v ậ t l i ệ u c a o p h â n t ử q u a n t r ọ n g n h ấ t t r o n g c á c p o l y m e r tổng hợp, bao gồm các cao phân tử có kích thước nhất định, mạch thẳng hay phân nhánh Từnhiệt dẻo chỉ ra rằng các polymer có thể chuyển trạng thái rắn sang trạng thái dẻo bởi sự giatăng nhiệt độ và quá trình này thuận nghịch, có thể lặp đi lặp lại nhiều lần Do đó đối vớinhựanhiệtdẻo tacóthểtáisinh(ngoạitrừ PTFE,polytetraflouethylene)

-Trong kỹ thuật, nhựa nhiệt dẻo để chỉ tất cả polymer mà lực liên kết phântử là cácliênkếtthứ cấp (lựcVanderWaals,Hydro… ),cácloạinàynhạynhiệtvàdungmôi.

-Cao su, chất đàn hồi : đó là những polymer mạch thẳng mà lực liên kết thứ cấp rấtyếu, vệt liệu ở dạng chất lỏng rất nhớt Để sử dụng ta phải tạo các liên kết ngang giữa cácmạch phân tử để tạo thành mạng lưới không gian ba chiều Đặc trưng của cao su là chúng cókhả năng dãn dài cao có thề lên đến 1000% ( cao su tự nhiên lưu hoá ) Tuy nhiên do tạo liênkếtngangnênchúngkhôngthểtáisinhđược

-Nhựa nhiệt rắn : mật độ nối ngang dày đặc cao hơn từ 10 đến 1000 lần so vớicao su.Do cấu trúc không gian ba chiều, tính chất nhựa nhiệt rắn rất cao so với nhựa nhiệt dẻo, nhấtlà khả năng chịu nhiệt Nhựa nhiệt rắn tạo thành mạng không gian ba chiều tạo thành caophân tử kích thước vô cùng lớn so với nguyên tử Do vậy, nhựa nhiệt rắn không tan, khôngchảyvàcũngkhôngtáisinhđược.

Vídụ:PF,PU, nhựaepoxy,silicone….

-Nhựathôngdụng:PE,PP,PVC,PS,ABS,HIPS…

-Nhựakỹthuật :PA,PC,POM,Teflon…

-Nhựachuyêndùng:PEkhốilượngphântửcựccao,PTFE,PPS, PPD

Trong ép phun, loại PE dễ chảy ( i2 >25) được sử dụng để gia công các sản phẩmkhối Độ co ngót( liên quan tỷ trọng sản phẩm ) chịu tác động của nhiệt độ khi hoá dẻo khốivậtliệuvàkhilàmnguội.

Với PE tỷ trọng cao có chỉ số chảy thấp yêu cầu nhiệt độ khuôn 40 – 70*C để sảnphẩmcóđộbóngcao.Loạicói2=2.5-4dễbịrạndotậptrungứngsuất.Đểkhắcphụchiện tượnggiòndotínhđịnhhướngphântửmạnh,tăngnhiệtđộphunvàdùngloạinhựavớichỉsốchả ycaophùhợp

>25-15(2) Dễ chảynhất,không tập trungứngsuấ t

Dễchảy, sảnphẩmđú ccóbềmặt lớn, bịrạnchútít, độbóngtốt

Dễ chảy, sản phẩm chịu chấnđộng

Dễ chảy, rạn thấp, khó phun dùngc h o cácsảnphẩm trongnhà

Dễchảy,cứn g,chắcdùng làmchậu, rổ, đồchuyên chở(3), mũ độibảovệ

Kháng va chạm tốt,sản phẩm kỹ thuật chịu kéocao

Dễ gia công,kháng chấnđộng, làm các sản phẩmk ỹ thuật,vậtlàm kín, mũđinhvít

Khángdốcv à rão,sảnphẩm chịukéo cơ họcmạnh(nh ưthùng rác) ,vỏghếng ồi

Kháng rãotốt, sản phẩm làm kín chịukéotốt

Khánggãyd okéo căng,b ề mặt tốt, sảnphẩmkỹ thuậtchịu kéocăngcao

10O*C cho độ kết tinh cao,không tập trung ứngsuất,cấutrúcđồng nhất vàđộcứngbề mặtcao.Thườnggianhiệtkhuônở140– 170*C

,sọc màu bạc trên bề mặt,xuấthiệntheoh ư ớ n g dòng chảy Vật liệu đượcphun ra khỏi xilanh hìnhthànhcácvùngbịd ộ p trênbềmặt

Thànhphầnđộẩmquácao, hơi nước được hìnhthành trong suốt quá trìnhchạy làm cho bề mặt sảnphẩmhỏng.

Cácsọcbạchoặcxámđược sinh ra do sự biếnmàu 1.Nhựabịphânhuỷdonhiệt độquácao,hoặcthời gian lưu của vật liệutrong máyquálâu.

2 Nhiệt ma sát sinh ra dosự trượt của vật liệu quacổngphunhẹphoặcdoth ay đổi dòng chạy trongsảnphẩm.

3 Kiểm tra nhiệt của hotrunner và các vòng nhiệttrênxilanh.

Cácsọ c m à u t ừ x á m đ ế n đen 1 Ép phun dùng trụcvítcórãnhq u á sâu.

3 Cácđiểmkhuyếttro ng hệ thống vanmộtchiều.

1.Tăngnhiệtđộtrongvùng nhập liệu để vật liệuchảy dễ dàng; dùng trụcvítphùhợp.

2.Kiểm tra vùng hoá dẻovà hot runner làm cản trởdòngchạy.

3.Thay thế van một chiềubịkhuyết.

4.Sựgiảmá p c ủ a trục vít quá lớn vànhanh.

4.Giảm đường đi của trụcvit để giảm tốc độ giảmáp.

Màusắckhácnhau 1.Chất tạo màu phân tánkhôngđều,sựtậptrungcủ a màu, màu không phùhợp, sự định hướng theodòngchạycủacácchất màu vô cơ, màu bị phânhủynhiệt.

1.Dùng chất tạo màu phùhợp;chắcchắnlàmàuph ân bố đều, tránh nhiệtquácao.

2.Đ i ể m c h ế t t r o n g v ù n g hoádẻovà hotrunner 3.Đảmbảovùnghoádẻoluô nsạch 3.Chấtbẩn

Bề mặt bị tách thànhphiến,vảykhicắtngang.

1.Ứng suất trượt caohìnhthànhcáclớ p,sựt ư ơ n g h ợ p

Bề mặt thường hư khi tadùngvậtcứngcàonhẹvào

2.Cácc h ấ t b ẩ n không tươnghợpvới nhiệt độ dẻo vàmasterbatchtạomàu.

Các vết hình chữ V, cácđườngmàukhácn h a u

, đặc biệt khi dùng màu vôcơ thì wild line xuất hiệnlàcácđường màuxám.

Dễthấytrongbóngtối,bóng hoặcsảnp h ẩ m cóbềmặtb óng

Xuất hiện trong nhiều hệnhư: ABS hoặc ASA.

Cácdòng chạy nguội lạnh gặpnhau. Ảnh hưởng của màu, cácvị trí wild line thường ảnhhưởngđếncơtính.

GIỚITHIỆU

Polymer

Plolymer là những hợp chất mà trong phân tử của chúng gồm nguyên tử được nối vớinhau bằng những liên kết hoá học thành những mạch dài và có khối lượng phân tử lớn.Trongmạchchính củapolymernhữngnhómnguyên tử nàyđượclặpđilặp lạinhiềulần.

Mắcxíchcơsở

Mắc xích là cơ sở là những nhóm nguyên tử nhất định tham gia lăp đi lặp lại nhiều lầntrong mạchphântử polymer.

Nhóm–CH2-CH2-trongmạchpolyetylenđượcgọimắc xíchcơsở

Độtrùnghợp

Độtrùng hợp,ký hiệulàDP,biểuthịsố mắtxíchcótronđạiphân tử.

M - trọng lượng một mạch phân tử polymerM-trọnglượngphântửmột mắtxíchcơsở

Ví dụ HDPE cótrọng lượng phân tử trung bình M = 25000, trọng lượng phân tử mắtxíchc ơ sởm(DP%000/283

Têngọi

Tên gọi polymer chủ yếu dựa vào tên monome ( mắt xích cơ sở ), hợp chất tổng hợpthànhpolymertrướcđóthêmvàochữ poly

Ví dụ : EtylenPE : polyetylenPropylenPP:polypro pylen

Phânloại

 Dựavàotínhchấtcơ lýlàchấtdẻovàchấtđànhồi.Đâylàcáchphânloạiphổbiếnnhất.Liê nhệ mậtthiết vớicấutrúcvàchúngxácđịnhsựthíchứngvới yêucầucôngnghiệp

-Nhựa nhiệt dẻo :l à n h ó m v ậ t l i ệ u c a o p h â n t ử q u a n t r ọ n g n h ấ t t r o n g c á c p o l y m e r tổng hợp, bao gồm các cao phân tử có kích thước nhất định, mạch thẳng hay phân nhánh Từnhiệt dẻo chỉ ra rằng các polymer có thể chuyển trạng thái rắn sang trạng thái dẻo bởi sự giatăng nhiệt độ và quá trình này thuận nghịch, có thể lặp đi lặp lại nhiều lần Do đó đối vớinhựanhiệtdẻo tacóthểtáisinh(ngoạitrừ PTFE,polytetraflouethylene)

-Trong kỹ thuật, nhựa nhiệt dẻo để chỉ tất cả polymer mà lực liên kết phântử là cácliênkếtthứ cấp (lựcVanderWaals,Hydro… ),cácloạinàynhạynhiệtvàdungmôi.

-Cao su, chất đàn hồi : đó là những polymer mạch thẳng mà lực liên kết thứ cấp rấtyếu, vệt liệu ở dạng chất lỏng rất nhớt Để sử dụng ta phải tạo các liên kết ngang giữa cácmạch phân tử để tạo thành mạng lưới không gian ba chiều Đặc trưng của cao su là chúng cókhả năng dãn dài cao có thề lên đến 1000% ( cao su tự nhiên lưu hoá ) Tuy nhiên do tạo liênkếtngangnênchúngkhôngthểtáisinhđược

-Nhựa nhiệt rắn : mật độ nối ngang dày đặc cao hơn từ 10 đến 1000 lần so vớicao su.Do cấu trúc không gian ba chiều, tính chất nhựa nhiệt rắn rất cao so với nhựa nhiệt dẻo, nhấtlà khả năng chịu nhiệt Nhựa nhiệt rắn tạo thành mạng không gian ba chiều tạo thành caophân tử kích thước vô cùng lớn so với nguyên tử Do vậy, nhựa nhiệt rắn không tan, khôngchảyvàcũngkhôngtáisinhđược.

Vídụ:PF,PU, nhựaepoxy,silicone….

-Nhựathôngdụng:PE,PP,PVC,PS,ABS,HIPS…

-Nhựakỹthuật :PA,PC,POM,Teflon…

-Nhựachuyêndùng:PEkhốilượngphântửcựccao,PTFE,PPS, PPD

ĐẶCTÍNHCỦAM Ộ T SỐLOẠINHỰATHÔNGDỤNG

Polyetylen(PE)

Trong ép phun, loại PE dễ chảy ( i2 >25) được sử dụng để gia công các sản phẩmkhối Độ co ngót( liên quan tỷ trọng sản phẩm ) chịu tác động của nhiệt độ khi hoá dẻo khốivậtliệuvàkhilàmnguội.

Với PE tỷ trọng cao có chỉ số chảy thấp yêu cầu nhiệt độ khuôn 40 – 70*C để sảnphẩmcóđộbóngcao.Loạicói2=2.5-4dễbịrạndotậptrungứngsuất.Đểkhắcphụchiện tượnggiòndotínhđịnhhướngphântửmạnh,tăngnhiệtđộphunvàdùngloạinhựavớichỉsốchả ycaophùhợp

>25-15(2) Dễ chảynhất,không tập trungứngsuấ t

Dễchảy, sảnphẩmđú ccóbềmặt lớn, bịrạnchútít, độbóngtốt

Dễ chảy, sản phẩm chịu chấnđộng

Dễ chảy, rạn thấp, khó phun dùngc h o cácsảnphẩm trongnhà

Dễchảy,cứn g,chắcdùng làmchậu, rổ, đồchuyên chở(3), mũ độibảovệ

Kháng va chạm tốt,sản phẩm kỹ thuật chịu kéocao

Dễ gia công,kháng chấnđộng, làm các sản phẩmk ỹ thuật,vậtlàm kín, mũđinhvít

Khángdốcv à rão,sảnphẩm chịukéo cơ họcmạnh(nh ưthùng rác) ,vỏghếng ồi

Kháng rãotốt, sản phẩm làm kín chịukéotốt

Khánggãyd okéo căng,b ề mặt tốt, sảnphẩmkỹ thuậtchịu kéocăngcao

10O*C cho độ kết tinh cao,không tập trung ứngsuất,cấutrúcđồng nhất vàđộcứngbề mặtcao.Thườnggianhiệtkhuônở140– 170*C

,sọc màu bạc trên bề mặt,xuấthiệntheoh ư ớ n g dòng chảy Vật liệu đượcphun ra khỏi xilanh hìnhthànhcácvùngbịd ộ p trênbềmặt

Thànhphầnđộẩmquácao, hơi nước được hìnhthành trong suốt quá trìnhchạy làm cho bề mặt sảnphẩmhỏng.

Cácsọcbạchoặcxámđược sinh ra do sự biếnmàu 1.Nhựabịphânhuỷdonhiệt độquácao,hoặcthời gian lưu của vật liệutrong máyquálâu.

2 Nhiệt ma sát sinh ra dosự trượt của vật liệu quacổngphunhẹphoặcdoth ay đổi dòng chạy trongsảnphẩm.

3 Kiểm tra nhiệt của hotrunner và các vòng nhiệttrênxilanh.

Cácsọ c m à u t ừ x á m đ ế n đen 1 Ép phun dùng trụcvítcórãnhq u á sâu.

3 Cácđiểmkhuyếttro ng hệ thống vanmộtchiều.

1.Tăngnhiệtđộtrongvùng nhập liệu để vật liệuchảy dễ dàng; dùng trụcvítphùhợp.

2.Kiểm tra vùng hoá dẻovà hot runner làm cản trởdòngchạy.

3.Thay thế van một chiềubịkhuyết.

4.Sựgiảmá p c ủ a trục vít quá lớn vànhanh.

4.Giảm đường đi của trụcvit để giảm tốc độ giảmáp.

Màusắckhácnhau 1.Chất tạo màu phân tánkhôngđều,sựtậptrungcủ a màu, màu không phùhợp, sự định hướng theodòngchạycủacácchất màu vô cơ, màu bị phânhủynhiệt.

1.Dùng chất tạo màu phùhợp;chắcchắnlàmàuph ân bố đều, tránh nhiệtquácao.

2.Đ i ể m c h ế t t r o n g v ù n g hoádẻovà hotrunner 3.Đảmbảovùnghoádẻoluô nsạch 3.Chấtbẩn

Bề mặt bị tách thànhphiến,vảykhicắtngang.

1.Ứng suất trượt caohìnhthànhcáclớ p,sựt ư ơ n g h ợ p

Bề mặt thường hư khi tadùngvậtcứngcàonhẹvào

2.Cácc h ấ t b ẩ n không tươnghợpvới nhiệt độ dẻo vàmasterbatchtạomàu.

Các vết hình chữ V, cácđườngmàukhácn h a u

, đặc biệt khi dùng màu vôcơ thì wild line xuất hiệnlàcácđường màuxám.

Dễthấytrongbóngtối,bóng hoặcsảnp h ẩ m cóbềmặtb óng

Xuất hiện trong nhiều hệnhư: ABS hoặc ASA.

Cácdòng chạy nguội lạnh gặpnhau. Ảnh hưởng của màu, cácvị trí wild line thường ảnhhưởngđếncơtính.

Có thể thiết kế để đưa cácđường wild line vàoc á c vị trí không thấy được vàkhôngchịuvađập(cảithi ện dòng chảy, hạn chếdòngchảy),kiểmt r a thi ết kế: nếu cần thiết thìmở rộng cuốn phun, cổngvàbecphuncủamáy,tr ánh thay đổi bề dày sảnphẩmđộtngộtvàđiềnkh uônkhôngđồngnhất,đặt van khí phù hợp Tốiưu nhiệt độ chảy, nhiệt độbề mặt khuôn và tốc độphun, dùng chất tạo màumới( hữu cơ hoặc vô cơ,cóthànhphầnmàucaoh ơn ) Dùng vật liệu có độnhớtthấphơn.

Bọt khí trong quá trình épđược hiện hữu trong sảnphẩm.

Cácbọtkhínàyhìnhthành các lỗ bên trong sảnphẩm.

1.Trongsuốtquátrìnhđiềnk huôn,khôngkhíđượcgiữlại trongsảnphẩm tại những vùng gầnbề mặtsản phẩm.

1.Giảmsựmấtáps u ấ t của trục vít hoặc giảm lựcépbằngcáchgiảmtốcđộ( đặcbiệtkhibọtkhíđược hình thành ngay gầncổngphun)

Sựcorútcủavậtl i ệ u chảy hình thành các bongbóngkhícóthểt h ấ y được( vật liệu trong suốt)hoặckhôngthấyđượct rongsảnphẩmép

Lớp vỏ cứng bên ngoài đãco rút,trongkhilớplõibêntrongv ẫncònnóngchảy trong quá trình làmnguội.

Phầnnhựanóngchảytrongl õikhôngcor ú t theotoànb ộkhốisảnphẩmnênhìnhthà nhlỗrỗngbêntrongsảnphẩm.

1.Tối ưu hoá thời gian vàápsuấtgiữ

3.Tăng kích thước cuốngphun, cổngphunvàbécphun.

Tại đây vấn đề co rút tănglêntrongquátrìnhlàmn guộim à k h ô n g b ù l ạ iđượcbằngápsuấtduytrì.

Tránh các vùng có bề dàykhác biệt lớn và tập trungnhiều vật liệu ( VD: cácgân.); bề dày của gân nênbằng0.5-

Tối ưu nhiệt độ khuôn vànhiệtđộép;càiápsuấtduy trì, thời gian giữá p và vùngđệm tươngứngvớikíchthước.

Tăng kích thước cổng tạivị trí có thành dày,thiết kếcuống và cổng khuôn cóđườngkínhphùhợpđểvậtl iệuđiềnkhuôntốt.

Làmnguộicácvùng thành dày bằng nước lạnhvớimụcđíchrútn g ắ n t hờigianlàmnguội.

Với sản phẩm dày khi cắtra thì thấy xuất hiệnc á c lỗnhỏ.

Khi lớp da ngoài đủ dàyđể hấp thu được ứng suấtcorút.

Lớp nhựa chảy trong lõicorútvàotronghìnhthànhc áclỗtạinhữngvùngn h ự a còndẻo. Điều này xảy ra khi thờigianlàmnguộiđủ lâu.

Tránh các vùng có bề dàykhác biệt lớn và tập trungnhiều vật liệu ( VD: cácgân.);

Kiểmtraxemnhiệtđộđiều khiển đúng chưa, càiáp suất giữ,thời gian giữvàvùngđệmphùhợp.

Tăngkíchthướccổngphun tại những vùng dàyvàtăngđườngkínhcủac uống phun và cổng phunchonhựađiềnđầysảnphẩ m.

Sản phẩm ép phun thườngcó những chỗ có độ bóngrất thấp và có những chỗcóđộbóng rấtcao.

Không có sự đồng nhất vềmàusắchoặcđộbónggiữa cácvùng.

1.Bởiv ì c ó s ự k h á c b i ệ t về bề dày, như là sự thayđổi bất ngờ về bề dày, cácgân để điều khiển cor ú t là nơi có độ bóng cao trênbề mặtcủakếtcấu.

2.Cácvùngmờthườngxuất hiệntrêncácsảnphẩmlángc ókếtc ấ u phức tạp( sự gia tăng bềdày đột ngột,gân ).

1.Tránh các vùng dày vàsự thay đổi bất ngờ về bềdày; nếu có thể nên dùngbềdàythànhđồngnhất.

VD:thayđổitốcđộphunở cá cvùngkhácn h a u Đánh bóng sản phẩm cuốicùng

3 Đưacácvịtríwildlinevà on h ữ n g v ù n g k h ô n g nhìn thấy bằng cách tăngtínhchảyhayhạnchế.3.Trêncácđườngliênlưu vàg i a o l ư u g â y r a d o dòngchảy.

5.Tối ưu nhiệt độ giacông.

6 Điềuchỉnhđúngápsuất duy trì và thời gianduytrìáp.

5.Nhiệt độ khuôn và nhiệtđộchảy vàtốc độphunkhôngthíchhợp

6.Ápsuấtgiữ và t hờ i gian duytrì ápquángắn.

7.Nhựa chảy không đồngnhấtkhitiếpxúcv ớ i t hànhkhuôn.

Dạngcácvântrắng(dosựkhu ếchtánánhsáng) Gâyr a d o t á c đ ộ n g v ư ợ t quá mứcchophép 1.Giảm lực tác động lênkhuôn từ bên ngoài hoặcdùngnhựanhiệtdẻoítn hảycảmvớiứngsuấthơn.T ốiưuthiếtk ế khuôn.

3.Tăngnhiệtđộbềmặtkhuô nvànhiệtđộchảycủanhựa,gi ảmápsuấtduy trì,càilạithờig i n a và tốc độ phun cho phùhợp,mụcđíchlàg i ả m ứng suất trong gia công,không lấy ra khỏi khuônvớimộtứngsuấtquád ư,chọncơcấulóisảnphẩm và đảm bảo lấy sảnphẩmởmộtlựcđủl ớ n mà không hư sản phẩm,thayđ ổ i đ i ề u k i ệ n c u ố n g vàc ổ n g p h u n ; t h a y đ ổ i

3.Ứng suất nội trongsản phẩm do điềukiệngiacôngkh ôngphù hợp.

4.Cóthểd o p h u n chất róckhuôn,sinhraứng suấtnứt. thiếtkếsảnphẩm.

Các vết đen ở cuối dòngchảyhoặcởvịtríhợpd òng chảy ( không khí bịgiữlại)

1.Khuôncóhệt h ố n g tho át khí kém ở cuối dòngchảy.

2.Sự hợp dòng của một sốdòngchảy.Trongcảhaitrư ờng hợp khí được hìnhthànhtrongcốckhuônđư ợc nén cao và nhựa bịquánhiệt.

1 Đặt van khí tại nhữngvùngđặcbiệt,giảmt ố c độphunvànhiệtđộchảy.

2 Nhậndạngcácvùngđặc trung bằng phân tíchmoldfolw,VD,thiếtkế hình dạng đúng và phânbố bề dày sản phẩm hợplý.

3 Giảm lực kẹp khuôn đểgiải quyết tình huống nhấtthời

1.Bề mặt có dấu lói củasản phẩm, ứng suất nứt vàbiếndạng

2.Sản phẩm bị hỏng , cáckhenứthoặcbị nénkhép.

1.Hệ thống lấy sản phẩm:quá ít hoặc các thanh lóiđặtkhongđúngvịt r í hoặ c diện tich bề mặt củathànhlóiquánhỏ.

2.Tối ưu hệ thống lấy sảnphẩm, chắc chắn số lượngthanhlóiphùhợp.Cáct hanh lói cần đặt ở nhữngvùng cần lực lói lớn hơnnhưtạigân

4.Làmnguộilõis ả n phẩm tăng thời gian làmnguội, giảm tốc độ và ápsuấtlói.

3.Hình dạng khuôn khôngthích hợp, ví dụ các gânkhôngphùhợp

4.Sự co rút của lõi trongsuốt quá trình ép và làmnguội.Nhiệtđộlóisảnp hẩm quá cao Tốc độ lóihoặcápsuất lóicao.

6.Nhiệtđộk h u ô n k h ô n g cânbằng. kiểmtrađ i ể m chuyểntừ áp suất phun sang áp suấtduy trì ( tranh hiện tượnfquáchen)vàg i ả m á p suấtduytrì.

6.Giảmápsuấtkhuônthông qua áp suất phunvànhiệtđộ chảy. 11.Cácđườngvằn:

Các đường tròn đồng tâmtoả ra từ cuống phun, xuấthiện dạng vân trắng , đentrênbềmặt.

Hệ nhựa nhiệt dẻo đa phacó khuynh hướng toảratheodòngchảy:

1.Tăng kiéch thước cuốngphunhoặc hotrunner.

3.Trongtrườnghợpsảnphẩ mcóphầnt h à n h mỏng lớn thì phải tăng bềdày.

5.Tối ưu các thông số giacông( tăng nhiệt độ chảy,tăng nhiệt độ khuôn, phunvới tốc độ trung bình vàtăn áp suất giữ, cải thiệnhệthốngvanthoát khí )

5.Điều kiện gia côngkhôngphù hợp.

Các gân trên bề mặt xuấthiệntheochiềud ò n g chảy, phần lớn là ở cuốidòngchảy, có hình dạnggiốngnhưvântay.

1.Nhiệt độ chảy,nhiệt độkhuôn và tốc độ phun quáthấp

2.Dodòngchảybịlàmlạnh quá nhanh ở bề mặtkhuôn, làm cản trở dòngchảy trong khuôn, do đódòngc h ả y g i ữ a c á c l ớ p

1.Tăngnhiệtđộchảy,nhiệt độ khuôn và tốc độtrụcvít.

2 Mởrộngcácđườngdẫn nhựa và tối ưu hìnhdạngkhuôn.

3.Giảm chiều dòngchảybằngc á c h thê mc u ố n g khôngđ ồ n g n h ấ t C á c l ớ p nhựak h ô n g tiếp xúct ố t vớikhuôn phun.

Khuônkhôngđượcđiềnđầy 1.Nhiệt độ chảy,nhiệt độphun và tốc độ phun quáthấp.

1 Tăng nhiệt độ chảy vàohoặc nhiệt độ khuôn cùngvớisựtăngtốcđộphun.

3 Ápsuấtphunkhôngphù hợp Đường kính trụcvítquálớn.

( thể tích phunquán h ỏ , k h ô n g c ó v ù n g đệm).Tăngáps u ấ t ngược

3 Cài đặt phù hợp giữaáp suất phun và thể tíchphun.

4.Cải thiện hệ thống vanthoátkhí,giảmlựckẹpk huôn.

1.Sai số giữa 2 nửa khuônquálớnhoặckhuônbịh ư.

3 Nhiệt độ chảy, tốc độphun, hoặc áp suất trongkhuônquácao.

1 Điều chỉnh khuôn chothích hợp hoặc sửa lại cácchỗhư hỏng.

2 Cài lại lực kẹp khuôncaohơnhoặcthayđổi máylớnhơn.

3 Ápsuấtphunthấp,tốc độphunhoặcápsuấtgiữ nhỏh ơ n C h u y ể n q u a á p suấtduytrì sớmhơn.

Thườngdòngchạycódạng ngoằn ngoèo, có thểnhìnthấytrênbềmặtkhu ôn Các vết dòng chạythô, có màu sắc hoặc độbóngkhácnhau.

Dòngchảyđượcp h u n trực tiếpvàocốckhuônmàkhông tiếpxúcvớithànhkhuôn.Do l ớ p ngoài bị nguội nên có sựchảy không đồng nhất vớiphần còn lại Kết quả gâyhiệntượngweldlines,khô ng đồng nhất về làmnguộivàứngs u ấ t nội.

Gây ra do vị trí cổngphunsai.

2 Đặt vị trí cổng đểdòng chảy đập vàothànhkhuôn

Sảnphẩmbịbiếndạngvàxoắ n 1.Thiếtkếkhuônkhôngphù hợp và sản phẩm cósựk h á c b i ệ t v ề b ề d à y dẫnđếnápsuấtkhuôn khác nhau và co rút khácnhau.

2 Vị trí và thiết kế cuốngphunkhôngphùhợp

3 Gây ra do cài nhiệt độkhuônvàtốcđộphunkhô ngđúng

1 Tránhứngsuấtnộibằng cáchchọnvậtl i ệ u và hình dạng sản phẩm (cân bằng vật liệu và hìnhthànhsảnphẩm(c â n bằngbềgiày).Tốiưukhuônb ằngchươngtrính

17.Hiệntượngcầuvòng Ánh sáng khúc xã trên bềmặtsảnphẩmtạohiệuứn gcầuvồng.

Hình4.1:Mànhìnhlúckhởiđộngsolidword2007 Đây là một trong những sản phẩm nổi tiếng của hãng Dassault systemn, bên cạnh một sảnphẩm nổi tiếng khác của hãng này là Catia.Phần mềm SolidWorks® 3D CAD là phần mềmtrực quan và cho phép bạn thiết kế các sản phẩm cơ khí nói riêng và hình khối nói chung tốtnhất bằng cách chophép thiếtkếtheonhóm làm việcdođó sẽnhanhvàmạnhhơn.SolidWorks đưa ra sáng kiến điều khiển tập thể và hàng trăm các yêu cầu khách hàng phảnhồi được nâng cấp, mang đến cho tổ chức của bạn một cuộc cạnh tranh hết sức sôi động.Việcthiết kế sản phẩm tốt hơn thông qua các khả năng 3D CAD mà chưa phần mềm nào địch nổi,nócòndễchoviệcsửdụng.Với phầnmềmSolidWorks,dữliệuthiết kếlà100% cóthểhiệuchỉnh, và có quan hệ chặt chẽ giữa các phần, tổ hợp và các bản vẽ luôn luôn được cậpnhật.Dễ dàng sử dụng Giảm bớt các bước thiết kế thông qua hàng tác các sáng kiến tiết kiệmthời gian Sự lộn xộn được giảm đi đáng kể và giảm tối đa sự mệt mỏi với sự tích hợp của hệthống Heads-up User Interaction, một tập các chức năng hiển thị và điều khiển trực quan đãđược đưa ra.Thống nhất dữ liệu 2D và 3D Sửa đổi và bảo dưỡng các file DWG theo cáchthức định dạng tự nhiên với công cụ DWGeditor™, một công cụ biên tập cung cấp giao diệnsử dụng thân thiện cho gia đình người dùng AutoCAD® Nắm lấy các công cụ cao cấp nhấtchoviệcchuyểnđổidữliệu2Dthành3D,duyệtlạicấutrúchìnhhọc2D,vàchophéplàm mịn với công nghệ 3D CAD, và thêm các thành phần mở rộng về tài liệu hướng dẫn vớingười dùng AutoCAD.Khả năng duy nhất Làm cho việc sử dụng một số lượng lớn các côngcụxâydựngsẵnvàcácchứcnăng mới màchỉcóởphần mềmSolidWorks3D CAD:

SolidWorks Intelligent Feature Technology (SWIFT™) (Công nghệ đặc trưng thôngminh SolidWords) – Cơ bản thì các bản thiết kế xử lý với công nghệ mới là dùng cho côngnghệ mức chuyên gia với 3D CAD’s là phép thiết kế bằng tay với mọi người dùng bìnhthường dễ dàng hơn Ví dụ, SWIFT cho phép bạn đặt thuộc tính thứ tự từng phần như pháchoạvàbotròn(fillets)tựđộng.

Phân tích các phần bên trong – Xác thực tính nguyên vẹn thiết kế và giảm giá thànhcủa vật liệu với công cụ COSMOSXpress™,chỉ cần một cú nhấpchuột để mở bảng phântíchchophépbấtkì ai cũngcóthể kiểmtrabảnthiếtkế mộtcách nhanhchóngvàdễdàng.

Kết nối Design – chia sẻ các bản thiết kế dễ dàng với eDrawings®, công cụ cho phép dùngemail đầu tiên này dễ dàng tạo các sản phẩm thiết kế theo dạng kết nối design Đơn giản chisẻ các định nghĩa thiết kế qua bộ máy bên ngoài và các nhóm làm việc bằng các thiết kếSolidWorks3Dqualại vàcáctàiliệuAdobe®PDF.

Các công cụ thiết kế máy (Machine) – Làm việc với một tập hợp đầy đủ các thiết kếkết nối, mối hàn, phân tích và các công cụ tài liệu Lấy các lớp tốt nhất, kết hợp đầy đủ vớikhả năng kim loại cho phép bạn di chuyển nhanh chóng từ thiết kế từng thời kỳ đến thiết kếcuốicùng Tiếtkiệmthờigianvới mộtthưviệncácđặcđiểmthiết kế máy.

Công cụ thiết kế Mold – Tự động tạo các lõi và lỗ với công cụ mold xây dựng sẵn. Sửdụng MoldflowXpress với một thiết kế dựa trên các hộp thoại wizard để phê chuẩn, điều đósẽnhanhhơnvàdễdànghơntrongviệckiểmtrasựgiaonhau củacácphầnchấtdẻo.

Công cụ thiết kế sản phẩm Consumer – Tăng tốc thiết kế các sản phẩm hàng hóa(consumer) bằngcác côngcụtiệníchtạo vàsảnxuấtcácbề mặthảo hạng.

Khả năng tìm kiếm toàn cầu – Tìm kiếm nhanh chóng tất cả các file SolidWorks, chodùnócólưunộibộtạimáyhayđượcchiasẻtrênmạng.

Polyamide(PA)

CÁCKIỂUKHUÔNCƠBẢN

Để tiêu chuẩn hóa các loại khuôn,người ta tính toán và đưa chúng vào những tiêuchuẩn nhất định.Do đó,tùy theo loại khuôn và kích thước khuôn mà cách bố trí các chi tiếtkhuônnhư chốt,bạc,bulon…sẽkhácnhau. ỞđâychúngtasẽápdụngtiêuchuẩnFUTABAcủaNhật.Theotiêu chuẩnFTABAthìkhuôngồmcócácloạisau:

 SE,SF:kiểukhuôndùngchoviệclấyđuôi keo bằngRobot

KiểuD:bơm keogiántiếp.Trongđógồm cócácloạiDA, DB, DC, DD, DE, DFgiốngkiểuS

Plate)A:tấmcái(CavityPl ate)B: tấm đực (Core

E:tấmđộitrên(EjectorRetainer)F:t ấm đội dưới (Ejector

U:Tấmđỡ(Support Plate) R:Tấmgiựtđuôi keo (RunnerPlate)

CÁCCHITIẾTKHUÔNCƠBẢN

CHƯƠNG6 THIẾTKẾSẢNPHẨM:NẮPỐNGCỨNG Để minh hoạ cho việc thiết kế sản phẩm nhựa đã nêu ở phần trước,ta thiết kế 1 sảnphẩm làm mẫu.Ở đây ta chọn sản phẩm nắp để đậy vào ống đựng viên sủi bọt.Gọi là Nắpốngcứng(Hình6.1)

Sản phẩm được làm từ vật liệu là PP (Polypropylene).Vật liệu này có ưu điểm là cótính chống oxi hóa,các hóa chất thông dụng,có độ đàn hồi tương đối cao,giá thành trungbình.

Phần đũi hỏi độ chớnh xỏc nhất của nắp là ở đường kớnh ứ24,16.Phần này dựng để đậychặtvàomiệngcủa ống cứng,đườngkính ngoài củanó phảil ớ n h ơ n đ ư ờ n g k í n h t r o n g củaống1lượngnhất địnhđểcóthểđậychặtđược Ởc á c m ặ t t r ụ h o ặ c m ặ t p h ẳ n g c ó đ ộ c a o l ớ n h ơ n 1 m m ( k í c h t h ư ớ c c ủ a s ả n p h ẩ m chiếu song song so với hướng tách khuôn) ta phải làm cho chúng nghiêng 1 góc nhất địnhđể sau này sản phẩm dễ lấy khỏi khuôn.Tuỳ theo độ chính xác của mặt làm việc đó mà tachọngócnghiênglớnhaynhỏ

Thiết kế các gân dọc bên ngoài nắp để có thể dùng tay vặn nắp ra khỏi phần ống dễdàng,vớicáckíchthướcởDetailB Đối với sản phẩm này,ta chọn vi trí bơm keo vào chính giữa,phía trên của nắp.Dovậy,nếu làm mặt trên hoàn toàn phẳng,sản phẩm khi ép ra sẽ còn dấu của đuôi keo cộmlên gây mất thẩm mỹ,chưa kể đến việc không thể để nắp nằm trên 1 mặt phẳng được docấnphầnthừacủađuôikeo.Vìvậytaphảitạovếtlõmởmặttrêncủasảnphẩm,ngaytạivịtr íbơmkeođể hạnchếcáckhuyếtđiểmtrên(DetalD)

Ngoài ra,để cho nhựa có thể bơm vào đều,ta tạo thêm phần lồi ở bên trong nắp để làmgiếngnguội,tránhsự cảntrởdòng chảy(DetailD)

HÌNH6.1:Bảnvẽnắpốngcứng Ở dưới cùng của nắp phải làm thêm phần lưỡi gà để sau này khi bỏ vào những hạt hútẩm,vàmiếnggiấychặn,thìphầnlưỡigànàysẽngănkhôngchomiếnggiấykhôngbịrớtra ngoài.Tuy nhiên phần lưỡi gà này không được dày quá,vì lúc đó sản phẩm sẽ bị cônngược(UnderCut)quánhiều,khôngthểlóirakhỏikhuôn(DetailE)

Ta còn phải thiết kế thêm các ở bên trong,dọc theo phần miệng lớn của nắp để chịulực,giúp cho nắp được cứng vững.Ngoài ra,các gân này còn tránh cho sản phẩm bị biếndạngdocorútnhựa.

XÁCĐỊNHKIỂUKHUÔN

Với cách thiết kế sản phẩm như lúc đầu (chọn vị trí bơm keo vào trên đầu sảnphẩm),cho nên ta sẽ áp dụng kiểu khuôn bơm keo gián tiếp (bơn kim),và lói bằng tylói.VậykiểukhuônsẽápdụnglàFUTABADA

Sau khi xác định kiểu khuôn,dựa vào kích thước sản phẩm và việc bố trí sản phẩm,tatiến hành vẽ bản vẽ phác,xác định kích thước bao của khuôn,độ dày các tấm để tiến hànhđặtMOLDBASE(Hình7.1).Các bướctínhtoáncụthểsẽ trìnhbàyở phầnsau.

Về phần vật liệu làm khuôn.Ta lấy theo tiêu chuẩn Futaba là thép C45.Riêng tấm đựcvà tấm cái: 2 tấm này cần đạt độ bóng bề mặt (theoy ê u c ầ u c ủ a k h á c h à n g ) V ì v ậ y t a chọn vật liệu là thép 2083.Đây là loại thép không rỉ và cho khả năng đánh bóng tuyệt vờisaukhigiacông.

2 RunnerPlate Taỏmgiử ùtủ uo õike o 1

7 E je cto rP late Tấmđ ộitrên 1

8 E je cto rRe ta in ner Tấmđ ộidưới 1

11 GuideBushing B ạcd ẫnh ươ ùng 12

13 ReturnP i n Ch oỏtluứi 4 ĐồÁnTốtNghiệp Trang46

TẠOMẶTPHÂNKHUÔN,TÁCHTHÀNHPHẦNÂM- DƯƠNG 437.3XÁCĐỊNHSỐLÒNGKHUÔN

Việcđầutiêntaphảilàmtrướckhitáchkhuônlàxácđịnhđộcorútcủasảnphẩm.Việc xác định độ co rút có ảnh hưởng lớn đến kích thước và độ chính xác của sảnphẩm sau này.Vì khi nhựa được điền đầy khuôn,khi nguội đi thì sẽ co lại 1 lượng nhấtđịnh(gọilàđộcorút),vàmỗiloạinhựacóđộcorútkhácnhau.

(Thamkhảobảngthôngsốcácloạinhựatrang14) Đốivới loại nhựaPPthìđộco rúttươngứnglàtừ0.012đến0.02.Ta sẽlấygiátrịtheokinhnghiệmthựctếlà0.016.

Sau khi xác định độ co rút ta sẽ Scale sản phẩm lớn lên với tỷ lệ là 1.016 để tạo lòngkhuôn.

Tiếp theo ta sẽ tạo mặt phân khuôn để tách sản phẩm ra thành 2 phần đực (Hình 7.3)vàcái(Hình7.2)

HÌNH7.3PHA ÀNĐỰC Đối với phần cái gồm nhiều gân sẽ ảnh hưởng tốc độ xử lý của máy khi thiết kế và lậptrình gia công,ta có thể cắt bớt các gân này đi,và sẽ tạo chúng riêng thành 1 điện cực đểbắntạohìnhtrênmáyEDM(Hình7.4)

3 Đối với với chiều sâu rãnh tạo hình sản phẩm như vậy sẽ rất khó gia công hoặc thay thế,sửachữa sau này.Nên ta sẽ tách phần lõi bên trong ra thành cục ghép (Hình 7.5).Phần cục ghépnày bên trong lại chứa ty lói sản phẩm (sẽ trình bày ở phần hệ thống lói) nên ta chọn vật liệulà thép 2311 (P20).Đây là loại thép có độ cứng cao,và chịum a s á t r ấ t t ố t T u y k h ô n g k h ả năng đánh bóng không bằng thép 2083 nhưng chi tiết này tạo hình phần bên trong của sảnphẩm,nêntakocầnquantâmđếnđộbóngbềmặt.

Trongđó: v dn : n P : tốcđộdòngnhựa( c m 3 / ph) sốphầnphun(lần/ph)

Fo:Lựckẹplớnnhấtcủamáy(KN) l k f: hệsố antoàn.Tườngchọn f= 1.2–5

400:áplực nhựatrung bìnhtronglòngkhuôn (lấy theogiátrịthựcnghiệm)

100000 Đốivớimáyéphiệncó(90tấn)dùngđểéprasảnphẩmnày,tatínhrađượcsốlòngkhuôn 90/2,66(lòngkhuôn)

Tuynhiênvìyêucầusảnlượnghàngnămkhôngnhiều(khoảng20ngànSP/ năm)nêntachọnsốlòngkhuôn=8đểtiếtkiệmvậtliệuvàchiphígiacông

BỐTRÍLÒNGKHUÔN

Đểtốiưuchoviệcbơmnhựavàosảnphẩm,tabốtrílòngkhuôngồm2cột,mỗicột4hàngvàb ốtríđốixứngnhau.

Chọnkhoảngcáchantoàngiữa2sảnphẩmlà20mm,sauđókếthợpvớibảnvẽlắpcủa MOLDBASE chuẩntaxácđịnhđượckích thướcbaocủa khuôn là230x350mm

Sauđóghépcáclòngkhuônvừatạothànhvàotấmđực(Hình7.6)vàtấmcái(Hình7.7),t ađược:

THIẾTKẾHỆTHỐNGDẪNNHỰA

Thiếtkếcuốngphun

Cuốngphunlànơivậtliệu đượcbơm vàokhuôn Bécphun (đầulò)củamáyépphuntiếp xúc với bề mặt của cuống phun.Để sản phẩm và hệ thống rãnh dẫn dễ lói ra khỏi khuônthì cuốn phun phải được vuốt từ 1.5 – 3.5mm theo dọc chiều dài của cuống và phải được làmbóng.

-Người ta thường thiết kế đường kính lỗ của đầu lò nhỏ hơn đường kính trongc ủ a b ạ c keo từ 0.125 – 0.75mm.Điều này đảm bảo vật liệu chuyển từ đầu lò vào bạc keo đượcêm,không tạođiềukiện trượtvàgiảmáplàmchosảnphẩmcóđộnénkhôngthíchhợpgâyracáckhuyếttậttrênbềmặt

- Đườngkínhcủa c u ố n g p hu n ở vịt r í gi ao v ớ i hệt hố ng r ã n h dẫ nc h í n h tớ it hi ểu phải bằn ghoặclớnhơnđườngkínhhoặcđộsâucủarãnh

-Kích thước cuống phun phụ thuộc vào kích thước sản phẩm và đặc biệt là bề dày sảnphẩm

-Dựa vào các yêu cầu trên,ta chọn ra 1 loại bạc keo theo tiêu chuẩn với đường kính cuốngphunbênngoàilà16mm(Hình7.8)

Thiếtkếhệ thốngrãnhdẫn

Giảm tối thiểu sự hạn chế dòng chảy trong hệ thống rãnh dẫn,như diện tích ngang củarãnhkhôngphùhợp

Chiều dài tổng cộng của hệ thống rãnh nên hạn chế tối đa nếu có thể để tránh hiện tượnggiảmápsuấtvànhiệtđộcủavậtliệu

Diệntíchngang củ a hệ th ốn g rãnhp hải đủl ớn để ch othờig ia nnguộicủa nh ựa tron grãnh không vượt quá thời gian nguội của miệng phun.Điều này giúp cho áp suất duy trì đúngvớitínhtoán

Khoảngcáchdòngchảycủanhựatừ tâmcuốngphunđếnmỗisảnphẩmphảibằngnhauGiảmtỉlệ khốilượngnhựatrongrãnhdẫnmà không mâu thuẫn vớicác yêucầutrên

Thiếtkếmiệngphun

Dochúngtaápdụngkiểubơmkeogiántiếp,khuôngồm8sảnphẩmnêncũngsẽcó8m iệngphun(cổngvàokeotươngứng)

Tránh thiếtkế cổnggâyradòngchảydàihộitụtạo thànhbẫykhí,tạicác vịtríđócóthểthiếtkếcácvanthoátkhí

Miệng phun phải được đặt xa các phần sẽ chịu va chạm hay chịu uốn.Khu vựcmiệng phun có khuynh hướng chịu ứng suốt dư do quá trình điền đầy khuôn vàthườnglàvịtríyếunhất

Hạnchế cácdòngchảygiaonhau,đặc biệtlàtạicácvị tríchịuứng suấtvàvađậpcao.Nênđịnhhướngcácdòngchảygiaonhau tạinhữngchỗ dàycủasảnphẩm

Với những khuôn có nhiều cốc khuôn,yêu cầu miệng phun của mỗi cốc phải cócùng kích thước (đường kính và bề dày).Điều này đảm bảo có sự cân bằng dòngchảyđếnmỗicốckhuôn

Dòng chảy phun thẳng trực tiếp vào thành cốc khuôn để tránh sự ửng đỏ và phuntia

Vớicácyêucầutrên,tathiếtkế8cổngvàokeobêntấmcáivớikíchthướcnhưsau(Hì nh7.10)

Vòngđịnhvịbạckeo

Khi lắp khuôn lên máy ép phun,để đầu lò máy ép và bạc keo được đồng tâm,người ta gắnthêm 1 vòng định vị phía trên cùng của khuôn,vòng định vị này sẽ được định tâm vào 1 lỗđịnhtâmcósẵntrêntấmthớtcủamáyép.

Tùy lọai máy ép người ta sẽ gắn lên khuôn 1 vòng định vị có kích thước khác nhauNgoài ra vòng định vị còn có chức năng giữ chặt bạc keo không cho rớt ra ngoàiĐườngkính ngoàicủa vòngđịnh vịphải nhỏhơnđườngkínhlỗđịnh tâmtrên máyép Đốivớimáyépđãchọn,vớiđườngkínhlỗtrên thớtmáy0mm,tasửdụngvòng địnhvịsau(Hình7.11)

1yêu cầu nữa khi thiết kế hệ thống bơm keok i ể u g i á n t i ế p n h ư t r ê n l à k h i m ở k h u ô n , t a phải làm sao cho đường keo tách rời với sản phẩm và phần keo thừa ở chỗ rãnh dẫn và cổngphun phải tách ra khỏi khuôn để có thể lấy ra dẽ dàng.Đó cũng chính là lý do ta chọn kiểukhuôn D vì các kiểu khác không làm được điều này.Hệ thống giật đuôi keo hoạt động nhưsau:

3 HÌNH 7.13 Đầutiêntaphảiđảmbảokhi mởkhuôn,tấmdương(7)vàtấmâm(6)khôngđượctáchra trước,nếu không như vậy thì đuôi keo không thể lấy ra được.Do đó ta gắn vào giữa tấmdương và tấm âm 4 chốt nhựa (8),chốt này nằm cố định trên tấm đực và có công dụng tạo lựcma sát không cho 2 tấm dương và âm tách ra trước.Tuy nhiên,sau 1 thời gian hoạt động,chốtnày chịu lực ma sát rất nhiều nên chắc chắn sẽ bị mòn phần bên ngoài.Do đó bên trong chốttagắnvào 1bạc cônvà1bulonđiềuchỉnhđểkhixiếtbulonchobạc cônđivào chốt nhựathìphần côn của bạc sẽ nong cho chốt lớn ra 1 lượng nhất định,phần lớn ra này có thể thay thếchophầnnhựađãbịmấtđidolực masát.(Hình7.14)

THIẾTKẾHỆTHỐNGGIẬTĐUÔIKEO

Quy trìnhmởkhuônnhưsau

Ta thiết kế 8 ty giật đuôi keo (4)ở 8 v ị t r í m i ệ n p h u n T y g i ậ t đ u ô i k e o n à y đ ư ợ c g ắ n cố định vào tấm trần (5) và có thể trượt trong tấm giật đuôi keo.Nhiện vụ của nó làgiữ chặtđuôi keo để khi mở khuôn,phần đầu đuôi keo,chỗ tiếp xúc vớis ả n p h ẩ m s ẽ b ị đ ứ t r a P h ầ n keothừalúcnàysẽdínhlạitrênbềmặttấmgiựtđuôikeo

Ngoài ra,ta gắn 4 pat giật bên hông khuôn.Pat này có rãnh ỡ giữa đễ 2 bulon trên tấmgiựt đuôi keo và tấm cái có thể trượt bên trong.Vì hiện tại phần đầu ty giật đôi keo còn nằmtrong phần keo thừa nên không thể lấy phần này ra được.Do đó ta phải tiếp tục tách 2 tấmtrần và tấm giật đuôi keo ra (Hình 7.16) để ty giật đuôi keo này rút ra khoải phần keo thừa.Vìvậytagắn 4pat dẫnnàylàđểkhiphầnthânbulongắntrêntấmcáiđụngvàocửchặntrên patdẫn thì tấm giật đuôi keo và tấm cái không tiếp tục tách ra được nữa.Do mặt phân khuôn vẫntiếptụcmởnênlúcnày2tấmtrầnvàtấmgiựtđuôikeosẽbắtđầutáchra

Tagắnvàogiữa2tấmtrầnvàtấmgiựt đuôikeo4lòxo(9)đểđảm bảochúngtáchrahoàntoàn

Lúc này phần keo thừa (10) đã được thoát ra khỏi ty giật đuôi keo,chỉ còn phần cuốngcòn mằm trong bạc bơm keo.Do đó phần này có thể lấy ra dễ dàng bằng tay,bằng Robot hoặcchorớttựđộng(Ởkiểu khuônnàychúngtathiếtkếlấyđuôikeothừabằngRobot)

Do hành trình mở khuôn vẫn tiếp tục,cho nên khuôn vẫm tiếp tục mở đến khi phầnlongđền(3)ởđầu4chốtbungchạmvàomặttấmcái,khiđó4chốtbungnàysẽgiữnhiệmvụ táchtấmâmrakhỏitấmdương,để sảnphẩmcóthểlấyrasau này(Hình7.17)

Nhữngđiềucầnlưuý

Thiết kế cử hành trình của pat chặn dài hơn tổng chiều cao(tính cả phần cuống) của phầnkeothừa1khoảngantoànđểphầnkeothừacóthểlấyradễdàng

Thiết kế cử hành trình của chốt bung dài hơn cử hành trình của pat chặn 1 đoạn lớn hơnphần đầu của ty giật đuôi keo,như vậy ty giật đuôi keo mới có thể rút ra hết khỏi đuôi keothừa.Tuynhiên sựchênh lệchkhoảng cáchnàykhôngđược lớnhơn độdàycủatấmgiật đuôi keo,nếu lớn hơn thì lúc mở khuôn ty giật đuôi keo sẽ rút ra bên ngoài tấm giật đuôi keo,điềunày rất nguy hiểm khi đóng khuôn.Thường thì ta thiết kế khoảng chênh lệch này khoảng 5-10mm

1 điều nữa cần lưu ý khi thao tác trên máy ép phun để chỉnh khoảng mở khuôn:khoảngcách giữa tấm cái và tấm đực sau khi tách ra phải lớn hơn gấp đôi chiều cao của sản phẩm,đểsảnphẩmcóthểlóiradễdàngsaunày

THIẾTKẾHỆTHỐNGLÓI

Hệ thống lói đóng vai trò quan trọng trong khuôn ép phun,việc bố trí hệ thống lói phù hợpsẽ giúp lấy sản phẩm ra khỏi khuôn dễ dàng,đảm bảo phần ngoại quan bên ngoài của sảnphẩm,nó còn góp phần giảm chu kỳ ép ra 1 sản phẩm.Những lưu ý khi thiết kế hệ thống lóiđốivớikiểulóitynhưkhuôntrên:

Phải đảm bảo độ cứng vững của ty lói,tránh trường hợp khoảng lói quá dài mà đườngkínhtylóilạiquánhỏ

Bố trí độ lớn khoảng cách giữa các ty lói phù hợp.Khoảng cách quá dài sẽ không đủ lựcđể lói sản phẩm,ngược lại khoảng cách ngắn sẽ tốn chi phí gia công và không đủ chỗ bốtríhệthốnglàmnguội

Ty lói được gắn từ tấm đội trên cho đến tấm mặt trên cùng của tấm dương (hoặc cụcghép dương).ta không thể nào gia công chính xác hết các lỗ để gắn ty lói qua nhiều tấmkhuôn được.Vì vậy có những chỗ có thể gia công với sai số lớn được để có thể rút ngắnthờigiangiacông(Hình7.19)

Chiều cao gối đỡ phải tính toán sao cho khi khuôn lói hết khoảng lói đã tính toán thìgiữatấmđộitrênvàtấmđỡphảicó1khoảnghởantoàn

Đối với sản phẩm Nắp ống cứng,vì có thêm phần UnderCut nên cần phải có lực lói thậtlớn mới cú thể lúi sản phẩm ra được,nờn ta thiết kế ty lúi ứ12 lồng vào giữa cục ghépdương(Hình7.18) ỉ17

8tylói(1) đượclồng vàokhuônnhư hình7.19ởvịtrítâmcủa 8sản phẩm

Theo Moldbase có sẵn4 chốt lùi(2) để khikhuônđónglại,mặttấm cái chạmvào chốtlùi,sẽđẩycả2tấmđộivềlạivịtrí banđầu Ởgiữatấmđỏy,tagiacụnglỗứ50đểxylanhđẩytrờnmỏyộpphuncúthểđẩy2tấm độilên

HÌNH7.20 Để lói sản phẩm,xilanh đẩy trên máy ép phun đẩy 2 tấm đội lên,theo đó,ty lói sẽ lóisảnphẩm(8)rakhỏikhuôn(Hình7.20)

Ta bố trí 4 lò xo (7) lồng trong 4 chốt lùi,chúng có công dụng sau khi xi lanh lói trênmáy ép phun rút về thì dưới lực đẩy của lò xo,2 tấm đội cũng tự lui về.Do vậy,nếu cótrườnghợp sản phẩm đã ra khỏi cục đực nhưng ty lói vẫn còn nằm trên sản phẩm thì khi ty lói lùivề,sảnphẩmvướnglại ởphầnđầu củacục dươngvàsẽtự rớtrangoài.

Ngoài ra ta còn phải tính đến sự liên quan giữa chiều dài của lò xo và khoảng cách lói đểtính chiều cao gối đỡ,để khi 2 tấm đội lói lên 1 khoảng đã tính toán thì lo xo vẫn chưa nénhết.Theođótachọnlòxocọngdẹpvớichiềudài40mmvàđộnénlà 50%

7.8.Thiềtkếhệthốnglàmnguội Đểđiềukhiểnnhiệtđộkhuônvàđểthờigianlàmnguộingắn,cầnphảibiếtđặthệthống làm nguội chỗ nào và dùng hệ thống làm nguội nào.Điều này rất quan trọng vì thực tế là thờigian làm nguội chiếm khoảng 50 ÷ 60% toàn bộ thời gian của chu kỳ khuôn.Do đó làm choquátrìnhlàmlạnhrấtquantrọngđểlàmgiảmthờigiancủacảchukỳ

Phải điều khiển nhiệt độ khuôn để có dòng nhựa êm chảy vào trong khuôn.Để tránh làmnguộiquánhanh,vềlýthuyếttốtnhấtlàgiữ nhiệtđộkhuôncaoởcuốidòngchảy Đểđiềukhiểntốtnhiệtđộtrongkhuôncầnlưuýnhữngđiểmsau:

 Nênc h i a h ệ t h ố n g l à m n g u ộ i r a l à m n h i ề u v ò n g l à m n g u ộ i để t r á n h c á c k ê n h l à m nguộiquá dàidầnđếnsựchênhlệchnhiệtđộ lớngiữađầuvàovàđầura

 Đặcbiệtchú ýđến việclàmnguội nhữngphần dàycủasảnphẩm

Dùhệthốnglàm nguộiđóngvaitròquantrọngnhưvậynhưngtavẫnphảithiếtkếchúngsaucùngđểtránhđụngchạmvới hệthốnglóisảnphẩmvàcáchệthốngkhác Ở khuôn trên ta thiết kế hệ thống làm nguội cho 2 chi tiết chịu nhiệt nhiều nhất là tấmdương và tấm âm.Vì kích thước khuôn tương đối nhỏ nên ta bố trí hệ thống làm nguội gồmnhữnglỗtrònxuyênsuốttừđầunàyđếnđầukiacủatấm.

-PlasticInjectionMouldDesignandMaking(CarlosA.Reyes) -Thiếtkếkhuônchosảnphẩmnhựa(PTSVũHoàiÂn)