Cấu tạo máy ép phun, nguyên lí hoạt động Quy trình sản xuất hộp nhựa thân cứng. ưu nhược điểm. ứng dụng +) Thân máy : Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau +) Hệ thống thủy lực : Cung cấp lực để đóng và mở khuôn, tạo ra và duy trì lực kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt của lõi mặt bên. Hệ thống này bao gồm bơm, mtor, hệ thống ống, thùng chứ dầu….. +) Hệ thống điện : Cấp nguồn cho motor điện ( electric motor ) và hệ thống điều khiển cho khoảng chứa vật liệu nhớ các băng nhiệt ( heater band ) và đảm bảo sự an toàn điện cho người vận hành máy bằng các công tắc. Hệ thống này gồm tủ điện ( electric power cabiner ) và hệ thống dây dẫn. +) Hệ thống làm nguội : Cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol…. Để làm nguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn không cho nhựa thô ở cuống phễu ( feed throat ) bị nóng chảy. Vì khi nhựa ở cuống phễu bị nóng chảy thì phần nhựa thô phía trên khó chảy vào khoang chứa liệu. Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 901200F. Bộ điều khiển nhiệt nước cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng trong khuôn. 2.2 Hệ thống phun: Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quá trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy dẻo nhựa, phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm. Hệ thống này gồm có các bộ phận: Phễu cấp liệu (Hopper). Khoang chứa liệu (Barrel) Các băng gia nhiệt ( Heater band) Trục vít (Screw) Bộ hồi tự hở (Nonreturn Assembly) Vòi phun (Nozzole)
Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 1 LỜI MỞ ĐẦU Thực phẩm là nhu cầu không thể thiếu cho sự sống và phát triển của con người. Trải qua nhiều thời kỳ với sự phát triển không ngừng của khoa học và kỹ thuật, thực phẩm không những được tạo ra thủ công ở gian bếp của gia đình mà còn được con người áp dụng các kỹ thuật và công nghệ chế biến hợp lý nhằm đáp ứng các yêu cầu về thị hiếu lẫn kinh tế của người tiêu dùng và nhà sản xuất. Hầu hết các loại thực phẩm đều bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nước, đất, bui, oxy, vi sinh vật…Vì vậy chúng phải được chứa đựng trong bao bì cẩn thận với mục đích đảm bảo được chất lượng thực phẩm ở thời gian dài nhất có thể. Bên cạnh đó, xã hội càng phát triển cũng đi đôi với nhu cầu người tiêu dùng được nâng cao, cho nên bao bì ra đời không chỉ với chức năng đơn thuần là bao gói và bảo vệ mà đã trở thành công cụ chiến lược trong quảng bá sản phẩm và gây dựng thương hiệu. Hiện nay, việc lựa chọn chất liệu của bao bì nắm giữ vai trò then chốt đối với sự thành công của doanh nghiệp. Các nhà sản xuất luôn lựa chọn những chất liệu có đặc tính phù hợp nhất cho sản phẩm và thêm vào đó là giá thành và tính linh hoạt của vật liệu. Trong đó, bao bì nhựa là một trong những lựa chọn hàng đầu cho số lượng lớn các nhà kinh doanh trong nước và quốc tế nhờ vào tính ưu việt mà chất liệu này mang lại. Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 2 I. Vật liệu -Vật liệu thường dùng để chế tạo hộp nhựa thân cứng: PE ( HDPE), PVC. 1.1 Nhựa PE ( HDPE) Tính chất : - Bền ,chịu nhiệt cao -Độ cứng, độ bền dai, và khả năng kháng nứt do cong gập thích hợp để sản xuất hộp nhựa thân cứng. Một số sản phẩm được sản xuất từ PE (HDPE): Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 3 1.2 Nhựa PVC: - Có tính dòn,cứng - Chịu nhiệt, chống thấm hơi - Bền dưới tác động cơ học Một số sản phẩm được sản xuất từ nhựa PVC: Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 4 II.CẤU TẠO MÁY ÉP PHUN Máy ép phun có cấu tạo chung gồm các bộ phận như sau : Hình: Máy ép phun 2.1. Hệ thống hỗ trợ ép phun Là hệ thống giúp vận hành máy ép phun. Bao gồm 4 hệ thống nhỏ : -Thân máy ( Frame) - Hệ thống thủy lực ( Hydraulic system) - Hệ thống điện ( Electrical ) - Hệ thống làm nguội ( Cooling system) Hình : Hệ thống hỗ trợ ép phun Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 5 +) Thân máy : Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau +) Hệ thống thủy lực : Cung cấp lực để đóng và mở khuôn, tạo ra và duy trì lực kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt của lõi mặt bên. Hệ thống này bao gồm bơm, mtor, hệ thống ống, thùng chứ dầu… +) Hệ thống điện : Cấp nguồn cho motor điện ( electric motor ) và hệ thống điều khiển cho khoảng chứa vật liệu nhớ các băng nhiệt ( heater band ) và đảm bảo sự an toàn điện cho người vận hành máy bằng các công tắc. Hệ thống này gồm tủ điện ( electric power cabiner ) và hệ thống dây dẫn. +) Hệ thống làm nguội : Cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol…. Để làm nguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn không cho nhựa thô ở cuống phễu ( feed throat ) bị nóng chảy. Vì khi nhựa ở cuống phễu bị nóng chảy thì phần nhựa thô phía trên khó chảy vào khoang chứa liệu. Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90-120 0 F. Bộ điều khiển nhiệt nước cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng trong khuôn. 2.2 Hệ thống phun: Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quá trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy dẻo nhựa, phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm. Hệ thống này gồm có các bộ phận: Phễu cấp liệu (Hopper). Khoang chứa liệu (Barrel) Các băng gia nhiệt ( Heater band) Trục vít (Screw) Bộ hồi tự hở (Non-return Assembly) Vòi phun (Nozzole) 10 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 6 Các bộ phận trong hệ thống phun: + Phễu cấp liệu: chứa vật liệu nhựa dạng viên để cấp vào khoang trộn. + Khoang chứa liệu: chứa nhựa và để vít trộn di chuyển qua lại bên trong nó. Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt. Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20 đến 30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng vật liệu nhựa. + Băng gia nhiệt: giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên trong khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo. Thông thường, trên một máy ép nhựa có thể có nhiều băng gia nhiệt ( 3 băng) được cài đặt với các nhiệt độ khác nhau để tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun. + Trục vít: có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào lòng khuôn. Trục vít có cấu tạo gồm 3 vùng: vùng cấp liệu, vùng nén, vùng định lượng. Vùng cấp liệu: là vùng gần phễu cấp liệu nhất, chiếm khoảng 50% chiều dài hoạt động của trục vít và có chức năng làm cho vật liệu đặc lại thành khối và chuyển vật liệu qua vùng nén. Chiều sâu của các cánh vít ở vùng này là lớn nhất và hầu như không đổi. Hình : Hệ thống phun Hình : Băng tải nhiệt Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 7 Vùng nén hay vùng chuyển tiếp (Transition or compression section): chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động của trục vít. Ở vùng này, đường kính ngoài của trục vít không đổi nhưng chiều sâu các cánh vít thay đổi nhỏ dần từ vùng cấp liệu đến cuối vùng định lượng. Chính nhờ cấu tạo đặc biệt này mà các cánh vít làm cho nhựa bị nén chặt vào thành trong của khoang chứa liệu, điều này tạo ra nhiệt ma sát. Nhiệt ma sát này cung cấp khoảng 70-80% lượng nhiệt cần thiết để làm chảy dẻo vật liệu. Vùng định lượng ( Metering Section) :chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động của trục vít, có chức năng cung cấp nhiệt để vật liệu chảy dẻo một cách đồng nhất và làm bắn vật liệu chảy dẻo vào khuôn qua cuống phun. Chiều sâu cánh vít ở vùng này là bé nhất và hầu như không đổi. Hình: cấu tạo trục vít + Bộ hồi tự hở hay van hồi tự mở (Non-return assemdly or non-return valve): bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vít và seat. Chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn. Hình: Bộ hồi tự hở Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 8 Khi trục vít lùi về thì vòng chắn hình nêm di chuyển về hướng vòi phun và cho phép nhựa chảy về phía trước đầu trục vít. Còn khi trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nêm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về phía sau. Hình : Các loại bộ hồi tự hở + Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoang trộn và khuôn. Nhiệt độ ở vòi phun nên được cài đặt lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ chảy của vật liệu. Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nên được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và mất áp. Hình: Vị trí vòi phun trong một hệ thống phun Có nhiều loại vòi phun khác nhau, tùy vào từng trường hợp ứng dụng cụ thể mà ta dùng loại vòi phun nào cho thich hợp. Thông thường, người ta quan tâm đến một số thông số như: Đường kính lỗ của đầu vòi phun phải nhỏ hơn đường kính lỗ của bạc cuống phun một chút(khoảng 0,125 – 0,75 mm) để cuống phun dễ thoát ra ngoài và tránh cản dòng. Chiều dài của vòi phun nên dài hơn chiều sâu của bạc cuống phun(tạo dòng ổn định trước khi vào bạc cuống phun). Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 9 Độ côn tùy thuộc vào vật liệu ép phun. Hình: Vòi phun 2.3 Hệ thống kẹp Hệ thống kẹp có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình làm nguội và đẩy sản phẩm thoát khỏi khuôn khi kết thúc một chu kỳ ép phun. Hệ thống này gồm các bộ phận: Cụm đẩy của máy (Machine ejectors). Cụm kìm (Clamp cylinders). Tấm di động (Moveable platen). Tấm cố định (Stationary platen). Những thanh nối (Tie bars). Hình: Hệ thống kẹp Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 10 Các bộ phận trong hệ thống kẹp: + Cụm đẩy (Machine ejectors): gồm xylanh thủy lực, tấm đẩy và cần đẩy. Chúng có chức năng tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sản phẩm khỏi khuôn. + Cụm kìm (Clamp cylinders): thường có hai loại chính, đó là loại dùng cơ cấu khuỷu và loại dùng các xylanh thủy lực. Hệ thống này có chức năng cung cấp lực để đóng mở khuôn và lực để giữ khuôn (kìm khuôn) đóng trong suốt quá trình phun. Hình: Cụm kìm dung trong cơ cấu khuỷu [...]... tắc hành trình, các bộ phận điều khiển nhiệt độ, áp suất, thời gian… Hình : Các công tắc hành trình trên máy ép phun Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 15 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP III.MỘT SỐ MÁY ÉP PHUN Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 16 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng Đại Học Công Nghệ Sài Gòn D12_TP 17 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng Đại... dạng sản phẩm khác nhau: Hộp cơm Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 22 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Hộp chứa đựng thực phẩm hạn chế hư hỏng Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 23 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Hộp đựng kem Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 24 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Két đựng bia , nước ngọt Đại Học Công Nghệ Sài Gòn... 18 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP IV QUY TRÌNH SẢN XUẤT HỘP NHỰA THÂN CỨNG Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 19 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Thuyết minh quy trình công nghệ _ Nguyên liệu: Hổn hợp nguyên liệu bao gồm hạt nhựa, phế liệu phụ gia sau khi được trộn với một tỉ lệ nhất định sẽ được đưa vào phiểu nhập liệu _ Gia nhiệt : Tùy từng loại nhựa. .. của quá trình Hệ thống điều khiển giao tiếp với người vận hành máy qua bảng nút điều khiển (Control panel) và màn hình máy tính (Computer screen) Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 13 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Hình: Hệ thống điều khiển + Màn hình máy tính: cho phép nhập các thông số gia công, trình bày các dữ liệu của quá trình ép phun, cũng như các tín hiệu báo động và các... trang hiển thị máy ép phun trên màn hình máy tính + Bảng điều khiển: gồm các công tắc và nút nhấn dùng để vận hành máy Một bảng điều khiển điển hình gồm có: nút nhấn điều khiển bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồn điện hay dừng khẩn cấp và các công tắc điều khiển bằng tay Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 14 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Hình : Bảng điều khiển trên máy ép phun Bên trong... vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quá trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy dẻo nhựa, phun nhựa lỏng điền đầy lòng khuôn và định hình sản phẩm Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 20 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP _ Làm nguội: Hệ thống nén dầu sẽ đẩy hệ thống khuôn về phía trước rời xa ra toàn bộ phần đầu một khoảng cách an toàn thất định Đồng thời nước lạnh sẽ được cho vào các... nhiều lần + Cứng, bền dưới tác động cơ học Nhược điểm: + Dễ biến dạng bởi nhiệt cao, chứa VCM gây ngộ độc cho người sử dụng ( PVC) + Thời gian phân hủy lâu ( trung bình là 100 năm) Đại Học Công Nghệ Sài Gòn 21 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP VI ỨNG DỤNG CỦA SẢN PHẨM HỘP NHỰA THÂN CỨNG Tùy vào khuôn và kích thước khuôn ta sẽ có nhiều hình dạng sản phẩm khác nhau: Hộp cơm Đại... Sài Gòn 11 Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP + Các thanh nối (Tie bars): có khả năng co giãn để chống lại áp suất phun khi kìm tạo lực Ngoài ra chúng còn có tác động dẫn hướng cho tấm di động Hình: Vị trí các thanh nối trên máy 2.4 Hệ thống khuôn Sau quá trình nhựa hóa ,nhựa nóng chảy được phun vào khuôn, lực ép khuôn phải đủ lớn để đóng khuôn tới khi nào nhựa nguội và đóng rắn.. .Máy Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP + Tấm di động (Moveable platen): là một tấm thép lớn với bề mặt có nhiều lỗ thông với tấm di động của khuôn Chính nhờ các lỗ thông này mà cần đẩy có thể tác động lực vào tấm đẩy trên khuôn Ngoài ra, trên tấm di động còn có các lỗ ren để kẹp tấm di động của khuôn Tấm này di chuyển tới lui dọc theo 4 thanh nối trong quá trình ép phun Hình:... Ép Phun Và Quy Trình Sản Xuất Hộp Nhựa Thân Cứng D12_TP Hình : Hệ thống khuôn 2.5 Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển giúp cho người vận hành máy theo dõi và điều chỉnh các thông số gia công như: nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun, vận tốc và vị trí của trục vít, vị trí của các bộ phận trong hệ thống thủy lực Quá trình điều khiển có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sau cùng của sản phẩm và hiệu quả