ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯỚNG)

VUI LÒNG LIÊN HỆ SỐ ĐT ĐỂ NHẬN FILE CÁC CHI TIẾT: 03.5844.9088 HOẶC GỬI TIN NHẮN VÀO EMAIL: hieuspkt261093@gmail.com Qua quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp, nhóm đã học được rất nhiều kiến thức chuyên môn bổ ích, nhìn nhận ra những thiếu sót và kinh nghiệm thực tế mà chúng em chưa có, góp phần không nhỏ tạo nên sự tự tin trong công việc trong tương lai.Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Nhà trường, khoa Cơ khí – Chế tạo máy,bộ môn Công nghệ Tự động đã tạo điều kiện cho nhóm hoàn thành Đồ án tốt nghiệp trong thời gian vừa qua.Xin kính gửi lời cảm ơn đến Cô ThS. Dương Thị Vân Anh – giáo viên trực tiếp hướng dẫn Đồ án đã hướng dẫn tận tình cũng như tạo điều kiện tốt nhất để chúng em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp.Xin kính gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô trong khoa và bộ môn đã giúp đỡ chúng em trong quá trình hoàn thiện đồ án tốt nghiệp.Cuối cùng, chúng em xin gửi lời tri ân đến quý thầy cô trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo chúng em, để chúng em có được ngày hôm nay. Chúng em xin chân thành cảm ơn.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

Giảng viên hướng dẫn: ThS DƯƠNG THỊ VÂN ANH

Sinh viên thực hiện: MSSV

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

Giảng viên hướng dẫn: THS DƯƠNG THỊ VÂN ANH

Sinh viên thực hiện: MSSV

Thành phố Hồ Chí Minh,01/2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: ThS DƯƠNG THỊ VÂN ANH

Sinh viên thực hiện: LÊ HÙNG CƯỜNG MSSV:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯỚNG)

2 Các số liệu ban đầu:

- Thông số kỹ thuật của máy ép nhựa SW-120B

- Thông số các loại vật liệu nhựa

- Các công thức tính toán và thiết kế khuôn

3 Nội dung chính của đồ án:

- Tìm hiểu vật liệu và công nghệ ép phun

- Lịch sử hình thành phát triển của môn cờ tướng

- Thiết kế sản phẩm trên phần mềm Creo Parametric 3.0

- Mô phỏng dòng chảy nhựa cho khuôn ép nhựa với phần mền

Moldflow Insight 2013

- Thiết kế và gia công khuôn ép nhựa cho sản phẩm bộ cờ tướng

4 Các sản phẩm dự kiến: bộ sản phẩm đầy đủ các quân cờ trên

(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

LỜI CAM KẾT

- Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo khuôn ép nhựa ( sản phẩm: Bộ cờtướng)

- GVHD: Th.s Dương Thị Vân Anh.

- Họ tên nhóm sinh viên: Lê Hùng Cường MSSV:

- Địa chỉ sinh viên: Quận Thủ Đức, Tp HCM.

- Số điện thoại liên lạc: 01696367080

- Email: lehungcuong.1993@gmail.com

- Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN):

- Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN)

này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có bất kỳ sự vi phạm nào, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”

TP.Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 1 năm 2016

Ký tên

Lê Hùng Cường Trương Quang Vinh

Vũ Ngọc Cường Huỳnh Văn Hiếu

LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp, nhóm đã học được rất nhiềukiến thức chuyên môn bổ ích, nhìn nhận ra những thiếu sót và kinhnghiệm thực tế mà chúng em chưa có, góp phần không nhỏ tạo nên sự tựtin trong công việc trong tương lai

Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Nhà trường, khoa Cơ khí –Chế tạo máy,bộ môn Công nghệ Tự động đã tạo điều kiện cho nhómhoàn thành Đồ án tốt nghiệp trong thời gian vừa qua

Xin kính gửi lời cảm ơn đến Cô ThS Dương Thị Vân Anh – giáo viêntrực tiếp hướng dẫn Đồ án đã hướng dẫn tận tình cũng như tạo điều kiệntốt nhất để chúng em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Xin kính gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô trong khoa và bộ môn

đã giúp đỡ chúng em trong quá trình hoàn thiện đồ án tốt nghiệp

Cuối cùng, chúng em xin gửi lời tri ân đến quý thầy cô trường ĐH Sưphạm Kỹ thuật TP.HCM đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo chúng em, để chúng

em có được ngày hôm nay

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày 10 tháng 01 năm 2016

Nhóm sinh viên thực hiện

Lê Hùng Cường Trương Quang Vinh

Vũ Ngọc Cường Huỳnh Văn Hiếu

Với mục tiêu vận dụng các môn đã học vào thực tế và tạo loại sảnphẩm thiết thực cho cuộc sống, vừa có tính giải trí, vừa rèn luyện mở

mang trí não Nên nhóm quyết định chọn đề tài: “thiết kế, chế tạo

khuôn ép nhựa ( sản phẩm: bộ cờ tướng)”

Những nội dung chính của đồ án tốt nghiệp:

- Tìm hiểu vật liệu và công nghệ ép phun

- Lịch sử hình thành phát triển của môn cờ tướng

- Thiết kế sản phẩm trên phần mềm Creo Parametric 3.0

- Mô phỏng dòng chảy trong khuôn ép nhựa với phần mền Moldflow Insight 6.2

- Thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh với phần mềm

- Thiết kế và gia công khuôn ép nhựa cho sản phẩm bộ cờ tướng

- Tiến hành lắp ráp khuôn

- Ép thử

Kết luận: sau khi thực hiện đề nhóm chúng em đã tích lũy được một

số kinh nghiệm trong thiết kế, trong gia công, cũng như trong quá trìnhphun ép nhựa Điều này sẽ giúp cho nhóm thêm tự tin khi bước vào trongsản xuất thực tế

Tuy nhiên do kinh nghiệm thiết kế và sản xuất còn ít nên khâu thiết

kế chua tối ưu dẫn đến sản phẩm khó ra khỏi lòng khuôn

Giải pháp và hướng phát triển: tối ưu hóa thông số ép nhựa, tinh toántối ưu hóa số lòng khuôn cho bộ khuôn, tạo hệ thống lấy sản phẩm tựđộng mà không làm hư bề mặt sản phẩm

Nhóm Sinh viên thực hiện

Lê Hùng Cường Trương Quang Vinh

Vũ Ngọc Cường Huỳnh Văn Hiếu

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

LỜI CAM KẾT ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH x

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Tính cấp thiết của để tài 1

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1

1.3 Mục tiêu đề tài 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu 1

1.5 Kết cấu của ĐATN 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU CHẤT DẺO POLYMER CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHUÔN ÉP NHỰA 3

2.1 Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer [2],[3] 3 2.1.1 Khái niệm

3

2.1.2 Phân loại

3

2.1.3 Tính chất cơ bản của Polymer

3

2.1.4 Một số loại Polymer thường gặp và các ứng dụng của chúng

2.4 Tổng quan về khuôn ép phun sản phẩm nhựa [1] 192.4.1 Khái niệm

5.2.1 Tìm vị trí cổng phun tốt nhất (Gate Location) 42

5.2.3 Filing and Packing Analysis: 43

1 Quá trình Filling: 43

2 Air traps: 44

3 Pressure: 45

4 Temperature: 45

5 Volumetric shrinkage: 47

5.2.4 Cooling: 49

1 Circuit coolant temperature: 49

2 Circuit flow rate: 49

3 Temperature, part: 50

4 Percenge frozen layer: 51

5 Percenge molten layer: 52

6 Temperature mold: 52

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM BỘ CỜ VUA BẰNG PHẦN MỀM CREO 3.0 54

6.1 Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế 54

6.2 Kết cấu chung của khuôn ép nhựa 54

6.3 Sản phẩm thiết kế 54

6.4 Chọn loại khuôn cho thiết kế 54

6.5 Tính toán thiết kế khuôn 54 5.2.1 Cuống phun

54

6.5.1 Chốt dẫn hướng

55

6.5.2 Bạc dẫn hướng

56

6.5.3 Hệ thống làm nguội

56

6.5.4 Hệ thống đẩy

57

6.5.5 Tách khuôn

58

6.5.6 Tạo bộ khuôn với phần mền Creo Expert Moldbase Extension 9.0

61

CHƯƠNG 7: GIA CÔNG CÁC TẤM KHUÔN VÀ LẮP RÁP [5] 72

7.1 Các bước chuẩn bị trước khi gia công: 72

7.2 Gia công các tấm khuôn 74

7.2.1 Gia công tấm kẹp trên: 74 7.2.2 Gia công tấm kẹp dưới: 76 7.2.3 Gia công tấm đẩy: 78 7.2.4 Gia công tấm giữ: 80 7.2.5 Gia công gối đỡ: 82 7.2.6 Gia công khuôn trên: 83 7.2.7 Gia công khuôn dưới: 86 7.2.8 Gia công vòng định vị: 88 7.3 Lắp ráp khuôn [7] 89

7.3.1 Chuẩn bị trước khi lắp ráp khuôn 89 7.3.2 Lắp ráp khuôn 90 CHƯƠNG 8: ÉP THỬ 91

8.1 Chuẩn bị trước khi ép 91

8.2 Quy trình ép thử 91

CHƯƠNG 9: KẾT LUẬN 93

9.1 Kết Luận 93

9.2 Hướng phát triển đề tài 93

PHỤ LỤC 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

DANH MỤC BẢNG BI

Bảng 2.1: Tỷ trọng một sống nguyên liệu nhựa thông dụng 5

Bảng 2.2: Độ co rút của một số loại nhựa 6

Bảng 2.3: Nhiệt độ phá hủy của một số loại nhựa 6

Y Bảng 4.1: Khối lượng và thể tích các quân 38

Bảng 6.1: Hệ số co rút của các loại nhựa 61

Bảng 7.1: Trình tự gia công tấm kẹp trên 75

Bảng 7.2: Trình tự gia công tấm kẹp dưới 77

Bảng 7.3: Trình tự gia công tấm đẩy 79

Bảng 7.4: Trình tự gia công tấm giữ 80

Bảng 7.5: Trình tự gia công gối đỡ 82

Bảng 7.6: Trình tự gia công tấm khuôn trên 84

Bảng 7.7: Trình tự gia công tấm khuôn dưới 87

Bảng 7.8: Trình tự gia công vòng định vị 89

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH Ả Y Sơ đồ 8.1: Quy trình ép thử 9

Hình 2.1: Công nghệ chế tạo chất dẻo 10

Hình 2.2: Các loại thiết bị cán chữ I, L, F, Z 10

Hình 2.3: Máy ép phun 14

Hình 2.4: Hệ thống thủy lực 14

Hình 2.5: Hệ thống điện 15

Hình 2.6: Hệ thống làm mát 15

Hình 2.7: Hệ thống phun 16

Hình 2.8: Trục vít 16

Hình 2.9: Van hồi tự mở 17

Hình 2.10: Vị trí vòi phun 17

Hình 2.11: Hệ thống kẹp 18

Hình 2.12: Tấm di động 18

Hình 2.13: Tấm cố định 19

Hình 2.14: Kết cấu khuôn hai tấm 20

Hình 2.15: Khuôn dùng kênh dẫn nóng 21

Hình 2.16: Khuôn ba tấm 22

Hình 2.17: Kết cấu bộ khuôn 23

Y Hình 3.1: Các quân cờ trong bộ cờ tướng 24

Hình 3.2: Lịch sử cờ tướng 24

Hình 3.3: Giải cờ tướng thiếu nhi 25

Hình 4.1: Creo 3.0 27

Hình 4.2: Giới thiệu creo parametric 3.0 28

Hình 4.3: Modul gia công 29

Hình 4.4: Modul lắp ráp 29

Hình 4.5: Hình modul bản vẽ 30

Hình 4.6: Lệnh New để bắt đầu làm việc 30

Hình 4.7: Chọn modul Part thiết kế sản phẩm 30

Hình 4.8: Chọn hệ đơn vị trong thiết kế 31

Hình 4.9: Biên dạng và kích thước khi dùng lệnh extrude1 31

Hình 4.10: tạo rãnh dùng lệnh Extrude2 32

Hình 4.11: Biên dạng và kích thước quân xe đen xanh 32

Hình 4.12: Biên dạng và kích thước quân xe đỏ 32

Hình 4.13: Biên dạng và kích thước quân pháo xanh 33

Hình 4.14: Biên dạng và kích thước quân pháo đỏ 33

Hình 4.15: Biên dạng và kích thước quân mã xanh 33

Hình 4.16: Biên dạng và kích thước quân mã đỏ 34

Hình 4.17: Biên dạng và kích thước quân tướng xanh 34

Hình 4.18: Biên dạng và kích thước quân tướng đỏ 34

Hình 4.19: Biên dạng và kích thước quân sĩ xanh 35

Hình 4.20: Biên dạng và kích thước quân sĩ đỏ 35

Hình 4.21: Biên dạng và kích thước quân tịnh xanh 35

Hình 4.22: Biên dạng và kích thước quân tịnh đỏ 36

Hình 4.23: Biên dạng và kích thước quân tốt xanh 36

Hình 4.24: Biên dạng và kích thước quân tốt đỏ 36

Hình 4.25: Hình kiểm tra khối lượng và thể tích sản phẩm 38

Hình 4.26: Khối lượng và thể tích các quân 38

Hình 4.27: Bàn cờ tướng 39

Hình 4.28: Bố trí lòng khuôn và hệ thống kênh dẫn nhựa 41

Hình 5.1: Vị trí cổng phun tốt nhất 42

Hình 5.2: Thời gian điền đầy nhựa 43

Hình 5.3: Lỗi rỗ khí trên sản phẩm 45

Hình 5.4: Kết quả hiển thị trên Mold flow 46

Hình 5.5: Kết quả hiển thị trên Mold flow 47

Hình 5.6: Kết quả hiển thị trên Mold flow 48

Hình 5.7: Kết quả hiển thị trên Mold flow 49

Hình 5.8: Kết quả hiển thị trên Mold flow 50

Hình 5.9: Kết quả hiển thị trên Mold flow 50

Hình 5.10: Kết quả hiển thị trên Mold flow 51

Hình 5.11: Kết quả hiển thị trên Mold flow 51

Hình 5.12: Kết quả hiển thị trên Mold flow 52

Hình 5.13: Kết quả hiển thị trên Mold flow 52

Hình 5.14: Kết quả hiển thị trên Mold flow 53

Hình 6.1: Kích thước cuống phun cho thiết kế 55

Hình 6.2: Bạc cuống phun 55

Hình 6.3: Kích thước chốt dẫn hướng 56

Hình 6 4: Kích thước bạc dẫn hướng 56

Hình 6.5: Hệ thống làm nguội khuôn trên 57

Hình 6.6: Hệ thống làm nguội khuôn duới 57

Hình 6.7: Chốt hồi Ø12mm 57

Hình 6.8: Ti đẩy Ø4mm 57

Hình 6.9: Ti đẩy Ø2mm 58

Hình 6.10: Sản phẩm thiết kế 58

Hình 6.11: Hệ thống kênh dẫn nhựa 58

Hình 6.12: Modul tách khuôn 59

Hình 6.14: Phôi tách khuôn 60

Hình 6.15: Hai nửa khuôn sau khi tách 61

Hình 6.16: Khuôn trên 61

Hình 6.17:Khuôn dưới 61

Hình 6.18: Tạo môi trường làm việc 62

Hình 6.19: Chọn kích thước bộ khuôn theo tiêu chuẩn 62

Hình 6.20: Điều chỉnh bề dày các tấm khuôn 63

Hình 6.21: Hình lắp lòng khuôn vào bộ vỏ khuôn 63

Hình 6.22: Chọn vòng định vị theo tiêu chuẩn 64

Hình 6.23: Kích thước vòng định vị phù hợp 64

Hình 6 24: Chọn bạc cuống phun theo tiêu chuẩn 64

Hình 6.25: Kích thước bạc cuống phun phù hợp 65

Hình 6.26: Chọn bạc dẫn hướng theo tiêu chuẩn 65

Hình 6.27: Kích thước bạc dẫn hướng phù hợp 65

Hình 6.28: Chọn chốt dẫn hướng theo tiêu chuẩn 66

Hình 6.29: Kích thước chốt dẫn hướng phù hợp 66

Hình 6.30: Chọn chốt hồi theo tiêu chuẩn 66

Hình 6.31: Kích thước chốt hồi phù hợp 67

Hình 6.32: Chọn lò xo theo tiêu chuẩn 67

Hình 6.33: Kích thước lò xo phù hợp 67

Hình 6.34: Chọn vít tấm kẹp trên theo tiêu chuẩn 68

Hình 6.35: Kích thước vít tấm kẹp trên phù hợp 68

Hình 6.36: Chọn vít tấm kẹp dưới theo tiêu chuẩn 68

Hình 6.37: Kích thước vít tấm kẹp dưới phù hợp 69

Hình 6.38: Chọn vít tấm đẩy theo tiêu chuẩn 69

Hình 6.39: Kích thước vít tấm đẩy phù hợp 70

Hình 6 40: Chọn ty đẩy theo tiêu chuẩn 70

Hình 6.41: Bố trí các ty đẩy lên khuôn 70

Hình 6.42: Đường nước khuôn trên 71

Hình 6.43: Đường nước khuôn dưới 71

Hình 7.1: Phôi thép CT3 ban đầu 72

Hình 7.2: Đồ gá: Êtô 72

Hình 7.3: Các loại dao phay, khoan, doa 73

Hình 7.4: Đầu dò lệch tâm dùng xét chuẩn 73

Hình 7.5: Máy phay CNC MVC-955 73

Hình 7.6: Máy tiện 74

Hình 7.7: Tấm kẹp trên 74

Hình 7.8: Tấm kẹp trên sau gia công 76

Hình 7.9: Tấm kẹp dưới 76

Hình 7 10: Tấm kẹp dưới sau gia công 78

Hình 7 11: Tấm đẩy 78

Hình 7.12: Tấm đẩy sau gia công 79

Hình 7.13: Tấm giữ 80

Hình 7.14: Tấm giữ sau gia công 81

Hình 7.15: Gối đỡ 82

Hình 7.16: Gối đỡ sau gia công 83

Hình 7.17: Tấm khuôn trên 83

Hình 7.18: Tấm khuôn trên sau gia công 85

Hình 7.19: Tấm khuôn dưới 86

Hình 7.20: Tấm khuôn dưới sau gia công 88

Hình 7.21: Vòng định vị 88

Hình 7.22: Các chi tiết trong bộ khuôn 90

Hình 8.1: Máy ép nhựa SW-120B 91

Hình 8.2: Nhựa dùng để ép phun 91

Hình 8.4: Sản phẩm sau khi ép 92

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CAE Computer Aided Engineering

CNC Computerized Numerical Control

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của để tài

Thế giới

Trong cuộc sống thường nhật hiện nay có thể nhận thấy các sảnphẩm xung quanh mình được làm từ nhựa rất nhiều Từ những sản phẩmđơn giản như cái thau, cái rổ, cái lược… đến các sản phẩm tinh xảo như

vỏ điện thoại di động, vỏ xe máy, linh kiện máy tính…

Với sự phát triển không ngừng của ngành nhựa thì sự ra đời của ngànhcông nghiệp khuôn mẫu để hỗ trợ cho nó là tất yếu Một khi nền côngnghiệp khuôn mẫu phát triển thì sẽ làm đa dạng hóa sản phẩm nhựa trênthị trường, hạ giá thành sản phẩm làm tăng tính cạnh tranh của doanhnghiệp, đồng thời giúp người tiêu dùng có nhiều phương án lựa chọn khimua một sản phẩm.

Trong nước

Hòa nhập cùng xu hướng phát triển trên thế giới, ở nước ta ngành sảnxuất và gia công vật liệu chất dẻo đang bắt đầu được chú trọng và pháttriển thành tựu đầu tiên mà được đánh giá là sự ra đời hàng loạt các sảnphẩm đa dạng phong phú, chất lượng và độ phức tạp của sản phẩm ngàycàng được nậng cao và hoàn thiện hệ thống máy móc, thiết bị ngàycàng được cải tiến hiện nay và trong tương lai, ngành công nghiệp vậtliệu chất dẻo có xu hướng ngày một phát triển, đây là một chiến lược lâudài và nhiều triển vọng

Chính vì những lí do trên nên nhóm đã quyết định chọn đề tài:

“THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ

TƯỚNG)”

Thông qua đề tài này nhóm sinh viên mong muốn áp dụng những kiếnthức đã học vào thực tế chế tạo, góp một phần nhỏ vào việc phát triểnnền công nghiệp khuôn mẫu nhựa

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: vận dụng các kiến thức về khuôn ép nhựa, đi sâuvào nghiên cứu để thiết kế bộ khuôn một cách hiệu quả

- Ý nghĩa thực tiễn: đề tài góp phần tạo ra sản phẩm có giá thànhthấp, kiểu mẫu mới đồng thời giúp người tiêu dùng có nhiều phương ánlựa chọn khi mua một sản phẩm, tăng tính cạnh tranh của doanh nghiệp

1.3 Mục tiêu đề tài

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và phân tích dòng chảy trong khuôn épnhựa

- Thiết kế sản phẩm và bộ khuôn ép nhựa với các phần mềm hỗ trợ

- Chế tạo khuôn ép nhựa cho sản phẩm thiết kế

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện đề tài này nhóm sinh viên đã tiến hành bằng các phươngpháp:

- Khảo sát các mẫu sản phẩm nhựa trên thị trường và nhu cầu sửdụng, hình thành ý tưởng thiết kế hình dáng sản phẩm cho phù hợp vớimục đích sử dụng

- Tham khảo tài liệu về khuôn mẫu Kiến thức theo thời gian đã đượctích lũy Tài liệu tham khảo được thu thập qua sách vở, giáo trình vàInternet.

- Sử dụng phần mềm Creo 2.0 để thiết kế sản phẩm, từ đó tiến hànhcác bước tiếp theo như tách khuôn, phân tích…

- Lựa chọn vật liệu cho sản phẩm và vật liệu làm khuôn cho phù hợp

- Sử dụng phần mềm Moldflow Insight 2013 để phân tích quá trình épphun

- Tự nghiên cứu từ nguồn tài liệu tin cậy thu thập được, chắt lọcnhững thông tin có giá trị, đồng thời suy nghĩ tìm ra cách giải quyết vấnđề

- Lập trình gia công chi tiết ở xưởng khoa cơ khí

1.5 Kết cấu của ĐATN

- Tìm hiểu vật liệu và công nghệ ép phun

- Tìm hiểu các dạng khay bằng nhựa: yêu cầu chung sản phẩm, yêucầu kết cấu, hình dạng, thẩm mỹ…

- Tìm hiểu về cờ tướng và lịch sử cờ tướng

- Thiết kế sản phẩm trên phần mềm Creo parametric 3.0

- Mô phỏng dòng chảy nhựa cho khuôn ép nhựa với phần mềnMoldflow Insight 2013

- Thiết kế khuôn ép nhựa cho sản phẩm bộ cờ tướng

- Gia công khuôn ép nhựa cho sản phẩm bộ cờ tướng

- Lắp ráp và ép thử

- Kết luận

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU CHẤT DẺO POLYMER CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHUÔN ÉP NHỰA

2.1 Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer [2],[3]

2.1.1 Khái niệm

Chất dẻo hay còn gọi là nhựa (Plastic) hay Polymer, là các hợp chấtcao phân tử được hình thành do sự lặp lại nhiều lần của một hay nhiềuloại nguyên tử hay nhóm nguyên tử (Monome, đơn vị cấu tạo củaPolymer) liên kết với nhau với số lượng khá lớn để tạo nên một loạt cáctính chất mà chúng không thay đổi đáng kể khi lấy đi hay thêm vào mộtvài đơn vị cấu tạo

Nó có thể được phun vào khuôn, được nghiền vụn lại và lập lại quátrình đó một số lần Tuy nhiên vật liệu dẻo sẽ bị mất phẩm chất (độ bền,

cơ tính,…) khi quá trình đó lặp đi lặp lại nhiều lần

2.1.2 Phân loại

Có nhiều cách phân loại Polymer dưới đây ta chỉ ra các cách thườngdùng

- Theo nguồn gốc:

+ Polymer tự nhiên: Cao su, xenlulo, protein

+ Polymer nhân tạo: PE, PP, PS…

- Theo tính chất chịu nhiệt:

+ Polymer nhiệt dẻo: Polymer mạch thẳng dưới tác dụng của nhiệt

độ nó bị chảy dẻo ra, khi làm nguội nó rắn lại, quá trình này được lặp

đi lặp lại Loại Polymer này có ưu điểm tái sinh được, nên người tadùng làm đồ gia dụng

+ Polymer nhiệt rắn: Hay còn gọi là Polymer đặc nhiệt là loạiPolymer mạng không gian, dưới tác dụng của nhiệt độ hay chất đóngrắn, nó trở nên cứng, quá trình này không lặp lại Ưu điểm của loạinày là có cơ tính tốt, nên được dùng nhiều trong kỹ thuật.

2.1.3 Tính chất cơ bản của Polymer

Một số tính chất cơ học quan trọng của vật liệu nhựa: độ bền kéo, độdãn dài, độ cứng, độ dai va đập, chống mài mòn, module đàn hồi…

 Thông số cơ bản phản ánh độ bền Polymer

Giới hạn bền (𝜎b) là giá trị ứng suất mà mẫu bị phá hoại trong nhữngđiều kiện đã cho Giới hạn bền có thể được xác định theo một số loại biếndạng khác nhau như biến dạng kéo đứt, biến dạng nén, biến dạng uốn,…tương ứng là độ bền kéo đứt, độ bền nén, và độ bền uốn…

Độ bền kéo đứt là khả năng chịu lực của vật liệu khi bị kéo dãn bằngmột lực xác định ở tốc độ kéo dãn xác định cho đến lúc đứt

Độ bền uốn là khả năng chịu lực của vật liệu khi chịu uốn

Độ bền nén là khả năng chịu lực của vật liệu khi bị nén

Giới hạn bền của Polymer phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường thửnghiệm và thời gian tác dụng của lực nên khi so sánh độ bền các Polymervới nhau phải so sánh ở cùng điều kiện thử nghiệm

Độ biến dạng tương đối (e) là giá trị biến dạng tăng đến cực đại tạithời điểm đứt

Độ biến dạng cực đại tương đối cũng phụ thuộc loại biến dạng, tốc độbiến dạng và nhiệt độ Nói phép suy luận vật liệu đang ở trạng thái nàokhi đứt Ví dụ: khi vật thể dòn bị đứt, độ biến dạng cực đại tương đốikhông vượt quá vài %, còn trạng thái mềm cao từ hàng trăm phần trămđến phần ngàn

Trong trường hợp kéo đơn trục, độ biến dạng tương đối cực đại có thể

là độ dãn dài khi đứt

 Độ dai va đập

Hiện trạng chống lại tải trọng động của chất dẻo thường có thể phântích bằng kết quả kiểm tra độ dai va đập Thực hiện trên thiết bị Charpy –dùng con lắc dao động (búa) để phá vỡ mẫu thử được kẹp chặt hai đầu,xác định công va đập riêng trên 1 đơn vị diện tích mẫu thử (kJ/m2).

 Module đàn hồi

Đặc trưng cho độ cứng của vật liệu hoặc đặc trưng cho tính chất củavật liệu, mà dưới tác dụng của một lực đã cho thì sự biến dạng của mẫuthử xảy ra đến mức nào Vật liệu đàn hồi lý tưởng, trong quá trình chịutải, cho đến giới hạn chảy thì độ dãn dài tỷ lệ thuận với ứng suất Hệ số

tỷ lệ chính là module đàn hồi, ký hiệu là E (N/mm2)

Một số tính chất vật lý của nhựa: tỷ trọng, chỉ số nóng chảy, độ nhớt, corút, tính cách điện, truyền nhiệt…

 Tỷ trọng của nhựa

Tỷ trọng thể hiện một phần tính chất của nguyên liệu nhựa, đơn vị: (g/

cm3)

Vật liệu nhựa tương đối nhẹ, tỷ trọng dao động từ 0.9 – 2 (g/cm3)

Tỷ trọng tăng: lực kéo đứt, nhiệt độ biến mềm, độ kháng hóa chấttăng, ngược lại lực va đập và độ nhớt giảm Tỷ trọng phụ thuộc vào độkết tinh: độ kết tinh cao thì tỷ trọng cao

Loại

nhựa

Tỷ trọng (g/cm3) Loại nhựa Tỷ trọng

(g/cm3)PELD 0.910 – 0.924 PS 1.040 – 1.050

- Trọng lượng phân tử thấp, dễ chảy

- Dùng nhiệt độ, áp suất gia công thấp

- Chu kỳ sản xuất ngắn.

- Dễ gia công và sản phẩm đạt chất lượng hơn

Chỉ số chảy thấp:

- Vật liệu khó chảy, sản phẩm dễ bị khuyết tật

- Làm tăng thời gian điền đầy khuôn

- Làm tăng thời gian duy trì áp

- Áp suất cần thiết để điền đầy khuôn phải cao

- Đòi hỏi nhiệt độ gia công cao

Đa số các loại nhựa cách điện tốt nên được ứng dụng trong các thiết

bị điện gia dụng, thiết bị viễn thông, vô tuyến truyền hình…

Nhựa Nhiệt độ phá

hủy

ABS 310°CPA6,6 320°C - 330°C

PS 250°C

PP 280°CPVC 180°C - 220°C

Bảng 2.3: Nhiệt độ phá hủy của một số loại nhựa

 Độ cứng

Độ cứng của chất dẻo cũng đo được bằng phương pháp thông thườngnhư kim loại Tuy nhiên người ta hay sử dụng phương pháp đo độ cứngBrimell (HB) do nó có thể đo được độ cứng của các vật liệu mềm màkhông làm biến dạng hay làm phá hủy mẫu đo

 Độ bền hóa học

Do đặc điểm cấu tạo vững bền nên Polymer bền với các tác nhân hóahọc như kiềm, acid… Để đánh giá độ bền hóa học người ta đánh giá khảnăng liên kết yếu nhất của Polymer bị phá vỡ bởi các mặt trên

2.1.4 Một số loại Polymer thường gặp và các ứng dụng của chúng

Chất dẻo trong kĩ thuật thường được phân loại theo phương pháp côngnghệ gồm có nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn

 Nhựa nhiệt dẻo

Là loại chất dẻo có khả năng lặp lại nhiều lần quá trình chảy mềmdưới tác dụng của nhiệt độ và trở lên cứng rắn khi được làm nguội Trongquá trình tác động nó chỉ thay đổi tính chất vật lý chứ không có phản ứnghóa học xảy ra

 Nhựa PE (polyethylene)

- Tính chất:

+ Mờ và màu trắng, nhiệt độ mềm thấp và lực kéo thấp

+ Dễ cháy và có mùi parafin

+ Độ kháng nước cao, kháng hóa chất và tính cách nhiệt và điệntốt

+ Độ giãn dài lớn và dòn ở nhiệt độ thấp, hệ số giãn nở cao

+ Sản phẩm dùng cho cách điện: làm vật liệu chịu tần số cao,băng keo cách điện.

 Nhựa PP (polypropylene)

- Tính chất

+ Không màu, bán trong suốt

+ Là chất dẻo có trọng lượng nhẹ

+ Độ bền kéo, độ cứng cao hơn PE

+ Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặt biệt tính chất cơ học tốt ở nhiệt độcao

+ Dòn ở nhiệt độ thấp, dễ phà hủy bởi UV

+ Dễ cháy, tính chất cách điện tần số cao tốt

+ Tính ứng suất nứt tốt, tính chất bám dính kém

+ Tính chất gia công ép phun tốt

+ Sản phẩm rẻ tiền, sản phẩm nhựa tái sinh như ly, hộp

+ Cách điện tần số cao dùng làm vỏ hộp điện, ống, vật liệu cáchđiện

 Nhựa ABS (Poly acrylonitrile butadiene styrene)

- Tính chất:

+ Tính chất cơ học: có màu trắng đục – bán trong suốt, có độ nhớt

và độ bền va đập cao hơn PS

+ Tính chất nhiệt: nhiệt độ biến dạng do nhiệt: 60 – 120 cháyđược.

- Ứng dụng:

+ Trong các sản phẩm cách điện, trong kỹ thuật điện tử và thôngtin liên lạc (vỏ và các linh kiện bên trong)

+ Trong kỹ thuật nhiệt lạnh: Là các vỏ bên trong, các cửa trong và

vỏ bọc bên ngoài chịu va đập ở nhiệt độ lạnh

+ Các sản phẩm ép phun như các vỏ bọc, bàn phím, sử dụng trongcác máy văn phòng, máy ảnh…

+ Độ bền sử dụng cao, sự chống lão hóa cao

+ Độ bền va đập kém, độc với chất độn, chất monomer còn lạitrong PVC

 Polyacetat

Đại diện cho Plastic có ma sát và chịu mài mòn tốt dùng trong côngnghiệp, ứng dụng làm bánh rang máy, trục…

 Nhựa nhiệt rắn

Là loại chất dẻo khi có tác dụng nhiệt hay hóa học sẽ trở nên đóngrắn và không có khả năng chảy dẻo nữa Nhựa nhiệt rắn không có khảnăng tái sinh các sản phẩm được sử dụng

Các loại nhựa nhiệt rắn:

- Nhựa Phenol, Ure: không màu, trong suốt có thể nhuộm màu rấtđẹp, dùng làm dụng cụ đồ ăn

- Nhựa Melamine: vì không màu , độ cứng cao, tính chịu nước cao, độbền cao, đẹp nên được dùng làm đồ trang trí, dụng cụ gia đình hoặc làmsơn

- Nhựa Polyeste: thường gọi là Plastics bền hóa dùng làm kính Tỷtrọng khoảng 1.8, độ bền kéo 48 ÷ 245 N/m, rất nhẹ và bền được sửdụng trong chế tạo vỏ ô tô, thuyền, thùng, ống và mũ bảo hiểm

- Nhựa Epoxy: có thể tạo hình ở nhiệt độ thường và áp lực thường,đặc tính bám dính tốt đối với kim loại và bê tông, tính chịu nhiệt,chịudung môi, chịu nước và cách điện tốt Là plastic quan trọng trong côngnghiệp Nhựa Epoxy dùng làm vật liệu tăng bền sợi thủy tinh và sợicacbon, làm vật liệu cách điện của mạch tích điện và của máy in

- Nhựa Silicon: có tính cách điện và chịu nhiệt độ cao, có tính phátnước, ứng dụng làm con dấu, li khuôn, phát nước, cách điện và chịu dầu

và chịu nhiệt

- Polyester không no: có khả năng đóng rắn ở dạng lỏng hoặc ở dạngrắn nếu có điều kiện thích hợp, được sử dụng rộng rãi trong công nghệcomposite, nhẹ, khi đóng rắn rất cứng và có khả năng kháng hóa chất.Dùng làm thuyền, thùng, ống và mũ bảo hiểm…

- Vinyester: chống thấm nước rất tốt, dai hơn sau khi đóng rắn.Thường được dùng làm ống dẫn và bồn nước hóa chất, dùng làm lớp phủbên ngoài cho các sản phẩm ngập nước như vỏ tàu, thuyền…

2.2 Các phương pháp gia công chất dẻo

Qui trình công nghệ chế tạo chất dẻo có thể được mô tả theo sơ đồ

Hình 2.1: Công nghệ chế tạo chất dẻo

Các máy cán thường dùng đó là cá máy có 4 hoặc 5 trục xếp theo cácdạng chữ I, L, F, Z

Hình 2.2: Các loại thiết bị cán chữ I, L, F, Z

Về mặt nguyên lí hầu hết các chất dẻo đều cán được tuy nhiên người

ta thường dùng các chất nhiệt dẻo sau đây để cán vì những loại vật liệunày thích hợp cho việc tạo ra màng mỏng, tấm, …

- PVC cứng và PVC mềm

- Các CoPolymer từ PVC

- Polistirol dai và ABS.

Để tráng phủ lớp vật liệu cốt thì có nhiều phương pháp:

- Phương pháp phết bằng dao phết: nhờ dao phết chất dẻo( bộtnhão) được phết lên vật liệu làm cốt đang dịch chuyển phía dưới của daophết

- Phương pháp tráng phân lớp bằng trục trụ tròn: sử dụng hệ thốngnhiều trục trụ tròn làm cho bột chất dẻo dãn ra một độ dài nhất định sau

đó mang lớp chất dẻo này phủ lên vật liệu cốt

- Phương pháp tấm nhúng: vật liệu cốt được đi chìm qua lớp bột PVC

có độ nhớt nhỏ, lượng dư được các thanh gạt gạt xuống

- Tráng phủ bằng máy đùn: cho chất dẻo nóng chảy từ máy đùn quađầu đùn có khe rộng và phủ lên các vật liệu cốt Sau đó chất dẻo cùngvật liệu cốt đi qua khe của các trục cán đang quay, chất dẻo được ép lênvật liệu cốt

- Tráng phủ bằng máy cán: vật liệu cốt dùng với chất dẻo được dẫnvào một khe hở thứ hai hoặc thứ ba của máy cán, khi đó các trục cán sẽ

ép chất dẻo lên vật liệu cốt

- Tráng phủ bằng phương pháp tiếp xúc: sử dụng để phân lớp chochất dẻo PVC hoặc Polyurethan

2.2.3 Công nghệ đùn

Máy đùn thực chất là một thành viên trong dây truyền sản xuất, nógồm có thiết bị tạo hình, bộ phận chỉnh hình, bộ phận kéo sản phẩm, bộphận thu sản phẩm hoặc cắt sản phẩm thành từng đoạn nhất định

Về mặt nguyên lý thì tất cả các loại chất dẻo nhiệt đều gia công đùnđược Song đối với khối chất dẻo nóng chảy cần phải có độ cứng nhấtđịnh, đó là điều cần thiết vì khi chúng ta khởi đầu định hình trong mộtthời gian ngắn phải giữ được hình dáng tạo ra nó

Gia công đùn được sử dụng để gia công đối với sản lượng lớn thì chủyếu là các chất dẻo như PVC cứng, PVC mềm, PE và PP

2.2.4 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 dáng đơn giản (màng mỏng) hoặc sảnphẩm rỗng có hình dáng bất kỳ có thành mỏng (< 10mm)

Ứng dụng: sản xuất màng che có kích thước lớn, túi nhựa đựng hànghóa, chai lọ, dụng cụ trang trí búp bê…

Phương pháp nói đến ở đây chủ yếu là để sản xuất các vật thể rỗngđịnh hình như chai lọ, búp bê…

Có nhiều cách tạo hình cho việc sản xuất vật thể rỗng: đùn thổi, phunthổi, đúc li tâm, ghép hai nửa vỏ mà ta có thể chế tạo bằng phương phápđúc khuôn, ép khuôn, tạo hình nóng… Công nghệ tạo hình rỗng đượchiểu là người ta tạo ra hình đoạn ống chất dẻo nhiệt dẻo được đùn rabằng khí nén áp lực cao từ phía trong nó thành sản phẩm cần chế tạo,khuôn thổi sản phẩm được tiến hành trong khuôn rỗng hai nửa sao chođoạn ống chất dẻo được đùn ra ở trạng thái nóng sẽ tiếp nhận biên dạngcủa khoảng rỗng trong khoang mẫu sau đó được làm nguội

Với phương pháp này quá trình sản xuất được chia làm hai bước: Đùnống tạo phôi và bước tạo hình sản phẩm

Vật liệu cho sản phẩm loại này chủ yếu là Polyetylen (85%) tạo ra cácmặt hàng để đóng gói thực phẩm

Nguyên lý thổi sản phẩm: quá trình thổi được thực hiện như sau:người ta dẫn khí vào thổi thông qua nút ( miệng cổ đối với các sản phẩmdạng chai lọ, bình, thùng chưa…) hoặc kim được chọc vào ống (đối vớisản phẩm kĩ thuật như đồ chơi), không khí tổng khoang rỗng được dẫn ra.Nút tạo thành hình cổ vật thể có thể được đưa vào trước khi đóng khuôn(đối với vật thể có kích thước lớn) hoặc sau khi khuôn đóng( đối với vậtthể có kích thước nhỏ)

Để tăng cơ tính và độ chính xác cần thiết của kích thước ở một số vịtrí nào đó của sản phẩm, người ta tạo ra bán sản phẩm bằng phươngpháp đúc áp lực để tạo ra kích thước chính xác tại những vị trí mà sảnphẩm yêu cầu, sau đó gia nhiệt lại và dùng công nghệ đùn thổi để tạothành sản phẩm hoàn thiện

2.2.5 Công nghệ hàn chất dẻo

Quá trình hàn chất dẻo là quá trình trong đó các mối liên kết chấtnhiệt dẻo được thực hiện nhờ áp lực với việc sử dụng vật liệu hàn hoặckhông sử dụng vật liệu hàn Về mặt lý thuyết hầu hết các chất dẻo đều

có thể hàn hoặc không sử dụng vật liệu hàn

Để hàn các chất dẻo, bề mặt hàn cần phải đưa vào trạng thái nóngchảy Khi hàn chất dẻo xác định với nhau theo một cách phù hợp với vật

liệu hàn Trong quá trình hàn cần phải giữ gìn sao cho mối hàn thu nhận

có ứng suất nhỏ

2.2.6 Công nghệ dán chất dẻo

Quá trình dán là phương pháp nối ghép hiện đại, bằng phương phápnày người ta có thể tạo ra những mối ghép khó có thể tháo ra được.Người ta sử dụng phương pháp này cho các chất dẻo mà không thể hànđược như thủy tinh acril Ngày càng tăng nhu cầu liên quan đến việc phốihợp nguyên vật liệu mà chỉ phương pháp dán mới đáp ứng yêu cầu kĩthuật đây là phương pháp gia công rất kinh tế

Các chất keo dán cần có độ bền riêng lớn, đồng thời các ái lực bámdính của chúng với bề mặt của vật cần dán phải lớn

Điều kiện quan trọng có liên quan tới quá trình dán là các phần tửdán, các mối dán phải được hình thành sao cho phù hợp với công nghệdán Trước khi dán các bề mặt cần được ghép nối phải được chuẩn bị sẵn.Khâu chuẩn bị bề mặt phải được hiểu là các phương pháp sau:

- Làm sạch bề mặt, không làm thay đổi thành phần hóa học và cấutrúc bề mặt

- Bằng phương pháp cơ học xử lí bề mặt như tạo nhám bề mặt

- Xử lí sơ bộ bề mặt bằng phương pháp điện hóa và hóa học

Khi quá trình dán kết thúc phải sau một thời gian nhất định mới có thể

sử dụng được Với phương pháp dán người ta có thể tạo ra mối ghép cóthể chịu tải trọng lớn và nhất là trong những mối ghép không thể giảiquyết bằng phương pháp khác

2.2.7 Công nghệ ép và ép phun

Quá trình gia công trong đó vật liệu đã dẻo hóa sơ bộ hoặc đã đượcnung nóng sơ bộ tạo viên, được định lượng vào khoảng khuôn Sau đó ởnhiệt độ xác định sau khi khuôn đóng, dưới áp lực vật liệu ép được tiếnhành tạo lưới thành sản phẩm Công nghệ ép phun khác với công nghệkhác ở chỗ vật liệu ép không có đổ thẳng vào khoang khuôn mà được đổvào khoang nung riêng, sau đó đến một nhiệt độ nhất định dưới tác dụngcủa Piston vật liệu được phun vào khoang khuôn kín

Cả hai phương pháp trên đều thích hợp cho việc gia công các sảnphẩm có kích thước lớn đặc biệt bề dày thành nhỏ Người ta sử dụng quátrình ép để gia công các vật liệu dẻo như tấm, bảng dày, bán thành phẩmbằng xốp và từ vật liệu có phân tử lượng rất lớn để tạo thành sản phẩmđịnh hình Nguyên công ép chủ yếu để gia công các sản phẩm từ các xốpchất dẻo, từ Polyolefin có phân tử lượng lớn như PE, PP, các chất dẻo họXenluno Khi sản xuất các sản phẩm định hình, phương pháp ép chỉ được

sử dụng khi các phương pháp có năng suất khác không thể sử dụng được

2.2.8 Công nghệ dập chất dẻo

Vật liệu ở dạng tấm được nung lên đến trạng thái dẻo sau đó đượcđưa vào miệng cối, dưới tác dụng của chày, vật liệu được ép vào cối( lòng khuôn ) Sản phẩm được hình thành định hình trong khuôn nhờ vàochày và cối, sau khi làm nguội, sản phẩm được tháo ra khỏi khuôn Khuôndập dẻo: về cơ bản, khuôn dập dẻo có kết cấu rất đơn giản, gồm hai nửachày và cối Phương pháp này thích hợp cho gia công các sản phẩm cóhình dáng đơn giản, thành mỏng, các loại nhựa nhiệt dẻo, cao su…

2.3 Cơ sở lý thuyết về khuôn ép nhựa [1]

2.3.1 Máy ép phun

 Cấu tạo chung.

Máy ép phun gồm có các hệ thống cơ bản như trong hình vẽ:

2.3.3 Hệ thống thuỷ lưc

Cung cấp lực để đóng và mở khuôn, tao ra và duy trì lực kẹp, làm chotrục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt củalõi mặt bên Hệ thống này bao gồm bơm, van, motor, hệ thống ống,thùng chứa nhiên liệu…

Hình 2.4: Hệ thống thủy lực

2.3.4 Hệ thống điện

Cấp nguồn cho motor điện và hệ thống điều khiển nhiệt cho khoangchứa vật liệu nhờ các băng nhiệt và đảm bảo sự an toàn điện cho ngườivận hành máy bằng các công tắc Hệ thống này gồm tủ điện và hệ thốngdây dẫn

Hình 2.5: Hệ thống điện

2.3.5 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 bị nóng chảy Vìkhi nhựa ở cuống phễu bị nóng chảy thì phần nhựa thô phía trên khóchạy vào khoang chứa liệu Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng

90 ÷ 1200F Bộ điều khiển nhiệt nước cung cấp một lượng nhiệt, áp suất,dòng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng trong khuôn.

Hình 2.6: Hệ thống làm mát

2.3.6 Hệ thống phun

Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quátrình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy dẻo nhựa, phun nhựa lỏng và địnhhình sản phẩm

Hình 2.7: Hệ thống phun

Hệ thống này gồm các bộ phận:

- Phễu cấp nhiệt: chứa vật liệu như 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 đôxung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20 đến 30% nhiệt độ cần thiết

để làm chảy lòng vật liệu nhựa

- Các 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 được cài đặt với cácnhiệt 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:

Hình 2.8: Trục vít

- Bộ hồi tự hở: Bộ phận này gồm còng chắn hình nêm, đầu trục vít

và seat Chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn Khi trụcvít lùi về thì vòng chắn hình nêm di chuyển về hướng vòi phun và chophép nhựa chảy về phía trước đầu trục vít Còn khi trục vít di chuyển vểphía trước thì vòng chắn hình nêm sẽ di chuyển về hướng phễu đóng kínvới seat không cho nhựa chảy ngược về phía sau

Hình 2.9: Van hồi tự mở

- 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 phunnên được cài đặt lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ chảy của vật liệu.Trong quátrình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuốngphun và đầu vòi phun nên được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phunthông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài vàtránh mất áp

Hình 2.10: Vị trí vòi phun

2.3.7 Hệ thống kẹp

Hệ thống kẹp có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôntrong quá trình làm nguội và đẩy sản phẩm thoát ra khỏi khuôn khi kếtthúc một chu kỳ ép phun

Hình 2.11: Hệ thống kẹp

Hệ thống này gồm các bộ phân:

- Cụm đẩy của máy: gồm xylanh thủy lực, tấm đẩy và cần đẩy.

Chúng có chức năng tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn đểđẩy sản phẩm rời khỏi khuôn

- Cụm kìm: thường có hai loại chính, đó là loại dùng cho cơ cấu

khuỷu và loại dùng các xylanh thủy lực Hệ thống này có chức năng cungcấp lực để đóng mở khuôn và lực giữ khuôn đóng trong suốt quá trìnhphun

- Tấm di động: là một tấm thép lớn có 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 cócác lỗ trên ren để kẹp tấm di động của khuôn Tấm này di chuyển tới luidọc theo 4 thanh nối trong suốt quá trình ép phun.

Hình 2.12: Tấm di động

- Tấm cố định: cũng là một tấm thép lớn có nhiều lỗ thông với tấm

cố định của khuôn Ngoài 4 lỗ dẫn hướng và các lỗ có ren để kẹp tấm cốđịnh của khuôn tương tự như tấm di động, tấm cố định còn có thêm lỗvòng định vị để định vị tấm cố định của khuôn và đảm bảo sự thăng hànggiữa cần đẩy và cụm phun (vòi phun và bạc cuống phun)

Hình 2.13: Tấm cố định

- Những thanh nối: có khả năng co giãn để chống lại áp suât phun

khi kìm tạo lực Ngoài ra chúng còn có tác dụng dẫn hướng cho tấm diđộng

2.3.8 Hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy theo dõi và điểu chỉnhcác 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 trìnhđiều khiển có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sau cùng của sản phẩm

và hiệu quả kinh tế của quá trình.Hệ thống điều khiển giao tiếp với ngườivận hành máy qua bảng nút điều khiển và màn hình máy tính

- Màn hình máy tính: cho phép nhập các thông số gia công, trình

bày các giữ liệu của quá trình ép phun, cũng như các tín hiệu báo động

và các thông điệp

- Bảng điều khiển: gồm các công tắc và các nút nhấn dùng để vận

hành máy Một bản điều khiển điển hình gồm có: Nút nhấn điều khiểnbơm thủy lực, nút nhân tắt nguồn điện hay dừng khẩn cấp và các côngtắc điều khiển bằng tay Bên trong hệ thống điều khiển là bộ vi xử lý cácrơle, công tắc hành trình, các bộ phận điều khiển nhiệt độ, áp suất, thờigian…

2.4 Tổng quan về khuôn ép phun sản phẩm nhựa [1]

2.4.1 Khái niệm

- Khuôn là một dụng cụ để định hình cho một sản phẩm nhựa Kíchthước và kết cấu khuôn phụ thuộc vào kích thước và hình dáng của sảnphẩm

- Khuôn là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau, ở đó nhựađược phun vào, được làm nguội và đẩy ra sản phẩm

- Sản phẩm được tạo thành giữa hai phần của lòng khuôn Khoảngtrống giữa hai phần khuôn được điền đầy bởi nhựa và nó sẽ mang hìnhdạng của sản phẩm

Một phần lõm vào xác định hình dạng của sản phẩm gọi là lòng khuôn,còn phần lồi ra xác định hình dạng bên trong của sản phẩm gọi là lõikhuôn

2.4.2 Các loại khuôn ép sản phẩm nhựa

- Đối với khuôn hai tấm có nhiềulòng khuôn thì ta cần quan tâm đếnviệc thiết kế kênh dẫn và miệng phun sao cho nhựa có thể điền đầy cáclòng khuôn cùng một lúc Trước khi bắt đầu thiết kế khuôn loại này tanên dùng một mẫu để phân tích thử trên phần mềm để tìm ra vị trí đặtmiệng phun thích hợp nhất

Vì vấn đề cân bằng dòng và đòi hỏi các miệng phun phải được bố tríthẳng hàng với các lòng khuôn mà việc thiết kế khuôn hai tấm có nhiềulong khuôn gặp nhiều hạn chế đối với mộ số sản phẩm nhựa nhất định.

Do đó để khắc phục nhược điểm này người ta dùng đến khuôn ba tấmhoặc khuôn có kênh dẫn nóng

Hình 2.14: Kết cấu khuôn hai tấm

 Khuôn dùng kênh dẫn nóng

Khuôn dùng kênh dẫn nóng luôn giữ cho nhựa nóng chảy trong bạccuống phun, kênh dẫn và miệng phun nhựa chỉ đông đặc khi nó chảy vàolòng khuôn Khi khuôn mở ra thì chỉ có sản phẩm được lấy ra ngoài Khikhuôn đóng lại thì nhựa trong các kênh dẫn vẫn nóng và tiếp tục điềnđầy vào lòng khuôn một cách trực tiếp

Hình 2.15: Khuôn dùng kênh dẫn nóng

Đối với khuôn loại này, các miệng phun phải được đặt ở vị trí trungtâm của các lòng khuôn Điều này có nghĩa là các kênh dẫn phải đượcđặt xa mặt phân khuôn Nhưng điều này không gây bất kỳ trở ngại nào