ỨNG DỤNG PROENGINEER THIẾT kế KHUÔN CHO sản PHẨM hộp NHỰA sử DỤNG TRONG lò VI SÓNG

Ứng dụng Proengineer thiết kế khuôn cho sản phẩm hộp nhựa. Tổng quan về ngành nhựa Các loại khuôn ép nhựa, chức năng, nhiệm vụ của các loại khuôn ép nhựa Ứng dụng Proengineer để thiết kế khuôn sản phẩm nhựa sử dụng trong lò vi sóng

LỜI MỞ ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển và kèm theo đó là nhu cầu cuộc sống của con ngườingày càng nâng cao.Ngành sản xuất đồ gia dụng và công nghiệp cũng nhờ đó mà pháttriển đi lên,trong đó không thể không nói đến ngành nhựa

Sự hiện diện của các sản phẩm nhựa trong đời sống với vô số những ưu điểm nổitrội hơn so với các sản phẩm cùng loại nhưng được làm từ các vật liệu khác đã nói lêntiềm năng to lớn của ngành nhựa trong tương lai Công nghệ phun ép nhựa cũng là mộttrong những lĩnh vực quan trọng hàng đầu của ngành nhựa Hiện này người ta khôngnhững yêu cầu các loại sản phẩm nhựa phải có mẫu mã đẹp , đa dạng mà họ còn quantâm đến chất lượng của nó, nhất là trong lĩnh vực công nghiệp

Trong khuôn khổ luận văn này em sẽ thực hiện đề tài “Ứng dụng Pro/Engineer

để thiết kế khuôn ép nhựa cho sản phẩm hộp nhựa dùng trong lò vi sóng Đây là một

đề tài rất hay , nó vừa giúp em thực hành thiết kế , tính toán khuôn nhựa, vừa giúp emtìm hiểu được quy trình sản xuất của khuôn ép nhựa trong thực tế

Nội dung báo cáo tốt nghiệp gồm có 5 chương:

− Chương 1 : Tổng quan về ngành nhựa

− Chương 2 :Chất dẻo thường dùng trong sản xuất các chi tiết dân dụng

− Chương 3 :Các loại khuôn ép nhựa ,chức năng các bộ phận của khuôn

− Chương 4 :Ứng dụng phần mềm Pro/Engineer thiết kế khuôn cho sản phẩm hộp nhựa dùng trong lò vi sóng

−Chương 5 : Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn

 Các bản vẽ chính:

Các bản vẽ sơ đồ nguyên lý,sơ đồ minh họa,sơ đồ lắp

Mục Lục Trang

LỜI MỞ ĐẦU i

Mục Lục Chương ii

Danh Sách Hình Vẽ v

CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA 1.1 Tổng quan về ngành nhựa 1

1.1.1 Tình hình phát triển ngành nhựa trên thế giới 1

1.1.2 Tình hình phát triển ngành nhựa ở Việt Nam 2

CHƯƠNG: II CHẤT DẺO THƯỜNG DÙNG TRONG SẢN XUẤT CÁC CHI TIẾT DÂN DỤNG 2.1 Tìm hiểu vật liệu polymer 4

2.1.1 Khái niệm chất dẻo 4

2.1.2 Phân loại và tính chất 7

2.1.3 Chất phụ gia trong chất dẻo 9

CHƯƠNG: III CÁC LOẠI KHUÔN ÉP NHỰA,CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CÁC BỘ PHẬN CỦA KHUÔN 3.1 Khái niệm chung về khuôn ép nhựa 12

3.2 Các dạng khuôn chính 12

3.2 Chức năng của các bộ phận trong khuôn nhựa 15

3.2.1 Các bộ phận cơ bản của khuôn 15

3.2.2 Chức năng của các bộ phận cơ bản của khuôn 16

3.3 Các yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn ép nhựa 17

3.4 Hệ thống chốt hồi về 23

3.5 Hệ thống cấp nhựa 23

3.6 Lõi mặt bên của khuôn 33

3.7 Hệ thống làm nguội khuôn 33

3.8 Vật liệu làm khuôn 37

3.9 Phương pháp thiết kế khuôn 37

3.10 Máy ép phun 39

3.10.1 Cấu tạo máy ép phun 39

3.10.2 Các công đoạn của máy ép phun 47

CHƯƠNG IV:ỨNG DỤNG PRO/ENGINEER THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM HỘP NHỰA SỬ DỤNG TRONG LÒ VI SÓNG 4.1 Sự cần thiết phải ứng dụng phần mềm CAD/CAM Pro/Engineer trong sản xuất khuôn mẫu 49

4.1.1 Chọn lựa phần mềm 49

4.1.2 Khả năng của phần mềm CAD/CAM Pro/Engineer 51

4.2 Thiết kế sản phẩm hộp nhựa dùng trong lò vi sóng 52

4.2.1 Giới thiệu về hộp nhựa dùng trong lò vi sóng 52

4.2.2 Khái niệm nhựa PP 54

4.2.3 Tính chất 55

4.3 Ứng dụng phần mềm Pro/Engineer để thiết kế tạo hình cho sản phẩm 55 4.3.1 Các bước tạo hình thân cho sản phẩm hộp nhựa 55

4.3.2 Tạo hình lắp cho sản phẩm hộp nhựa 59

4.3.3 Sản phẩm hộp nhựa hoàn chỉnh 59

4.4 Ứng dụng phần mềm Pro/Engineer để tách khuôn cho sản phẩm 60

4.5 Xác Định Số Lòng Khuôn 63

4.5.1 Số lòng khuôn tính theo số lượng lô sản phẩm 63

4.5.2 Số lòng khuôn tính theo năng suất phun của máy 64

4.5.3 Số lòng khuôn tính theo năng suất làm dẻo của máy 64

4.5.4 Số lòng khuôn tính theo lực kẹp khuôn của máy 64

4.6 Bố trí lòng khuôn 64

4.7 Những yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn vật liệu làm khuôn 65

4.8 Thiết kế hệ thống dẫn nhựa 66

4.8.1 Thiết kế cuống phun 66

4.8.2 Thiết kế hệ thống rãnh dẫn 67

4.9 Thiết kế vòng định vị 67

4.10 Thiết kế hệ thống ty giữ đuôi keo 68

4.11 Thiết kế hệ thống làm mát khuôn 68

4.11.1 Hệ thống làm mát trong tấm khuôn 68

4.11.2 Hệ thống làm mát lõi khuôn 69

4.12 Quy trình lắp ráp khuôn 69

4.12.1 Lắp ráp các tấm khuôn với nhau 69

4.12.2 Lắp bạc dẫn hướng 72

4.12.3 Lắp chốt dẫn hướng 72

4.12.4 Lắp vòng định vị 73

4.12.5 Lắp bạc cuống phun 73

4.12.6 Lắp các chốt đẩy 74

4.12.7 Lắp các thành phần còn lại 74

4.13 Nguyên lý làm việc của khuôn 77

CHƯƠNG V:QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN 78

5.1 Gia công lòng khuôn (Cavity) 78

5.2 Gia công lõi khuôn .86

KẾT LUẬN 90

1 Kết quả đạt được: 90

2 Hướng phát triển của đề tài: 90

Danh Sách Hình

Hình 2 1: Phân loại chất dẻo 4

Hình 2 2: Trọng lượng phân tử 5

Y Hình 3 1:Kết cấu khuôn hai tấm 13

Hình 3 2: Kết cấu cơ bản khuôn ba tấm 14

Hình 3 3: Khuôn nhiều tầng 15

Hình 3 4: Cấu tạo sơ bộ 15

Hình 3 5:Các bộ phận cơ bản của khuôn 16

Hình 3 6:Hệ thống đẩy 18

Hình 3 7: Cuống phun 25

Hình 3 8: Bố trí kênh nhựa 27

Hình 3 9:Hệ thống cấp nhựa 27

Hình 3 10: Các kiểu kênh nhựa thông dụng 29

Hình 3 11: Vật phun bị ngắn 30

Hình 3 12: sản phẩm bị cong vênh 31

Hình 3 13: Đường hàn 31

Hình 3 14:Sự tạo đuôi 31

Hình 3 15:Hõm co 32

Hình 3 16: Hệ thống làm nguội 36

Hình 3 17:Các kiểu bố trí lòng khuôn dạng hình chữ nhật 39

Hình 3 18:Các kiểu bố trí lòng khuôn dạng hình tròn và thẳng 39

Hình 3 19: Máy ép phun 40

Hình 3 20: Cụm bơm nhựa 40

Hình 3 21:Quá trình nhựa hóa 48

Hình 3 22:Quá trình điền đầy khuôn 48

Hình 3 23: Quá trình lấy sản phẩm 48

Hình 4 1:Ký hiệu các loại nhựa 53

Hình 4 2: Kích thước khuôn 350x450mm 65

Hình 4 3:Bạc cuống phun 66

Hình 4 4:Kênh dẫn nhựa 67

Hình 4 5:Vòng định vị 67

Hình 4 6:Ty giữ đuôi keo 68

Hình 4 7:Làm nguội tấm khuôn 68

Hình 4 8:Làm nguội lõi khuôn 69

Hình 4 9:Lắp tấm cắt đuôi keo và tấm kẹp trên 69

Hình 4 10:Lắp tấm khuôn cái (cavity) 70

Hình 4 11:Lắp tấm khuôn đực (core) 70

Hình 4 12:Lắp tấm đỡ khuôn và gối đỡ 71

Hình 4 13:Lắp tấm kẹp dưới-tấm giữ-tấm đẩy 71

Hình 4 14:Bạc dẫn hướng 72

Hình 4 15: Chốt dẫn hướng 72

Hình 4 16:Vòng định vị 73

Hình 4 17:Bạc cuống phun 73

Hình 4 18:Chốt đẩy 74

Hình 4 19:Bộ khuôn hoàn chỉnh 74

Hình 4 20:kết cấu bộ khuôn hoàn chỉnh 75

Hình 5 1:Phôi thép 78

Hình 5 2: Dao cắt T01 ∅20 79

Hình 5 3:Các thông số gia công 79

Hình 5 4:Gia công phay mặt trên 80

Hình 5 5:Phay thô lòng khuôn 81

Hình 5 6: Dao phay mặt cầu ∅4 81

Hình 5 7: Thông số gia công tinh lòng khuôn 82

Hình 5 8: Phay tinh lòng khuôn 82

Hình 5 9: Thông số dao T04 83

Hình 5 10:Các thông số gia công 83

Hình 5 11:Thông số dao T05 84

Hình 5 12:Thông số gia công phay tinh lỗ 84

Hình 5 13:Gia công tinh 8 lỗ 85

CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA

1.1. Tổng quan về ngành nhựa.

1.1.1 Tình hình phát triển ngành nhựa trên thế giới

Ngành nhựa là một trong những ngành tăng trưởng ổn định của thế giới, trungbình 9% trong vòng 50 năm qua Mặc dù cuộc khủng hoảng kinh tế 2008 tác độnglớn tới nhiều ngành công nghiệp, ngành nhựa vẫn tăng trưởng 3% trong năm 2009

và 2010 Tăng trưởng của ngành nhựa Trung Quốc và Ấn Độ đạt hơn 10% và cácnước Đông Nam Á với gần 20% năm 2010

Sự phát triển liên tục và bền vững của ngành nhựa là do nhu cầu thế giới đangtrong giai đoạn tăng cao Sản lượng nhựa tiêu thụ trên thế giới ước tính đạt 500 triệutấn năm 2010 với tăng trưởng trung bình 5%/năm (theo BASF) Nhu cầu nhựa bìnhquân trung bình của thế giới năm 2010 ở mức 40 kg/năm, cao nhất là khu vực Bắc

Mỹ và Tây Âu với hơn 100 kg/năm Dù khó khăn, nhu cầu nhựa không giảm tại 2 thịtrường này trong năm 2009 – 2010 và thậm chí tăng mạnh nhất ở khu vực châu Á –khoảng 12-15% Ngoài yếu tố địa lý, nhu cầu cho sản phẩm nhựa cũng phụ thuộc vàotăng trưởng của các ngành tiêu thụ sản phẩm nhựa (end-markets) như ngành thựcphẩm (3.5%), thiết bị điện tử (2.9%), xây dựng (5% tại châu Á) Nhu cầu cho sảnphẩm nhựa tăng trung bình 3.8%/năm trong ngành chế biến thực phẩm, 3.1% trongngành thiết bị điện tử và 6-8% trong ngành xây dựng (Mỹ) là yếu tố quan trọng đẩytăng nhu cầu nhựa thế giới

Nhu cầu và giá thành nguyên liệu sẽ tiếp tục tăng trong năm 2011 trong khinguồn cung sẽ gặp khó khăn do bất ổn tại Trung Đông: Dự báo nhu cầu cho hạt nhựa trong năm 2011-2012 sẽ tăng mạnh nhất ở Châu Á Nhựa tái chế sẽ có tăng trưởngmạnh và bền vững nhất trong thời gian tới: Thêm vào đó, xu hướng sử dụng và sảnxuất nhựa tái chế đang ngày càng phổ biến với sản lượng tăng trung bình 11%/năm

và hiện nguồn cung nhựa tái chế vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu Nhu cầu tái chế nhựatăng cao một phần là nhờ chính sách khuyến khích của chính phủ các nước trong quátrình giảm thiểu mức độ ô nhiễm môi trường do sản phẩm nhựa gây ra Các nước

Úc, Ireland, Ý, Nam Phi, Đài Loan, … đã chính thức cấm sử dụng túi nylon Danh

sách sản phẩm nhựa không được lưu dùng của Trung Quốc đã dẫn tới sự sụp đổ củanhà máy sản xuất bao bì nhựa mềm lớn nhất Trung Quốc - Suiping Huaqiang Plasticnăm 2008 Và ngày càng nhiều nước đưa ra chính sách khuyến khích sử dụng nhựatái chế, trong đó có Việt Nam Xu hướng này mới bắt đầu khoảng 10 năm trở lại đây

và đòi hỏi công nghệ mới và phức tạp hơn để sản xuất nhựa tái chế (Nguồn: báo cáo

triển vọng ngành nhựa SMES)

1.1.2 Tình hình phát triển ngành nhựa ở Việt Nam

Trước sự phát triển mạnh mẽ như vũ bão của ngành nhựa thế giới , ngànhnhựaViệt Nam trong những năm gần đây đã có tốc độ phát triển khá cao , và bắt đầuhồi sinh từ năm 1989 Tổng sản lượng nhựa tăng từ 50.000 tấn (năm 1989) lên400.000 tấn ( năm 1996) Tổng sản lượng tăng trưởng bình quân 35%/năm, trongnhững năm 1989-1998 và mức sản phẩm nhựa tính theo đầu người từ 0,9 lên 2,8 Kg.Tổng số vốn đầu tư nước ngoài và trong nước đạt 2 tỷ USD , trong đó đầu tư trongnước 300 triệu USD Nhờ có đầu tư mà máy móc trang thiết bị được thay mới cũngnhư công nghệ sản xuất khuôn mẫu được nâng cao nhờ ứng dụng được những phầnmềm như Pro/Engineer, MasterCam, SoildWork…với máy móc CNC hiện đại , thiết

kế và chế tạo khuôn tự động độ chính xác cao Theo đánh giá của các ngành kinh tế

kỹ thuật , ngành nhựa Việt Nam đạt 95% tự động hóa thiết bị máy móc Vì vậy sảnphẩm nhựa của Việt Nam sản xuất ra có mẫu mã đẹp , chất lượng sản phẩm đã đượcnâng cao Đặc biệt là những năm gần đây , hàng tiêu dùng và một số mặt hàng côngnghiệp được thay thế bằng các sản phẩm nhựa vừa nhẹ, bền , đẹp , đáp ứng được nhucầu của người tiêu dùng, có khả năng cạnh tranh với sản phẩm của các nước trongkhu vực như : Thái Lan, Đài Loan, Trung Quốc…do nhu cầu sử dụng sản phẩm nhựa

ở nước ta hiện nay rất cao.Một số công ty lớn như công ty CP nhựa cao cấp hàngkhông (Aplaco) , Rạng Đông , Tân Tiến, Tiền Phong….Theo thống kê chưa đầy đủ ,sản phẩm nhựa ở thành phố Hồ Chí Minh chiểm khoảng 80% tổng sản phẩm trêntoàn quốc ,các tỉnh phía bắc tập trung ở Hà Nội

Nhìn chung , tốc độ phát triển của ngành nhựa nước ta khá nhanh Các công tynhựa trong nước đáp ứng được về số lượng và chủng loại sản phẩm, nhưng chủ yếu

là sản phẩm dân dụng với chất lượng chưa cao Do vậy ngành nhựa Việt Nam cần

phấn đấu hơn nữa để đếm năm 2012 phải đạt 1,8 triệu tấn, chỉ số chất dẻo trên đầungười phải đạt được 50Kg/người và cần chuyển đổi cơ cấu sản phẩm, từ đồ dùng giađình chuyển sang đồ dùng điện tử , thông tin , vật liệu xây dựng , vật liệu bao bì ,công nghiệp…Từ tiêu thụ trong nước chuyển sang tiêu thụ nước ngoài , từ mô phỏngsản phẩm sang thiết kế sản phẩm mới Hơn nữa Việt Nam đã ký hiệp định thươngmại song phương với Hoa Kỳ mở đường cho thị trường Việt Nam khai thác một lãnhvực xuất khẩu rộng lớn và khu mậu dịch tự do Đông Nam Á AFTA bắt đầu hoạtđộng từ năm 2003 Việt Nam mở cửa thị trường cho hàng hóa lưu thông tự do trongkhu vực.

Ngoài ra , trong kỳ họp ở Singapore của liên đoàn khối ASEAN , nước ta đượcgiữ chức chủ tịch hiệp hội nhựa ASEAN từ năm 2001, việc này tạo điều kiện cho ta

mở rộng mối quan hệ không chỉ với các nước ASEAN mà còn với các nước khácngoài khu vực giúp chúng ta tiếp cận được với thị trường thế giới Như vậy so vớithế giới và khu vực , ngành nhựa của nước ta vẫn còn yếu nhưng với tốc độ phát triển

và nhu cầu như hiện nay thì chẳng mấy chốc ngành nhựa Việt Nam có thể vữngmạnh

Vật liệu các loại

Vật liệu gốm sứ Vật liệu kim loại Vật liệu cao phân tửVật liệu thấp phân tử

Nhựa nhiệt dẻoTái sinh

Nhựa nhiệt rắnKhông tái sinh

CHƯƠNG: II CHẤT DẺO THƯỜNG DÙNG TRONG SẢN

XUẤT CÁC CHI TIẾT DÂN DỤNG2.1 Tìm hiểu vật liệu polymer

2.1.1 Khái niệm chất dẻo

Chất dẻo (Plastics) là loại vật liệu được tạo thành bởi nhiều phần tử (các caophân tử Polyme) Nó có thể được tổng hợp hoặc thay đổi từ thành phần nhỏ (gọi làMonome) Chất dẻo là vật rắn (có thể là trạng thái lỏng trong quá trình gia công).Định nghĩa chất dẻo (nhựa) có thể phân loại bằng sự phân loại theo biểu đồ dưới đây:

Các cao phân tử Polyme thường được cấu tạo từ những thành phần có cấu trúc giống nhau gọi là đoạn mạch thành phần ( monome)

Cao phân tử có nguồn gốc từ thiên nhiên: Cenllulo, len, cao su thiên nhiên…Cao phân tử có nguồn gốc nhân tạo được tổng hợp từ các monome

Hình 2 1: Phân loại chất dẻo

Người ta phân loại các chất cao phân tử căn cứ vào trọng lượng phân tử:

Các tính chất của chất dẻo được điều chế từ một nhóm đơn phân tử chủ yếu do

độ dài của mạch phân

 Sự trùng phối

Trùng phối cũng xảy ra giống trùng hợp vì trong quá trình xảy ra phản ứng hoáhọc không xuất hiện các sản phẩm phụ có phân tử nhỏ.Trong quá trình trùng phốingười ta có thể sử dụng hai đơn phân tử khác nhau Quá trình trùng phối hợp các chấtđơn phân tử có sự đổi chỗ các nguyên tử

 Sự trùng ngưng

Phản ứng trùng ngưng được hình thành từ các chất đơn phân tử mà phản ứnghóa học của nó xảy ra sẽ tạo thành các phân tử nhỏ khác (như nước) Khi trùng

Hình 2 2: Trọng lượng phân tử[1]

Cao phân tử thường Trọng lượng phân tử 1000-10.000

Cao phân tử có trọng lượng lớn Trọng lượng phân tử 10.000-80.000Siêu cao phân tử Trọng lượng phân tử trên 1000.000

ngưng sẽ xuất hiện các Polyme có cấu trúc lưới Trùng ngưng có thể thực hiện theotừng giai đoạn Ví dụ trong quá trình tạo nhựa Phenol, giai đoạn đầu kết thúc ở phầntạo vật liệu ép Sau đó dưới tác dụng của áp lực và nhiệt độ quá trình tạo vật liệu ép

Chất dẻo (Plastics, nhựa tổng hợp) là vật liệu được tạo thành bởi nhiều phần tửhữu cơ (cao phần tử Polyme) Các phần tử Polyme này được tổng hợp từ các thànhphần nhỏ khác gọi là Monome Chất dẻo là vật liệu dạng rắn trong điều kiện thường

và có tính dẻo hoặc chảy lỏng khi được nung nóng ở nhiệt độ nhất định Có thể minhhoạ chất dẻo qua biểu đồ sau:

Các cao phần tử Polyme có nguồn gốc nhân tạo thường được tổng hợp từ cácMonome, còn cao phân tử Polyme có nguồn gốc thiên nhiên thì gồm: Xenlulô, Len,Cao su thiên nhiên

Các cao phân tử có tính chất tuỳ thuộc vào độ dài của các mạch phân tử, độ dàinày được xác định bằng các phân tử lượng trung bình Sự tạo thành phân tử Polyme

từ các Monome nhờ các phản ứng hoá học như: sự trùng hợp, sự trùng ngưng, đồngtrùng hợp Cấu tạo của Polyme thành phần hoá học của nó và các phản ứng hoáhọc là các yếu tố quyết định cơ - lý - hoá của từng loại vật liệu

2.1.2 Phân loại và tính chất

1 Phân loại

- Dựa trên tính chất vật lí, tính chất hoá học, cấu trúc phân tử, khả năng giacông và các yếu tố tác động lên vật liệu mà người ta phân loại chất dẻo theo nhiềuphương pháp khác nhau như: phân loại chất dẻo theo cấu trúc hoá học (Polyme kết

tinh, polyme định hình), phân loại chất dẻo theo công nghệ (nhựa nhiệt dẻo, nhựanhiệt rắn), phân loại chất dẻo theo hình dạng mạch đại phân tử, phân loại chất dẻotheo công dụng (nhựa thông dụng, nhựa kĩ thuật, nhựa kĩ thuật chuyên dùng).

a Phân loại chất dẻo theo cấu trúc hoá học

- Trong các vật liệu Polyme,tuỳ theo trạng thái sắp sếp chuỗi mạch của nó mà ta

có thể phân ra loại nhựa có dạng kết tinh hay không kết tinh (vô định hình)

- Nếu chuỗi các mạch của vật liệu Polyme được xếp khít nhau theo một trật tựnhất định thì ta có vật liệu Polyme kết tinh

- Nếu chuỗi các mạch của vật liệu Polyme được sắp xếp không theo một trật tựnhất định nào thì ta có Polyme định hình Polyme kết tinh không có nghĩa là toàn bộkhối Polyme đều ở trạng thái kết tinh mà trong đó vẫn có thể có những pha vô địnhhình

- Các Polyme ở trạng thái kết tinh thường ở trạng thái đục mờ Các Polyme ởtrạng thái không kết tinh có độ trong suốt Ví dụ như nhựa PPMA còn có độ trongsuốt hơn cả thuỷ tinh Nó cho phép 73% tia cực tím xuyên qua trong khi đó thuỷ tinhSilicat (vô cơ) chỉ cho13% tia cực tím đi qua

b Phân loại chất dẻo theo công nghệ

Chất dẻo được chia thành 2 loại: Chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn

- Chất dẻo nhiệt dẻo:

Là loại vật liệu Polyme có khả năng lập lại nhiều lần quá trình chảy mềm dướitác dụng của nhiệt vầ trở nên cứng rắn (định hình ) khi được làm nguội.Trong quátrình tác dụng của nhiệt nó chỉ thay đổi tính chất vật lí chứ không có phản ứng hoáhọc xảy ra

- Chất dẻo nhiệt rắn:

Là loại vật liệu Polyme khi bị tác dụng của nhiệt hoặc các giải pháp xử lí hoáhọc sẽ trở nên cứng rắn (định hình sản phẩm) Nhựa nhiệt rắn sau khi nóng chảy vàđóng rắn nó không còn khả năng chảy sang trạng thái chảy mềm dưới tác động của

nhiệt nữa Do vậy nhựa nhiệt rắn không có khả năng tái sinh các loại phế phẩm, phếliệu hoặc các sản phẩm đã qua sử dụng.

c Phân loại chất dẻo theo hình dạng mạch phân tử

Theo cách này có thể phân biệt các loại Polyme có hình dạng sợi tuyến tính,hình dạng sợi phân nhánh, cấu trúc lưới không gian, cấu trúc hình dây thang,cấu trúclưới phẳng, cấu trúc hình sao, cấu trúc răng lược…

d Phân loại chất dẻo theo công dụng:

Trong thực tế sản xuất và sử dụng nhựa thường được phân thành 3 loại: Nhựathông dụng,nhựa kĩ thuật và nhựa hỗn hợp

Nhựa kĩ thuật: Là loại nhựa có nhiều đặc tính ưu việt hơn nhựa thông dụng như

độ bền ké, bền va đập, độ kháng nhiệt…Loại nhựa này thường để sản xuất các chi tiếtmáy hoặc các chi tiết có yêu cầu tính năng cao

- Nhựa - Nhựa thông dụng: Là loại nhựa được sử dụng rộng rãi nhất trên thế

giới với khối lượng lớn có ưu điểm là giá thành thấp và dễ gia công thành sản phẩm

- Nhựa kĩ thuật chuyên dùng: Là loại nhựa có trọng lượng phân tử rất cao

(1.000.000 hoặc lớn hơn) Mỗi loại chỉ được sử dụng ở một số lĩnh vực riêng biệt

b Tính chịu thời tiết khí hậu

Tính chịu thời tiết khí hậu là tính thay đổi về chất lượng độ bền của sản phẩmdưới ảnh hưởng của ánh sáng (tia cực tím), nhiệt độ không khí (Oxy, Ozon…) quátrình giảm độ bền dưới tác động của khí hậu gọi là sự lão hoá của nhựa

Để giảm lão hoá người ta thường dùng thêm một số chất phụ gia Các chất phụgia này có tác dụng hạn chế sự lão hoá của nhựa

2.1.3 Chất phụ gia trong chất dẻo

1 Chất bôi trơn.

Chất bôi trơn trong nhằm giảm ma sát giữa các mạch hay đoạn mạch cao phân

tử của chất dẻo và cải thiện tính chất chảy dưới tác dụng của nhiệt

Chất bôi trơn ngoài nhằm làm tránh sự bám dính giữa nhựa với bề mặt tronglòng xy lanh, bề mặt trục vít và lòng khuôn

Các loại bôi trơn gồm có:Rượu béo, axit béo, xà phòng kim loại…

a Chất ổn định nhiệt.

Chủ yếu dùng cho nhựa PVC cứng và PVC mềm nhằm tránh tạo thành nối đuôItrong quá trình gia công.Chất ổn định nhiệt đưa vào trong nhựa nhằm ổn định tínhchất của chất dẻo trong quá trình gia công

Các chất ổn định nhiệt gồm:Chất hữu cơ, muối Cadmium, Calcium…

Chất phong chống lão hoá nhằm mở rộng khoảng nhiệt độ sử dụng cho chấtdẻo, tạo ra chất dẻo có tuổi thọ sử dụng tăng lên hạn chế hay làm chem Phản ứngphát triển do Oxy hay Peroxit tác động vào.

Chất phòng lão gồm: Phòng lão Fenolic, phòng lão Amin…

Các chất chậm cháy thường có chứa Aluminium, Autimon,Brom…Chất chem.Cháy thường dưới dạng oxit vô cơ hay phân tử hữu cơ có chứa yếu tố halogen

6 Chất tạo xốp

Chất tạo xốp làm cho sản phẩm chất dẻo có những lỗ xốp bên trong

Có hai loại chất tạo xốp:

Chất tạo xốp vật lí: Các lỗ xốp tạo thành do thay đổi trạng tháI vật lí của chất

xốp như sự giãn nở khí nén, bốc hơi chất lỏng, hoà tan của chất rắn

Chất tạo xốp hoá học: Các chất xốp tạo thành do sự phóng thích khí khi chất

tạo xốp bị phân huỷ dưới tác dụng của nhiệt

7 Chất tạo màu

 Màu được chia làm hai loại là: thuốc nhuộm và chất màu

 Thuốc nhuộm là chất hữu cơ tan trong nhựa,nhưng không bền nhiệt

 Chất màu là loại chất vô cơ không tan trong nhựa, kháng nhiệt hơn thuốcnhuộm màu

8 Chất độn

Chất độn là chất trơ thêm vào trong chất dẻo để cải thiện độ bền và các yêu cầukhác trong khi sử dụng Chất độn cũng làm cho giá thành của sản phẩm giảm Cóchất độn vô cơ và hữu cơ Chất độn cacbonat canxi và cao lanh, bột tan…được sửdụng nhiều hơn cả

CHƯƠNG: III CÁC LOẠI KHUÔN ÉP NHỰA,CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CÁC BỘ PHẬN CỦA KHUÔN

3.1 Khái niệm chung về khuôn ép nhựa

Khuôn ép nhựa là một hệ thống dùng để định hình ra một sản phẩm nhựa Nóđược thiết kế sao cho có thể sử dụng cho một số lượng chu trình sản xuất nhất định.Kích thước và kết cấu của khuôn phụ thuộc vào kích thước và hình dáng sản phẩm.Tuỳ thuộc vào số lợng và độ phức tạp của sản phẩm yêu cầu mà kết cấu của khuôn có

thể đơn giản hay phức tạp Khuôn gồm nhiều chi tiết lắp với nhau, ở đó nhựa đượcphun vào, được làm nguội để định hình sản phẩm rồi đẩy sản phẩm ra Sản phẩm đư-

ợc tạo hình giữa hai phần của khuôn Khoảng trống giữa hai phần được điền đầynhựa mang hình dạng của sản phẩm

Thân khuôn: Nơi có bố trí lòng khuôn, thân khuôn được phân ra làm hai nửa, một nửa tĩnh tại và một nửa di động

Đế khuôn: Kẹp chặt khuôn vào trong các bàn máy

Hệ thống cấp nhựa: bao gồm cuống phun, kênh nhựa, cổng nhựa.Mục đích củacuống phun , kênh nhựa, và hệ thống cổng nhựa là dẫn vật liệu chảy đều với áp suất

và nhiệt độ tối thiểu giảm dần tới mỗi lòng khuôn , hoặc tới điểm xa hơn tại một lòngkhuôn lớn

Hệ thống đẩy sản phẩm: Chức năng của hệ thống đẩy là lấy sản phẩm ra sau khi khuôn mở

Hình 3 1:Kết cấu khuôn hai tấm[2]

Phương pháp dùng hai tấm rất thông dụng trong hệ thống khuôn Tuy nhiên, đốivới sản phẩm loại lớn không bố trí được miệng khuôn ở tâm, hoặc sản phẩm có nhiềumiệng phun hoặc khuôn nhiều lòng khuôn, cần nhiều miệng phun ở tâm thì kết cấukhuôn có thể thay bằng hệ thống khuôn ba tấm

3.2.2 Khuôn ba tấm

Hình 3 2: Kết cấu cơ bản khuôn ba tấm[2]

Khuôn ba tấm với cổng nhựa ở giữa các lòng khuôn Mục đích chính của thiết kếnày là tự động phân ra kênh dẫn nhựa và cổng nhựa theo các chi tiết trong lúc khuôn

Khuôn ba tấm cũng được sử dụng khi cần thiết khi bố trí cổng nhựa ở trung tâmhoặc nhiều cổng nhựa cho các đường chảy riêng vào trong lòng khuôn.Đối với nhữngchi tiết vách mỏng có dòng chảy nhựa rộng và dài Hai hoặc nhiều cổng nhựa cóhướng vào trong chi tiết có thể tạo nên lưu lượng dòng chảy bằng nhau và tránh đượchiện tượng phân luồng dòng chảy Khuôn ba tấm rất phù hợp với nhiều trường hợp

Hệ thống này gồm khuôn sau, khuôn trước và hệ thống thanh đỡ Nó được tạo

ra hai khoảng sáng khi khuôn mở Một khoảng sáng để lấy sản phẩm ra và khoảngsáng kia để lấy kênh nhựa ra Nhược điểm của hệ thống khuôn ba tấm là khoảng cáchgiữa vòi phun của máy và lòng khuôn rất dài, nó làm giảm áp lực khi phun khuôn vàtạo ra nhiều phễu liệu của hệ thống kênh nhựa

3.2.3 Khuôn nhiều tầng.

Khi yêu cầu một số lượng sản phẩm lớn và để giữ giá thành sản phẩm thấp,hệthống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy Với loại hệ thống khuônnày chúng ta có một hệ thống đẩy ở mỗi mặt của khuôn

Hình 3 3: Khuôn nhiều tầng[2]

3.2 Chức năng của các bộ phận trong khuôn nhựa

3.2.1 Các bộ phận cơ bản của khuôn

Khuôn gồm hai phần chính: Một phần là lõm và sẽ xác định hình dạng ngoài củasản phẩm được gọi là lòng khuôn, phần xác định hình dạng bên trong của sản phẩmđược gọi là lõi

Phần tiếp xúc giữa lõi và lòng khuôn được gọi là mặt phân khuôn

Ngoài lõi và lòng khuôn còn có các bộ phận khác, chức năng của chúng đượcchỉ ra trong hình sau

Hình 3 4: Cấu tạo sơ bộ

Hình 3 5:Các bộ phận cơ bản của khuôn

3.2.2 Chức năng của các bộ phận cơ bản của khuôn

- Tấm kẹp phía trước: Kẹp phần cố định của khuôn vào máy

- Tấm khuôn trước: Là phần cố định của khuôn tạo thành phần trong và phầnngoài của sản phẩm.

- Vòng định vị: Đảm bảo vị trí thích hợp của khuôn với vòi phun

- Bạc cuống phun: Nối vòi phun với kênh nhựa với nhau qua tấm kẹp phíatrước và tấm khuôn trước

- Bộ định vị: Đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần cố định và phần chuyển động củakhuôn

- Tấm đỡ: Giữ cho mảnh ghép của khuôn không bị rơi ra ngoài

- Khối đỡ: Dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía sau để cho tấm đẩyhoạt động được

- Tấm kẹp phía sau: Kẹp phần chuyển động của khuôn vào máy

- Chốt đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn bị mở

- Tấm giữ: Giữ chốt đẩy vào tấm đẩy

- Tấm đẩy: Đẩy chốt đẩy đồng thời với quá trình đẩy

- Bạc dẫn hướng chốt: Để tránh hao mòn và hỏng chốt đỡ, tấm đẩy và tấm giữ do

sự chuyển động giữa chúng

- Chốt hồi về: Làm cho chốt đẩy có thể quay trở về khi khuôn đóng lại

- Bạc mở rộng: Dùng làm bạc kẹp để tránh mài mòn, hỏng tấm kẹp phía saukhối đỡ và tấm đỡ

- Chốt đỡ: Dẫn hướng chuyển động và đỡ cho tấm đẩy, tránh cho tấm khuônkhỏi bị cong vênh do áp lực đẩy cao

-Tấm khuôn sau: Là phần chuyển động của khuôn, tạo nên phần trong

và phần ngoài của sản phẩm

- Bạc dẫn hướng: Để tránh mài mòn nhiều làm hỏng tấm khuôn sau

- Chốt dẫn hướng: Dẫn phần chuyển động tới phần cố định của khuôn

3.3 Các yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn ép nhựa.

- Đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dáng, biên dạng của sản phẩm

-Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả bề mặt của lòng khuôn và lõi khuôn để đảmbảo độ bóng của sản phẩm

+ Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai nửa khuôn

+ Đảm bảo lấy sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng

+ Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia công

+ Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững khi làm việc, tất cả các bộ phận củakhuôn không được biến dạng hay lệch khỏi vị trí cần thiết khi chịu lực ép lơn

+ Khuôn phải có hệ thống làm mát bao quanh lòng khuôn sao cho lòng khuônphải có một nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ điền đầy vào lòng khuôn và định hìnhnhanh chóng trong lòng khuôn, rút ngắn chu kỳ ép phun và tăng năng suất

+ Khuôn phải có kết cấu hợp lý không quá phức tạp phù hợp với khả năng côngnghệ hiện có

 Hệ thống đẩy.

Chức năng của hệ thống đẩy là lấy sản phẩm ra sau khi khuôn mở

Hình 3 6:Hệ thống đẩy[2]

- Khoảng đẩy A phải lớn hơn từ 5-10 mm so với chiều cao của sản phẩm.Khônglên làm khoảng đẩy quá dài , chốt đẩy đôi khi rất nhỏ và nếu khoảng đẩy quá dài thì chúng sẽ làm yếu hệ thống đẩy.

- Chốt hồi B:Sau khi sản phẩm được đẩy ra , hệ thống đẩy phải trở về vị trí banđầu để các chốt đẩy không làm hỏng các lòng khuôn của khuôn trước khi đóng khuôn Vì thế cần một chốt hồi ký hiệu “B” Chốt đẩy và chốt hồi được đặt cùng trên mộttấm gọi là tấm đẩy Tấm đẩy là tấm mà phải chuyển tất cả áp lực đẩy và nếu tấm đẩyquá mỏng thì nó sẽ bị uốn cong và lực đẩy sẽ không đều trên toàn bộ bề mặt của sảnphẩm vì vậy độ dày của tấm đẩy cũng rất quan trọng , ta có thể lấy độ dày tấm đẩydựa vào bề mặt sản phẩm theo kinh nghiệm sau:

Bề mặt sản phẩm(cm2)

Độ dày tấm đẩy(mm)

- Khi những sản phẩm có hành trình đẩy dài hoặc có những chốt đẩy nhỏ, thìlên có những chốt dẫn hướng trong hệ thống đẩy

a) Các chốt đẩy tròn.

Đây là kiểu đẩy thông thường , nói chung là rất đơn giản để đưa vào trongkhuôn , những lỗ tròn và chốt tròn rất dễ gia công.

Mặc dù những lỗ tròn dễ gia công, nhưng để gia công được những lỗ vừa dài vàchính xác thì rất tốn kém Do đó phải doa rộng các lỗ chốt đẩy , chiều dài của các lỗdoa có đường kính D được lấy phụ thuộc vào chiều dài

Đối với những sản lỗ nhiệt luyện trước khi gia công : L = 4D

Đối với những lỗ đã nhiệt luyện : L = 3D

Lmax = 20 mm

Lmax = 6 mmViệc đảm bảo di chuyển nhẹ nhàng giữa lỗ chốt đẩy và lỗ doa để tránh làmhỏng chốt đẩy và dễ lắp cũng rất quan trọng

Chú ý : đối với những khuôn đã tôi mà vật liệu phun vào khuôn là :Polyacetal,Polyamide hoặc Polycarbonate, thì các lỗ phải để lượng dư trước khi nhiệt luyện đểsau này còn mài

b) Lưỡi đẩy.

Lưỡi đẩy tạo ra nhiều bề mặt hơn là chốt đẩy hình tròn như đối với chi tiếtmỏng Có điều bất lợi là những lỗ đẩy hình chữ nhật rất khó làm và cần đặt chúng từcác miếng ghép lên đường phân khuôn

Chú ý: Việc mài các lỗ đẩy là để tạo lên một bề mặt rất phẳng cho các lưỡi đẩy

đi qua Các lưỡi đẩy cũng yếu hơn các chốt đẩy tròn, nhưng có thể tăng cứng vững

c) Các ống đẩy.

Các ống đẩy rất thuận lợi cho quá trình đẩy quanh các chốt lõi Khi dùng hệthống đẩy này , góc thoát có thể giảm xuống đến 5 độ để tránh các vết chìm để lạitrên bề mặt phía trên

d) Thanh đẩy.

Thanh đẩy dùng cho các sản phẩm lớn Để tránh làm hỏng lõi trong khi đẩy vàlùi về , thanh đẩy phải đặt cách bề mặt thẳng đứng của khuôn ít nhất 0.5 mm Cũng vì

lý do đó thanh đẩy phải được hướng dọc theo khoảng đẩy

Các ứng dụng khác của thanh đẩy Đối với kiểu này cần có quá trình đẩy kép

để đẩy sản phẩm ra hoàn chỉnh , thanh đẩy thường được gắn vào thanh nối bằng cácvít chìm , nhưng nếu sản phẩm phủ lên bề mặt đỉnh của thanh đẩy thì sẽ sử dụng lắpgộp Hệ thống này không tạo ra sự dẫn hướng tốt đến khoảng đẩy nhưng vẫn có thểdùng được khi thanh đẩy nằm xa bề mặt thẳng đứng của lòng khuôn

g) Sự đẩy cuống phun –kênh nhựa.

- Sự đẩy cuống phun

Hệ thống này phải thực hiện hai hành động, vừa kéo cuống phun ra ngoài khuônkhi mở vừa đẩy kênh nhựa, cuống phun và miệng phun ra khỏi khuôn sau Đối vớihành động đầu tiên thì bộ phận kéo cuống phun kiểu chữ Z là kiểu đơn giản và được

sử dụng thông dụng

- Sự đẩy kênh nhựa

Đối với khuôn có nhiều sản phẩm , và hệ thống kênh nhựa lớn thì ta làm hệthống đẩy kênh nhựa gồm nhiều chốt đẩy, điều đó làm cho quá trình đẩy từ khuônsau được êm

- Sự đẩy ép

Đôi khi cần phải đẩy sản phẩm ra bằng hai chuyển động khác nhau và riêng rẽ Khi cần đẩy nặng thì lợi dụng tấm tháo (tấm đẩy) Nhưng nếu dùng một phần nhỏcủa sản phẩm trong tấm đẩy làm cản trở việc rơi tự do của sản phẩm , thì cần có mộtquá trình đẩy nốt sản phẩm ra khi sản phẩm bị mắc kẹt hoặc dính trên các chốt đẩy.

h) Hệ thống đẩy trong quá trình phun khuôn tự động.

Quá trình phun khuôn tự động cần có một hệ thống hoàn hảo mà trong đó cácsản phẩm cần được rơi ra dễ dàng trước khi đóng khuôn để tránh làm hỏng khuôn

Hệ thống đẩy có thể được cải tiến bằng cách thêm vào lò xo xung quanh chốthồi để hệ thống có thể tự chuyển động qua lại không để sản phẩm dính vào chốt đẩy Điều này cho phép đẩy được hai hoặc nhiều lần

Trong một số trường hợp quá trình đẩy , sau quá trình đẩy , các chốt hồi về cóthể ngăn cản sự sự dơi tự do của sản phẩm Một phương pháp tin cậy hơn để thu về

hệ thống đẩy là nối hệ thống đẩy vào hệ thống đẩy của máy gia công Tuy nhiên việcnày có thể có một số trục trặc Vì thế chỉ nên dùng với với những khuôn có kíchthước không quá 500 x 500 mm Cách tốt nhất là nối hệ thống đẩy của khuôn vào hệthống đẩy của máy gia công khuôn nhựa bằng các bulông

i) Sự đẩy từ nửa cố định.

Nói chung không luôn luôn có thể đặt hệ thống đẩy vào phần chuyển động củakhuôn, nhất là sản phẩm hình hộp vì lý do hình dạng mà phải đặt miệng từ phíatrong, ta phải nối lõi khuôn và hệ thống đẩy vào phần khuôn cố định Kiểu này khôngthông dụng vì hai lý do :

- Vì hệ thống đẩy : việc nối giữa hai vòi phun của máy gia công khuôn đối vớisản phẩm là xa Tuy nhiên với một bạc sâu, vòi phun có thể đi rất sâu vào khuôn ,cách khác là dùng bạc cuống phun nóng ở đầu

-Việc kéo hệ thống đẩy: Có thể dùng đến thiết bị kéo từ xa hoặc dùng xích Hệthống đẩy này có thể tự điều khiển như một hệ thống đẩy bình thường với các chốtđẩy về sau, các trụ định hướng và các trụ đỡ

j) Hệ thống đẩy đặc biệt.

Đối với những sản phẩm được thiết kế có hệ thống giữ, ta có thể lợi dụng tínhđàn hồi của nhựa để đẩy sản phẩm Quá trình đẩy gồm ba phần.

+Phần một : khi thanh đẩy đẩy hệ thống đẩy, chốt giữa chuyển động cùng với

hệ thống đẩy do sức nén của lò xo

+Phần hai: Khi đầu chốt giữa chạm vào tấm đỡ thì nó dừng lại

+Phần ba : Các chốt đẩy chuyển động tiếp và đẩy sản phẩm ra khỏi chốt giữa

3.4 Hệ thống chốt hồi về.

Có hai kiểu chốt hồi về

+ Hồi khuôn tự động: Sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn, dưới tác dụng đàn hồicủa lò xo lắp trên các chốt hồi khuôn toàn bộ hệ thống đẩy sẽ chuyển động về vị tríban đầu chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo

+ Hồi khuôn cưỡng bức: Sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi lòng khuôn, thớt khuônđộng sẽ chuyển động dần về phía chốt tĩnh Hệ thống chốt hồi tỳ vào mặt chốt tĩnh đưatoàn bộ hệ thống chày đẩy về vị trí ban đầu, chuẩn bị cho chu kỳ ép tiếp theo

Hệ thống chốt hồi khuôn cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Số lượng và vị trí của chốt hồi khuôn phải bố trí sao cho cân xứng, đảm bảo hệthống đẩy di chuyển dễ dàng không bị kẹt

-Các lỗ và chốt được doa tinh và mài nhằm đảm bảo hệ thống di chuyển nhẹnhàng khi làm việc và không cho nhựa chui vào khe hở giữa lỗ và chốt

3.5 Hệ thống cấp nhựa.

Hệ thống cấp nhựa bao gồm cuống phun, kênh nhựa, cổng nhựa

Mục đích của cuống phun, kênh nhựa, và hệ thống cuống nhựa là dẫn vật liệu chảy đều và với áp suất và nhiệt độ tối thiểu giảm dần tới mỗi lòng khuôn, hoặc tới điểm xa hơn tại một lòng khuôn lớn Chảy đều về bản chất có nghĩa là bằng

tỷ lệ chảy qua mỗi cổng nhựa Điều này có nghĩa là bằng áp suất tại điểm cuối của mỗi cổng nhựa, nó đúng cho tất cả các lòng khuôn Trong trường hợp của một họ khuôn, tổng lượng chảy có thể khác ở mỗi lòng khuôn, nhưng trong một nhánh được thiết kế chính xác, thì sự điền đầy vào lòng khuôn sẽ hoàn toàn khác

nhau trong cùng một thời gian Khi sử dụng một hệ thống đo áp suất trong lòng khuôn, chuyển từ lúc bơm tới việc duy trì hoặc thành sản phẩm được điều khiển bởi bộ chuyển đổi trong lòng khuôn Hệ thống này hoạt động tốt khi tất cả lòng khuôn được điền đầy cùng một lúc

Do đó bước đầu tiên khi thiết kế nhiều lòng khuôn là bố trí xắp đặt dòng chảy bằng nhau, mỗi dòng chảy tỉ lệ với mỗi lòng khuôn sao cho tất cả các lòng khuôn được điền đầy như nhau trong cùng một thời gian Nếu tất cả các lòng khuôn là như nhau thì sẽ giảm giá trị bằng lượng giảm áp suất từ cuống phun tới mỗi đầu ra của cổng nhựa Trong trường hợp đơn giản này, một cách trình bày

“cân bằng tự nhiên” có chiều dài và kích cỡ bằng nhau đối với tất cả các máng dẫn Số lòng khuôn đối với cân bằng tự nhiên là: 2, 4, 6, 8, 16, 18, 24, 32, 48,

64, 72, 96,…và vòng tròn miệng phun được đặt ở giữa Không gian đủ cần phải

ở giữa lòng khuôn để cho phép làm mát đều trên khuôn Trong nhiều trường hợp phức tạp, khuôn cũng “cân bằng từng phần” hoặc “cân bằng giả tạo”

Nguyên liệu chảy vào lòng khuôn qua hệ thống cấp nhựa là một quá trình hoạtđộng như sau

Trước tiên nguyên liệu nhựa ở trạng thái nóng chảy được đổ vào cuống phun và hệthống kênh nhựa dẫn đến lòng khuôn Khi nhựa nóng chảy điền vào lòng khuôn thìchúng nhanh chóng được đông đặc lại tạo thành một lớp vỏ mỏng (do lòng khuôn cónhiệt độ thấp) Lúc đầu lớp nhựa đông đặc lại rất mỏng vì thế nhiệt mất đi rất nhanh,sau một thời gian lớp nhựa đông đặc đạt được một độ dày nhất định thì nhiệt thu được từnhựa và ma sát do dòng chảy cân bằng với lượng nhiệt mất đi, như vậy đó đạt đượctrạng thái cân bằng nhiệt

Vì nhựa là một chất dẫn nhiệt kém nên lớp vỏ đông đặc sẽ đóng vai trò là lớp cách nhiệt cho lõi trong của nhựa nóng chảy và giữ nhiệt cho lõi trong Do

đó mà nguyên liệu nhựa vẫn có thể chảy qua lõi giữa trong quá trình phun Nếu tốc độ phun tăng (áp lực phun lớn) thì lớp nhựa đông lại sẽ bị mỏng đi do nhiệt

ma sát sinh ra lớn

Để có một lớp cách nhiệt bằng phẳng thì không nên để có góc nhọn làm cản trở

dòng chảy Hơn nữa vùng làm nguội chậm khó qua được ở cuối cuống phun và kênhnhựa tốt nhất là làm giống như dùng vật liệu cứng, điều này cho phép nhựa nóng chảychảy qua được

Đối với khuôn hai tấm thì hệ thống cuống phun được sử dụng thông thường nhất

là loại có bạc cuống phun Bạc cuống phun được tôi cứng để không bị vòi phun củamáy làm hỏng (Bạc cuống phun này được các nhà sản xuất tiêu chuẩn hoá) Kích thướccủa cuống phun được tiêu chuẩn hoá

+ Khối lượng và độ dày của thành sản phẩm cũng như loại vật liệu nhựa được

sử dụng Khi biết được khối lượng của sản phẩm thì đường kính của bạc cuống phun

chúng Bán kính trên bạc cuống phun phải lớn hơn 2 - 5 mm so với bán kính của vòiphun để đảm bảo không có khe hở giữa vũi phun và cuống phun khi chúng tiếp xúcvới nhau Nếu khe hở lớn không những làm rò rỉ vật liệu mà còn làm giảm áp lực phun Góc côn của cuống phun là rất quan trọng vì nếu góc phun to thì ảnh hưởng tới thời gian làm nguội và tốn vật liệu, nếu góc phun nhỏ quá thì sẽ làm khó cho quá trình tháo cuống phun ra khỏi bạc cuống phun (góc côn tối thiểu là 10)

Tuy nhiên các nhà chế tạo khuôn thường phải thay đổi kích thước của vòi máygia công nhựa để phù hợp với kích thước của cuống phun sao cho tiết kiệm nhất theoyêu cầu của khuôn

b) Kênh nhựa.

Kênh nhựa là đoạn nối giữa cuống phun và miệng phun Kênh nhựa phải được thiết kế ngắn nhất sao cho nó có thể nhanh chóng điền đầy lòng khuôn mà không bị mất nhiều áp lực Kích thước của kênh nhựa phải đủ nhỏ để làm giảm phế liệu nhưng phải đủ lớn để vận chuyển nhựa điền đầy vào lòng khuôn

Vị trí dẫn nhựa vào lòng khuôn phải hợp lý nhằm:

+ Đảm bảo vật liệu điền đầy khuôn dễ dàng

+ Dấu được vết cắt rãnh nhằm đảm bảo mỹ quan cho sản phẩm

+ Tránh dẫn trực tiếp vào các bề mặt làm việc của chi tiết gây ảnh

hưởng xấu đến khả năng làm việc sau này

Tổng chiều dài rãnh dẫn càng nhỏ càng tốt để giảm lực cản trên đường đi và tăng khả năng điền đầy cho khuôn cũng như tiết kiệm nguyên liệu

Lòng khuôn phải có độ nhẵn bóng cao nhằm giảm ma sát, tăng khả năng điền đầy cho khuôn

Hình 3 8: Bố trí kênh nhựa.[3]

Tốc độ phun phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Áp lực phun, độ bóng bề mặt kênhnhựa, nhiệt độ khuôn Như vậy việc tính toán chính xác diện tích tiét diện kênh nhựa làrất khó khăn và phức tạp Mặt khác việc tính toán phải dựa trên các giả thiết Do đó kếtquả tính chỉ là gần đúng

Hình 3 9:Hệ thống cấp nhựa.

Một số kích thước kênh nhựa.

Chiều dài kênh nhựa chính L

có hình dáng đẹp Nhưng như thế dòng nhựa chảy vào khuôn sẽ khó khăn hơn, tiết diện thường được chọn ở mức nhỏ nhất có thể, sau đó dựa vào sản phẩm ở nguyên công ép thử để quyết định sửa lại vị trí hoặc mở rộng miệng phun nếu sản phẩm ép thử có khuyết tật như: Hụt vật liệu, cong vênh, để lại đường hàn, co ngót do thiếu vật liệu, có lõm co do không khí thoát ra khỏi lòng khuôn

Có rất nhiều kênh nhựa được sử dụng trong thiết kế khuôn, trên các hình vẽ dướiđây trình bày các kiểu kênh nhựa thông dụng nhất:

Hình 3 10: Các kiểu kênh nhựa thông dụng

Kênh nhựa hình tròn là loại ưa chuộng nhất vì tiết diện ngang hình tròn sẽ chophép một lượng vật liệu tối đa chảy qua mà không bị mất nhiều nhiệt Tuy nhiên vìmục đích chế tạo khuôn, loại này đắt hơn vì kênh nhựa phải nằm ở hai bên của mặtphân khuôn

Kênh nhựa hình thang cũng có lợi nhưng sẽ phải sử dụng nhiều vật liệu hơn,

so với kênh nhựa hình tròn thì kênh nhựa hình thang dễ gia công hơn vì nó chỉ

có ở một bên của mặt phân khuôn Loại này đặc biệt có lợi khi kênh phải đi qua một mặt trượt

Loại kênh nhựa hình thang có góc nhọn không tốt bằng vì nó tốn nhiều vật liệuhơn

Loại kênh nhựa hình chữ nhật không nên dùng vì có thể có nhiều sự cố Kênh nhựa hình bán nguyệt và hình cung là loại tồi nhất và không được sử dụng nữa

Tóm lại: tiết diện ngang của loại kênh tốt phải là hình tròn hoặc hình thang Kíchthước tiết diện ngang của kênh phụ thuộc vào độ dày thành, khối lượng của sản phẩmcũng như loại nhựa sử dụng

Trong thực tế, sau khi thử nghiệm khuôn, số miệng phun của những lòng

khuôn chưa được điền đầy phải tăng kích thước lên, sau đó việc phun tiếp theo đượcthực hiện nhiều hơn, miệng phun cần mở rộng nếu cần thiết, cho tới khi sản phẩmđược điền đầy ở tất cả các lòng khuôn Biện pháp tốt nhất là độ dài của các kênh nhựacủa tất cả sản phẩm bằng nhau

c) Miệng phun(cổng nhựa).

Hệ thống miệng phun là một điều còn đang được tranh cãi và khi có được một thiết kế chính xác Miệng phun là miệng mở giữa kênh nhựa và lòng khuôn, các miệng phun thường được giữ ở kích thước nhỏ nhất và được mở rộng nếu cần thiết Những miệng phun lớn rất tốt cho sự chảy êm của dòng nhựa Tuy nhiên, trở ngại là phải có thêm nguyên công cắt và nó để lại vết cắt lớn trên sản phẩm

Vị trí của miệng phun là rất quan trọng Giả sử như điều kiện phun khuôn và thiết

kế sản phẩm là hoàn toàn đúng, nhưng vị trí sai của miệng có thể tạo ra một số khuyết tậtkhi phun khuôn như minh hoạ sau:

Cách khắc phục vấn đề này bằng cách đặt miệng phun ở giữa sản phẩm dài

 Sản phẩm bị cong vênh

Hình 3 12: sản phẩm bị cong vênh

Đối với loại sản phẩm dài, thẳng có 1 miệng phun trung tâm, xu hướng của cấu trúc phân tử nhựa sau khi phun khuôn là sẽ gây ra sự uốn cong Độ cong có thểgiảm đi nhờ có miệng phun rất rộng, tạo ra dòng nhựa tốt hơn và như thế sẽ giảm bớtnhững sản phẩm méo

 Đường hàn

Hình 3 13: Đường hàn

Hình vẽ chỉ ra trường hợp khi nhựa chảy qua sản phẩm, nhựa bị đông lại nhiềuđến nỗi mà nó khi chảy quanh vật cản hình chữ nhật, nó sẽ không có sự pha trộn tốtvới nhau và do đó để lại phía sau một đường phân biệt gọi là đường hàn Giải phápkhắc phục là mở một miệng phun ở mặt kia của sản phẩm Nhưng trong nhiềutrường hợp vẫn có đường hàn nhỏ

 Sự tạo đuôi

Hình 3 14:Sự tạo đuôi

Khi nhựa chảy qua một cửa hẹp vào trong một lòng khuôn lớn có thể tạo

thành đuôi Điều này có thể xảy ra ngay cả khi lòng khuôn đó hoàn toàn đầy

 Hõm co

Hình 3 15:Hõm co

Hình vẽ chỉ ra hõm co của sản phẩm Tất nhiên là có thể cải thiện được khi thiết kế khuôn, nhưng do nhựa phải chảy qua một tiết diện mỏng nên khó giữ được áp lực khuôn cao để làm đầy các khoảng trống Điều này xảy ra bởi vì nhựa colại ở tiết diện này

Thay đổi vị trí của miệng có thể có tác dụng Còn có cách khác là thay đổi thiết

kế sản phẩm Có thể tốt nhất là tiến hành theo cả hai cách

Các kiểu miệng phun

- Miệng phun cuống phun

- Miệng phun cạnh

- Miệng phun kiểu băng

- Miệng phun kiểu đường ngầm

- Miệng phun kiểu điểm chốt

- Miệng phun kiểu cái quạt

- Miệng phun hình đĩa

- Miệng phun vòng tròn

- Miệng phun điểm tiền phòng

- Phun không có cuống phun