THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN CHÉN XÉT NGHIỆM Y TẾ SỬ DỤNG KÊNH DẪN NÓNG

DESIGN AND MANUFATURE HOT RUNNER MOULD OF PETRI DISH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN CHÉN XÉT NGHIỆM Y TẾ SỬ DỤNG KÊNH DẪN NÓNG Nguyễn Hùng Dũng1a , Đặng Văn Nghìn2b Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia Điều khiển số Kỹ thuật hệ thống, Việt Nam Viện Cơ Học Và Tin Học Ứng Dụng TP.HCM, Việt Nam a dungspkt1988@yahoo.com b nghindv@yahoo.com TÓM TẮT Trong báo trình bày phương pháp tính toán thiết kế đưa quy trình chế tạo lắp ráp khuôn sử dụng kênh dẫn nóng với sản phảm chén xét nghiệm y tế Từ khóa : Hệ thống kênh dẫn nóng , chén xét nghiệm y tế, chia nhựa ABSTRACT This paper will introduce the methods to calculate and design mould Beside, it also present the manufacture and asembly process of hot runner mould The product is petri dish Keywords: hot runner, petri dish, manifold GIỚI THIỆU Theo nhu cầu nay, nước có xu hướng phát triển sản phẩm thành mỏng sử dụng y tế với kích thước nhỏ gọn trọng lượng nhẹ để giảm chí phí nguyên vật liệu nhựa mà đáp ứng yêu cầu độ xác mỹ quan sản phẩm.Một sản phẩm thành mỏng điển hình dùng y tế chén xét nghiệm có độ dày trung bình khoảng 0.95mm.vì chén có độ dày mỏng nên ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Khi điều phải làm phân tích đánh giá yêu cầu kỹ thuật sản phẩm để đáp ứng chất lượng mà đảm bảo chi phí sản xuất thấp trước định chọn công nghệ, vật liệu làm sản phẩm, kiểu khuôn máy móc thiết bị cần thiết Sau yêu cầu kỹ thuật chén xét nghiệm y tế: - Đảm bảo độ xác kích thước trọng lượng chén Bề mặt chén phải suốt, không rút nhăn, quợn màu, ố mờ, sọc tia Vị trí cổng bơm chén không bavia, kéo chỉ, đuôi kim Chén sau ép phải đạt hình dáng hình học đầy đủ vẽ Thách thức lớn thành sản phẩm mỏng cản trở dòng chảy lớn Chính điều gây nhiều khuyết tật tăng chi phí sản xuất sử dụng khuôn kênh dẫn nguội : không điền đầy hình dáng sản phẩm , bề mặt nhăn rút, vết cổng keo lớn… .chính mà khuôn kênh dẫn nóng sử dụng để chế tạo sản phẩm thảnh mỏng ưu đểm sau : - Sự mát nhiệt dòng chảy nhựa nhẻo từ vòi phun đến lòng khuôn đo cản trở dòng chảy thấp Chính mở rộng phạm vi chế tạo cho sản phẩm thành mỏng - Quá trình có khả tự động hóa cao tách nhựa điền đầy hệ thống kênh dẫn - Có thể cân dòng chảy trình ép thông qua việc điều khiển nhiệt độ - Chất lượng bề mặt sản phẩm tốt nhiều mát áp suất nhiều Chính điều mà nội dung trình bày tính toán thiết kế chế tạo khuôn kênh dẫn nóng cho sản phẩm dạng thành mỏng chén xét nghiệm y tế THIẾT KẾ KẾT CẤU BỘ KHUÔN Do chén xét nghiệm có trọng luợng kích thước bao tương đối nhỏ phần tính toán số lòng khuôn dựa lực kẹp tối đa cho phép máy Để đảm bảo an toàn trình ép máy ép tính toán lấy lực kẹp tối đa khuôn phải nhỏ 80% lực kẹp lớn máy từ ta có công thức [3]: Trong : Fm: Lực kẹp lớn máy (Tấn) A: Diện tích hình chiếu lớn sản phẩm lên mặt phân khuôn (cm2) P: Áp suất phun trung bình lòng khuôn (kg/cm2) Bảng Xác định số lòng khuôn khuôn chén xét nghiệm XÁC ĐỊNH DỰA TRÊN THÔNG SỐ A (cm2) P (kg/cm2) FM (Tấn) n LỰC KẸP 62.291684 350 150 5.5 GHI CHÚ : -Bề mặt chén xét nghiệm cần chất lượng cao chọn giá trị áp suất phun theo tài liệu [2, Tr.62] - Khuôn ép máy ép Sumitomo SG150U Dựa kết tính toán ta chọn số lượng lòng khuôn khuôn chén xét nghiệm lòng khuôn Khi kết cấu khuôn trình bày hình bên : Hình Kết cấu khuôn chén xét nghiệm y tế Để đạt phân bố nhiệt cân lòng khuôn áp suất dòng nhựa chảy dẻo từ vòi phun máy đến miệng phun lòng khuôn điều quan trọng khuôn chén xét nghiệm sử dụng kênh dẫn nóng việc tính toán, thiết kế chia nhựa đầu phun nhựa 2.1 Thiết kế chia nhựa đầu phun Bộ chia nhựa Khi thiết kế kênh nhựa phải ưu tiên cho kênh nhựa có cân tự nhiên(cân hình học) Hạn chế thiết kế kênh nhựa cân tự nhiên, trừ trường hợp bắt buộc khuôn sản phẩm có nhiều miệng phun chế tạo sản phẩm nhựa khác khuôn Đối với sản phẩm có số lòng khuôn khó bố trí dạng sản phẩm phức tạp việc thiết kế hình dáng biên dạng rãnh đặt điện trở định đến phân bố nhiệt Nếu bố trí không tốt gây độ chêch lệch nhiệt độ từ nhựa vào kênh dẫn đến chỗ rẽ nhánh để đưa nhựa đến đầu phun.Thông thường, sau thiết kế xong ta sử dụng phần mềm mô để đánh giá phân bố chia nhựa Error! Reference source not found ví dụ điển hình thiết kế chia nhựa cho sản phẩm với sơ đồ bố trí sản phẩm giống hình dáng biên dạng rãnh đặt điện trở khác cho phân bố nhiệt độ hoàn toàn khác Hình Sự phân bố nhiệt chia nhựa có kết cấu khác Tuy nhiên, khuôn chén xét nghiệm có lòng khuôn, việc bố trí chén xét nghiệm khuôn để đạt cân mặt hình học công việc đơn giản với dạng sơ đồ hình bên dưới: Hình Các Sơ đồ bố trí chén xét nghiệm khuôn Bố trí dạng hình chữ H (Error! Reference source not found b): Thời gian điền đầy lòng khuôn tương đương với kiểu bố trí lòng khuôn dạng hình chữ X Tuy nhiên, việc thiết kế kết cấu khuôn đơn giản hơn, dễ dàng gia công thuận lợi bố trí dây điện chia nhựa Do chén xét nghiệm bố trí theo sơ đồ hình chữ H, ta thiết kế hình dáng chia nhựa có dạng sau : Hình 4.Kết cấu chia nhựa Công việc xác định đường kính kênh dẫn nhựa nóng Thông thường thiết kế khuôn kênh dẫn nhựa nguội phải tính toán đường kính kênh dẫn thật xác dựa công thức để đảm bảo tiết kiệm nguyên vật liệu mà đảm bảo cản trở dòng chảy riêng kênh dẫn nhựa nóng tiêu hao vật liệu chính, đường kính kênh dẫn thường thiết kế lớn để tạo thuận lợi cho dòng chảy Do chọn đường kính kênh dẫn lớn hay nhỏ cần phải xem xét kỹ lưỡng yếu tố sau [4]: - Đường kính kênh dẫn nhỏ: Giảm thời gian mà nhựa chảy dẻo nằm kênh dẫn (đặc biệt cho nhựa nhạy với nhiệt) thay đổi màu sắc nhanh - Đường kính kênh dẫn lớn: Làm giảm cản trở dòng chảy trình ép đối nhựa có độ nhớt cao tỉ số chiều dài dòng chảy lượng sản phẩm cao mà áp suất phun cao Cuối phải lựa chọn vật liệu để chế tạo chia nhựa phù hợp để đáp ứng yêu cầu trình hoạt động như: khả chịu nhiệt tốt, độ bền, độ cứng khả chịu va đập trung bình lắp cố định không chịu tải trọng đáng kể Ngoài để giảm thiểu mát nhiệt truyền nhiệt đảm bảo yêu cầu trình làm việc vật liệu phù hợp để chế tạo chia nhựa thép 2311 (Error! Reference source not found.) Bảng Các tính chất đặc trưng thép 2311 THÉP 2311 Thành phần hóa học (%) Độ cứng ban đầu (HRC) C Si Mn Cr Mo S 0.4 0.3 1.5 1.9 0.2