1. Phương pháp thổi (blowing molding) Là phương pháp trong đó khí nén được thổi vào một “túi” nhựa dẻo để ép nhựa dẻo lên bề mặt của khuôn. Đây là một phương pháp quan trọng để tạo ra những chi tiết, những sản phẩm bằng chất dẻo có thành mỏng như các loại chai, lọ và thùng chứa. Những loại được sản xuất để dùng cho ngành thực phẩm và dược phẩm thì đòi hỏi rất cao về chất lượng. Phương pháp thối có thể chia thành hai bước: + Bước thứ nhất là tạo ra một ống nhựa dẻo, hay thường gọi là parison. + Bước thứ hai là thổi khí nén vào để ép nhựa dẻo lên bề mặt trong của khuôn để tạo thành hình dáng theo mong muốn. Tuỳ theo loại sản phẩm (phụ thuộc vào loại vật liệu nhựa gia công) mà ta có hai phương pháp thổi phương pháp đùn và phương pháp phun.
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - - TIỂU LUẬN SỐ KHUÔN TẠO HÌNH CHẤT DẺO GVHD: PHẠM THỊ HỒNG NGA LỚP: 13145CL1 NHĨM: Tp.Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 12 năm 2014 KHN TẠO HÌNH CHẤT DẺO Hiện giới sử dụng phổ biến hai phương pháp tạo loại chai, thùng nhựa phương pháp thổi (blowing molding) phương pháp quay (rotating molding) Cả hai phương pháp mục đich tạo sản phẩm rỗng từ nhựa nhiệt dẻo Tuy nhiên, phương pháp quay tạo sản phẩm phong phú so với phương pháp thổi Phương pháp quay tạo sản phẩm có dung tích từ 5ml đến thùng lớn khoảng 38m3 Mặc dù hai phương pháp tạo loại sản phẩm phương pháp có vị trí định ngành cơng nghiệp Phương pháp cho sản phẩm nhỏ, sản xuất hàng loạt phương pháp quay cho sản phẩm lớn Phương pháp thổi (blowing molding) Là phương pháp khí nén thổi vào “túi” nhựa dẻo để ép nhựa dẻo lên bề mặt khuôn Đây phương pháp quan trọng để tạo chi tiết, sản phẩm chất dẻo có thành mỏng loại chai, lọ thùng chứa Những loại sản xuất để dùng cho ngành thực phẩm dược phẩm đòi hỏi cao chất lượng Phương pháp thối chia thành hai bước: + Bước thứ tạo ống nhựa dẻo, hay thường gọi parison + Bước thứ hai thổi khí nén vào để ép nhựa dẻo lên bề mặt khn để tạo thành hình dáng theo mong muốn Tuỳ theo loại sản phẩm (phụ thuộc vào loại vật liệu nhựa gia cơng) mà ta có hai phương pháp thổi phương pháp đùn phương pháp phun a) Phương pháp đùn – thổi (extrusion blow molding) Đây phương cho suất cao Thông thường, tích hợp vào dây chuyền sản xuất như: Thổi chai sau cho sản phẩm cần đựng (nước có gas thuốc…) vào cuối dán nhãn Nó yêu cầu sản phẩm sau thổi phải cứng độ cứng tuỳ thuộc vào tỷ lệ theo phương b) Phương pháp phun – thổi (injection blow molding) Nguyên lý phương pháp mô tả sau : (1) Nhựa dẻo phun vào xung quanh cần thổi (2) Khuôn mở cần thổi với nhựa dẻo di chuyển đặt vào khn (3) Khí nén đưa vào, làm ép nhựa dẻo vào bề mặt khuôn nhằm đạt sản phẩm có hình dạng mong muốn (4) Khn mở sản phẩm lấy ngồi So với phương pháp đùn, phương pháp cho suất thấp chu trình dài Điều lý giải phương pháp sử dụng sản xuất Cả hai bước có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Bước tạo ống nhựa dẻo: Yêu cầu ống nhựa dẻo phải có độ dày phù hợp Tùy theo sản phẩm mà có độ dày hay lệch phía bước điều chỉnh độ dày ống nhựa dẻo khơng hợp lý sản phẩm có chiều dày khơng đều, chí có chỗ thiếu nhựa dẫn đến chai bị thủng, không đạt khối lượng yêu cầu (quá nặng hay nhẹ so với đơn đặt hàng) Bước thổi khí nén vào khuôn: Đây bước quan trọng Thơng thường áp suất khí nén thổi vào khuôn bar Cũng thùy thuộc vào loại sản phẩm mà có thời gian thổi khí vào lâu hay nhanh Nếu khí thổi vào khơng đủ sản phẩm khơng đạt hình dạng mong muốn, bề mặt sản phẩm bị nhăn, lồi lõm…Đối với loại sản phẩm lớn (khoảng từ lít trở lên, sau thổi khn xong, người ta thổi phụ thêm để tránh trường hợp nhựa co lại sau nguội) -Ngồi nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm như: Việc chế tạo khuôn, việc lắp khn lên máy khơng xác, khn bị nghiêng, Nhựa không sạch… -Việc xác định chiều dày ống nhựa, thời gian thổi, tốc độ đùn ống nhựa dẻo…đều thực trình điều chỉnh máy loại vật liệu nhựa khó kiểm sốt chuyển sang dạng dẻo chuyển từ dạng dẻo sang dạng rắn c) Vật liệu sản phẩm phương pháp thổi: - Phương pháp thổi bị giới hạn loại nhựa nhiệt dẻo (là loại nhựa bị gia nhiệt chuyển từ dạng rắn sang dạng dẻo thơi gia nhiệt chuyển lại dạng rắn) Polyethylene (PE) loại nhựa sử dụng phổ biến phương pháp thổi, đặc biệt PE mật độ cao (HDPE) PE có khối lượng phân tử cao (HMWPE) So với loại PE mật độ thấp (LDPE), cần độ cứng cao, HDPE HMWPE cho hiệu kinh tế cao thành sản phẩm làm mỏng Một số sản phẩm phương pháp thổi dùng loại chất dẻo : polypropylene (PP), polyvinylchloride (PVC), and polyethylene terephthalate (PET) -Các loại bao bì, chai nhựa có kích thước nhỏ sử dụng sinh hoạt hàng ngày sản phẩm phương pháp thổi Tuy nhiên, tất Trong sinh hoạt sản xuất, ta cần loại can, thùng có dung tích lớn từ vài lít đến vài nghìn lít thùng xăng xe ôtô vỏ số loại thuyền nhỏ… Phương pháp quay (rotation molding): -Phương pháp sử dụng trọng lực bên khuôn quay để nhận chi tiết có cấu trúc rỗng Còn gọi motomolding, lựa chọn khác phương pháp thổi để có loại sản phẩm có kích thước lớn Nó sử dụng chủ yếu nhựa nhiệt dẻo thermosets and elastomers trở nên phổ biến Rotomolding tạo chi tiết có cấu trúc hình học phức tạp, có kích thước lớn có chất lượng thấp phương pháp thổi Phương pháp bao gồm bước sau: (1) Một lượng bột nhựa định trước nạp vào khn (2) Khn sau gia nhiệt đồng thời quay xung quanh hai trục vng góc với đó, bột nhựa đưa đến tất bề mặt bên khuôn chảy tạo thành lớp nhựa dẻo có độ dày bề mặt khuôn (3) Trong quay, khn làm nguội, làm cho nhựa cứng lại (4) Khuôn mở sản phẩm lấy ngồi -Tốc độ quay khn tương đối chậm Nó sử dụng trọng lượng nhựa khơng phải ly tâm Điều tạo chi tiết có độ dày So với hai phương pháp khn phương pháp quay đơn giản rẻ Tuy nhiên, chu kỳ sản phẩm lại lâu hơn, có lên đến 10 phút xong sản phẩm Để khắc phục hạn chế này, người ta thường tiến hành máy có nhiều trạm Bộ khuôn thổi Cấu tạo đầu đùn nhựa (hình mang tính minh họa, khác so với thực tế) Từ hình vẽ ta thấy trình tạo ống nhựa liên tục, hết nguyên liệu lại đổ vào phễu Việc xác định nhiệt độ để làm dẻo hóa hạt nhựa thùy thuộc vào loại nhựa sau ví dụ thiết lập nhiệt độ cho đầu đùn có vòng nhiệt: Trong giai đoạn này: - Cần kiểm sốt thơng số nhiệt độ đầu đùn nhựa theo vùng Nhiệt độ kiểm soát hệ thống cấp tản nhiệt bố trí dọc theo đầu đùn nhựa Theo dõi nhiệt độ cặp nhiệt điện - Cần kiểm soát lưu lượng nhựa đùn Lưu lượng nhựa đùn theo dõi kiểm sốt tốc độ quay trục vít me (do đường kính ống đùn nhựa khơng đổi) Cách xác định hai thông số này: 1) Nhiệt độ: xác định nhiệt độ để làm dẻo hóa hạt nhựa thùy thuộc vào loại nhựa 2) Lưu lượng (đối với dây chuyền sx liên tục) phụ thuộc: - Thể tích nhựa vật cần chế tạo - Tốc độ nâng nhiệt vùng - Năng suất sản xuất Thông số cho q trình đùn thổi cần có bao gồm: - Thơng số vận hành máy : nhiệt độ vùng vít trộn, nhiệt độ đầu đùn, tốc độ vít đùn, áp lực đầu đùn, Độ hở khe đùn - Thông số vận hành phần khuôn: nhiệt độ khuôn, thời gian kẹp khuôn, thời gian mở khuôn, áp lực kẹp khuôn, thể lích lòng khn - Thơng số vận hành phần khí nén: nhiệt độ khí nén, độ ẩm khí nén, áp lực khí nén - Thơng số vật liệu: số chảy, nhiệt chảy mềm, độ ẩm nhựa, nhiệt kết tinh,tỷ trọng, khối lượng nhựa cho lần thổi đùn vào khuôn Kiểm tra sản phẩm: Thông thường nhà sản xuất chưa đủ lực mua thiết bị kiểm tra chất lượng sản phẩm họ kiểm tra cảm quan mà Một chai PET khuôn kiểm tra cách cắt doc, cắt ngang, cắt chỗ cảm thấy nhựa ko hay biến sắc bất thường hay nhăn nhúm dù hơi để kiểm tra xem có chai lỗi nguyên công Thực việc thổi chai PET ko cần san phẩm phải chuẩn 99% so với thiết kế nên cần giống giống nguyên mẫu được, chất lượng hình dáng phải đồng đều, ko sai khác nhiều với thiết kế Các bước kiểm tra sau: Công nhân cắt bavia phát loại sản phẩm bị lỗi: bị cháy nhựa, bị thủng, lệch… Cân sản phẩm xem có đạt u cầu đơn đặt hàng khơng? Cắt ngang sản phẩm để kiểm tra độ dày thành chai có hay khơng Đổ nước vào, đóng nắp để thời gian để kiểm tra xem sp có bị rò rỉ hay khơng? Kiểm tra kích thước hình học chiều cao, rộng…bằng dụng cụ thước kẹp, panme… Các sản phẩm lấy ngẫu nhiên để kiểm tra Mơ hình sản xuất vừa rẻ, khả loại sản phẩm lỗi cao, lại giải việc làm cho xã hội Các phương pháp tạo hình vật liệu nhựa Các phương pháp tạo hình vật liệu nhựa Ngày nay, có nhiều phương pháp xử lí nhựa theo quy trình cơng nghiệp, từ phương pháp xử lí ta chia thành hai phương pháp lớn là: Phương pháp khuôn nhựa Phương pháp thường dùng khuôn cho vật liệu nhựa nóng chảy, biến hình thơng qua áp suất hình dạng sản phẩm theo hình dạng khn Các loại phương pháp chia ra: a.Phương pháp đùn ép (Extrusion Molding Method ) Quy trình sản xuất sản phẩm dài với tiết diện ngang không đổi dây điện, lớp phủ bên dây, ống nhựa cho thiết bị, hình dạng rỗng vài hình dạng khối khác, vật liệu hạt hay mảnh nhựa thường sấy phễu trước đến phần cấp liệu vít Để tiến hành quy trình đùn cần sử dụng máy ép, vật liệu gia nhiệt xi lanh đến trạng thái nóng chảy sau đưa vào lòng khn để tạo hình dạng mong muốn, minh họa dưới: b.Phương pháp phun ép (Injection Mold) Quá trình gia nhiệt viên hạt nhựa tới trạng thái nóng chảy Rồi phun vào khn với áp lực cao, tạo hình sản phẩm sau làm nguội xong Sau khn mở sản phẩm đẩy ra, chu kì phun tiếp tục lặp lại Phương pháp có nhiều kĩ thuật ép phun vật liệu nhựa nhiệt xốp, nhiều vật liệu, phun hỗ trợ khí, v.v Máy ép phun dùng cho quy trình mơ tả dưới: c.Q trình khuôn thổi (Blow Molding Process) Nhựa nhiệt gia nhiệt đến trạng thái nóng chảy Sau đùn qua đầu khn để hình thành nên ống rỗng gọi phôi parison Parison kéo xuống hai khn, kẹp lại, bạn xem ý tưởng hình dưới: Khn thổi chia thành loại: +Khuôn đùn thổi +Khuôn ép thổi +Khuôn kéo thổi +Gia nhiệt thổi d.Khuôn nén (Compression Molds) Khn ép phương pháp ép vật liệu nhựa thường gia nhiệt trước, đặt khn mở gia nhiệt, chúng gồm có bước nén gồm tác động tải, tác động nén, điều chỉnh độ nén trình đẩy sản phẩm Phần kết cấu Chày ( bên lòng khuôn) lõi khuôn hệ thống đẩy e.Khuôn dùng phản lực (Reaction Injection Molding (RIM) ) Ý tưởng RIM hai dung dịch phản ứng gia nhiệt trộn vào áp suất cao Quá trình Rim q trình phản ứng hóa học hai thành phần chất lỏng, giữ độc lập với nhau, Bồn cấp liệu điều chỉnh nhiệt độ gắn thêm bình trữ Từ bồn này, hai chất isocyanate polyol dẫn qua đường dẫn đến phận đo đo xác hai thành phần này, áp suất cao tiến hành trộn chúng Ưu điểm RIM mạnh, linh hoạt, sản phẩm nhẹ sơn cách dễ dàng Chu kì nhanh so với phương pháp chân khơng nhược điểm chu kì chậm phải trộn trước tạo hình khn f.Khn có phận di trượt (Transfer Mold) Là khuôn mà sản phẩm di chuyển từ lòng khn qua lòng khn khác nhằm phun nhiều vật liệu khác nhau, hay tạo vật liệu nhiều màu Hai lòng khn phun đồng thời, lòng khn tạo lõi tạo điều kiện cho lòng khn phun thành sản phẩm hồn chỉnh g.Phương pháp nhiệt định hình Là trình gia công cho nhựa nhiệt màng gia nhiệt dùng chân không để hút vào bề mặt khn tạo hình Sản phẩm phương pháp hộp cho đồ ăn nhanh, tấm, biển hiệu quảng cáo h.Pultrusion Là trình liên tục để sản xuất vật liệu composite với tiết diện khơng đổi dùng cho vật liệu có sợi gia cường kéo qua nhựa nóng Phương pháp dùng để tạo sản phẩm polyester, polyurethane, vinylester and epox Khuôn đúc Đúc trình sản xuất cách cho chất lỏng nhựa qua khuôn, cho phép chúng đông đặc khuôn, đặc tính khn điền đầy khn nhờ trọng lực, loại khuôn đúc bao gồm: +Vật liệu nhựa lỏng (epoxy) +Vật liệu gia nhiệt nóng chảy rót vào khn đúc ( nylon) Đúc lỗng cho sản phẩm thành mỏng ( giày tuyết, găng tay, đồ chơi) Wet spinning –fiber cách cho dung dịch qua khn có nhiều lỗ +Khn quay Phương pháp thường dùng để sản xuất sản phẩm rỗng dùng cho sản phẩm lớn bồn chứa bồn trữ Càng ngày có nhiều ứng dụng cho công nghệ KỸ THUẬT THỔI NHỰA TẠI VIỆT NAM Giới thiệu sơ lược kỹ thuật sản xuất nhựa phổ biến a.Kĩ thuật ép thổi Quá trình đúc thổi phun (IBM) sử dụng để sản xuất thủy tinh rỗng đối tượng nhựa với số lượng lớn Trong trình IBM, polyme tiêm đúc vào lõi pin, sau pin quay đến trạm thổi phồng lên làm mát Đây sử dụng ba quy trình đúc thổi, thường sử dụng để làm cho nhỏ phục vụ y tế đơn chai Quá trình chia thành ba bước: tiêm, thổi phóng b.Kĩ thuật thổi nở rộng -Ưu điểm khuôn thổi bao gồm: cơng cụ chi phí thấp chết; tỷ lệ sản xuất nhanh, khả khuôn phần phức tạp; sản xuất phận tái chế - Nhược điểm khuôn thổi bao gồm: giới hạn phần rỗng, độ dày tường khó kiểm sốt Làm khn nhựa máy in 3D Trước việc lắp ráp loại khn ép, thổi chai, cao su, khí, sản phẩm nhựa nhiều thời gian công sức Hiện quy trình sản xuất khn nhựa chủ yếu theo quy trình sau: 1.Gia cơng loại khn mẫu xác máy phay CNC 2.Thiết kế – chế tạo loại khuôn mẫu (khuôn nhựa, đúc, dập, cao su, khuôn thổi) 3.Gia công, sản xuất, mua bán sản phẩm nhựa 4.Gia công ép nhựa theo yêu cầu khách hàng Gia công ép nhựa cho khuôn sẵn Ngày doanh nghiệp tự làm hết khâu với máy in 3D ... khả loại sản phẩm lỗi cao, lại giải việc làm cho xã hội Các phương pháp tạo hình vật liệu nhựa Các phương pháp tạo hình vật liệu nhựa Ngày nay, có nhiều phương pháp xử lí nhựa theo quy trình cơng... phải trộn trước tạo hình khn f.Khn có phận di trượt (Transfer Mold) Là khuôn mà sản phẩm di chuyển từ lòng khn qua lòng khn khác nhằm phun nhiều vật liệu khác nhau, hay tạo vật liệu nhiều màu... sản xuất cách cho chất lỏng nhựa qua khuôn, cho phép chúng đơng đặc khn, đặc tính khn điền đầy khuôn nhờ trọng lực, loại khuôn đúc bao gồm: +Vật liệu nhựa lỏng (epoxy) +Vật liệu gia nhiệt nóng