hệ thống cấp nhựa nóng (hot runner –hr)

HỆ THỐNG CẤP NHỰA NÓNG (HOT RUNNER –HR) A.CHỨC NĂNG :  Đưa nhựa nóng vào long khn , dòng nhựa từ máy ép  Ln nhựa nóng chảy hệ thống kênh dẫn THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA Yếu cầu kỹ thuật:  Nhiệt độ phân bố đồng dòng chảy (hệ thống cấp nhiệt bù lượng nhiệt nhiệt độ ổn định toàn kênh dẫn)  Giảm thiểu khả áp suất dòng nhựa nóng chảy qua kênh dẫn  Có khả điều khiển trạng thái miệng phun van nhiệt o Mở : phun nhựa vào lòng khn o Đóng : mở khn lấy sản phẩm  Chống rò rĩ hệ thống  Phải dễ đổi màu số trường hợp  Tính bề, đặt biệt phận cấp nhiệt  Dễ lắp ráp vào khuôn  Dễ dàng làm thay thành phần bị mòn hỏng  Tấm manifold phải chế tạo xác  Tấm manifold nozzle phải giãn nỡ  Hệ thống dân điện trở không tiếp xúc trực tiếp với manifold nóng  Sử dụng chi tiết đỡ phụ nơi cần thiết THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA B.CẤU TRÚC : Chức : Bạc phun:  Kế nối đầu phun máy phun  Làm kín hệ thống dòng chảy từ máy đến vòi phun  Giảm áp xuất cần  Lọc nhựa nóng yêu cầu Kênh dẫn phân phối nhựa đến vòi phun (Manifold)  Vận chuyển phấn phối dòng nhựa nóng  Duy trì nhiệt độ nhựa số phun  Truyền áp xuất cho dòng nhựa THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA Vòi phun (Nozzle)  Cấp nhựa nóng tới miệng phun  Duy trì nhiệt độ nhựa số phun Miệng phun  Cung cấp nhựa nóng đến lòng khn  Duy trì đường dẫn nhựa vào lòng khn  Ngắt dòng chảy nhựa THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA ƯU ĐIỂM:  Giảm thời gian chu kì ép  Hạn chế việc sử dụng kênh dẫn nguội (Cold Runner) phế liệu sót lại hay phải nghiền lại  Hạn chế lãng phí nhựa (Phân loại,Nghiền lại lưu trữ),từ tiết kiệm lao động giảm lượng tiêu thụ  Cải thiện độ bền chất lượng chi tiết  Giảm áp xuất phun HẠN CHẾ:  Hệ thống HR phải sử dụng cho ứng dụng cho vật liệu riêng biệt  Sự nguy hiểm nhiệt sử dụng loại nhựa nhạy nhiệt  Bộ điều khiển nhiệt độ yêu cầu phải xác  Giá thành chế tạo bảo trì cao 1.BẠC CUỐN PHUN A Chức năng:  Giúp dẫn nhựa từ vòng phun phun máy đến manifold B Đặc điểm: THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA  Gia nhiệt cho bạc phun điều khiển nhiệt độ giống phận khác kênh dẫn nóng C.Phân loại: loại  Cuống phun dạng mở  Cuống phun có buồng giảm áp  Cuống phun dạng đóng a Cuống phun dạng mở  Kênh dẫn có phun dạng mở hình trụ hay hình nón (ngăn ngừa thất thoát nhựa từ phun nozzle bị lấy ra)  Cần phù hợp kênh dẫn phun kênh dẫn nozzle b Cuống phun có buồng giảm áp  Giảm áp xuất dòng nhựa chảy dẻo hệ thống HR , ngăn chặn dòng nhựa bị căng thất từ Nozzle khn mở nhanh khơng khí bên bạc phun bị cháy c Cuống phun dạng đóng  Hỗ trợ van chiều kênh dẫn, cho dòng nhựa thơng qua vòi phun bị kéo cho khơng khí vào bên THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA 2.KÊNH DẪN MANIFOLD A Chức năng:  Gián tiếp vận chuyển phân phối dòng nhựa nóng đến miệng phun nozzle đến lòng khuôn B.Cấu tạo Đặc điểm: 1.Thân manifold làm từ hợp kim thép không gỉ Rãnh nhựa : để dẫn nhựa lỏng chảy nó, nhặn tốt 3.Chốt giới hạn : phải kín để tránh rò rỉ nhựa không bị trượt chịu áp suất cao trình hoạt động, phải dễ tháo lắp bảo trì hệ thống 4.Chốt xuyên : đảm bảo nhựa khơng rò rỉ với áp xuất cao 5.Đầu ren : dễ dàng cho lắp ráp 6.Lớp bọc điện trở manifold : làm từ kim loại dễ uốn , dẫn nhiệt tốt Cung cấp di trì nhiệt độ cho manifold 7.Nhiệt trở hình ống : bố trí quanh manifold bù nhiệt độ mát bề mặt manifold Không làm nhựa nhiệt dẫn đến cháy , tạo vếch đen sản phẩm C.Yêu cầu kỹ thuật thiết kế Manifold:  Ước lượng sản phẩm vật liệu dựa tiêu chuẩn đặc điểm kỹ thuật  Xác định cổng vào nhựa phù hợp  Xác định chuỗi nozzle phù hợp nhân tố : đổi màu, thành mỏng, chiều dòng chảy, vật liệu dễ mòn, thời gian chu trình nhanh mặt sản phẩm hồn hảo  Tính tốn số lượng sản phẩm dựa : kích cỡ máy phun, lực kẹp, khoảng cách ngắn Nozzle  Bản thiết kế Nozzle đối xứng tốt  Chọn Manifold tiêu chuẩn với kích thước phù hợp  Thiết kế chi tiết khuôn hot runner o Sử dụng cavity plate cho vòi phun dài , để tang độ cứng bền cho khuôn Thiết kế kênh dẫn nguội khn xung quanh vòi phun Nozzle THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA o Sử dụng kẹp (Black plate) dày tối thiểu 50mm o Thiết bị kẹp phù hợp Back plate khn giữ vòi khn (Nozzle cavity plate) đảm bảo bịt kín Manifold Nozzle o Sử dụng cách nhiệt o Sử dụng insert cổng làm nguội kênh nguội bao quanh insert a.Cấu trúc khuôn cho manifold:  Tấm Black plate đỡ bolster tách rời  Những hốc gia công cho Manifold, giúp thành phần vững tháo lắp dễ dàng (tất phận HR điều tháo lắp được) có khoảng hở 1mm bao quanh b.Kẹp chặc:  Sử dụng bu lông kẹp chặt gần Manifold để đảm bảm độ kẹp chặc c.Thiết kế hệ thống làm nguội cho Black plate Có đầu vào , đầu nút (plug) để bịt đầu lại Làm nguội rấ quan trọng lượng nhiệt tập trun phần lớn d.Các kích thước quan trọng Manifold: Kích thước M : bề dày Manifold Kích thước M1 : chiều rộng Manifold Kích thước J2 : đường kính kênh dẫn nhựa nằm Manifold d Tính tốn giản nở nhiệt THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA Với kích thước Manifold (mm) Là kích thước Manifold khn(kích thước giãn nỡ) (mm) Là nhiệt độ Manifold (C) Là nhiệt độ khuôn (C) Là hệ số giãn nở nhiệt (1/C) C.VÒI PHUN A.Chức năng:  Dẫn nhựa nóng đến miệng phun, gián tiếp đưa nhựa từ kênh dẫn nóng đến lòng khn B.Cấu tạo đặc điểm a.Cấu tạo 1Nozzle tip Vòng đệm Chốt van Thiết bị gia công nhiệt Cặp nhiệt điện Thân Nozzle THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA B.Đặc điểm chung  Có dây dẫn nhiệt đến miệng phun  Chi tiết quan trọng, đạt yêu cầu cao: o Nhiệt độ điểm đầu điểm cuối vòi phun chênh lệch thấp o Cách nhiệt vòi phun khn o Khơng để nhựa đông cứng miệng phun o Dễ dàng làm sạch, tháo lắp o Có khả thích ứng với hình dạng khn tính chất nhựa  Vòi phun gia nhiệt từ bên hay bên ngồi Vật liệu có tính dẫn nhiệt cao hợp kim đồng Bộ phận gia nhiệt đặt bên cạnh từ hệ thống kênh dẫn Manifold đến vòi phun  Đặt tính nhiệt nên tuyến tính C.Phân loại:  Vòi phun gia nhiệt ngồi  Vòi phun gia nhiệt  Vòi phun cách ly  a Vòi phun gia nhiệt      Rãnh nhựa tròn bao quanh bạc Bạc bao quanh hay nhiều loại điện trở khác Và bao quanh lớp khí, cách ly nhiệt với lòng khn Cặp nhiệt điện gắn vào Nozzle(1 điển trở gắn đầu nozzle , khác nằm cuối nozzle miệng phun) để cung cấp tín hiệu phản hồi điều khiển nhiệt độ Nozzle ƯU ĐIỂM : o Thiết lập đơn giản THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA o Chi phí thấp NHƯỢC ĐIỂM: o o o o Khơng ưu điểm nhựa đơng đặc nhựa miệng phun Đòi hỏi chu kỳ nhanh để trì trạng thái chảy Giai đoạn khởi động lâu để ổn định nhiệt độ chảy Gặp vấn đề khả điền đầy sản phẩm b Vòi phun gia nhiệt   o Một Kênh dẫn nhựa chạy qua bạc o Có đầu gia nhiệt đặt kênh dẫn tạo hình vành khuyên o Một cặp nhiệt điện đặt đầu gia nhiệt để lấy tính hiệu phản hồi điều khiển Ưu điểm o Gia tang phân phối nhiệt Nhược điểm o Chi phí cao o Nhiệt độ cân chi tiết khuôn o Nhiệt độ cân thành phần khó o Phải tính tốn giãn nở chi tiết khn c Vòi phun kiểu cách ly o Bao gồm manifold gia nhiệt bên nhiệt dẫn đến làm nóng cá nozzle nhánh, loại phổ biến với thiết kế riêng (vật liệu dẫn nhiệt tốt hợp kim đồng) o Nozzle nối với Manifold mối ghép ren có khả truyền nhiệt lớn  Ưu điểm:  o Gia tăng phân phối nhiệt độ o Điều khiển nhiệt độ tốt Nhược điểm: o Chi phí cao thiết kế phúc tạp o Phải tính tốn hệ số giãn nỡ THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA D Thiết kế tính tốn giãn nỡ nhiệt  Lựa chọn chiều dài Nozzle phải phù hợp với chiều dài khuôn (gắn có thể) o Trọng lượng nhựa phun Nozzle o Vật liệu nhựa chất phụ gia o Vị trí miệng phun o Các thơng số quan trọng Nozzle Chiều dài thực Nozzle =L+ +q Với: L chiều dài loại Nozzle lựa chọn (mm) giá trị giãn nở Nozzle (mm) q la khe hở miệng phun THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA Giá trị tính sau:       chiều dài Nozzle (mm) chiều dài Nozzle luc giãn nở (mm) Là hệ số giãn nở nhiệt vật liệu(1/C) nhiệt độ chia nhựa (C) Là nhiệt độ khuôn (C) D MIỆNG PHUN (GATE) A.Chức năng:  Phun nhựa vào lòng khuôn B.Yêu cầu kỹ thuật miệng phun:  Chống lại đơng đặc ngắt dòng chảy nhựa  Khơng có kéo sợ hay nhỏ giọt  Mất áp suất nhỏ  Khu vực dòng chảy nhỏ  Để lại dấu vết miệng phun nhỏ C.Phân Loại miệng phun:  Miệng phun dạng mở  Miệng phun kiểu van  Miệng phun kiểu van THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA  Miệng phun kiểu vancore a Miệng phun dạng mở Dùng cho vật liệu tinh thể vơ định hình nhựa Thông số:             Đường kính miệng phun  Vung làm mát miệng phun  Điều khiển nhiệt độ đỉnh miệng phun Để lại vết nhỏ bề mặt chi tiết Miệng phun thường lún vào Không phù hợp với vật liệu chảy cao ứng suất cắt cao Đóng kín miệng phun hóa rắn Ưu điểm: Dễ chế tạo Sử dụng cho vật liệu nhựa Nhược điểm dd Việc nhựa bị kéo dây Do nhiệt độ miệng phun q cao chốt nhựa bị nhựa đục thủng xuyên qua Việc hình thành nhựa gây khó khăn q trinh điền đầy khuôn o Giải pháp tạo hốc nhỏ hình hột đậu lõi phía đối diện miệng phun b Miệng phun kiểu van   Đóng mở chốt van dòng nhựa từ miệng phun chảy vào lòng khn Chốt mở van vận hành thủy lực Trước ép, chốt van vị trí thụt vào Miệng phun mở rộng làm cho nhựa dễ dàng chảy vào lòng khn THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA    Trước nhựa miệng phun hóa rắn hồn tồn chốt di chuyển đến vị trí đóng van Ưu điểm: o Giảm chu kì ép o Tạo miệng phun hồn thiện khơng có kéo sợi nhỏ giọt Để lại vếch nhỏ so với miệng phun tiêu chuẩn o Làm tốt tất loại nhựa Trừ loại nhựa có tác nhân gây mài mòn o Nhược điểm o Chốt thẳng đẩy sản phẩm làm vật liệu chổ hở làm tăng miệng phun sản phẩm tăng độ mài mòn chốt với lỗ miệng phun (sữ dụng chốt côn để khắc phục phần nào) o Phải bảo đảm định tốt miệng phun chốt van để hạn chế mài mòn c Miệng phun kiểu van   Lúc đầu miệng phun mở điền đầy Khi nhựa chảy qua miệng phun thứ hai, miệng phun mở tiếp tiếp tục điền đầy miệng phun thứ ba Miệng phun thứ ba mở tiếp tục điền đầy phần lại sản phẩm Ưu điểm: o Loại loại trừ hình thành đường hàn THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA d Miệng phun kiểu vancore  Kiểu ứng dụng để ép sản phẩm có dạng lỗ chi tiết bánh rang nhựa, chi tiết dạng ống, chi tiết bánh rang nhựa e Một số kiểu đóng mở van miệng phun khác  Sử dụng van thủy lực, khí nén rời kết hợp với khn lòng khn, sử dụng kên dẫn nóng, với miệng phun kiểu van TÀI LIỆU THAM KHẢO: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN PHUN ÉP NHỰA( T.S PHẠM SƠN MINH – THS TRẦN MINH THẾ UYÊN) WEB THAM KHẢO : http://tai-lieu.com/tai-lieu/cong-nghe-chetao-khuon-mau-khuon-hai-tam-1578/ THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ... dòng nhựa THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA Vòi phun (Nozzle)  Cấp nhựa nóng tới miệng phun  Duy trì nhiệt độ nhựa số phun Miệng phun  Cung cấp nhựa nóng đến lòng khn  Duy trì đường dẫn nhựa vào... kín hệ thống dòng chảy từ máy đến vòi phun  Giảm áp xuất cần  Lọc nhựa nóng yêu cầu Kênh dẫn phân phối nhựa đến vòi phun (Manifold)  Vận chuyển phấn phối dòng nhựa nóng  Duy trì nhiệt độ nhựa. .. CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA Yếu cầu kỹ thuật:  Nhiệt độ phân bố đồng dòng chảy (hệ thống cấp nhiệt bù lượng nhiệt nhiệt độ ổn định toàn kênh dẫn)  Giảm thiểu khả áp suất dòng nhựa nóng chảy qua kênh