Đặc điểm công nghệ ép phun

1 Đặc điểm cơng nghệ ép phun • Vùng tạo hình xác lập trước – khn khép kín trước nhựa bơm vào khuôn qua rãnh, cửa có tiết diện nhỏ • Q trình gia cơng gồm q trình: • Nhựa hố xi lanh ngun liệu • Tạo hình khn • Độ xác kích thước cao • Chu kỳ đúc ngắn từ vài giây đến chục phút • Năng suất cao, tốn cơng hồn tất • Thích hợp cho gia cơng nhựa nhiệt dẻo Cấu tạo chung Máy ép phun có cấu tạo gồm phần sau: Hình 1.1: Cấu tạo chung máy ép phun a Hệ thống hỗ trợ ép phun: giúp vận hành máy ép phun Gồm: • Thân máy (Frame) • Hệ thống điện (Electrical system) • Hệ thống thủy lực (Hydraulic system) • Hệ thống làm nguội (colling system) b Hệ thống phun Hệ thống phun có nhiệm vụ đưa nhựa vào khn thơng qua q trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy dẻo nhựa, phun nhựa lỏng định hình sản phẩm Gồm: • Phễu cấp liệu (hopper): chứa vật liệu dạng viên để cấp vào khoang trộn • Khoang chứa liệu (Barrel): chứa nhựa để vis trộn di chuyển qua lại bên Khoang trộn gia nhiệt băng cấp nhiệt Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp khoảng 20-30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy nhựa • Băng gia nhiệt (Heater band): Giúp trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên khoang trạng thái chảy dẻo Trên máy có nhiều băng gia nhiệt, cài đặt với nhiệt độ khác nhau, tạo vùng nhiệt độ thích hợp cho q trình ép phun • Trục vít (screw): có chức nén, làm chảy dẻo tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào lòng khn Cấu tạo trục vis: • Bộ hồi tự hở (non-return assembly, non-return valve) Bộ phận gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vis seat Chức tạo dòng nhựa bắn vào khn Khi trục vis lùi vòng chắn hình nêm di chuyển hướng vòi phun cho phép nhựa chảy phía trước đầu trục vis Còn trục vis di chuyển phía trước vòng chắn hình nêm di chuyển hướng phễu đóng kín với seat khơng cho nhựa chảy ngược phía sau • Vò i phun (nozzle): có chứa nối khoang trộn với cuống phun phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoang trộn khn Trong q trình phun nhựa lỏng vào khn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun đầu vòi phun nên lắp kín với phần lõm bạc cuống phun thơng qua vòng định vị để đảm bảo nhựa khơng bị phun ngồi tránh áp c Hệ thống khuôn d Hệ thống kẹp ( DỰA TRÊN HỆ THỐNG THỦY LỰC) Hệ thống kẹp có chức đóng, mở khn, tạo lực kẹp giữ khn q trình làm nguội đẩy sản phẩm khỏi khn kết thức chu kỳ ép phun Bao gồm • Cụm đẩy máy (machine ejectors): gồm xilanh thủy lực, đẩy, cần đẩy Tạo lực đẩy tác động vào đẩy khuôn để đẩy sản phẩm rời khỏi khn • Cụm kìm (clamp cyclinders): cung cấp lực để đóng mở khn giữ khn suốt q trình phun • Tấm di động (moveable platen) • Tấm cố định (stationary platen) • Những nối (tie bars) • Bộ phận kẹp dùng tay đòn hệ thống học máy ép phun Nó khơng phải hệ thống học đơn theo nghĩa hẹp , thuỷ lực dùng truyền động cánh tay đòn hệ thống Về nguyên tắc, nhiên hệ thống học Như với tên gọi, phận kẹp dùng tay đòn dựa nguyên lý sử dụng đòn bẩy Đòn bẩy có hai ưu điểm lớn : • Lực Sử dụng cánh tay đòn bề dài lớn cho phép di chuyển tải lớn tiêu chút lực ( nguyên lý kích xe ) • Tốc độ Nó với tốc độ thấp cạnh cánh tay đòn để đạt tới tốc độ độ cao bên Lưu ý đạt tốc độ lực chuyển giao tồn đưa vào trực tiếp, mối quan hệ phụ thuộc lẫn Khi lực truyền tăng lên, tốc độ giảm xuống Cả hai ưu điểm đòn bẩy dùng dịch chuyển cánh tay đòn Vì người ta mong tiêu tốn thời gian tốt trình dịch chuyển chi tiết máy đưa vào quy trình ép phun, thực tế dùng để di chuyển phận kẹp khn nhanh tốt đưa vào vị trí mở rộng Ngược lại, phận kẹp di chuyển cách chậm chạp khn đóng kín Người ta mong muốn ngăn ngừa va chạm với nửa khuôn phần tử ứng với tốc độ độ cao Tác dụng khác đến lực truyền Khi khuôn mở, phải truyền lực đủ để chuyển nửa khuôn di động Tuy nhiên, khn đóng lại, cần phải truyền nhiều lực để đóng cửa khn nguọc lại với áp lực phun Cả hai điều kiện thực hồn tồn hiệu với cánh tay đòn, hình 5-3 hiển thị phận kẹp có cánh tay đòn : hình vị trí đóng, hình lại vị trí mở *Nguyên hệ thống dùng lý hoạt động pít - tơng thủy lực cánh tay đòn Để di chuyển đòn bẩy, pít tơng thủy lực nhỏ có số lượng nhiều tất trường hợp Khi khn đóng cửa đòn bẩy hồn tồn mở rộng, khỏi cần tác dụng thêm lực với piston thủy lực Có nhiều thiết kế đòn bẩy khác Chọn lực tùy theo lực tác dụng lên phận kẹp tốc độ, từ khn phải di chuyển Mơ hình trục khuỷu với xilanh dẫn hướng chuyển động Nhiều phần phận kẹp dùng cánh tay đòn tương đối mắc tiền Điều kiện tác dụng tối ưu cánh tay đòn - lực lớn tốc độ thấp - di chuyển phạm vi hẹp Hệ thống đạt hiệu miễn khuôn không bị thay đổi kích thước khn khơng thay đổi ( ví dụ khn trở thành nóng q trình sản xuất ) Mọi nổ lực ngành chế tạo máy với kỹ thuật cao phải bù cho thay đổi không tránh khỏi Vì lý lý khác, thay cho phận kẹp dùng cánh tay đòn, Một thí dụ lựa chọn phận kẹp thuỷ lực *Nguyên lý hoạt động phận kẹp Thuỷ lực : Trong phận kẹp thuỷ lực, truyền thuỷ lực trực tiếp chịu trách nhiệm chuyển động khuôn tác dụng theo đòi hỏi lực kẹp KẸP THỦY LỰC Ở phần bên trái hình vẽ, chất lỏng thuỷ lực đẩy trượt kẹp ra, khn đóng Ở phần bên phải hình vẽ, truyện thủy lực tác động chất lỏng thuỷ lực giữ lại thanh- cuối trượt Khuôn sau mở Có hai ưu điểm chủ yếu phận kẹp thuỷ lực Chúng điều chỉnh nhanh chóng với kích thước khn khác nhau, chúng không bị ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ Trong cánh tay đòn có khả tác dụng lực lớn hồn tồn mở rộng, truyền thuỷ lực truyền lực tới điểm mong muốn dọc theo tác dụng chất lỏng thuỷ lực áp lực thích hợp Lực để truyền truyền thuỷ lực sản phẩm áp lực chất lỏng diện tích thưc áp lực Vì lý thực tế, áp lực chất lỏng thuỷ lực đưa vào máy ép phun giới hạn đến 200 đến 250 bar ( 2900-3600 psi ) Do đó, lực đòi hỏi để giữ khn đóng lớn đạt tác dụng áp lực qua khu vực rộng lớn Điều liên quan đến số bất lợi cho việc thiết kế phận kẹp thuỷ lực Tuy nhiên, nhiều chất lỏng thuỷ lực phải làm đầy xi lanh với khu vực rộng lớn xảy tình trượt thiết kế với đường di chuyển dài Lý làm khuôn phải mở rộng lớn Chẳng hạn như, phải cung cấp không gian cho thiết bị truyền động để chèn vào trục khn Điều đòi hỏi ăc quy lớn máy bơm mạnh Thế nhưng, diện tích lớn truyền yêu cầu lực kẹp tác dụng Cần lực đủ di chuyển khn Do đó, xi lanh nhỏ cho tiến hành truyền động thường kết hợp với xi lanh kẹp lớn Hoạt động phận kẹp: Diện tích xi lanh nhỏ cho tốc độ truyền cao để thực hành trình tăng tốc đạt được, dù máy bơm cỡ nhỏ Bộ phận kẹp sau sử dụng xi lanh Ngồi hai loại phận kẹp ( học thuỷ lực ), có kết hợp hai lọai Tất hệ thống có ưu điểm nhược điểm Nói cách khác, khơng có cấu vạn phận kẹp Lựa chọn hệ thống dùng ép phun chất dẻo xác định sau phương pháp sản xuất tiết kiệm nhất, chẳng hạn nhiều khoang khuôn phù hợp với máy Bảng so sánh kìm thủy lực kìm cấu khuỷu: Loại kìm Kìm dùng thủy lực Ưu điểm • Lắp đặt nhanh • Biết áp suất kìm • • Cần lượng lớn dầu thủy lực Dễ bảo dưỡng • Tốn lượng • Ít làm võng khn • • Lực kìm tập trung vào khuôn Chịu ảnh hưởng hệ số nén dầu • Cần bảo dưỡng thường xun • Lực kìm khơng tập trung vào khn • Khó điều chỉnh • Kìm dùng cấu khuỷu Nhược điểm Giá thành thấp • Di chuyển cấu kìm nhanh • Tự hãm để giảm va đập *Cụ thể truyền động thủy lực: Nó thể phận kẹp thuỷ lực, cách môđun thuỷ lực sử dụng để thực chuyển động khuôn Ngày nay, chuyển động tuyến tính tròn ( chuyển động quay vòng ) thực sức nước Trong trường hợp pit- tơng ( trượt ) động thủy lực sử dụng Con trượt dùng để thực chuyển động thẳng , động thủy lực biến áp lực dầu thuỷ lực thành chuyển động quay vòng ( xem Hình 6-1 ) Phần tử dẫn động thủy lực lực truyền động máy ép phun Hình 6-2 trình bày cách chuyển động truyền chuyển động di chuyển cánh tay đòn phận kẹp máy ép phun Để truyền động phần thuỷ lực, dầu thuỷ lực gây sức ép lên phần Máy bơm lấy dầu thuỷ lực từ thùng chứa, sử dụng mục đích Cả tiến trình, thành phần khác hệ thống thuỷ lực liên kết với ống mềm dễ uốn cố định đường ống Tại chất lỏng thuỷ lực gọi “thuỷ lực” ( nước = hydro )? Lý là, trước truyền động thủy lực thiết kế để sử dụng nước Tuy nhiên, sử dụng dầu thủy lực gần quy định Chuyển động pit tông động thủy lực Sơ đồ phận kẹp, với tầm quan trọng thuỷ lực ( phía trái : khn đóng ; phía bên phải : khuôn mở ) Chuyển động thành phần thuỷ lực kiểm soát van Với truyền động, van định hướng cung cấp sức ép lên dầu thuỷ lực tới hai cạnh pit tông, cho chuyển động đưa tới điều mong muốn Chẳng hạn như, van chiều để dầu thuỷ lực chảy theo hướng Lượng xác định trước áp lực nấm áp dụng để khắc phục chức khóa van Ký hiệu dùng để thành phần hệ thống thuỷ lực Đường van định hướng: P : đường áp lực b : vị trí chuyển mạch van R : đường trở lại A truyền động Hầu hết van vận hành nam châm điện Hình 6-5 trình bày van đơn kiểu Khi nam châm điện cung cấp lượng, đẩy van di chuyển van vào vị trí “a”, dầu qua van Ngay nam châm điện ngắt, lò xo lại đẩy van vào vị trí “b” đường dầu bị chặn, ngăn chảy qua Các lệnh để điều hành hoạt động ống nam châm điên dùng cho hệ thống điều khiển máy ép phun Ngồi van đơn mơ tả đây, có thiết kế khác, để kiểm sốt điều chỉnh tốc độ dòng chảy dầu, ví dụ van servo, van đối xứng e Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy theo dõi điều chỉnh thông số gia công như: nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun, vận tốc vị trí trục vis, vị trí phận hệ thống thủy lực Hệ thống điều khiển giao tiếp với người vận hành máy qua bảng điều khiển (control panel) hình máy tính (computer screen) Chu kỳ ép phun: gồm giai đoạn a Giai đoạn kẹp (clamping phase): khn đóng lại Lúc đầu cụm kìm đóng khn lại nhanh sau chậm dần khn đóng hồn tồn Một khn đóng lúc áp lực kìm lớn tạo để chống lại áp cao từ dòng nhựa bắn vào khn Điều quan trọng lực kẹp khn khơng đủ lớn khn bị hư sản phẩm bị khuyết tật Giai đoạn kẹp b Giai đoạn phun (injection phase): nhựa điền đầy vào khn Đầu tiên, nhựa nóng chảy phun vào khn nhanh trục vis tiến phía trước Khi lòng khn điền đầy (khoảng 95%) q trình định hình sản phẩm diễn lòng khn có nhiệt độ thấp Nhựa nóng nguội dần co rút Do lượng nhựa (khoảng 5%) tiếp tục phun vào để bù trừ vào co rút miệng phun bị đặc cứng lại Quá trình gọi trình giữ hay q trình kìm, giúp ngăn dòng chảy ngược nhựa qua miệng phun Giai đoạn phun c Giai đoạn làm nguội (cooling phase): nhựa làm đặc lại khuôn Giai đoạn bắt đầu sau trình giữ kết thúc Khn đóng nhựa nóng lòng khn làm nguội đủ độ cứng để đẩy rời khỏi khuôn Trong suốt giai đoạn này, trục vis quay lùi dần lại để chuẩn bị cho lần phun Giai đoạn làm nguội d Giai đoạn đẩy (ejector phase): đẩy sản phẩm khỏi khn Cụm kìm làm chức mở khn Lúc đầu, cụm kìm mở khn cách chậm chạp sau nhanh dần gần cuối q trình chuyển động chậm lại để tránh va đập mạnh Khi khuôn mở đẩy khn bị cần đẩy máy đẩy phía trước để lói sản phẩm khỏi khn Khi sản phẩm rời khỏi khn cần đẩy hồi để sẵn sàng cho chu kỳ ép phun Việc lấy sản phẩm tay Để an tồn, sau đóng cửa máy lại chu kỳ ép phun thực Giai đoạn đẩy Máy ép phun thực tế: Nguồn thanaco.com.vn