Cĩ nhiều cơng nghệ khâc nhau để gia chất dẻo nhưng nhìn chung thì cĩ câc cơng nghệ thơng dụng sau đđy: [Tăi liệu 12]
Đùn. Ĩp phun. Thổi. Định dạng nhiệt. Cân . Hăn.
Cơng nghệ khuơn quay. Cơng nghệ tạo mẫu nhanh. Cơng nghệ tâi sinh.
Sau đđy lă một số cơng nghệ sản xuất-gia cơng chất dẻo thơng thường hiện nay.
1. Cơng nghệ thổi (Blow Molding). [Tăi liệu 12]
Tĩm tắt quâ trình thổi như sau: Nĩng chảy vật liệu.
Tạo câc phơi (Parison) từ nhựa nĩng chảy. Đặt Parison văo khuơn.
Thổi Parison ở trong khuơn. Lăm nguội sản phẩm.
Chương 1. Tổng quan về ngănh nhựa. Trang 26
Lấy sản phẩm ra khỏi khuơn. Lấy bavia.
Phđn loại cơng nghệ thổi:
Cơng nghệ thổi cĩ thể chia thănh: Cơng nghệ Đùn thổi, Cơng nghệ Ĩp thổi vă Thổi nhiều lớp.
Quâ trình đùn thổi.
Hình 1.2 Quâ trình đùn thổi.
(1) Đùn Parison; (2) Parison được kẹp ở trín vă được bịt ở đây xung quanh đầu thổi bằng kim loại khi hai nửa khuơn đĩng lại; (3) Ống được thổi để cĩ thể tạo được hình dâng của lịng khuơn; (4) Khuơn được mở ra vă sản phẩm được lấy ra khi đê đơng cứng.
Chương 1. Tổng quan về ngănh nhựa. Trang 27
Quâ trình ĩp thổi.
Hình 1.3 Quâ trình ĩp thổi.
Quâ trình ĩp thổi sẽ bắt đầu bằng câch ĩp phun parison trong lõi vă sau đĩ đặt nĩ văo khuơn với phần ren đê được hình thănh. Với câch năy parison được hình thănh cĩ chiều dầy nhỏ hơn vă đồng đều hơn. Trước khi thổi parison đặt văo lịng khuơn nĩ cĩ thể bị căng cơ học nín câc phđn tử được định hướng theo hướng trục (hiện tượng căng của sản phẩm thổi). Quâ trình thổi tiếp theo sẽ tạo ra sự định hướng theo hướng tiếp tuyến (theo phương ngang). Như vậy sản phẩm được định hướng theo hai trục nín cĩ độ trong suốt quang học cao hơn, câc đặc tính cơ học tốt hơn (độ bền va đập) vă tính thấm thấp hơn. Khi sử dụng cơng nghệ ĩp thổi thì sản phẩm cho phĩp cĩ thể
cĩ tiết diện ngang thay đổi nhưng cĩ chiều dầy đồng đều so với cơng nghệ
đùn thổi.
2. Cơng nghệ cân (Calendaring). [Tăi Liệu 12]
Khâi niệm cơng nghệ cân:
Chương 1. Tổng quan về ngănh nhựa. Trang 28
Tấm cĩ chiều dầy khơng đổi trín toăn bộ sản phẩm. Chiều dầy thường từ 0.1 đến 0.5 mm.
Tiền đầu tư ban đầu lớn nín cần chọn thiết bị thích hợp. Cĩ thể dùng để bọc nhựa PVC lín vải hoặc giấy.
Câc dạng sơ đồ cân.
Hình 1.4 Câc dạng sơ đồ cân. Sự truyền nhiệt vă tốc độ câc con lăn.
Chương 1. Tổng quan về ngănh nhựa. Trang 29 Hệ thống mây cân.
Hình 1.6 Hệ thống mây cân.
3. Cơng nghệ trâng phủ. [Tăi liệu 12]
Lă quâ trình phủ bọc lớp chất dẻo lín vật liệu dạng tấm mềm dễ uốn (thường lă vải vă giấy). Do vậy, với phương phâp năy ta tạo được vật liệu tổ hợp mới.
Vật liệu:
Hăng dệt như sợi bơng, sợi Visko, sợi Polyamid, sợi PolyEster…. được sử dụng lăm vật liệu lớp nền. Tuy nhiín, với câc loại vật liệu năy thì độ bâm dính kĩm.
Lớp bọc thường lă PVC, trong trường hợp tạo nhiều lớp cĩ thể để tăng tính mềm mại cĩ thể sử dụng thím câc lớp bọt xốp.
Hoặc tạo ra câc dung mơi khâc nhau để tạo ra câc dung dịch chất dẻo dùng trong cơng nghệ trâng phủ như: Keton, Benzol…. Để sau khi bay hơi dung dịch chất dẻo sẽ tạo ra một lớp măng cứng hoặc tạo ra chất cĩ cấu trúc khơng gian.
Chương 1. Tổng quan về ngănh nhựa. Trang 30 Câc phương phâp trâng phủ.
Chương 1. Tổng quan về ngănh nhựa. Trang 31
4. Cơng nghệ ĩp phun. [Tăi liệu 6]
Đđy lă phương phâp gia cơng đúc dưới âp suất bởi vì khi sản xuất phải dùng âp lực mạnh để đẩy nhựa nĩng chảy văo khuơn mă thường gọi lă phun, hay tiím. Khuơn được đĩng chặt vă giữ ở âp suất cao. Nhưng để dễ nhớ người ta gọi lă phương phâp ĩp phun. Như vậy nĩ giống xylanh piston của ống tiím vă vịi tiím lă vịi phun, đầu phun nhựa.
Phần lớn câc sản phẩm cĩ chất lượng cao từ chất dẻo được sản xuất từ phương phâp năy.
Nguyín lý hoạt động của mây ĩp nhựa.
Hình 1.8 Sơ đồ động Mây ĩp nhựa.
Hạt polymer được nung nĩng chảy trong xylanh bơm nhựa của mây ĩp phun đến trang thâi chảy nhớt vă nhận được nhựa nĩng chảy được phun bằng trục vít ĩp nhựa qua đầu phun nhựa văo khuơn. Nhựa nĩng được lăm lạnh trong khuơn bởi bộ phận lăm lạnh sản phẩm. Sau đĩ khuơn được mở
Chương 1. Tổng quan về ngănh nhựa. Trang 32
vă sản phẩm đê được tạo hình vă đẩy ra khỏi khuơn. Quâ trình tạo hình, nguyín liệu văo sản phẩm, nhận được độ chính xâc cao cĩ thể nhanh, một chu kỳ sau (20-30) giđy, trong trường hợp nhanh sau (3-5) giđy.
Tất cả câc giai đoạn của mây ĩp phun thường được tự động hĩa, được lắp đặt chuyín dùng lă rơle thời gian điều khiển toăn bộ hoạt động của chu kỳ phun ĩp.
Mây ĩp phun thường được dùng để gia cơng nhựa nhiệt dẻo.
Câc dạng trục vít của mây ĩp nhựa.
(Tham khảo Trục vít ĩp nhựa của cơng ty Mitsubishi) a. Mitsubishi Long Glass Fiber Screw.
Hình 1.9 Mitsubishi Long Glass Fiber Screw. b. Mitsubishi High Capacity HC–UB Screw.
Chương 1. Tổng quan về ngănh nhựa. Trang 33
c. Mitsubishi Ultra High Dispersion MF-UB Screw.
Hình 1.11 Mitsubishi Ultra High Dispersion MF-UB Screw. d. Mitsubishi Ultra High Mixing MD-UB Screw.
Hình 1.12 Mitsubishi Ultra High Mixing MD-UB Screw.
Cơng nghệ ĩp phun nhựa sẽ được tìm hiểu vă giới thiệu kỹ hơn trong khuơn khổ luận văn năy với đề tăi lă Thiết kế Mây ĩp nhựa.
Chương 1. Tổng quan về ngănh nhựa. Trang 34
Sơ đồ khối quâ trình ĩp nhựa.
Hình 1.13 Sơ đồ khối chu trình ĩp nhựa (của Cty Fuji Impulse).
9 8 7 6 5 4 3 2.1 2 1 1.1. Kế Hoạch sản xuất Nhận NVL
Sấy NVL – Pha mău
Lắp đặt khuơn
Gia nhiệt dđy điện trở
Vệ sinh trục vít
Ĩp thử
Kiểm tra
SX hăng loạt
Gọt tỉa bavia, cuốn
Đĩng gĩi Lưu kho
Xử lý
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 35
Chương 2.
CHỌN NGUYÍN LÝ VĂ SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA MÂY ĨP NHỰA
I. Tham khảo một số Mây ĩp nhựa cĩ trín thị trường.
Dưới đđy lă một số loại mây ĩp nhựa đê cĩ trín thị trường (Tham khảo từ Cty Mitshubishi).
1. Mây ĩp nhựa dịng MEtII Serie (35~300 tấn).
Hình 2.1 Mây ĩp nhựa 110MetII.
2. Mây ĩp nhựa dịng MEII Serie (390-500-720 tấn).
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 36
3. Mây ĩp nhựa dịng Super large EM Serie (3300~3900 tấn).
Hình 2.3 Mây ĩp nhựa 3900EM.
4. Mây ĩp nhựa dịng MMJ Serie (610~1200 tấn).
Hình 2.4 Mây ĩp nhựa 720MMJ.
5. Mây ĩp nhựa dịng MMIII Serie (1450~4400 tấn).
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 37
6. Giới thiệu câc thơng số của Mây ĩp nhựa dịng MEtII Serie (35~300 tấn).
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 38
II. Chọn thơng số lăm việc của mây.
Việc lựa chọn thơng số lăm việc cho Mùây ĩp nhựa lă một cơng đoạn quan trọng trong quâ trình thiết kế Mây ĩp nhựa. Đđy lă cơng việc khâ phức tạp vì nĩ địi hỏi người thiết kế phải nắm rõ câc kiến thức vă cĩ kinh nghiệm khâ nhiều trong lĩnh vực cơng nghệ gia cơng sản phẩm nhựa.
Với sự đồng ý của thầy hướng dẫn, câc thơng số thiết kế của Mây ĩp nhựa trong luận văn năy được chọn dựa trín câc thơng số của Mây ĩp nhựa TNR120 mă em đê được lăm việc vă tiếp xúc trong quâ trình Thực tập tốt nghiệp vừa qua.
1. Những thơng số cơ bản của mây TNR120.
Mơtơ Bơm: 15 HP
Cơng suất nhiệt: 6.25 Kw
Aùp suất phun ĩp nhựa: 1546-1931 Kg/cm2
Lực đĩng khuơn: 120 Tấn Chiều dăy khuơn: 110-400 mm
Khối lượng nhựa/1 lần ĩp phun: 132-185 g Tốc độ phun: 55.9-82.2 cm3/s
Aùp suất của hệ thống: 140 kg/cm2
Đường kính trục vít: 38-46 mm
Tốc độ quay trục vít: 0-200 RPM (v/ph)
Số lượng vùng gia nhiệt trong trục vít: 4 vùng Kích thướt mây (LxWxH): 4.64x1.43x1.53 m
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 39
Khối lượng mây: 3.7 Tấn
Hình 2.5 Mây ĩp nhựa TNR120.
2. Những thơng số cơ bản của mây thiết kế cho luận văn năy.
Khối lượng nhựa/1 lần ĩp phun: 132-185 g Lực đĩng khuơn: 120 Tấn
Aùp suất phun ĩp nhựa: 1546-1931 Kg/cm2
Aùp suất của hệ thống: 140 kg/cm2
Chiều dăy khuơn: 110-400 mm
Tất cả câc thơng số cịn lại được tính tôn cụ thể dựa văo câc thơng số cơ bản vừa níu trín.
III. Phđn loại mây ĩp nhựa.
Để phđn loại Mây ĩp nhựa thì chúng ta cĩ nhiều câch, tuỳ theo mục đích vă quan điểm của người sử dụng mă ta cĩ thể phđn loại Mây ĩp nhựa dựa trín hình dâng bín ngoăi, số trục vít ĩp nhựa, theo lực đĩng khuơn,…… Sau đđy lă một số câch phđn loại Mây ĩp nhựa:
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 40
1. Phđn loại theo lực đĩng khuơn: [Tăi liệu 4]
Dựa trín lực đĩng khuơn ta cĩ loại 50 tấn, 100 tấn, …, 8000 tấn. Mây ĩp nhựa được thiết kế trong luận văn năy cĩ thơng số Lực đĩng khuơn lă: 120 tấn
2. Phđn loại khối lượng lớn nhất của sản phẩm/1 lần phun: [Tăi liệu 4]
Ta cĩ loại Mây 1, 2, 3, 5, 8,…, 56, 120 oz (ounces, 1 ounces = 28.349 gram). Mây ĩp nhựa được thiết kế trong luận văn năy cĩ thơng số Khối lượng nhựa/1 lần ĩp phun: 132-185 g
3. Phđn loại theo loại nhựa gia cơng: [Tăi liệu 12]
Ta cĩ Mây phun nhựa nhiệt dẻo vă Mây phun nhựa đặc biệt.
4. Phđn loại theo kiểu cụm phun: [Tăi liệu 3]
Ta cĩ Mây ĩp nhựa loại Piston phun một giăn vă Mây ĩp nhựa loại Piston phun hai giăn.
Mây ĩp nhựa loại Piston phun 1 giăn:
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 41
Từ phễu nhựa hạt được đưa đến Xylanh phun. Chuyển động lín phía trước của Piston buộc câc hạt nhựa đi đến bộ phận mở rộng (măng phun). Xung quanh spreader sẽ lă băng nhiệt, nĩ sẽ lăm chảy nhựa hạt. Nhựa lỏng đi qua giữa Xylanh vă măng phun văo mỏ vịt.
Mây loại năy cĩ câc đặc điểm sau: Cấu tạo đơn giản, gọn, nhẹ. Dịng chảy nhựa lỏng ổn định.
Dễ dăng điều khiển nhiệt độ của câc vùng gia nhiệt.
Mây ĩp nhựa loại Piston phun 2 giăn:
Hình 2.7 Kết cấu hệ Xylanh trục vít trong mây ĩp nhựa 2 giăn.
Cụm phun kiểu Piston hai giăn gồm cĩ 2 cụm Piston, câi năy đặt phía trín câi kia. Một câi để hô dẻo vật liệu vă dẫn vật liệu đến cho Xylanh kia mă ở đĩ Piston thứ 2 sẽ hoạt dộng như một Piston bắn đạn vă đẩy vật liệu dẻo văo khuơn.
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 42
Mây loại năy cĩ câc đặc điểm sau:
Thường sử dụng cho câc vật liệu nhạy với nhiệt (PVC). Tăng hiệu quả trong việc dịch chuyển vật liệu.
Giúp cho quâ trình đẩy tốt hơn. Cấu trúc phức tạp.
Thích hợp để sản xuất câc sản phẩm nhựa cĩ kích thướt vă khối lượng lớn.
Với Mây ĩp nhựa được thiết kế trong luận văn năy thì thơng số
Khối lượng nhựa/1 lần ĩp phun đê được chọn lă: 132-185g. Đđy lă sản
phẩm cĩ khối lượng tương đối nhỏ.
Do vậy, ta chọn loại Mây ĩp nhựa cĩ Piston phun một giăn lă phù hợp với thơng số ta đê chọn.
5. Phđn loại theo phương lăm việc của trục vít cơng tâc.
Theo câch phđn loại năy thì ta cĩ: Mây ĩp nhựa cĩ trục vít nằm ngang (Mây nằm) vă Mây ĩp nhựa cĩ trục vít thẳng đứng (Mây đứng).
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 43 a. Mây ĩp nhựa cĩ trục vít nằm ngang (Mây nằm). (Hình 2.8)
Hình 2.8 Mây ĩp nhựa loại nằm. Ưu điểm:
Kết cấu mây đơn giản dể sử dụng.
Nhờ cơ cấu tay biín nín lực đĩng khuơn cĩ thể thay đổi dể dăng, tốc độ đĩng mở khuơn lớn.
Tiíu tốn ít năng lượng.
Sản phẩm cĩ thể tự rơi ra khi mở khuơn. 1. Thđn mây.
2. Xy lanh đẩy cụm phun. 3. Rênh trược.
4. Motor thuỷ lực. 5. Xy lanh đẩy trục vít.
6. Phểu chứa liệu.
7. Xy lanh chứa trục vít. 8. Tấm cố định.
9. Tấm di động.
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 44
Nhược điểm:
Khĩ vệ sinh khuơn.
b. Mây ĩp nhựa cĩ trục vít thẳng đứng (Mây đứng).
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 45
Ưu điểm:
Năng suất lớn vì quâ trình ĩp diễn ra liín tục.
Chất lượng sản phẩm tốt vì lực ĩp cĩ thể điều chỉnh được. Cĩ nhiều thời gian cho người cơng nhđn thực hiện cơng việc của mình.
Sản phẩm đa dạng cĩ thể cĩ hoặc khơng cĩ terminal.
Nhược điểm:
Nhựa dễ bị chảy do trục vít đứng. Phải cĩ cơ cấu cấp liệu riíng.
Do băn quay nín cơ cấu lăm nĩng khuơn khâ phức tạp. Do băn xoay phải chịu lực ĩp lớn nín việc thiết kế chế tạo băn xoay tương đối phức tạp.
1. Đế
2. Nút vận hănh 3. Băn xoay
4. Cảm biến quang giữ an toăn cho người vận hănh mây
5. Trục dẫn hướng 6. Motor thủy lực
8. Cơ cấu định vị hănh trình 9. Xylanh 10. Xy lanh chứa trục vít 11. Đầu phun 12. Tấm giữ khuơn trín 13. Hộp điều khiển 14. Xylanh
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 46
Vấn đề lựu chọn thiết bị cho từng loại sản phẩm lă hết sức quan trọng. Để giải quyết tốt vấn đề năy ta phải phđn tích thật tỉ mỉ câc tính năng kỹ thuật cũng như cơng suất sử dụng của từng loại thiết bị sao cho phù hợp với yíu cầu kỹ thuật của từng nhĩm sản phẩm mă mây được thiết kế phải đâp ứng.
Trong phạm vi đề tăi năy, với câc sản phẩm được chọn để thiết kế cĩ khối lượng trong khoảng 132-185g. Đđy lă loại mây sản xuất câc sản phẩm cĩ khối lượng tương đối nhỏ. Do đĩ, ta chọn loại mây để sản xuất loại sản phẩm năy lă loại Mây ĩp trục vít nằm ngang. Với những ưu
điểm:
Mây gọn nhẹ, chiếm khơng gian nhỏ.
Chất lượng sản phẩm tốt (độ bĩng, độ chính xâc cao). Năng suất mây trung bình.
Thao tâc vận hănh dễ dăng, an toăn, dễ điều chỉnh – sữa chữa đâp ứng nhu cầu sản xuất đa dạng.
IV. Chọn sơ đồ nguyín lý vă sơ đồ động.
A.Chọn sơ đồ nguyín lý hoạt động.
Mây ĩp nhựa cĩ nguyín lý hoạt động chung thơng thường gồm cĩ câc bước như sau:
Hoạt động đĩng – mở khuơn.
Cụm phun tiến – lùi, văo – ra phạm vi hoạt động(âp sât văo khuơn).
Chương 2. Chọn nguyín lý vă sơ đồ động cho Mây ĩp nhựa Trang 47
Eùp nhựa văo khuơn.
Sơ đồ nguyín lý của Mây ĩp nhựa.
Hình 2.10 Sơ đồ nguyín lý mây ĩp nhựa.
Mây thực hiện chuyển động S1 để đĩng - mở khuơn. Sau khi đĩng khuơn, mây thực hiện chuyển động S2 để đưa cụm phun tiến đến khuơn (thơng thường ở câc mây chuyển động S2 được thực hiện 1 lần trong suốt quâ trình bơm ở khuơn). Sau khi đưa cụm phun tiến đến khuơn, mây thực hiện chuyển động S3 đưa nhựa văo khuơn. Sau khi ĩp xong đủ lượng nhựa văo khuơn, chuyển động S3 được dừng lại ở đĩ 1 thời gian. Tiếp theo trục vít tải liệu (5) thực hiện chuyển động tải liệu (chuyển động xoắn trục vít n) vă S3 lùi về sau, sẽ dừng lại khi lượng nhựa tải văo đầu phun đủ
nhựa.
Khuơn mở ra, sản phẩm được lấy ra theo khoảng thời gian quy định. Chu trình ĩp mới tiếp tục được thực hiện.