Việc điều khiển nhiệt độ khuôn trong suốt toàn bộ thời gian hoạt động yêu cầu cẩn thận để đảm bảo bất cứ sự di chuyển và quay của khuôn được hoạt động tốt. Đúc chèn và đúc đè là các sự biến đổi đơn giản của phương pháp đúc một loại vật liệụ Cụ thể sự khác nhau ở đây là phôi, kim loại hoặc nhựa được đặt trong khuôn trước khi dòng nhựa được phun vàọ Dòng nhựa thứ nhất được phun vào trong khuôn, nó chảy trên, dưới và xung quanh phôi và đông cứng, khoá chặt phôi bên trong nó
Đúc đè: sử dụng phương pháp đúc một loại vật liệu để chế tạo ra phôi, sau đó chuyển nó đến một cái khuôn khác sau khi nó đã đông cứng ít nhất một phần. Sau đó vật liệu thứ hai được phun vào trong một khuôn mới với phôi ở bên trong. Phôi thì thường được làm sẵn trên một bộ phận phun riêng biệt.
Đúc chèn: là một dạng thay đổi đặc biệt của Đúc đè mà phôi được làm nhiều lần trước chu kì phun. Điều này có nghĩa là phôi có thể được lấy từ các nhà cung cấp. Thêm vào đó, phôi thì thường được làm bằng kim loạị Phôi này có thể được làm bằng các phương pháp phun ép tiêu chuẩn, tạo hình kim loại hoặc các quá trình gia công. Phôi thì thường được làm khía, xù xì, hoặc xử lí với các chất kết dính để dòng nhựa gắn lên bề mặt nó tốt hơn. Thêm vào đó, các biện pháp khoá cơ khí thường được sử dụng để giữ phôi khi nhựa được phun vàọ
Sự khác nhau giữa Đúc chèn và đúc đè và đúc một loại vật liệu đó là phôi được đưa vào trong lòng khuôn (kể cả bằng tay hoặc bằng máy) trước khi mỗi lần bắn nhựạ Một máy phun chỉ đòi hỏi một bộ phận phun kèm theo, và không có sự yêu cầu đặc biệt nào trong khuôn hoặc các bộ phận kẹp của máỵ
Đúc đè là một quá trình có khả năng sản xuất đa dạng nhiều sản phẩm. Trong nhiều trường hợp, đúc đè thì được sử dụng để tạo ra các vỏ bọc sản phẩm có bề mặt mềm mại hoăc cứng. Các ứng dụng chủ yếu nói chung là trong công nghiệp hàng tiêu dùng, bao gồm các sản phẩm như: công cụ cầm tay, điện thoại, máy nhắn tin, các thiết bị máy tính, các vật dụng chăm sóc con người (như lược, bàn chải răng) và đồ chơị Thêm vào đó, đúc đè được sử dụng rộng rãi để sản xuất dây cáp điện.
Các ứng dụng chủ yếu của đúc chèn là dây và các ống nối chân không, ống dẫn khí của xe hơi, loa phóng thanh, đầu ống nối, các ống đặc.
Hình 1.11: Các ứng dụng của đúc chèn
1.2 Những ưu điểm và nhược điểm các quá trình đúc sản phẩm nhiều màu
1.2.1 Ưu điểm
Việc sản xuất các chi tiết nhiều màu đang trở nên ngày càng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp bởi vì các chi tiết nhiều loại vật liệu có đặc tính nổi trội so với các chi tiết một loại vật liệu truyền thống. Toàn bộ chi tiết lắp ráp đang được thay thế bởi các chi tiết nhiều màu đơn giản mà vẫn thực hiện tốt hơn các đặc tính và giá cả của sản phẩm vẫn được đảm bảọ
Các thành phần nhiều màu
Đúc nhiều vật liệu có thể tạo ra vật nhiều màu có hình dáng liên tục với các phần có các màu sắc khác nhaụ Điều này có tính thẩm mỹ cao hơn cho sản phẩm được tạo từ việc lắp ghép các chi tiết riêng rẽ làm từ một vật liệu, hoặc là một sản phẩm một vật liệu mà được sơn các màu khác nhau trên bề mặt. Một vật thể nhiều vật liệu nhiều màu không cần phải trải qua công đoạn sơn hoặc lắp ráp và do đó, sẽ loại bỏ được chi phí cho công đoạn sơn và lắp ráp.
Hình 1.11: Ứng dụng cho khuôn làm nhiều vật liệu nhiều màụ
Các chi tiết có sự bố trí vỏ/lõị
Có lẽ việc sử dụng phổ biến nhất hiện nay của đúc nhiều vật liệu là sản xuất các chi tiết với sự bố trí vỏ/lõị Một chi tiết với sự bố trí vỏ/lõi có một lớp vỏ bên ngoài che lõi bên trong của chi tiết.
Hình 1.12: Các chi tiết sắp xếp vỏ/lõị
Thuận lợi chính của việc bố trí vỏ/lõi là lớp lõi hoàn toàn được bảo vệ với môi trường bên ngoài bởi lớp vỏ phủ lên nó. Việc bố trí này có thể được thực hiện theo nhiều cách:
- Thứ nhất, lớp vỏ này như một lớp áo mỏng mà nó hoàn toàn bảo vệ các chi tiết bên trong khỏi các yếu tố tác hại như ăn mòn hoá học(axít, bazơ, muối…), thời tiết, và bức xạ. Ví dụ, các sản phẩm trải qua hầu hết các thời gian ngoài trời có thể được đúc với lớp vỏ chống lại tia UV che cấu trúc lõị
- Thứ hai, lớp vỏ cung cấp tính thẩm mỹ hoặc thoải mái khi cầm nắm, trong khi lõi không hấp dẫn thì hoàn toàn bị ẩn đị
- Cuối cùng, sự bố trí vỏ lõi làm tăng tính kính tế. Lõi là thành phần chủ yếu của chi tiết, nó được tạo ra từ các vật liệu không tiêu chuẩn, vật liệu tái chế, không tinh khiết, hay các vật liệu kém chất lượng trong khi đó thể tích lớp vỏ ít được làm từ vật liệu đồng nhất và chất lượng caọ Ví dụ, đĩa dùng trong trò chơi làm từ 33% là nhựa vụn, thêm vào đó, sẽ giảm khối lượng chi tiết khoảng 15% nếu lõi làm từ vật liệu xốp.
Hình 1.13: Các sản phẩm bố trí vỏ/lõi
Các chi tiết được lắp ráp trong khuôn.
Một thuận lợi quan trọng khác của đúc nhiều vật liệu là khả năng sản xuất các chi tiết được lắp ráp đầy đủ trong khuôn. Điều này có nghĩa là toàn bộ khâu lắp ráp bao gồm nhiều mảnh có thể được chế tạo bởi một nhóm khuôn riêng lẽ, bằng cách này có thể loại bỏ sự cần thiết cho việc lắp ráp phụ và sử dụng các mối hàn, đinh tán, bulông để kẹp chặt, điều này sẽ làm giảm chi phí lắp ráp.
Một ứng dụng khác của đúc nhiều loại vật liệu là sản suất các cơ cấu chịu nén, ở đó vật liệu chịu nén được biến đổi tại các vị trí mong muốn trong cấu trúc để làm biến dạng cấu trúc đáp ứng chức năng hoạt động. Do đó, các vật thể nhiều vật liệu có thể cung cấp điều khiển cục bộ của đặc tính cơ khí của vật thể.
Hình 1.14: So sánh giữa cái kẹp làm từ cách truyền thống và cái kẹp làm từ cách đúc nhiều vật liệu chế tạo các chi tiết có bề mặt tiếp xúc mềm mạị
Thuận lợi cuối cùng của đúc nhiều loại vật liệu cho phép chế tạo các sản phẩm có khối nhựa cứng và một vùng cầm có nhựa mềm. Phần nền cứng làm chi tiết cứng, chắc chắn, vùng vật liệu mềm làm cải thiện tính thẩm mỹ, khả năng cầm nắm.
Hình 1.15- Các chi tiết có vỏ mềm mạị
1.2.2 Nhược điểm
- Trang thiết bị và đầu tư thiết bị đòi hỏi cho khuôn nhiều vật liệu có giá trị cao hơn so với thiết bị của khuôn một vật liệụ
- kỹ thuật đúc nhiều loại vật liệu còn non trẻ khi so sánh với các phương pháp truyền thống. Kĩ thuật đúc nhiều loại vật liệu không được phát triển đầy đủ và qui trình không được hiểu cặn kẽ. Điều này có thể làm cho các kĩ sư sản xuất do dự khi chọn phương pháp đúc nhiều loại vật liệụ Hơn nữa, việc quyết định để chọn đúc nhiều loại vật liệu đỏi hỏi người điều khiển máy, người thiết kế sản phẩm và các kĩ sư sản xuất phải được đào tạo đăc biệt cho mỗi quá trình.
1.3 Thiết bị đúc nhiều vật liệu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cũng như đúc một loại vật liệu, tất cả các máy đúc nhiều loại vật liệu có ít nhất một thiết bị phun, một bộ phận kẹp và một khuôn.
1.3.1 Trạm phun
Mục đích của trạm phun là để tạo áp lực để phun nhựa chảy vào khuôn. Trạm phun gồm phễu cấp liệu, bộ gia nhiệt, bơm phun, vòi phun. Bơm phun có thể là một trục vít tịnh tiến hay một pittông thuỷ lực. Tất cả các bộ phận này làm việc liên kết với nhau để nạp vật liệu, làm chảy nó và bắn vào lòng khuôn. Tuỳ vào nhu cầu của từng loại khuôn mà có các trạm phun khác nhaụ
Một số kiểu trạm phun nạp liệu:
• Kiểu máy có hai trạm phun bố trí đồng thời
Vị trí của hai miệng phun bố trí đồng thời được bố trí gần nhau để có thể cùng phun trên 1 lòng khuôn. Phương pháp này thường được sửa dụng trong phương pháp đúc nhiều thành phần : đúc hai lần phun, đúc gián đoạn, đúc cùng phun, đúc lớp. Cách bố trí này thường áp dụng cho những chi tiết có hình dạng đơn giản, có độ chính xác thấp.
Hình 1.16: Kiểu máy có hai trạm phun bố trí đồng thời
• Kiểu máy có hai trạm phun bố trí song song.
Phương pháp này sử dụng khi miệng phun của màu 1và ví trí của miệng phun của màu 2 bố trí song song trục quaỵ Khi phun xong trên trạm phun thứ nhất đươc màu 1 màu thì khuôn sẽ quay đi 1 góc 180o để trạm phun thứ hai phun mà thứ 2 cho sản phẩm.
Kiểu máy có hai trạm phun bố trí song song được sử dụng trong phương pháp đúc nhiều lần bắn: đúc nhiều lần bằng tấm quay, đúc nhiều lần bằng tấm phân độ.
Hình 1.17:Kiểu máy có hai trạm phun bố trí song song
• Kiểu máy có hai trạm phun bố trí vuông góc với nhau
Cũng giống như Kiểu máy có hai trạm phun bố trí song song về phạm vi ứng dụng của khuôn nhưng ở kiểu miệng phun bố trí vuông góc này thì vị trí của hai miệng bố trí lệch nhau 90o
Hình 1.19: Các máy có ba trạm phun nạp liệu
1.3.2 Trạm kẹp
Giữ khuôn trong suốt quá trình khuôn đóng và kích hoạt các chốt đẩy khi khuôn mở. Cơ cấu kẹp là cơ cấu thuỷ lực hay hệ thống kẹp cơ khí và phải đủ lớn để chống lại áp lực sinh ra khi nhựa phun vào lòng khuôn. Ngoài ra trạm kẹp còn liên kết với các thiết bị lói sản phẩm.
1.3.3 Khuôn
Chứa các lòng khuôn là nơi chứa nhựa, phải có một thiết bị phun riêng biệt cho mỗi loại vật liệụ Hơn nữa, bộ điều khiển máy phải có khả năng điều khiển tuần tự nhiều vòi phun riêng biệt. Bởi vì hai hay nhiều bộ phận phun thì thường xuyên cần thiết, các nhà chế tạo khuôn có nhiều sự chọn lựa trong việc đặt các bộ phận phun riêng biệt trong máỵ Có nhiều sự chọn lựa, mỗi sự lựa chọn thì đều có thuận lợi, khó khăn.
Một số kiểu khuôn sử dụng phổ biến nhất trong phun đúc nhiều vật liệu:
* Tấm khuôn quay
So với khuôn đúc truyền thống đúc sản phẩm 1 màu
Giống nhau: cấu tạo của từng khuôn trong gia công sản phẩm nhiều vật liệu giống như cấu tạo của 1 bộ khuôn truyền.
Khác nhau : 2 khuôn lắp đồng thời và được tạo chuyển động quay để tạo ra nhiều vật liệu trên cùng 1 sản phẩm
Hình 1.20: Tấm khuôn quay
* Lòng khuôn quay
Lúc này cấu tạo của khuôn có sự khác biệt với khuôn đúc 1 vật liệu do có thêm cơ cấu để thực hiện quá trình quay của lòng khuôn
• Một số máy đúc vật liệu thực tế
Hình 1.22: Máy đúc 2 trạm phun bố trí vuông góc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 1.23: Máy đúc 2 trạm phun bố trí song song
CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH CAD BÀN CHẢI
2.1 Mở đầu
So sánh bàn chải đánh răng làm từ hai vật liệu nhựa với bàn chải đánh răng làm từ một vật liệu nhựa thì bàn chải đánh răng làm từ hai vật liệu nhựa nó có một số ưu điểm sau:
- Kiểu dáng đẹp hơn với sự kết hợp của nhiều màu nhựa khác nhaụ Được nhiều người dùng ưa thích đặc biệt là trẻ nhỏ vì màu sắc thu hút.
- Bàn tay người sử dụng cầm vào sẽ có cảm giác mềm mại hơn do đặc tính của loại nhựa dẻo được kết hợp vào, giúp chải sạch răng hơn vì đầu bàn chải mềm giúp len lõi vào phần khó chải nhất và lớp nhựa mềm làm giảm đau cho miệng khi đánh răng.
- Sản phẩm phong phú về hình dáng và màu sắc do sự kết hợp cuả nhiều vật liệu có đặc tính khác nhau và màu sắc khác nhaụ
Với những ưu thế trên của bàn chải đánh răng hai màu so với bàn chải đánh răng một màụ Đề tài này chọn bàn chải đánh răng hai màu làm đối tượng nghiên cứụ Vật liệu nền của bàn chải là nhựa ABS và vật liệu lõi là nhựa SBS. Một số thông số kỹ thuật của 2 loại nhựa này như sau:
ạ Một số thông số kỹ thuật của nhựa ABS
- Tỷ trọng : 1,02 - 1,04 g/cm3
- Nhiệt độ nóng chảy : 200 oC ÷ 280 oC - Nhiệt gia công : 160 oC ÷ 280 oC - Độ bền nhiệt : 60 oC ÷ 120 oC - Độ co rút : 0,4 oC ÷ 0,6 oC - Nhiệt độ khuôn : 50 oC ÷ 60 oC
- Hệ số nhớt : 1,3÷1,4
b. Một số thông số kỹ thuật của vật liệu nhựa SBS
- SBS là chất dẻo đàn hồi có tính chất tương tự như cao su, loại vật liệu này được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp và gia dụng - Tỉ trọng riêng của nhựa : 0,9198 - 1,0188 g/cm3
- Nhiệt độ chảy : 210 oC
- Phạm vi nhiệt độ chảy : 190 oC÷ 230 oC - Nhiệt độ chảy max tuyệt đối : 250 oC
- Độ co rút : (0,4÷0,7)%
2.2.1 Mô hình hóa phần lõi
Bước 1: Vẽ sketch trên mặt phẳng top như hình dưới:
Hình 2.1: Vẽ sketch trên mặt phẳng top
Bước 2: Dùng lệnh Extrude với tùy chọn solid, đùn về hai phía với kích thước 20 kết quả như trên hình 2.2:
Hình 2.2: Mô hình sau khi Extrude Bước 3: Vẽ sketch trên mặt phẳng top như hình 2.3:
Hình 2.3: Vẽ sketch trên mặt phẳng top
Bước 4: Dùng lệnh Extrude với tùy chọn Cut, thiết diện cắt là Sketch vừa vẽ ở trên hình 2.3, chọn cho mũi tên chỉ ra ngoài kết quả như hình 2.4:
Bước 5: Tạo thêm mặt phẳng DTM1, song song và cách mặt phẳng Front khoảng cách bằng 10, vẽ sketch như hình 2.5:
Hình 2.5: Kích thước mặt trên phần lõi
Bước 6: Dùng lệnh Offset, chiếu sketch vừa vẽ lên mặt trên của bàn chải, tùy chọn cắt, kích thước bằng 1, kết quả như hình 2.6:
Hình 2.6: Mô hình sau khi offset mặt trên
Bước 7: Tạo thêm mặt phẳng DTM1,song song và cách mặt phẳng Front khoảng cách bằng -10, vẽ sketch như hình 2.7:
Hình 2.7: Kích thước mặt dưới phần lõi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bước 8: Dùng lệnh Offset, chiếu Sketch vừa vẽ lên mặt trên của bàn chải, tùy chọn cắt, kích thước bằng 1, kết quả như hình 2.8:
Hình 2.8: Mô hình khi offset mặt dưới
Bước 9: Dùng lệnh Round để bo tròn
ạ Bo tròn sử dụng tùy chọn Full round, kết quả như hình 2.9 và 2.10
Hình 2.9: Bo tròn mặt dưới chi tiết nền
b. Bo tròn với bán kính không đổi
- Nhấp chuột vào Sets trên dashboard, xuất hiện set1, nhập bán kính bằng 1, chọn cạnh như hình 2.11,
Hình 2.11: Bo tròn các cạnh mặt trên
- Nhấp chuột vào chữ New set, set 2 xuất hiện, nhập bán kính bằng 1.5, chọn cạnh như hình 2.12
Hình 2.12: Bo tròn các cạnh mặt trên Bước 10: Tạo phần lỗ để giữ lông bàn chải
- Tạo lỗ
Dùng lệnh Revolve với tùy chọn cắt với thiết diện sketch được vẽ trên mặt phẳng Top, cách mặt phẳng Right một khoảng bằng 46, như trên hình 2.13
- Pattern để sao chép ra nhiều lỗ
Kích phải chuột vào lỗ vừa mới tạo ở trên, chọn Pattern với tùy chọn Fill, kiểu điền đầy là hình thoị Nhấp chuột vào References để vào môi trường Sketch >