Phễu nạp liệu
• Chứa nguyên liệu dự trữ cung cấp ổn định cho máy đùn.
• Họng cấp liệu có hệ thống nước làm mát.
• Phễu nạp liệu được thiết kế sao cho đảm bảo dòng vật liệu chảy ổn định.
Xylanh
• Xylanh bộ phận gia nhiệt ở vòng phía ngoài.
• Xylanh được chế tạo hai lớp:
– lớp ngoài chịu lực
– lớp trong chịu ma sát và ăn mòn.
• Tùy theo vật liệu cần đốt nóng mà lớp ngoài có một hay hai vỏ.
• Thí dụ:
– Gia công nhựa nhiệt dẻo: vỏ ngoài thường là một lớp, được đốt nóng bằng điện trở.
– Gia công cao su: xylanh thường có 2 vỏ để có thể gia nhiệt bằng hơi nước hay tác
nhân tải nhiệt khác.
• Trên Xy lanh có lỗ thoát hơi: Dùng để lấy đi hơi ẩm hoặc hơi của các vật liệu dễ
bay hơi hoặc hơi phát sinh trong quá trình gia công.
• Đường thoát hơi gồm các lỗ nhỏ có
đường kính khoảng 0,2mm để tránh sự rò rỉ của nguyên liệu hoặc người ta phải giảm áp suất đùn ở vùng thoát hơi.
Hệ thống gia nhiệt
• Gia nhiệt làm nhựa nóng chảy trong quá trình đùn.
• Có 2 nguồn năng lượng chính cung cấp cho máy đùn.
– Năng lượng sinh ra do ma sát
– Năng lượng cung cấp từ bên ngoài (bằng cách gia nhiệt xylanh hoặc gia nhiệt trục vít).
Gia nhiệt bằng điện trở:
• Các vòng nhiệt đặt dọc theo thân máy đùn.
• Có ít nhất 3 vùng nhiệt độ. Máy đùn dài hơn có trên 8 vùng nhiệt độ.
Gia nhiệt – giải nhiệt bằng chất lỏng:
• Sử dụng chất lỏng cung cấp nhiệt (lấy nhiệt) trong quá trình đùn.
– Gia nhiệt (giải nhiệt) bằng chất lỏng trong trục vít.
– Gia nhiệt (giải nhiệt) qua xylanh.
Hệ thống làm nguội
• Đối với xy lanh có vỏ bọc thì việc làm nguội có thể dùng nước.
• Trường hợp xy lanh sử dụng vòng gia
nhiệt thì việc làm nguội được thực hiện bởi quạt gió (blower).
Trục vít
Chức năng:
• Tiếp nhận nhựa tại cửa nạp liệu và tải vật liệu từ vùng nạp liệu đến đầu định hình.
• Trong quá trình tải thì chúng thực hiện quá trình trộn hợp, hóa dẻo nhựa.
• Các thông số của trục vít:
1
• Chiều dài vít (L), đường kính vít (D)
• Chiều sâu rãnh vít (h1, h2) ở vùng nạp liệu (L1), vùng nóng chảy (L2) và vùng định lượng (L3)
khác nhau.
• Chiều rộng gân vít (e), bước vít (t), góc
nghiêng của cánh vít (φ), khoảng cách giữa hai gân vít (w).
Các vùng trục vít:
• Trục vít được chia thành 3 vùng:
–vùng nạp liệu
–vùng nóng chảy (vùng chuyển đổi) –vùng định lượng (vùng bơm).
Vùng nạp liệu:
• Chiều dài khoảng 25% L, bề sâu rãnh vít lớn nhất.
• Nhiệm vụ: vận chuyển nguyên liệu từ phễu vào vùng sau của vít.
Vùng nóng chảy:
• Chiều dài khoảng 50% L, độ sâu rãnh vít giảm nhanh.
• Trong vùng này nguyên liệu bị nén mạnh và nóng chảy, đồng thời các khí, hơi
(như hơi nước) sẽ bị đẩy ra khỏi máy đùn bằng đường phễu nạp liệu và lỗ
thoát khí của xy lanh (nếu cần). 1
Vùng định lượng:
• Chiều dài khoảng 25% L, độ sâu rãnh vít thấp nhất.
• Trong vùng này nhựa được nóng chảy đồng nhất (chảy nhớt hoàn toàn) đồng thời vùng này tạo áp lực mạnh để đẩy nhựa nóng chảy vào đầu tạo hình.
Tấm chắn
Tấm chắn
• Được đặt ở cuối thân máy đùn, là một tấm kim loại dày, dạng đĩa, có lỗ.
• Mục đích chính:
– Đỡ các lưới lọc
– Ngăn cản chuyển động xoáy của nhựa nóng chảy khi ra khỏi trục vít, hướng nhựa chảy theo một đường thẳng vào khuôn.
• Có thể kết hợp bộ phận khuấy đảo vào tấm chắn này.
• Tấm chắn khuấy đảo có nhiều rãnh nhỏ dần, sẽ chia nhỏ dòng chảy, kéo dài
dòng chảy. Thiết bị này sẽ cải thiện khuấy đảo phân bố và phân tán.
Lưới lọc
• Chức năng của lưới lọc:
– Lọc tạp chất ra khỏi khối nhựa lỏng, không cho tạp chất vào đầu tạo hình.
– Tạo áp lực ngược để tăng khả năng trộn và nhựa hóa trong vít.
– Trộn hợp tốt dòng nhựa trước khi vào đầu tạo hình.
– Giữ cho dòng nhựa vào đầu tạo hình được ổn định.
• Lưới lọc làm bằng thép không rỉ có cỡ
lưới từ thô (20 – 40 mesh) đến mịn (200 mesh).
• Mesh là số dây kim loại đan lưới trên 1 inch – 25 mm, mesh càng cao, lỗ lưới càng nhỏ.
• Nên dùng kết hợp nhiều lưới để tạo hiệu quả cao nhất có thể được.
• Thông thường, nhiều tấm lưới lọc được đặt kết lại với nhau, bắt đầu là tấm lưới thô,
tiếp đến là các tấm lưới có kích thước nhỏ dần, rồi một tấm lưới thô, áp sát vào tấm chắn. Tấm lưới thô sau cùng chỉ làm nhiệm vụ đỡ tấm lưới tinh. Sắp xếp lưới lọc tạo nên hộp lọc.
• Hộp lọc ngoài chức năng lọc các tạp chất, nó còn làm tăng khuấy trộn trong máy đùn.
Hộp lọc thường gồm: lưới lọc 20 mesh, tiếp đến là 40, 60, 80, lưới 20 mesh được áp sát vào tấm chắn.
Đầu tạo hình
• Đầu tạo hình giữ nhiệm vụ tạo hình dáng sản phẩm.
• Yêu cầu của đầu tạo hình:
– không có điểm dừng trên dòng chảy – tổn thất áp suất nhỏ
– nhiệt độ phân phối đều trên toàn tiết diện – dễ lắp ráp.
1
Một số loại đầu tạo hình
• Đầu định hình dạng ống: sản xuất các
sản phẩm hình trụ hay màng mỏng hình trụ.
• Đầu định hình dạng lỗ: cho các sản
phẩm dạng sợi với các hình dạng khác nhau (sợi tròn, sợi dẹt…)
• Đầu định hình dạng khe: cho các sản phẩm tấm phẳng, màng phẳng.
• Đầu định hình dạng Profile phức tạp:
cho khung cửa sổ, cửa ra vào, nẹp các loại…
• Đầu định hình dạng ống: cho sản phẩm cuối cùng dạng sản phẩm thổi (chai lọ, thùng chứa các loại).
• Trong trường hợp sản phẩm thổi, lõi
trong của đầu định hình được gắn thêm bộ phận dẫn khí nén hoặc dẫn vật liệu khác vào (đối với sản phẩm bọc dây cáp điện).
Các thông số cài đặt trong quá trình đùn
• Nhiệt độ: gồm nhiệt độ gia công (giúp nhựa hóa dẻo hoàn toàn), nhiệt độ nước giải nhiệt cho dầu thủy lực, nhiệt độ nước giải nhiệt
cho sản phẩm nhựa.
• Vận tốc: vận tốc của vít xoắn đi kèm với vận tốc của máy kéo sản phẩm cho phép đùn
nhanh, chậm sản phẩm, giúp điều chỉnh độ dày mỏng và năng suất sản phẩm.
• Áp suất: áp suất dầu thủy lực giúp điều chỉnh các hoạt động đùn của máy. Áp
suất chân không trong bể định hình (đối với ống tròn) giúp định hình ống tròn.
• Hành trình: hành trình cắt tự động của máy cắt sản phẩm, định kì khi sản phẩm đi hết hành trình đó thì sản phẩm sẽ bị cắt.
Hiện tượng trương nở đầu đùn.
• Ở trạng thái tự nhiên, các phân tử nhựa
nhiệt dẻo là những mạch phân tử dài, chúng có thể co cuộn lại, hoặc sắp xếp ngẫu nhiên, hoặc ở các trạng thái khác,…
• Khi nhựa bị chảy vào đầu định hình, các mạch phân tử bị kéo thẳng ra hoặc định hướng theo dòng chảy vì vậy chúng không còn sắp xếp ngẫu nhiên nữa.
• Khi nhựa bị chảy ra khỏi đầu định hình, các mạch phân tử có xu hướng co cuộn lại, đây là nguyên nhân làm cho sản phẩm đùn bị co ngót theo chiều đùn và bị rộng ra theo chiều vuông góc với chiều đùn.
• Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương đầu định hình và tương ứng là nếu tốc độ kéo
nhỏ hơn tốc độ đùn thì sản phẩm đùn sẽ bị rộng ra theo chiều vuông góc.
• Nếu sản phẩm bị trương quá nhiều thì dòng nhựa sẽ bị đứt khúc (gãy vỡ), có thể làm cho bề mặt sản phẩm bị sần sùi.
• Hiện tượng trương đầu định hình có thể hiểu đơn giản là hiện tượng hồi phục lại (sau khi bị biến dạng) khi nhựa ra khỏi đầu định hình.
• Khả năng hồi phục lại của vật liệu là một hàm của thời gian (giai đoạn đầu vật liệu hồi phục nhanh nhưng sau đó khả năng hồi phục
chậm lại).
• Đầu định hình có chiều dài ngắn thì hiện tượng trương xảy ra nhiều và ngược lại.
• Vì dòng chảy ổn định, mạch có thời gian để sắp xếp lại
Phôi đùn chảy rối
Phôi đùn dạng mắt tre
Cách giảm hiện tượng trương đầu định hình
• Tăng tốc độ kéo
• Giảm tốc độ đùn, tăng nhiệt độ chảy (phôi mắt tre)
• Tăng chiều dài kênh thoát nhựa tương ứng (phôi chảy rối)
• Tạo dòng hoặc giảm góc vào đầu tạo hình.
Một số thông số liên quan đến trục vít