IV. Đầu tạo hình
1. Định nghĩa Phân loạ
Định nghĩa: Đầu tạo hình là một bộ phận được lắp vào phía trước của máy đùn để tạo hình
cho sản phẩm.
- Yêu cầu quan trọng đối với dầu tạo hình là trên bất kỳ mặt cắt ngang nào dòng vật liệu dịch chuyển với một tốc độ không đổi và các vị trí thay đổi không được phép đột ngột. Bởi vì tại các vị trí này dòng chảy có thể bị ngừng trệ gây ra sự phân huỷ nhiệt.
- Để tăng thêm áp lực trong máy, ở giữa đầu tạo hình và trục vít phải lắp thêm chi tiết tạo ra sức cản.
- Trong đầu tạo hình có thể phân biệt một cách cơ bản ba giai đoạn:
+ Giai đoạn chuyển dòng: trong giai đoạn này chất dẻo được chuyển từ mặt cắt ngang hình vành khăm sang mặt cắt ngang gần với biến dạng bề ngoài của profil sản phẩm. + Giai đoạn tạo hình: làm cho hình dạng dòng chảy chất dẻo tiếp nhận hình dạng mặt cắt ngang của sản phẩn cần sản xuất.
+ Giai đoạn là phẳng(chuốt): làm cho hình dạng của dòng chất dẻo ổn định.
∗ Phân loại đầu tạo hình: Gồm 1 số loại cơ bản sau: - Đầu đùn ống và các sản phẩm tạo hình:
Để sản xuất ống và các sản phẩm định hình rỗng người ta sử dụng các đầu tạo hình bên trong có lõi. Các chi tiết cố định kõi sẽ tách dòng chảy gây ra sự bất đẳng hướng dòng chảy. Để khắc phục người ta thu hẹp mặt cắt ngang của dòng chảy sau các chi tiết này. Không khí được thổi vào giữa lõi với áp lực cao để tạo đường kính trong.
Khó khăn nhất là làm sao cho trong suốt bề rộng của khe dòng chảy có tốc độ không đổi. Để xử lý vấn đề này người ta thường sử dụng 2 kết cấu cơ bản:
+ Đầu tạo hình có khe rộng có thanh đẩy điều chỉnh (hình). + Đầu tạo hình có kênh phân phối.
Đầu tạo hình khe rộng có thanh đẩy điều chỉnh được đặt vuông góc với đường tâm của trục chính.
Đầu tạo hình thổi màng mỏng được lắp trên đầu đùn chử thập. Việc sắp xếp màng thổi có thể bằng cách kéo tới theo phương thẳng đứng lên hoặc xuống.
Để thổi các túi màng loại nhỏ và trung bình và chủ yếu đối với các chất dẻo, ít nhạy nhiệt, người ta thường sử dụng đầu tạo hình có dòng vật liệu chảy vào theo phương hướng kính.
Với các vật liệu nhạy về nhiệt, người ta dùng đầu tạo hình có phương dòng chảy vào chính tâm.
Ngoài ra, còn có nhiều loại đầu tạo hình để thổi màng khác và loại có kết quả tốt là loại có kênh dẫn hình xoắn ốc có kích thước giảm dần.
- Đầu tạo hình để tạo lớp phủ:
Trong đầu tạo hình, chiều dài của phần là phẳng (die land) rất quan trọng vì phần này giúp cho dòng nhựa ổn định trước khi thoát ra khỏi đầu tạo hình. Về nguyên tắc thì phần này càng dài càng tốt. Tuy nhiên nó không được vượt quá giá trị tại đó sự quá nhiệt xãy ra và mức tiêu thụ năng lượng lớn. Chiều dài cần thiết của phần này không chỉ phụ thuộc vào loại và nhiệt độ của nhựa nóng chảy mà còn phụ thuộc vào tốc độ chảy của dòng nhựa. Có nhiều quy tắc khác nhau về chiều dài của phần này: Một quy tắc cho rằng chiều dài này phải đủ lớn sao cho thời gian lưu của chất nóng chảy trong phần này với vận tốc chảy trung bình phải bằng với thời gian hồi phục. Một quy tắc khác thì lại cho rằng chiều dài này phải đảm bảo để tạo ra áp suất phía sau đủ lớn. Thông thường chiều dài tối thiểu bằng 10 lần bề rộng khe (die opening) hoặc bằng đường kính khe (nếu đầu tạo hình sản xuất thanh tròn và ống).
Góc lớn nhất của phần vuốt thon (phía trước die opening) là 30 độ. Việc giảm góc này sẽ giảm được sự ngừng trệ dòng chảy và thời gian lưu của nhựa.
Các phương trình trên áp dụng đối với các profile thanh tròn, khe và dạng giọt lệ (tear drop, được sử dụng trong đầu tạo hình sản xuất tấm)