Tìm hiểu CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Trong chương này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết về CÔNG NGHỆ ÉP PHUN sử dụng hạt nhựa trong các nhà máy sản xuất tiêu dùng và chế tạo sản phẩm công nghiệp.

I. Nguyên liệu và các thông số quan trọng:

1. Các loại nguyên liệu nhựa thông dụng có thể gia công trên máy ép phun:

  • PELD (Low Density Polyethylen) – nhựa peld
  • PE tỷ trọng thấp : hay là hạt nhựa LDPE
  • PEHD (High Denssity )
  • Polyethylen) PE tỷ trọng cao.
  • PP (PolyPropylene) : các mã hạt nhựa PP phổ thông
  • PS (PolyStyrene)
  • ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
  • PDHI (Polystyrene High Impact): PS chịu va đập.
  • PA (PolyAmide)
  • PC (PolyCarbonate)
  • PVC (PolyvinylChloride) cứng và mềm.
  • POM (Ployoxymethylene, Polyfprmaldehyde, Acetal).
  • SAN (Styrene Acrylonitrile)
  • ASA (Acrylonitrile – Styren – Acrylate)
  • PET (Polyethylene Terephthalate)
  • PBT (Polybutylene Terephthalate)
  • PPO (Poltyphenylene oxide)
  • PF (Polyphenol Formaldehyde)
  • MF (Melamin – Formaldehyde)…

2. Chỉ số chảy (Mel: Index)

Trong quá trình chọn lựa nguyên liệu và công nghệ gia công, người ta cần biết chỉ số chảy của nguyên liệu đó.Chỉ số chảy biểu thị tính chảy của nguyên liệu và dùng để so sánh trong việc chọn nguyên liệu. Đơn vị tính gr/10 phút ở điều kiện áp suất (tải trọng) và nhiệt độ nhất định theo tiêu chuẩn đo. Chỉ số này càng lớn, trọng lượng phân tử thấp, dễ chảy, dùng nhiệt độ áp suất gia công thấp hơn, chu kỳ ngắn, do đó dễ gia công hơn và sản phẩm đạt chất lượng hơn.

Chỉ số chảy của PE, PP dùng cho công nghệ ép phun có thể chọn từ 4 – 60 gr/10 phút (ở điều kiện tải trọng 2,160kg, nhiệt độ 1900C theo tiêu chuẩn ASTM: D1238 – 32T).

3. Tỷ trọng của nhựa:

Tỷ trọng thể hiện một phần tính chất của nguyên liệu nhựa. Đơn vị: g/cm3 . Dưới đây là tỷ trọng của một vài loại hạt nhựa thông dụng:

  • Nhựa PELD : 0,910 – 0,924
  • PEMD : 0,925 – 0,940
  • PEHD : 0,941 – 0,965
  • Hạt Nhựa PP : trong khoảng từ 0,9 – 0,910
  • PS :1,04 – 1,05
  • Các hạt ABS : 1,04 – 1,06
  • PA-6.6 : 1,13 – 1,15
  • PC : 1,19 – 1,20

Tỷ trọng tăng kết quả: độ dài, độ cứng, lực kép đứt, nhiệt độ mềm, độ kháng hóa chất tăng, ngược lại: độ kép dãn, lực va đập, độ thấm khí giảm.

Trong công nghệ lựa chọn nguyên liệu nhựa gia công cần kết hợp chọn lựa trên chỉ số chảy và tỷ trọng nguyên liệu để đảm bảo gia công dễ dàng và tính chất nguyên liệu phù hợp với sản phẩm sử dụng.

II. CÁC THIẾT BỊ ÉP PHUN:

Tiếp đến, chúng ta sẽ tìm hiểu về các thiết bị cơ bản thường sử dụng trong công đoạn ép phun tại các nhà máy sản xuất đồ nhựa hiện nay

1. Phân loại thiết bị ép :

Các thiết bị ép phun nhựa được chia thành nhiều nhóm khác nhau, dựa theo sự phân loại quy ước hoặc các nguyên lý hoạt động của chúng. Cụ thế bao gồm :

  • Phân loại theo lực đóng khuôn: loại 50, 100, … 8000 tấn.
  • Phân theo trọng lượng sản phẩm một lần phun đối đa: 1, 5, 2, 3, 8, 10, …. 56. 120oz (ounces), ounce là đơn vị trọng lượng (1 ounce = 28,349gram)
  • Theo loại pit tông trục vít.
  • Phân loại trục vít.
  • Theo loại trục vít nằm ngang hay thẳng đứng.

2. Các loại trục vít:

Trong một dây chuyền ép phun nhựa, trục vút là loại thiết bị dạng bánh răng không đổi, khoảng cách giữa các răng ( bước răng ) không đổi nhưng có độ sâu giảm dần.

Các bộ phận của máy ép phun dạng trục vít tiêu chuẩn

Trục vít có 3 vùng:

– Vùng nhập liệu: ở gần phễu nhập liệu dùng để chuyển nguyên liệu về phía trước, ở cuối vùng này, nguyên liệu mềm và bắt đấu chảy (50%L).

-Vùng nén ép: ở giữa vít, dùng nén ép nguyên liệu hỏng (25%L).

-Vùng định lượng: trộn và tạo đồng nhất trước khi phun vào khuôn (25%L).

Tỷ lệ nén ép: chọn từ 2:1 đến 3,5:1

Tỷ lệ chiều dài trục vít (L) trên đường kính trục vít (D): L/D từ 14:1 đến 24:1. 3.

Đầu trục vít: Là bộ phận gắn ở đầu trục vít, thường dùng loại đầu nhọn, thường tiếp xúc với đầu xy lanh ở cuối giai đoạn ép, tránh không cho nguyên liệu lỏng bám vào đầu xylanh.

4. Đầu phun (béc phun):

Đầu phun nhựa là bộ phận gắn giữa đầu xylanh đầu xylanh và cuống phun của khuôn. Chúng phải có hình dạng thích hợp với sự chảy nguyên liệu và gắn chặt với cuống phun trong quá trình ép phun, lỗ đầu phun nên nhỏ hơn lỗ cuống phun ở khuôn. Đầu phun có thể thay đổi và có vòng nhiệt riêng.

5. Khuôn: Khuôn có hai nửa khuôn, mỗi nửa khuôn gắn với mỗi thớt khuôn. Nửa khuôn gắn vào thớt khuôn cố định gọi là khuôn cái. Nửa khuôn gắn vào thớt khuôn di định gọi là khuôn đực. Khuôn phải có hệ thống đường chảy nước để làm nguội khuôn trong quá trình gia công.

* Phân loại khuôn: có hai khuôn 2 tấm, 3 tấm… Khuôn gồm có: + Cuống phun (spue) + Đường chảy nhựa (runnet) + Cổng cốc khuôn (gate) + Cốc khuôn (cavity). Khuôn có thể nhiều cốc khuôn (tức là sản phẩm) 2, 3, 4,5, 6, 8, 12, 16,… và các cốc khuôn này có thể xếp trên hình tròn, song song, chữ thập, đường thẳng (1 phía, 2 phía).

6. Bộ phận đóng khuôn: Nhiệm vụ đóng khuôn và kẹp chặt khuôn trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, mở khuôn và đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn. Phân loại: bộ phận đóng khuôn bằng cơ hay bằng thủy lực. + Máy loại nhỏ và trung bình (dưới 100 tấn lực đóng khuôn) dùng hệ thông thủ lực. + Máy loại lớn dùng hệ thống cơ có kết hợp thủy lực. Trong quá trình gia công, lực đóng khuôn luôn phải lớn hơn áp suất phun nhựa lỏng.

7. Chu trình dòng nhựa chảy trong máy ép phun: Nguyên liệu nhựa (hạt, bột, …) được vận chuyển, làm chảy, trộn đều và được đẩy vào trong khuôn dưới tác động của nhiệt và sự quay của trục vít, khi chất dẻo trong khuôn dưới tác động của nhiệt và sự quay của trục vít, khi chất dẻo trong khuôn được làm nguội và rắn lại theo hình dạng cốc khuôn, nửa khuôn di động sẽ mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi nửa khuôn này.

8. Các thông số gia công ép phun nhựa:

8.1. Áp suất: Là thông số quan trọng nhất trong vấn đề gia công trên máy ép phun. Nó liên quan đến độ làm đầy nguyên liệu trong khuôn áp suất phun này thể hiện qua áp suất trên đường ống dẫn thủy lực.

8.2. Tốc độ chảy: Là thông số quan trọng thứ nhì, nó liên quan đến độ nhớt và tính chất cơ học cuối cùng của sản phẩm, tốc độ chảy làm thay đổi sự sắp xếp mạch phân tử và cũng tùy thuộc vào kích thước trong quá trình làm đầy, tốc độ chảy thể hiện qua thời gian làm đầy khuôn.

8.3. Nhiệt độ: Nhiệt độ trên xy lanh thường không thay đổi với hệ thống nhiệt được điều khiển với độ nhạy chính xác sẽ làm thay đổi áp suất trong khuôn và chất lượng sản phẩm sẽ thay đổi.

Xem thêm : bảng giá các loại hạt nhựa

NHIỆT ĐỘ GIA CÔNG CÁC LOẠI NHỰA THÔNG DỤNG

Tên nguyên liệu Nhiệt độ xy lanh độ C Nhiệt độ khuôn C Béc phun Đầu vít Giữa vít Cuối vít PEHD PELD PP PS PSHI ABS PC PVC cứng PVC mềm 200 180 200 210 220 220 280 180 190 190 170 190 200 210 210 270 170 180 180 160 180 190 200 200 260 160 170 170 150 170 180 190 190 250 150 160 40 – 60 40 – 60 55 – 65 40 – 60 40 – 60 50 – 60 90 – 120 45 – 60 45 – 60

Nhiệt độ khuôn:

được làm nguội bằng các đường nước, nhiệt độ bề mặt khuôn có ảnh hưởng đến áp suất trong khuôn, nhiệt độ khuôn phải đồng nhất.

THÔNG SỐ TIÊU BIỂU CỦA MÁY ÉP PHUN

MÁY ÉP PHUN THIẾT KẾ TRỤC VÍT ÉP PHUN CHU KỲ ÉP PHUN SỰ TIẾP XÚC ĐẦU BÉC PHUN VÀ ĐẦU LỖ CUỐNG PHUN (Ở KHUÔN) VÀ SỰ LIÊN QUAN GIỮA ĐƯỜNG KÍNH LỖ BÉC PHUN VÀ ĐƯỜNG KÍNH LỖ CUỐNG PHUN CÁC DẠNG ĐẦU TRỤC VÍT ÉP PHUN DÙNG CHO PVC CỨNG VAN MỘT CHIỀU KIỂU VÒNG CHẶN TRƯỢT CHO NHỰA NHIỆT DẺO CÁC KIỂU VAN MỘT CHIỀU KHÁC NHAU CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ÉP PHUN TỐI ƯU KHI CÁC YẾU TỐ 4P TƯƠNG TÁC HIỆU QUẢ HỆ THỐNG TƯƠNG TÁC TRONG THIẾT BỊ ÉP PHUN SỰ TĂNG ÁP SUẤT THEO THỜI GIAN TẠI NHỮNG VỊ TRÍ KHÁC NHAU.

TRONG QUÁ TRÌNH ÉP PHUN BIẾN THIÊN ÁP SUẤT CỐC KHUÔN DO VỊ TRÍ CHUYỂN ĐỔI ÁP SUẤT ÉP PHUN SANG ÁP SUẤT GIỮ SỰ QUAN HỆ GIỮA ÁP SUẤT THỦY LỰC TRONG NÒNG XYLANH ÉP PHUN VÀ ÁP SUẤT TRÊN CỐC KHUÔN ẢNH HƯỞNG VẬN TỐC TRÊN ÁP SUẤT CỐC KHUÔN ẢNH HƯỞNG VẬN TỐC TRÊN ÁP SUẤT THỦY LỰC BIẾN THIÊN CỦA ÁP SUẤT THỦY LỰC VÀ CÓC KHUÔN BỞI TỐC ĐỘ TRỤC VÍT SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA TRỌNG LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ THỜI GIAN ÉP LỰC ĐÓNG KHUÔN (F) VÀ DIỆN TÍCH HÌNH CHIẾU (A) SẢN PHẨM TRONG KHUÔN ÉP DIỆN TÍCH HÌNH CHIẾU CỦA SẢN PHẨM TRONG KHUÔN ÉP (DTHC) CÁC DẠNG DIỆN TÍCH HÌNH CHIẾU CỦA SẢN PHẨM TRONG KHUÔN ÁP SUẤT TRUNG BÌNH CỦA CÁC LOẠI CHẤT DẺO TRONG KHUÔN ÉP PHUN (kg/cm2)

Loại nhựa Sp thông dụng Sp cần bề mặt tốt Sp cần kích thước chính xác PS HÚP SAN ABS Rigid PVC Soft PVC PP PE PA – 6 PA – 66 PC PMMA PPO POM PET PBT PPS PÉ TPX PSF PAI PEL PÊK U polymer Fluorine UP UF MF PF Epoxy 250 250 300 300 300 250 250 250 350 400 400 350 400 350 350 350 400 400 350 400 400 400 400 400 500 300 400 400 300 400 350 350 400 400 400 350 350 350 450 500 550 500 500 500 500 500 500 500 450 500 500 500 500 500 600 400 500 500 400 500 450 450 500 500 500 450 450 450 600 650 700 600 600 650 650 650 700 700 550 700 700 700 700 700 800 500 600 600 500 600 Chú ý: Các trị số trên có thể thay đổi tùy thuộc vào dạng và kích thước của cuống phun, đường chảy nhựa và cổng nhựa cũng như các điều kiện gia công trên máy ép phun. GIẢN ĐỒ ÁP SUẤT TRÊN CỐC KHUÔN – ĐỘ DÀY THÀNH SẢN PHẨM HỆ SỐ ĐỘ NHỚT PE, PS, PP 1 PA, POM 1,2 – 1,4 CA 1,3 – 1,5 ABS, SAN, ASA, PSHI 1,3`- 1,4 PMMA 1,5 – 1,7 PC, PVC, PET 1,7 – 2 Bài tập: Sắp xếp các sản phẩm nắp trên một nửa Cho biết: – Chiều dài đường chảy nhựa (runner) A = 5.2 cm (chính) B = 3.7 cm (phụ) – Đường kính đường chảy nhựa (runner) 6mm. – Nhựa ABS, yêu cầu sản phẩm có kích thước chính xác cao (nhựa kỹ thuật). – Chi tiết kích thước đường chảy nhựa phụ – Kích thước sản phẩm theo hình Chiều dài 52mm x rộng 37mm Tính lực đóng khuôn cần thiết và đề nghị chọn máy. Bài tập: Tính lực đóng khuôn sản phẩm nắp ABS, khuôn 6 sản phẩm như bài tập trước. 1. Tính lực đóng khuôn khi cổng nhựa vào đặt ở vị trí 2 (phụ kim)? 2. Tính lực đóng khuôn khi cổng nhựa vào đặt vị trí 1 (cổng nhựa chìm)? 1) Làm nguội cốc khuôn: hình U 2) Làm nguội cốc khuôn: hình Z 3) Làm nguội cốc khuôn: hình U 4) Làm nguội cốc khuôn: hình chữ nhật 5) Làm nguội cốc khuôn: hệ thống 6) Sơ đồ hệ thống nhiều đường nước. nhiều đường nước a) 3 đường cho 3 phần làm nguội b) 2 đường cho 3 phần làm nguội

THỜI GIAN LÀM NGUỘI – HỆ THỐNG LÀM NGUỘI SỰ CÂN BẰNG NHIỆT TRONG KHUÔN TỶ NHIỆT (ENTHALPY) CỬA SỔ CHẤT DẺO SỰ BỐ TRÍ ĐƯỜNG NƯỚC TRONG KHUÔN CẤU TẠO KHUÔN ÉP PHUN TÊN CÁC CHI TIẾT RỜI CẤU TẠO KHUÔN ÉP PHUN SỰ SẮP XẾP ĐƯỜNG CHẢY NHỰA TỪ TÂM TỎA RA ĐỐI VỚI KHUÔN NHIỄU SẢN PHẨM CÁC VỊ TRÍ CUỐNG PHUN VÀ CỔNG NHỰA CHẢY TẠO ĐỊNH HƯỚNG DÒNG CHẢY NHỰA TRONG KHUÔN THIẾT KẾ CÁC DẠNG ĐƯỜNG NHỰA CHẢY VÀ CỔNG NHỰA III. CHẾ TẠO VÀ THIẾT KẾ KHUÔN MẪU: Việc chế tạo và thiết kế khuôn mẫu trong công nghệ ép phun đóng vai trò quyết định cho sự thành bại của sản phẩm. Việc chế tạo và thiết kế khuôn mẫu được chi tiết hóa như sau: KHUÔN MỘT SẢN PHẨM KHUÔN NHIỀU SẢN PHẨM KHUÔN CÓ ĐƯỜNG CHẢY NHỰA ĐƯỢC GIA NHIỆT KHUÔN 3 TẤM KHUÔN TÁCH TRƯỢT KHUÔN 3 MẢNH (TẤM) SỰ KHÁC NHAU KHUÔN 2 MẢNH (TẤM) KHUÔN 3 MẢNH (TẤM) ĐỀ NGHỊ NHIỆT ĐỘ GIA CÔNG Chất dẻo cao su Viết tắt Nhiệt độ trên nòng xylanh (0C) Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3 Vùng 4 LD+HD Polyethlene Polypropylene Polystyrene And Co-Polymers Pplyvinyllchloride Pplyvinyllchloride Polychlorotriflucrethylene Polymethylmethacrylate Polyoxynethylene Polyacetal Polycarbonate Polyamide Poluurethane Celluloseacetobutyrate Celluloseacetale Cellulosepropipnate Polyphenylenoxide Polysulfone Lonomer (Surlyn) Polymethy pentene-1 Polyterephthalate Saturated polyester Synthetic ruber Silicone rubber Natural rubber Polyesters (rope) Polyesters (pallets) Polyesters (dough) Alkyd resin PE PP PS ABS SAN PVC Rigid PVC Plas PCTFE PMMA POM PC PA 6 PA 66

ĐỘ CO RÚT CỦA NHỰA NHIỆT DẺO VẬT LIỆU ĐỘ CO RÚT (%)

Nylon 6 Nylon 6-GR Nylon 6/6 Nylon 6/6-GR Low – density polythylene High – density polythylene Polystyrene Styrene – acryllonitrile Polymethyl methacrylate (Acrylic) Polycarbonate Polyoxymeth (Acetal) Polyvinl chloride, rigid Polyvinl chloride, sofl Acrylonitrile – butadiene – styrene Polypropylene Cellulose acetale Cellulose acetale butyrate Cellulose propionate 1 – 1.5 0.5 1 – 2 0.5 1.5 – 3 2 – 3 0.5 – 0.7 0.4 – 0.6 0.3 – 0.6 0.8 2 05 – 0.7 1 – 3 0.4 – 0.6 1.2 – 2 0.5 0.5 0.5 Loại nhựa Áp suất trung bình trong cốc khuôn kg/cm2 Nhiệt độ và thời gian sấy Trọng lượng riêng Độ kết tinh Nhiệt độ gia công tổng quát Độ co rút % Nhiệt độ biến dạng nhiệt 0C Giá cả kg (yên nhật) Thường Kỹ thuật Chính xác Nhiệt độ 0C Thời gian H K1 BK 2 TS2 PVC 300 250 400 350 500 450 Không cần sấy 1.30-1.35 1.16-1.35 100-150 0.004-0.005 54-79 GPPS HIPS 250 … 350 … 450 … 70-80 … 2-4 … 1.04-1.05 220-300 0.002-0.006 87 81 310 350 AS ABS 300 … 440 … 500 … 70-80 … 2-4 … 1.08-1.10 1.04-1.06 160-280 0.002-0.007 0.003-0.008 110 95 400 400 PMMA 350 500 600 75-90 4-6 1.18-1.19 108-150 0.002-0.008 68-99 550 PC 400 550 700 110-120 5-15 1.19-1.20 100-150 0.005-0.008 140 1000 PPO 400 500 600 105-115 4-5 1.06-1.36 0.007 129 HDPE LDPE 300 250 400 350 500 450 Không cần sấy 0.91-0.96 0 0 200-280 0.02-0.03 50 35 300 PP 250 350 450 … 0.90-0.91 0 160-280 0.01-0.025 52 250 PA6 PA66 350 400 450 500 600 650 80-90 … 5-50 .. 1.13-1.15 0 0 200-320 0.009-0.025 68 105 900 1000 POM 350 500 650 … 3-6 1.41-1.42 0 150-250 0.015-0.035 124 830 PET … … … 130-160 4-5 1.6 0 0.004-0.008 85 PBT … … … 100-140 3-5 1.35 0 0.019-0.024 830 EVA 250 350 450 0.94 0.005-0.030 PPS 400 500 700 120-150 3 1.64-1.85 260 R4-2650 R10-1750 * 1: KẾT TINH * 2: BÁN KẾT TINH * 3: TRONG SUỐT CÁC LOẠI BỘ PHẬN KẸP KHUÔN 1. BỘ PHẬN KẸP KHUÔN TRỤC KHỦY 2. BỘ PHẬN KẸP KHUÔN THỦY LỰC 3. BỘ PHẬN KẸP KHUÔN CƠ – THỦY LỰC THÔNG SỐ VỀ THỚT KHUÔN

Như vậy chúng ta đã trải qua troàn bộ quy trình ép phun hạt nhựa bao gồm các loại thiết bị cần thiết, nguyên liệu và cách xử lý sau ép khuôn. Nếu cần thêm thông tin vui lòng để lại bình luận hoặc liên hệ trực tiếp với nhân viên của chúng tôi qua 0965000689 để được giải đáp. Cảm ơn bạn !