2 Kỹ thuật đúc-phun có thể sản xuất ra những vật thể với độ lớn khác nhau từ rất nhỏ có trọng lượng 1/100 g cho đến vật thể lớn hơn 100 kg. Độ dày thành vật thể có thể thay đổi từ 0,2 mm đến lớn hơn 20 mm. Thời gian làm nguội tỷ lệ theo độ lớn và bề dày của thành vật thể và đôi khi cả đối với cấu trúc hình dạng của vật thể. Hình ảnh dưới đây giới thiệu một vài sản phẩm đúc-phun. PP (Poly Propylen) POM (Polyacetal) Polyamid ( Nylon, Perlon) ABS (Acrylnitril–Butadien-Styrol) PC (Poly Carbonat) PA (Polyacetylen) Transparenter Polyamid PA 6.6 ( Polyamid 6.6 ) PBT ( Polybutylentherephthalat ) Polyamid được gia cường với sợi thủy tinh Ultrason E1010 có khả năng cản tia UV Hình 3 : Giai đoạn tách rời thành phẩm Trục trôn ốc ngưng hoạt động, xy-lanh lùi về phía sau, phần nửa khuôn di chuyển về phía trước, mang theo thành phẩm rời xa phần khuôn còn lại, khi đạt được khoảng cách nhất định thành phẩm sẽ được đẩy tách rời ra khỏi khuôn bằng hệ thống đinh đẩy nằm bên trong khuôn. PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de 3 4.2 Máy đúc-phun. Máy đúc-phun thực hiện chu trình ( không liên tục ) gia công vật thể chất dẻo từ nguyên liệu dưới dạng bột hay hạt. Nhiệt được cung cấp từ các vòng băng điện trở bọc vòng ngoài thành xy-lanh sẽ nấu chảy hạt nhựa, hệ thống thủy lực đẩy trục trôn ốc tịnh tiến về phía trước, nhựa nóng chảy được nạp theo lượng nhất định vào hốc khuôn, kế đến trục trôn ốc khởi động quay chung quanh trục của nó tạo nên áp xuất thật cao ép nhựa nóng chảy áp chặt vào bề mặt hốc khuôn. Hệ thống thủy lực dẩy đơn vị ép-phun lùi về phía sau, hệ thống thủy lực đơn vị dóng-mở kéo phần nửa khuôn di chuyển rời xa khỏi phần nửa kia và thành phẩm được tách rời khỏi khuôn. Thông thườg một máy đúc-phun gồm có ba phần quan trọng chủ yếu sau đây : Đơn vị đóng mở, đơn vị ép-phun, bệ máy với hệ thống thủy lực bên trong khởi động cho hai đơn vị nói trên và cuối cùng là hệ thống kiểm soát điều khiển toàn bộ các tiến trình đúc-phun. Hệ thống kiểm soát này gồm các tủ điện điều khiển và những chương trình phần mềm cùng với các ứng dụng của máy vi tính đóng vai trò cầu nối giúp cho công việc của người điều khiễn và kiểm soát hoật động của máy đúc-phun được dể dàng hơn. Hình 4: 3 phần chính của máy đúc-phun. 1. Đơn vị đóng mở, 2. đơn vị ép-phun, 3. Bệ máy. Hình 7: Các dạng cấu trúc khác nhau của máy đúc-phun. a) đơn vi phun nằm ngang, đơn vị đóng mở thẳng đúng b) đơnn vị phun và đơn vị đóng mở cùng nằm trên trục nằm ngang c) đơn vị phun và đơn vị đóng mở cùng nằm trên trục thẳng đứng H ì nh 5: Hình dáng một máy đúc-phun thông thường có trục nằm ngang PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de 4 4.2.1 Đơn vị đóng mở Bao gồm các nhiệm vụ: Giữ khuôn, đóng và mở khuôn, tạo kháng lực giữ khuôn, hoàn tất hiện tượng tách rời thành phẩm ra khỏi khuôn. Lực đóng được tạo ra bởi hệ thống cơ lực hay thuỷ lực thông qua kệ thống xy-lanh thủy lực. 4.2.2 Đơn vị phun Bao gồm xy-lanh được bao chung quanh bởi các vòng băng điện trở đốt nóng, trục trôn ốc bên trong xy-lanh. Trục trôn ốc chuyển động quay chung kéo hạt nhựa xuống từ phễu nạp nguyên liệu và đẩy dần về phía trước, đồng thời ép nhựa nóng chảy xuyên qua kênh tiếp nối đi vào bên trong hốc khuôn. Chuyển động quay của trục trôn ốc được khởi động bởi một động cơ thủy lực hay động cơ điện . Chuyển động thẳng theo trục ngang được tạo ra bởi pít-tông với xy-lanh thủy lực. 4.2.3 Nhiệm vụ của đơn vị phun: - Vận chuyển nguyên liệu trong phễu từ trên xuống đưa vào bên trong xy-lanh thông qua chuyển động quay của trục trôn ốc. - Nấu chảy nguyên liệu bên trong xy-lanh bởi nhiệt do sự cọ sát giữa nguyên liệu với trục trôn ốc và giữa nguyên liệu với nhau, nhiệt được cung cấp bởi vòng băng điện trở đốt nóng bọc bên ngoài. - Phun (Hình 1): Trục trôn ốc theo chiều ngang, dọc theo xi-lanh về phía đầu phun để đẩy khối nhựa nóng chảy vào hốc khuôn. Với động thái này trục trôn ốc được xem như giữ vai trò của một pít-tông nạp nhựa nóng chảy theo một liều lượng nhất định vào hốc khuôn. - Đúc (Hình 2): Chuyển động quay của trục trôn ốc bắt đầu khởi động tạo áp suất lớn để nén chặt nhựa trong hốc khuôn ngay sau động thái cung ứng theo liều lượng này chấm dứt 4.2.4 Bệ máy Như tên gọi, có nhiệm vụ nâng giữ cố định các đơn vị đã trình bày ở phần trên. Bộ phận điều khiển các tiến trình thông qua đồng hồ chuẩn định. Thông qua đơn vị kiểm soát người ta có thể kiểm soát được sự lệ thuộc của áp suất với tiến trình phun-nén và tiến trình cung theo liều lượng. Nhiệt độ của xy-lanh cũng được điều chỉnh thông qua bộ phận điều chỉnh điện tử . 4.3 Cấu trúc và chi tiết hoạt động của đơn vị đóng-mở Đơn vị đóng mở có những nhiệm vụ sau đây: - Giữ khuôn ( khuôn được gắn chặt vào tấm giữ được tựa trên 4 trục hướng dẫn song song ) - Mở và đóng khuôn - Tạo áp suất để đóng kín hai phần của khuôn lại với nhau - Thực hiện tiến trình tách rời thành phẩm ra khỏi khuôn. Hai phần nửa của khuôn được đặt vào chính giữa hai lổ khoang hướng tâm nằm đối xứng trên hai tấm giữ khuôn trên mặt có những lổ khoan đối xứng để bắt ốc giữ khuôn. Hai tấm giữ này một phần cố định, phần còn lại chuyển động được tựa trên 4 thanh hình trụ nằm ngang, hay thẳng đứng tùy theo dạng máy ( Hình 7 ). Lực khởi động tiến trình đóng mở được tạo ra bởi hệ thống thuỷ lực, thông qua một đòn bẩy có dạng khủy tay sẽ đẩy phần nửa tấm lót có mang một phần nửa khuôn chuyển động tới lui ( hay lên xuống ) dọc theo 4 trục định hướng. Đòn bẩy khủy chân chuyển động tạo nên tiến trình đóng mở của khuôn. Người ta phân biệt hai loại đơn vị đóng mở khác nhau: Hoạt động bằng thủy lực thông qua hệ thống cơ học và trực tiếp bằng hệ thống thủy lực ( xy-lanh ). H ình 8 : Đơn vị đóng mở hoạt động trực tiếp bằng thủy lực Hình 9 : Hệ thống tạo thủy lực nằm bên trong bệ máy H ì nh 10 : T ấ m gi ữ khu ô n g ắ n vào 4 thanh trụ dẫn hướng PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de 5 4.3.1 Hệ thống đóng-mở cơ học: Các tiến trình đóng và mở trong hệ thống này được thực hiện bởi đòn bẫy khủy tay, được khởi động bằng hệ thống thủy lực tác động vào xy-lanh nối liền với đòn bẫy. Khi đòn bẫy duỗi ra, khuôn ở vị trí đóng kín và khi co lại khuôn ở vị trí mở ra. 4.3.2 Hệ thống đóng-mở thủy lực: Với hệ thống này, tấm giữ di chuyển được nối trực tiếp với xy- lanh thủy lực, vị trí đóng và mở của khuôn được tác động trực tiếp thông qua chuyển động tới lui của xy-lanh thủy lực. Đơn vị đóng-mở của máy đúc-phun ngoài nhiệm vụ đóng mở còn có thêm nhiệm vụ tạo lực tác động đóng kín hai phần nửa của khuôn lại với nhau, lực đóng kín này phải lớn hơn phản lực từ bên trong Hình 11 : Sơ đồ của một đơn vị đóng mở 1 Khuôn. 2 Tấm lót hướng tâm 3 Tấm giữ khuôn cố định 4 Lỗ khoang hướng tâm 5 Tấm giữ khuôn di chuyển 6 Bệ máy Hình 12: Hệ thống đóng mở cơ học với đòn bẩy khủy tay a) đòn bẩy ở vị trí duỗi ra, khuôn ở vị trí đóng. 1 Tấm giữ có thể xê dịch thay đổi khoảng cách 2 Trục dẫn hình trụ 3 Tấm giữ khuôn di chuyển 4 Tấm giữ khuôn cố định 5 Khuôn 6 Xi-lanh thủy lực 7 Đòn bẫy khủy tay b) Đòn bẫy ở vị trí co lại, khuôn ở vị trí mở. 1 hai phần nửa của khuôn 2 Khoảng cách thay đổi giữa 2 phần nửa khuôn 3 Đòn bẫy khủy tay Hình 12 : Hệ thống đóng-mở trực tiếp bằng thủy lực a) sơ đồ đơn vị đó-mở với khuôn đang ở vị trí mở bao gồm 3 tấm giữ (1,2,3), hai tấm (1 và 3) cố định được gắn liền vào bệ máy, tấm giữ khuôn (2) di chuyển tựa trên 4 thanh địh hướng (4) song song với bệ máy. Hai tấm (2 và 3) giữ hai phần nửa của khuôn ( 5 và 6 ). Tấm (2) chịu tác động trực tiếp của xy-lanh thủy lực, chuyển động ép chặt vào phần nửa khuôn còn lại được giữ trên tấm (3 ) b) Thiết kế nắp chặn cùng với vòng bi để tiết giảm lượng dầu và nhiệt độ cao của dầu tiết ra trong tiến trình tạo áp xuất. Lực tác động lên vòng bi 8, bên trong nắp đậy 9 và ống lót 10 được giữ bởi tấm lót cố định phía sau (1). PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de 6 của khuôn đẩy ra do trục trôn ốc nén vào trong giai đoạn ép-phun. Nếu áp suất bên trong khuôn lớn hơn lực đóng kín sẽ làm cho khuôn hở và như thế nhựa nóng chảy sẽ theo kẽ hở thoát ra ngoài tạo nên ngạnh viền chung quanh thành phẩm. Áp suất bên trong hốc khuôn cũng thính nghi với diện tích mặt phun (Hình 13). Diện tích phun phải được hiểu là bề mặt thẳng góc với trục của đơn vị đóng- mở, tịnh tiến từ bề mặt trước cho đến mặt sau của lòng khuôn. Nếu làm phép tính nhân của lực ép của trục trôn ốc với diện tích phun người ta sẽ nhận được kết quả của áp suất bên trong hốc khuôn và áp suất này không được lớn hơn lực đóng kín của đơn vị đóng mở tác động bên ngoài để giữ kín khuôn. Tóm lại : Lực đóng kín của một máy đúc-phun không được lớn 80 % công suất và phải luôn luôn lớn hơn áp xuất bên trong hốc khuôn do trục trôn ốc tạo nên. 4.4 Các bộ phận quan trọng của máy đúc-phun: 4.4.1 Đơn vị phun Hình 14: Sơ đồ một đơn vị phun tiêu biểu 4.4.2 Phễu nạp nguyên liệu Đây là bồn chứa nguyên liệu dưới dạng bột nhựa hay hạt nhựa đã được sấy khô trước đó (ví dụ PC, PMMA, ABS). Trong nhiều trường hợp bồn chứa được làm nóng bởi các mạch điện trở bên trong. Đối với nhựa đàn hồi và BMC bồn chứa được trang bị thêm một chốt chận. Thông thường bồn chứa phải có cửa sổ để nhân viên có thể kiểm soát được mực lượng hạt hay bột nhựa bên trong. Hình 13: Mô tả diện tích đúc-phun Fz : Lực ép kín khuôn, pi : Áp suất bên trong hốc khuôn, A : Diện tích đúc-phun Biểu đồ diễn tả công suất đòi hỏi của lực đóng kín đối với vật thể đúc-phun, diện tích phun trong điều kiện lệ thuộc vào áp suất trong hốc khuôn đối với nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt cứng. 1: Phễu nạp nguyên liệu 2: Bộ phận tiếp nối 3 Trục trôn ốc 4 Xy-lanh 5 Vòng băng đốt nóng 6 Khoảng trống di chuyển của trục trôn ốc 7 Đầu phun 8 Bộ phận tiếp nối trục trôn ốc 9 Xy-lanh thủy lực với pít-tông 10 Động cơ khởi động trục trôn ốc 11 Xy-lanh thủy lực khởi động di chuyển tới lui đơn vị phun 12 Bệ máy PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de 7 4.4.3 Trục trôn ốc Hình 15: Kích thước cơ bản của một trục trôn ốc Hình 16: Hình thể tổng quát của một trục trôn ốc thông thường Trục trôn ốc có nhiệm vụ kéo nguyên liệu từ phễu chứa vào trong xy-lanh để nấu chảy. Khi gia công nhựa nhiệt dẻo người ta thường xử dụng trục trôn ốc có 3 vùng: Vùng kéo, vùng nén và vùng ép- phun. Các trục trôn ốc đời mới thường có chiều dài 20 D ( 20 lần đường kính D ). Kích thước của chiều dài dựa trên đòi hỏi của hiệu suất, sự chảy lỏng của nhựa nhão và điều kiện cọ sát giữa các hạt nhựa và hạt nhựa với bề mặt trục trôn ốc. Tất cả các loại nhựa nhiệt dẻo, ngoại trừ PVC-U, đều có thể được xử dụng trục trôn ốc phổ thông để gia công với máy ép-phun. Đối với các loại trục trôn ốc dài hơn kích thước nói trên ( 20 D ) sẽ có tác dụng nguy hại phá hỏng nguyên liệu vì thời gian nấu chảy và cọ sát quá lâu. Trong một vài trường hợp trục trôn ốc có thiết kế thêm phần trộn cũng được ứng dụng ví dụ như trong trường hợp tiến trình nấu chảy và trộn màu song song với nhau. Ứng dụng này thường gặp với gia công nhựa PE, PP, PVC vv…Ngoài ra trục trôn ốc thoát hơi cũng được xử dụng đối với các loại nhựa có chứa nhiều hơi nước, không cần thông qua khâu sấy khô trước khi gia công như PMMA, PC, PA. So sánh cho thấy công suất tiến trình nấu chảy tăng lên từ 15 % đến 50 % đối với trục trôn ốc thông thường. Đối với nhựa PVA-U trục trôn ốc được thay thế nhiều đoạn có kích thước chiều xâu rãnh khác nhau và gờ vòng xoắn sẽ kéo dài đến mũi trục trôn ốc. Ngoài ra đối với nhựa PVC-U người ta không cần ứng dụng trục trôn ốc có bộ phận chận dòng nhựa lỏng chảy ngược. 4.4.4 Xy-lanh và vòng băng đốt nóng Xy-lanh là một ống thép với kích thưóc thành ống rất dầy bên ngoài được bao bọc bởi các vòng băng điện trở đốt nóng. Xy-lanh hai lớp vỏ được ứng dụng đối với nhựa cứng, giữa hai lớp vỏ này là dầu. Nhiệt độ của vòng băng nằm trong các vùng sẽ đạt được cố định thông qua dụng cụ điều chỉnh . Hì nh 17 : Vòng băng đốt nóng xy-lanh 1. Lớp vỏ trong cùng, 2. lớp cách ly, 3. và 5. lớp sợi điện trở, 4. và 6. lớp cách ly, 7. lớp vỏ kim loại , 8. lớp vỏ bọc ngoài, 9. ốc giữ , 10. chấu cấm điện. D : Đường kính trục trôn ốc L : Chiều dài hoạt động 16-20 D LE : Chiều dài vùng kéo hạt nhựa 0,5 L từ trên bồn chứa vào xi-lanh LK : Chiều dài vùng ép-nén 0,3 L LA : Chiều dài vùng ép-phun 0,2 L S : Bước trôn ốc 0,8-1 D R1 : Bán kính phía sau gờ trôn ốc ≥ 2 mm R2 : Bán kính phía trước gờ ≥ 10 mm hA : Chiều sâu rãnh ở vùng ép-phun ca. 0,05 D hE : Chiều sâu rãnh ở vùng kéo hạt nhựa ca. 0,1 D 1. mũi trục trôn ốc, 2. bộ phận chận giòng chảy ngược, 3. lõi trục trôn ốc, 4 gờ vòng xoắn, 5. chuôi trục trôn ốc PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de 8 4.4.5 Bộ phận ngăn chận dòng chảy ngược của nhựa lỏng. Trong giai đoạn ép ( Hình 2 ), trục trôn ốc quay chung quanh trục tạo áp suất rất lớn để ép nhựa vào hốc khuôn, sức ép này sẽ tạo ra phản lực đẩy nhựa lỏng lùi về phía sau, để ngăn không cho hiện tượng này xảy ra người ta thiết kế thêm vào đầu trục trôn ốc một bộ phận chận dòng chảy ngược. Bộ phận này luôn luôn được ứng dụng cho trục trôn ốc trong máy đúc-phun. 4.4.6 Đầu phun: Đầu phun được xem như bộ phận tiếp nối giữa phần đầu của xy-lanh và khuôn. Đầu phun được nối vào xy-lanh thông qua đĩa nối có ren vít hay thông qua nắp đậy. Kênh dẫn nhựa nóng chảy bên trong đầu phun phải được thiết kế thích hợp với dòng chảy và mặt tiếp giáp giữa đầu phun với ống lót kênh nối của khuôn phải thật kín để tránh trường hợp nhựa lỏng chảy thoát ra ngoài. Một chi tiết thiết kế cần lưu ý, đường bán kính của đầu phun luôn luôn nhỏ hơn bán kính của ống lót kênh nối và đường kính kênh dẫn bên trong đầu phun phải nhỏ hơn đường kính kênh dẫn bên trong ống lót kênh nối. Hình 18 : Trục trôn ốc với van chận dòng chảy ngược. Hình trên mô tả giai đoạn ép-phun , trục trôn ốc quay chung quanh trục, ép nhựa lỏng trong khuôn, đồng thời di chuyển dần về phía sau. Hình dưới mô tả giai đoạn phun nhựa vào kênh nối bên trong khuôn. 1 Khuôn 2 Đầu phun 3 Van chận dòng chảy ngược 4 Trục trôn ốc 5 Xy-lanh 6 Mũi trục trôn ốc 7 Vòng băng đốt nóng 8 Đầu xy-lanh 9 Ống lót cuốn nối Hình 19: Sơ đồ mô tả các dạng đầu phun có bán kính khác nhau với ống lót cuốn nối a) Đầu phun với bán kính lớn – Kích thước giữa ống lót cuốn và đầu phun cố định b) Cả hai đều có bán kính bằng nhau, tuy nhiên đầu phun có lổ khoang lớn hơn lổ khoang của ống lót cuốn. Trong trường hợp này cuốn không thể tách rời ra được. c) Cấu trúc đúng và hợp lý nhất. Hình 20 : Đầu phun mở 1. Đầu phun mở, 2 xy-lanh, 3 ống chận Hình 21: Đầu phun đóng mở bằng đinh chận 1 Đầu phun, 2 Vòng băng đốt nóng 3 Thanh chận lò-xo, 4 Lò-xo, 5 Vỏ van cùng với định chận, 6 bộ phận tiếp nối. PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de 9 Các dạng đầu phun thường thay đổi tùy theo khối lượng nhựa lỏng nạp vào khuôn. Người ta phân biệt ra hai dạng chính: Đầu phun mở và đầu phun đóng. Đầu khuôn mở ( Hình 20 ) được ứng dụng đối với lượng nhựa có độ dai quá lớn nên chúng không thể chảy thoát ra bên ngoài trong giai đoạn nạp nhựa vào khuôn. Ngooài ra đối với các loại nhựa mhư PVC hay POM phải được ứng dụng với đầu phun mở để giúp cho khí nên trong thoát ra được dể dàng. Đầu phun đóng thường được ứng dụng đối với các loại nhựa có độ dai thấp khi được nấu chảy lỏng có thể chảy ra bên ngoài ( trong giai đoạn cuối tách rời thành phẫm, đơn vị ép-phun lùi về phía sau). Trong trường hợp này kim đóng giữ nhiệm vụ đóng mở miệng đầu phun thông qua tác động nén và dãn của lò-xo. Khi đầu phun ép vào ống lót, đĩa chận ép lò-xo lại, kim mở ra. Trong giai đoạn ép- phun, áp suất của nhựa lỏng bên trong xy-lanh ép chốt đóng kín miệng đầu phun. Ngoài ra cơ phận chận cũng được ứng dụng để đóng mở đầu phun. Khi đơn vị phun tiến về phía trước, ép đầu phun vào ống lót , đầu phun bị nén lại về phía sau, thanh chận ở vị trí mở. Khi đơn vị phun lùi lại về phía sau, lò-xo dãn ra đẩy đầu phun về phía trước, cơ phận chận ở vị trí đóng. 4.5 Máy đúc-phun vận hành hoàn toàn bằng điện Thay vì được vận hành bằng hệ thống thủy lực, chạy dầu, như từ trước đến nay các máy đúc-phun đời mới được cải tiến bỏ dần hệ thống thủy lực để thay thế hoàn toàn vận hành bằng điện, qua đó điều kiện vệ sinh môi trường được tăng lên, và hiệu quả kinh tế vượt trội hơn máy đúc-phun vận hành bằng hệ thống thủy lực. Sau đây là một số mặt lợi của máy đúc-phun vận hành bằng điện. 4.5.1 Tiết giảm năng lượng Để tiết giảm năng lượng cần phải hội đủ nhiều yếu tố. Trước tiên từng bộ phận khởi động (bằng dòng điện) phải có hiệu xuất cao bởi vì chính những cơ phận này đóng vai trò biến đổi trực tiếp từ điện năng sang cơ năng. Đối với máy đúc-phun vận hành bằng thủy lực thì điện năng được biến đổi sang Hình 22 Vị trí đóng của chốt bên trong đầu phun A mũi đầu phun, B chốt đầu phun, C Lổ khoang chứa kim đầu phun, D Thân đầu phun, E Lò-xo Hình 23 : Vị trí mở của chốt bên trong đầu phun ( lò- xo được tháo ra khỏi đầu phun) A Rãnh di chuyển của thanh chận, B Thanh chận, C Ren vít nối đầu phun vào xy-lanh ( của đơn vị phun ) Hình 24: Tiết diện cắt đầu phun đóng với van đóng mở bên trong. 1 Đầu phun, 2 Vòng băng đốt nóng, 3 dĩa chận, 4 Lò-xo nén, 5 thân van, 6 đầu nối vào xy-lanh với ren vít. PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de 10 thủy lực và sau đó từ thủy lực mới biến đổi sang cơ năng, sự biến dạn gián tiếp này sẽ lệ thuộc rất nhiều vào yếu tố giãm hiệu năng, giãm độ chính xác cũng như kéo dài thêm thời gian các tiến trình. Hệ thống khởi động của máy đúc-phun bằng thủy lực trải qua nhiều giai đoạn vận hành trống ( vận hành không mang lại một hiệu năng gì cả ), máy bôm phải tạm ngưng, hệ thống truyền lực bằng điện phải gián và khởi động đi lại nhiều lần. Tuy nhiên đối với máy có khởi động thủy lực nhanh thì hiện tượng mất hiệu năng do vận hành trống cũng giảm đi rất nhiều. 4.5.2 Tiết giảm sự phiền thoái của tiếng ồn chấn động Máy thủy lực có yếu tố bất lợi, vì máy bơm của nó phải luôn luôn hoạt động với năng suất tối đa ( trị số vòng quay đạt mức tối đa) qua đó tiếng ồn cùng với chấn động luôn hiện diện. Trái lại máy điện chỉ tạo ra tiếng ồn khi nó thực sự hoạt động. 4.6 Yếu tố bảo quản Hệ thống khởi động bằng thủy lực được cấu tạo từ các trục quay, bánh răng, vòng bi vv chúng chỉ hoạt động tốt khi được bảo quản thường xuyên với vô việc dầu mở có chất lượng để làm trơn các cơ phận nói trên. Nhờ vào hệ thống điều khiển chính xác giúp cho hoạt động liên hệ giữa việc tiếp thu dòng điện và mô-men-quay đạt hiệu quả cao. Nếu liều lượng dầu mở được xử dụng quá nhiều sẽ sinh ra hiện tượng lãng phí và mất vệ sinh. Khác với hệ thống thủy lực, máy vận hành hoàn toàn bằng dòng điện tỏ ra một động năng rất cao trong tiến trình khởi động-dừng lại-di chuyển, các tiến trình tự động có thể kiểm soát và diều khiển chính xác, rút ngắn chu kỳ hoạt động, cắt bỏ thời gian khởi động của các van-thủy lực. Máy ép-phun khởi động bằng dòng điện cho phép khởi động cùng lúc song song hai chuyển động và chấm dứt.Thí dụ giai đoạn phun có thể bắt đầu trước giai đoạn lực đóng kín đạt mức tối đa. Hệ thống khởi động bằng dòng điện có nhiều lợi thế hơn khi so sánh với hệ thống khởi động thủy lực tuy nhiên nó đòi hỏi cấu trúc phức tạp, tinh vi nhiều hơn hệ thống thủy lực, ví dụ công suất cao của từ trường bên trong các động cơ và độ chính xác cao của các cơ phận khởi động. Với hiệu năng thật đòi hỏi trong gia đoạn ép cho thấy máy khởi động bằng thủy lực không thể cạnh tranh với hệ thống khởi động bằng dòng điện. Khi so sánh tuổi thọ của hai hệ thống trên cũng tuỳ thuộc rất nhiều vào những yếu tố phụ, tuy nhiên giá cả máy khởi động bằng dòng điện đắt hơn và giá thành trong lúc hoạt động và bảo quản tương đối thấp hơn. 4.7 Bộ phận phụ tùng trang bị Trong tiến trình gia công nhựa nhiệt dẻo (Thermoplast ), nhiệt dùng để nấu chảy nhựa nên trong xy- lanh được cung cấp bởi các vòng băng đốt nóng bọc chung quanh thành ngoài của xy-lanh. Trong khi nhiệt cung cấp trong gia công nhựa nhiệt cứng ( Duroplast ) do lượng dầu nằm bên trong giữa hai lớp vỏ của xy-lanh. Lượng dầu này luôn luôn luân chuyển nhờ máy bôm và được đun nóng bởi các điện trở. Nhiệt độ của các điện trở này được giữ cố định nhờ các bộ phận kiểm soát và điều chỉnh tự động. Do đó điều kiện về nhiệt độ trong gia công nhựa nhiệt cứng đòi hỏi một ý nghĩa lớn hơn so với điều kiện gia công nhựa nhiệt dẻo. Trong nhiều trường hợp đặc biệt cả trục trôn ốc bên trong xy-lanh cũng đòi hỏi phải được đốt nóng do đó một hệ thống đặc biệt với vòng luân chuyển dầu được thiết kế thêm bên cạnh đó để thoả đáng đòi hỏi cung ứng nhiệt này. 4.8 Phương thức bố trí nhiệt độ cho khuôn Trong phương pháp đúc-phun nhựa nóng chảy ở nhiệt độ cao được phun vào hốc khuôn, nơi đây nó bắt đầu tiếp giáp với bề mặt bên trong hốc khuôn và được làm nguội lại. Tiến trình làm nguội này phải diễn ra thật nhanh do đó đòi hỏi một phương thức bố trí các kênh dẫn nước bên trong khuôn phải hợp lý để giữ cho nhiệt độ khuôn được cố định. Hiệu năng trao đổi nhiệt bên trong khuôn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh tế của phương pháp đúc-phun. Hiện tượng làm nguội trong khuôn ảnh hưởng đến phẩm chất của vật thể đúc-phun qua các điểm sau đây: - Bề mặt của vật thể - Biến dạng của vật thể - Tạo hiệu ứng riêng của vật thể - Hình dáng cân đối của vật thể - Thay đổi kích thước bởi hiện tượng co rút của vật thể. PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de 11 Từ những điểm trên đi đến những đòi hỏi cơ bản trong phương thức bố trí nhiệt độ trong khuôn. Có nghĩa là bề mặt khuôn phải luôn luôn được làm nguội tối ưu và được giữ ở nhiệt độ nguội cố định. Các khả năng kiểm soát và điều chỉnh cũng được ứng dụng để thỏa những đòi hỏi nói trên. Khi quan sát nhiệt độ thay đổi của khuôn trong một chu kỳ đúc-phun cho người ta thấy ngay trong thời điểm phun nhiệt độ khuôn phải đạt đến trị số cao nhất. Trong giai đọan làm nguội nhựa nóng chảy tiếp giáp với thành hốc khuôn sẽ nguội dần cho đến hoàn toàn đông cứng lại thành vật thể. Nhiệt độ khác biệt của bề mặt hốc khuôn giữa giai đoạn phủ đầy và thời điểm tách rời vật thể khỏi khuôn phải được kiểm soát và điều chỉnh bởi một dụng cụ đo nhiệt độ thật chính xác. Điều này có nghĩa là vùng thay đổi nhiệt độ không được vượt quá giới hạn cho phép và phải nằm trong khoảng thay đổi giới hạn rất hẹp. Ngoài ra những tiêu chuẩn kích thước cho thiết kế phải hợp lý giữa khuôn và hệ thống kênh làm nguội, các dụng cụ đo nhiệt cũng được bố trí tùy theo mổi chu trình phân bố của kênh làm nguội bằng nước (gia công nhựa nhiệt dẻo) hay đun nóng bằng dầu (gia công nhựa nhiệt cứng). Quá trình đun nóng khuôn được điều hành bởi một dụng cụ đo và điều chỉnh nhiệt độ, được đặt trong bồn nước, tiến trình mở và ngưng được điều khiển theo nhiệt độ định trước. Nhiệt độ trong chu trình luân lưu của chất lỏng sẽ thay đổi lệ thuộc vào nhiệt độ của khuôn và diều hoà cho nhiệt độ của khuôn luôn cố định 4.9 Thiết bị sấy khô Sấy khô nguyên liệu đúng quy định trước khi cho vào phiễu nạp nguyên liệu tiết giảm được hiện tượng phát ra tiếng nổ trong khi nhựa được nấu nhão nhào nặn trong xy-lanh và tiết giảm được sự đình trệ sản xuất. Nếu nguyên liệu có độ ẩm cao hơi nước sẽ bốc hơi trong tiến trình gia công do nhiệt tác dụng sẽ tạo nên gợn sóng hay bọt khí nổi lên bề mặt của thành phẩm. Bên cạnh đó đối với những nguyên liệu nhựa dễ bị thủy phân sự bốc hơi này sẽ tạo nên hiện tượng phá vở các chuỗi phân tử, ảnh hưởng đến chức năng cơ học của vật thể làm cho nó trở nên dòn dễ vở. Đối với những nguyên liệu này đòi hỏi phải được sấy khô thật kỹ trước khi gia công, chúng là những loại nhựa sau đây: PMMA, PA, PC, PBT, PET, ABS cũng như nhựa trộn hỗn hợp PC/ABS. Những thiết bị sấy khô sau đây thường được ứng dụng - Tủ sấy khô với khí luân lưu - Sấy khô nhanh bằng máy điều hoà không khí. - Máy sấy với không khí khô - Máy sấy chân không Điều kiện sấy khô cũng được lưu ý bằng bảng chỉ dẫn của các hãng cung cấp nguyên liệu ( thời gian, nhiệt độ, phương pháp ). Đôi lúc sấy khô nguyên liệu cũng được ứng dụng với máy ép-phun có trục trôn ốc thải khí ( Hình ), với loại máy này người ta thiết kế thêm miệng thoát khí cho xy-lanh dành cho gia công nguyên liệu có độ ẩm cao. Tuy nhiên trong trường hợp này công suất trong giai đọan nấu chảy sẽ bị giảm đi. 4.10 Khuôn đúc-phun Khuôn bao gồm hai phần, phần cố định và phần di chuyển, lõi khuôn, hệ thống cuốn nối, thiết bị tách rời (vật thể khỏi khuôn) và hệ thống làm nguội. hình 27 mô tả các phần cơ bản của một khuôn - phun. Nhiệm vụ chủ yếu của khuôn ép phun bao gồm: - Hướng dẫn dòng chảy nhựa lỏng - Tạo dáng khối nhựa - Làm nguội vật thể ép-phun Hình 26: Trục trôn ốc thoát khí cùng với xy-lanh 1 Miệng thoát khí 2 Trục trôn ốc thoát khí PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de [...]... mở Công việc duy trì và bảo quản khuôn phải được thực hiện thường xuyên sau khi chấm dứt một giai đoạn sản xuất Sau khi hoàn tất giai đọan tẩy rửa, bề mặt của khuôn phải được làm khô thật cẩn thận và tráng lên bên trên một lớp nhựa mỏng có công dụng chống thẩm thấu rỉ sét hay ăn mòn bởi tạp chất có a-cít Còn tiếp tục với Công nghệ chất dẻo ( phần 4 ) tiếp theo - Tạo dáng vật thể ( mẩu mã ) chất dẻo. ..12 Hình 27: Tiết diện cắt và các phần cơ bản của một khuôn đúc-phun a chiều cao tổng quát, b phần di chuyển, c phần cố định, d mặt phẳng phân ly 1 Ống lót dẫn hướng, 2 Chốt dẫn hướng, 3 Tấm lõi ( phần nửa cố định ), 4 nắp chận hướng tâm, 5 Ống lót cuốn nối, 6 Kênh dẫn nước, 7 Tấm lõi ( phần di chuyển ), 8 Tấm lót khuôn, 9 Tấm giữa, 10 Tấm đế, 11 Đinh... tẩy khác nhau Trước khi cho khuôn hoạt động hệ thống kênh dẫn phải được thổi sạch bằng khí nén hay khí nóng 4. 17. 2 Duy trì và bảo quản bề mặt của khuôn Sau mổi gia đoạn chấm dứt của sản xuất các phần vụn của chất dẻo còn dính lại trong khuôn phải được tẩy sạch kỹ lưởng, nếu có thể nên tẩy các phần vụn nói trên bằng cách ngâm khuôn trong bồn chứa xà-bông có ba-sơ, sau đó phải dùng khí nóng thổi sạch và... khuôn rơi là giải pháp thực tế nhất Phần lõi rơi bên trong khuôn gồm có hai phần: phần lõi giữa có thể đốt nóng và phần lõi chuyển động có ống lót chứa hốc khuôn Phương cách hoạt động của khuôn rơi cũng tương tự như một động thái lột vỏ để tách rởi vật thể Sau khi khuôn được mở ra, cả bộ phận tách rời bị đẩy ra phía trước, cùng lúc với việc giữ lại bên trong của phần ống lót và như thế vật thể đúc... vật thể.và để lại dấu cắt dưới đáy vật thể sau đó ( vấn đề của thẫm mỹ và phẩm chất ) Hình 33: Cuốn nối hình nón 1 Rãnh chận 2 Tấm lót khuôn 3 Phần khuôn di chuyển 4 Vật thể đúc-phun 5 Phần khuôn cố định 6 Mặt phẳng phân ly PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt www.context-gmbh.de 15 Cuốn nối hình nón liên kết với phần trung gian hình ô dù hay hình nón chụp a) Loại cuốn nối này có lợi thế... khuôn thông qua việc quan sát kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm đúc phun theo từng thời gian nhất định Thí dụ: kiểm nghiệm chất lượng bề mặt của sản phẩm có bị hư hại hay vị trí dấu in của đinh đẩy trên mặt sau của sản phẩm có còn ở vị trí cố định, hay tiến trình điều hoà nhiệt độ có hoạt động tốt, hay phẳng phân ly còn giữ độ chính xác khi khuôn đóng kín 4. 17. 1 Duy trì và bảo quản hệ thống làm nguội... thông qua một kênh ngầm rất nhỏ hình nón nằm bên phần nửa khuôn cố định nối vào hốc khuôn Khi phần nửa khuôn di chuyển sẽ kéo theo toàn thể vật đúc phun cùng với cuốn nối kênh ngầm, trong cùng lúc đó kênh phân nhánh cung coo1i kù6nh ngầm cũng được cắt rời khỏi vật thể đúc phun bởi cạnh cắt Hệ thống đinh đẩy tiếp nối theo sau tiến trình di chuyển ( của phần nửa khuôn ) sẽ đẩy vật thể đúc phun và cuốn... khuôn Động thái mở ra của khuôn được hướng dẫn bởi 4 thanh trụ, bố trí theo hướng xéo nghiêng, gắn chặt bên nửa phần cố định của khuôn Việc bố trí này của 4 thanh trụ cũng thẳng góc với hướng chuyển động mở của phần nửa khuôn còn lại Khi phần nửa khuôn còn lại chuyển động, 4 thanh trụ sẽ đẩy dần phần lõi của khuôn ra xa khỏi các ngạnh của vật thể, dẫn đến động thái tách rời hoàn toàn vật thể đúc phun ra... suất toàn diện trong suốt thời gian tác động lên vật thể Sự chuyên chở nhựa lỏng đến các phần trong hốc khuôn dược thành công với điều kiện sau đây - Càng ít phân nhánh của lượng nhựa - Càng ít sự tăng nhiệt trong cuốn chính - Càng ít sự mất đi của áp suất Yêu cầu được đặt ra cho hệ thống cuốn và nhánh nnối - Càng ít phần thừa - Chu kỳ ép phun thật ngắn - Cuốn và các nhánh phải được cùng lúc tách rời dể... vị trí đóng kín 1 phần nửa di chuyển của khuôn, 2 phần nửa cố định của khuôn, 3 cạnh cắt, 4 kênh ngầm, 5 kênh phân nhánh, 6 mặt phẳng phân ly b) Khuôn ở vị trí mở ra 1 Vật thể đúc phun và cuốn nối được tách rời ra khỏi khuôn, 2 đinh đẩy cuốn chính, 3 đinh đẩy hổ trợ Hình 34: Cuốn nối kênh ngầm Hình ảnh thí dụ Cuốn nối kênh ngầm với điểm tiếp giáp nằm ở mặt bên của vật thể đúc-phun Phần nửa khuôn với . nhựa mỏng có công dụng chống thẩm thấu rỉ sét hay ăn mòn bởi tạp chất có a-cít. Còn tiếp tục với Công nghệ chất dẻo ( phần 4 ) tiếp theo - Tạo dáng vật thể ( mẩu mã ) chất dẻo trong phương. 27: Tiết diện cắt và các phần cơ bản của một khuôn đúc-phun a chiều cao tổng quát, b phần di chuyển, c phần cố định, d mặt phẳng phân ly 1 Ống lót dẫn hướng, 2 Chốt dẫn hướng, 3 Tấm lõi ( phần. 4. 17. 2 Duy trì và bảo quản bề mặt của khuôn Sau mổi gia đoạn chấm dứt của sản xuất các phần vụn của chất dẻo còn dính lại trong khuôn phải được tẩy sạch kỹ lưởng, nếu có thể nên tẩy các phần