NKT NKT 0 Báo cáo tiểu luận: GAS ASSIST INJECTION MOLDING ÉP PHUN CÓ KHÍ HỖ TRỢ Ngày: 05/04/2012 GVHD: Thực hiện: PGS.TS Thái Thị Thu Hà Nguyễn Khoa Triều (11040403) Trần Văn Linh (11046108) Trần Quang Chiếu (11040384) NKT NKT 1 CONTENT Đặt vấn đề 1 1 Sự hình thành và phát triển của GAIM 2 2 Tổng quan về GAIM 3 3 Các quy trình trong GAIM 4 4 Vị trí lỗ phun khí 5 5 Các kỹ thuật điều khiển quá trình GAIM 6 6 Các chất khí dùng trong GAIM 7 7 Những tiến bộ và hạn chế của GAIM 8 8 Nhựa dùng cho GAIM 9 9 Những lưu ý khi thiết kế chi tiết 10 10 Việc ứng dụng kỹ thuật GAIM 11 11 Một số nét chính về khuôn dành cho GAIM 12 12 Xu thế phát triển của GAIM 13 13 Phụ lục 14 14 NKT NKT 2 1. Đặt vấn đề: Ngày nay, khoa học kỹ thuật càng phát triển, càng đòi hỏi những chi tiết phức tạp, có độ chính xác cao nhưng giá thành phải hạ. Do đó, các nhà sản xuất, các nhà khoa học phải tìm ra những công nghệ sản xuất mới để đáp ứng những nhu cầu trên. Ép phun có khí hỗ trợ là một kỹ thuật được phát triển từ ép phun truyền thống, kỹ thuật này khắc phục được một số vấn đề mà ép nhựa truyền thống gặp phải. Nó cũng cho phép thiết kế và sản xuất được những chi tiết mà ép nhựa truyền thống không thể làm được. Ép phun có khí hỗ trợ đã xuất hiện hơn 45 năm về trước tại nước Đức. Kỹ thuật này bắt đầu được ứng dụng hơn 20 năm trước, và đã có những cải tiến quan trọng khoảng 10 năm gần đây. Nhưng ở Việt Nam ta, kỹ thuật này còn mới mẻ và chưa được ứng dụng rộng rãi. Nhằm mục đích tìm hiểu thêm về kỹ thuật này đồng thời cũng giúp những ai chưa nắm rõ về kỹ thuật này có cái nhìn tổng quát về ép phun có khí hỗ trợ, nhóm 7, lớp CTM 2011 với sự hướng dẫn của PGS.TS Thái Thị Thu Hà xin được thực hiện tiểu luận, đề tài: GAS ASSIST INJECTION MOLDING ÉP PHUN CÓ KHÍ HỖ TRỢ NKT NKT 3 2. Sự hình thành và phát triển của GAIM Ernst Friederich của Rohm GmbH ở Darmstadt, Đức, là người đầu tiên phát minh ra một quá trình đúc chi tiết rỗng không cần các quá trình trên. Các bằng sáng chế ban đầu nộp tại Đức (Đức bằng sáng chế 2501314, ban hành 1975) đã nêu quá trình như sau: “Một phương pháp để làm một chi tiết rỗng hình thành từ ép phun một loại nhựa nhiệt dẻo, phương pháp bao gồm việc bơm một lượng nhựa nóng chảy đủ cho việc hình thành chi tiết rỗng từ một vòi phun vào một khuôn, bơm khí áp lực cao qua vòi phun đó để nhựa nóng chảy mở rộng và phân bố đều trên các bề mặt của khuôn, theo đó, phần rỗng được hình thành bên trong chi tiết, khí cũng góp phần làm mát chi tiết rỗng để nhiệt độ xuống dưới điểm nóng chảy của nhựa, sau đó mở bên trong của chi tiết rỗng để cân bằng áp lực trong và áp lực môi trường xung quanh, và sau đó mở khuôn để lấy chi tiết rỗng đã thành hình. Hình 1.1 minh họa các khái niệm trên.” NKT NKT 4 2. Sự hình thành và phát triển của GAIM Hình 1.1. Bằng sáng chế US4101617, Ernst Friederich, phụ lục 10. NKT NKT 5 2. Sự hình thành và phát triển của GAIM Hình 1.2. Sơ đồ phả hệ của GAIM, xuất phát từ Ernst Friederic. NKT NKT 6 2. Sự hình thành và phát triển của GAIM Alliance Gas Systems Incoe Corporation Asahi Chemical Industry (Gas Press Injection Molding, GPI) Hettinga (HELGA) Battenfeld (Airmould) HYDAC Bauer Gas Systems Krauss Maffei Cinpres Limited Mitsubishi Engel (Gasmelt) Nitrojection Ferromatik Milacron (Airpress III) Preba GAIN Technologies R.F. Topla Gas Injection Limited Uniloy Milacron Bảng 1.2 Các nhà cung cấp thiết bị trên toàn cầu NKT NKT 7 3. Tổng quan về GAIM Ép nhựa có khí hỗ trợ liên quan đến việc phun một shot nhựa còn thiếu vào khoang (của khuôn). Khi khí được đưa vào trong vật liệu nóng chảy, nó theo con đường ít trở lực nhất vào các phần của chi tiết với áp suất thấp và nhiệt độ cao. Khi khí đi vào chi tiết, nó tạo ra một lõi rỗng bằng cách thay thế vật liệu nóng chảy (Hình 1.3). Vật liệu này nóng chảy điền vào phần còn lại của chi tiết này. Sau khi điền đầy đủ, khí được chuyển sang áp lực cao, choán lấy phần co rút thể tích của vật liệu. NKT NKT 8 3. Tổng quan về GAIM Có hai loại cơ bản của kỹ thuật khí hỗ trợ ép phun: Giữ cố định thể tích (đẳng tích) và giữ cố định áp lực (đẳng áp). NKT NKT 9 3. Tổng quan về GAIM Phương pháp HELGA (Hettinga Liquid Gas Assist) tương đối khác các phương pháp trước đó, phương pháp này sử dụng khí nitơ. Hình 1.8 minh họa quá trình này. Một phần của nhựa được bơm vào khoang sau đó là phun nhựa có chứa một chất lỏng đặc biệt, độc quyền. Khi tiếp xúc với nhựa nóng chảy, chất lỏng được chuyển thành một chất khí, tạo ra các lòng trống. Dòng chất lỏng bị ngắt, và quá trình phun nhựa tiếp tục. Khí được chứa trong chi tiết và, tạo áp lực ra bên ngoài, giảm thiểu dấu hiệu co rút của sản phẩm. Khi chi tiết nguội đi, khí mất tác dụng và vẫn không hoạt động cho dù chi tiết được nung nóng. [...]... phương pháp ép nhựa có khí hỗ trợ 21 "thông qua vòi phun" (Xem hình 1.9) NKT NKT 5 Vị trí lỗ phun khí b/ Thông qua kênh dẫn nhựa (Resin delivery system) Khí được đưa vào hệ thống kênh dẫn nhựa (runner) hoặc cuống rót (sprue bushing) qua những pin khí được gọi là ép nhựa có khí hỗ trợ "qua kênh dẫn nhựa" (Xem hình 1.10) Với những chi tiết có cuống rót đồng thời là cổng phun (gate), các đường khí đều phải... rỗng, có thể giúp để giảm số lượng của nhựa phải tái 22 chế NKT NKT 5 Vị trí lỗ phun khí c/ Bơm khí trực tiếp vào hốc khuôn (Mold cavity gas injection system) Khí được đưa trực tiếp vào hốc khuôn thông qua pin khí được gọi là phương pháp ép nhựa có khí hỗ trợ "in-article" (Xem hình 1.11) Các chi tiết ép nhựa với phương pháp này có thể được thiết kế với các kênh khí độc lập Mỗi kênh cũng có thể có áp... thể có áp suất khí và kiểm soát thời gian độc lập Các kênh khí không có được sự kết nối với nhau nhưng sẽ đòi hỏi một pin khí cho mỗi kênh Chi tiết ép nhựa hoàn thành sẽ có một lỗ ở mỗi vị 23 trí vòi phun khí NKT 6 Điều khiển dòng khí phun vào NKT Có 2 phương pháp điều khiển dòng khí phun vào: • Điều khiển thể tích – Tạo áp suất khí không liên tục • Điều khiển áp suất - Tạo áp suất khí liên tục 1.1... GAIM e/ Khí hỗ trợ ngoài với áp suất chân không : Đối với một số loại nhựa nhiệt cứng, quá trình điền đầy không tốt, người ta có thể dùng quá trình hút chân không hỗ trợ Người ta gắn đầu hút khí vào các đường thoát khí (air vent) của hốc khuôn (cavity) Áp suất âm này sẽ hỗ trợ cho áp suất phun của máy ép nhựa Dòng nhựa chảy nhanh hơn, tránh hiện tượng đông cứng sớm của nhựa; đồng thời nó hút không khí. .. Đầu phun NKT 8 Thiết bị dùng trong quá trình GAIM NKT 8.1 Thiết bị tạo khí nito Khí nito được lọc từ không khí xung quanh thông qua một hệ thống nhiều màng lọc khác nhau, lưu lượng khí sinh ra có thể đạt 100 – 450 l/ph Thiết bị có thể được lắp đặt ở gần hoặc ở xa máy ép phun NKT 8 Thiết bị dùng trong quá trình GAIM NKT 8.2 Thiết bị tạo áp suất Một máy có thể cung cấp khí nito cho một vài máy ép phun, ... Tạo áp suất làm việc và duy trì áp suất không đổi trong quá trình phun khí - Có thể cung cấp áp suất cho một vài máy ép phun khác nhau NKT 6 Điều khiển dòng khí phun vào NKT 6.3 Đường cong áp suất khí NKT 7 Khí dùng trong quá trình GAIM NKT - Khí nito thường được sử dụng trong quá trình GAIM Không khí bình thường không được sử dụng vì có nhiều tạp chất, oxy nguyên tử ở áp suất và nhiệt độ cao sinh... suất - Modun điều chỉnh áp suất có kích thước khá nhỏ nên nó có thể được lắp đặt gần đầu phun khí do đó, ít tiêu hao khí nito - Áp suất khí được điều chỉnh bằng van có độ chính xác cao, van có thể được điều khiển bằng điện hoặc bằng khí nén, dầu ép Modun đơn có các đặc điểm giống modun điều chỉnh áp suất, điểm khác biệt ở đây là hệ thống điều khiển điện - Modun đơn có chức năng giống như một modun... thời nó hút không khí trong cavity ra ngoài hỗ trợ quá trình điền đầy Hạn chế: Có thể tạo nên ba vớ tại vị trí đường thoát khí Quá trình này được sử dụng tại một số công ty Nhật, chưa thấy sử dụng rộng rãi 20 NKT NKT 5 Vị trí lỗ phun khí a/ Thông qua vòi phun của máy ép nhựa (Machine nozzle) Gas Assist Systems.AVI - YouTube.flv Khí được đưa vào thông qua một vòi phun đóng ngắt (shut-off) đặc biệt gắn liền... Điều khiển thể tích 1.1.1 Nguyên lý hoạt động NKT 6 Điều khiển dòng khí phun vào NKT 6.1 Điều khiển thể tích 6.1.2 Đặc điểm - Áp suất khí bị ảnh hưởng bởi đường kính và chiều dài đầu phun khí, đầu nối vào khuôn và thể tích khuôn - Không có quá trình giữ áp - Áp suất khí thực trong khuôn không được điều khiển NKT 6 Điều khiển dòng khí phun vào NKT 6.2 Điều khiển áp suất 6.2.1 Nguyên lý hoạt động 6.2.2... được phun ép tạo sản phẩm trong chu kỳ tiếp theo và không phải nghiền lại hoặc nung lại vật liệu bị tống ra; 2/ Không cần quá trình cắt nhựa dư; 3/ Không cần van ngắt phía trong khuôn 17 4 Các quy trình trong GAIM NKT NKT d/ EGM – External Gas Molding: Quy trình EGM, khí hỗ trợ phía ngoài * Bơm khí để tạo thành một lớp mỏng vi khí giữa một bề mặt nhựa và một bề mặt hốc khuôn liền kề; * Sử dụng khí để . này có cái nhìn tổng quát về ép phun có khí hỗ trợ, nhóm 7, lớp CTM 2011 với sự hướng dẫn của PGS.TS Thái Thị Thu Hà xin được thực hiện tiểu luận, đề tài: GAS ASSIST INJECTION MOLDING ÉP PHUN CÓ. NKT NKT 0 Báo cáo tiểu luận: GAS ASSIST INJECTION MOLDING ÉP PHUN CÓ KHÍ HỖ TRỢ Ngày: 05/04/2012 GVHD: Thực hiện: PGS.TS Thái Thị Thu Hà Nguyễn. truyền thống không thể làm được. Ép phun có khí hỗ trợ đã xuất hiện hơn 45 năm về trước tại nước Đức. Kỹ thuật này bắt đầu được ứng dụng hơn 20 năm trước, và đã có những cải tiến quan trọng khoảng