Đang tải... (xem toàn văn)
Trong một vài năm từ đầu thập kỉ 90 trở lại đây, lĩnh vực khuôn mẫu đã xuất hiện ở Việt Nam và dần dần khẳng định được vai trò trong sản xuất với các sản phẩm khuôn chất lượng cao, các loại sản phẩm nhựa trong gia dụng và kỹ thuật. Sự phát triển của lĩnh vực này cũng đã kéo theo sự phát triển của ứng dụng công nghệ CADCAMCNC trong gia công và chế tạo. Giáo trình này phục vụ cho công tác đào tạo ngành cơ khí kỹ sư chế tạo máy tại Học viện kỹ thuật quân sự (KTQS). Mục đích là cung cấp những hiểu biết chung nhất về các phương pháp tạo hình sản phẩm nhựa, kiến thức cần có khi thiết kế khuôn ép phun, các phương pháp công nghệ trong gia công khuôn của sản phẩm nhựa cũng như phục vụ cho môn học “Thiết kế chế tạo khuôn mẫu”.
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 9 Chương VẬT LIỆU NHỰA 11 1.1 Thành phần nhựa 11 1.1.1 Polymer 11 1.1.2 Chất phụ gia 12 1.1.3 Chất tăng bền 13 1.2 Phân loại vật liệu nhựa 13 1.2.1 Phân loại theo công nghệ 13 1.2.2 Phân loại theo phạm vi sử dụng 14 1.3 Tính chất vật liệu nhựa 15 1.3.1 Đặc tính 15 1.3.2 Tính chất kỹ thuật 16 1.4 Ứng dụng phương pháp gia công vật liệu nhựa 22 1.4.1 Ứng dụng số loại nhựa thông dụng 22 1.4.2 Phân loại phương pháp gia công 24 Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH SẢN PHẨM NHỰA 26 2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 26 2.2 Công nghệ ép đùn 26 2.2.1 Giới thiệu chung 26 2.2.2 Vật liệu 27 2.2.3 Quá trình ép đùn 27 2.2.4 Thiết bị ép đùn 28 2.2.5 Sản phẩm trình ép đùn 33 2.3 Công nghệ ép phun 37 2.3.1 Giới thiệu chung 37 2.3.2 Vật liệu 37 2.3.3 Quá trình ép phun 37 2.3.4 Công nghệ ép phun nhiều màu 40 2.4 Công nghệ đúc ép, đúc biến đổi hình 46 2.4.1 Giới thiệu chung 46 2.4.2 Vật liệu 47 2.4.3 Quá trình đúc ép, đúc biến đổi hình 47 2.4.4 Phân loại 49 2.5 Công nghệ cán 51 2.5.1 Giới thiệu chung 51 2.5.2 Vật liệu 52 2.5.3 Quá trình công nghệ cán 52 2.6 Công nghệ thổi 52 2.6.1 Giới thiệu chung 52 2.6.2 Vật liệu 53 2.6.3 Quá trình công nghệ thổi 53 2.7 Công nghệ phủ chất dẻo 56 2.7.1 Giới thiệu chung 56 2.7.2 Vật liệu 56 2.7.3 Quá trình công nghệ phủ 56 2.8 Công nghệ khuôn quay 58 2.8.1 Giới thiệu chung 58 2.8.2 Vật liệu 58 2.8.3 Quá trình công nghệ khuôn quay 58 2.9 Tạo hình sản phẩm nhựa nhiệt 59 2.9.1 Giới thiệu chung 59 2.9.2 Vật liệu 60 2.9.3 Quá trình tạo hình 60 Chương THIẾT KẾ HÌNH HỌC SẢN PHẨM NHỰA 63 3.1 Lưu ý thiết kế sản phẩm nhựa 63 3.2 Thiết kế bề dày 64 3.2.1 Hiệu thiết kế 64 32.2 Lưu ý thiết kế 64 3.3 Thiết kế góc bo 66 3.3.1 Hiệu thiết kế 66 3.3.2 Lưu ý thiết kế 67 3.4 Thiết kế gân 68 3.4.1 Hiệu thiết kế gân 68 3.4.2 Lưu ý thiết kế 68 3.3.3 Gân tăng cứng 69 3.5 Thiết kế vấu lồi 70 3.5.1 Hiệu thiết kế vấu lồi 70 3.5.2 Lưu ý thiết kế 70 3.6 Thiết kế lỗ sản phẩm 72 3.6.1 Hiệu thiết kế lỗ 72 3.6.2 Lưu ý thiết kế 72 3.7 Khoảng cắt phía sau sản phẩm 73 3.7.1 Hiệu thiết kế 73 3.7.2 Giải pháp tránh khoảng cắt 74 3.8 Góc vát thoát khuôn 74 3.8.1 Hiệu thiết kế góc vát 74 3.8.2 Lưu ý thiết kế 74 3.9 Thiết kế sản phẩm dùng cho lắp ráp 75 3.9.1 Hiệu thiết kế 75 3.9.2 Lưu ý thiết kế 75 3.10 Dung sai cho sản phẩm nhựa 76 Chương THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN 78 4.1 Kết cấu quy trình thiết kế khuôn ép phun 78 4.1.1 Kết cấu khuôn ép phun 78 4.1.2 Quy trình thiết kế khuôn ép phun 80 4.1.3 Một số vấn đề lưu ý thiết kế 80 4.1.4 Xác định thông số máy ép phun 81 4.2 Lựa chọn khuôn thiết kế 82 4.2.1 Khuôn sử dụng hệ thống kênh dẫn nguội 82 4.2.2 Khuôn sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng 83 4.2.3 Hệ thống khuôn nhiều tầng 85 4.3 Thiết kế lòng khuôn, lõi khuôn 86 4.3.1 Tính toán kích thước 86 4.3.2 Tính toán số lượng 87 4.3.3 Phân bố lòng khuôn, lõi khuôn 88 4.4 Thiết kế hệ thống dẫn nhựa 89 4.4.1 Miệng phun 89 4.4.2 Cân nhắc thiết kế miệng phun 95 4.4.3 Bạc cuống phun 96 4.4.4 Kênh dẫn nguội 97 4.4.5 Hệ thống kênh dẫn nóng 100 4.5 Thiết kế dẫn hướng hệ thống lõi mặt bên 103 4.5.1 Thiết kế hệ thống dẫn hướng 103 4.5.2 Thiết kế hệ thống lõi mặt bên 103 4.5.3 Kết cấu tháo lõi mặt bên 105 4.6 Thiết kế hệ thống làm nguội 109 4.6.1 Tính toán hệ thống làm nguội 109 4.6.2 Chi tiết khuôn cần làm nguội 111 4.6.3 Tính toán thời gian làm nguội 114 4.7 Thiết kế hệ thống gia nhiệt khuôn 115 4.7.1 Phương pháp gia nhiệt 115 4.7.2 Chi tiết hệ thống gia nhiệt 115 4.8 Thiết kế hệ thống thoát khí 119 4.9 Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm 120 4.9.1 Những điều cần lưu ý thiết kế 120 4.9.2 Phương pháp đẩy sản phẩm 121 4.10 Thiết kế hệ thống hồi 125 4.11 Thiết kế khuôn cho sản phẩm có ren 126 4.11.1 Lưu ý thiết kế sản phẩm có ren 126 4.11.2 Kết cấu khuôn cho sản phẩm có ren 128 4.11.3 Phương pháp tháo sản phẩm 131 Chương PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN 136 5.1 Yêu cầu kỹ thuật vật liệu 136 5.1.2 Vật liệu chế tạo 136 5.1.3 Tính công nghệ 138 5.2 Chuẩn bị công nghệ 139 5.2.1 Quá trình công nghệ 139 5.2.2 Phương pháp chọn lựa phôi 142 5.2.3 Gia công chuẩn bị 142 5.2.4 Chuẩn định vị 143 5.3 Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CAE/CNC 144 5.3.1 Công nghệ CAD 144 5.3.2 Công nghệ CAM 146 5.3.3 Công nghệ mô số(CAE) 150 5.3.4 Công nghệ CNC 153 5.4 Công nghệ ngược 155 5.4.1 Vai trò công nghệ ngược 155 5.4.2 Quy trình công nghệ ngược 156 5.4.3 Một số phần mềm hỗ trợ 158 5.4 Công nghệ gia công tia lửa điện 159 5.4.1 Bản chất vật lý 159 5.4.2 Phương pháp gia công 159 5.4.3 Vật liệu chế tạo điện cực 160 5.4.4 Ứng dụng 163 5.5 Phương pháp nâng cao chất lượng khuôn ép phun 165 5.5.1 Thấm nitơ 165 5.5.2 Mạ crom mạ niken 165 5.5.3 Phun phủ bề mặt khuôn 166 5.5.4 Đánh bóng khuôn 167 5.6 Bảo dưỡng, bảo quản khuôn 167 5.6.1 Nguyên tắc 167 5.6.2 Duy trì, bảo quản khuôn 169 Chương MÁY ÉP PHUN VÀ CÁC THÔNG SỐ 171 6.1 Cấu tạo phân loại 171 6.1.1 Cấu tạo chung máy ép phun 171 6.1.2 Phân loại máy ép phun 171 6.2 Hệ thống phun……………………………………………………………… 152 6.2.1 Phễu cấp liệu 174 6.2.2 Khoang chứa liệu 174 6.2.3 Băng gia nhiệt 175 6.2.4 Trục vít 175 6.2.5 Vòi phun 177 6.3 Hệ thống kẹp 179 6.3.1 Cơ cấu đẩy, Cơ cấu kẹp 180 6.3.2 Tấm di động, cố định, nối 181 6.4 Hệ thống điều khiển hỗ trợ ép phun 182 6.5 Lựa chọn máy ép phun 184 6.5.1 Thông số 184 6.5.2 Máy ép phun nhiều màu 185 6.6 Thông số công nghệ trình ép phun 186 6.6.1 Thông số công nghệ 186 6.6.2 Thời gian chu kỳ ép phun 188 Chương KHUYẾT TẬT TRÊN SẢN PHẨM NHỰA 194 7.1 Nguyên nhân phân loại khuyết tật 194 7.1.1 Nguyên nhân 194 7.1.2 Phân loại 196 7.2 Biện pháp khắc phục 203 7.2.1 Biện pháp khắc phục khuôn 203 7.2.2 Biện pháp khắc phục máy ép phun 206 7.2.3 Biện pháp khắc phục sử dụng vật liệu 209 7.2.4 Biện pháp khắc phục thiết kế sản phẩm 209 TÀI LIỆU THAM KHẢO 211 LỜI NÓI ĐẦU Trong vài năm từ đầu thập kỉ 90 trở lại đây, lĩnh vực khuôn mẫu xuất Việt Nam khẳng định vai trò sản xuất với sản phẩm khuôn chất lượng cao, loại sản phẩm nhựa gia dụng kỹ thuật Sự phát triển kĩnh vực kéo theo phát triển ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC gia công chế tạo Tại Việt Nam, hạn chế lực thiết kế chế tạo, doanh nghiệp đáp ứng phần sản xuất khuôn phục vụ cho chế tạo sản phẩm tiêu dùng, kỹ thuật Trong đó, phần lớn thị phần sản xuất khuôn cao cấp nắm giữ công ty liên doanh nước Với sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật cao hầu hết phải nhập bán thành phẩm nhập khuôn từ nước Một nguyên nhân cần đề cập đến doanh nghiệp SXKM nước đa phần hoạt động tình trạng khép kín, chưa có phối hợp, liên kết với để vào thiết kế sản xuất chuyên sâu vào mặt hàng chủng loại Bên cạnh đó, trang thiết bị hầu hết sở thuộc trình độ công nghệ thấp, có nơi đầu tư trang thiết bị công nghệ cao, đầu tư lại trùng lặp chưa có hợp tác doanh nghiệp sản xuất Nguyên nhân nguồn nhân lực thiết kế, chế tạo chuyển giao công nghệ bị phân tán Giáo trình phục vụ cho công tác đào tạo ngành khí kỹ sư chế tạo máy Học viện kỹ thuật quân (KTQS) Mục đích cung cấp hiểu biết chung phương pháp tạo hình sản phẩm nhựa, kiến thức cần có thiết kế khuôn ép phun, phương pháp công nghệ gia công khuôn sản phẩm nhựa phục vụ cho môn học “Thiết kế chế tạo khuôn mẫu” Giáo trình gồm 07 chương: Chương 1.Vật liệu nhựa Chương Phương pháp tạo hình sản phẩm nhựa Chương Thiết kế hình học sản phẩm nhựa Chương Thiết kế khuôn ép phun Chương Phương pháp công nghệ ứng dụng thiết kế, chế tạo khuôn ép phun Chương Máy ép phun Chương Khuyết tật sản phẩm nhựa Giáo trình tài liệu có ích cho kỹ thuật viên phân xưởng muốn tìm hiểu khuôn ép phun cho sản phẩm nhựa Giáo trình kết nhiều năm nghiên cứu lĩnh vực khuôn ép phun cho sản phẩm nhựa Tuy nhiên lần xuất sai sót Chúng mong nhận ý kiến đóng góp để hoàn thiện cho lần tái Địa liên hệ: Bộ môn Chế tạo máy, Khoa Cơ khí, Học viện KTQS Các tác giả 10 Chương VẬT LIỆU NHỰA 1.1 Thành phần nhựa Nhựa hay gọi chất dẻo hợp chất tạo thành từ polymer với chất phụ gia, chất tăng bền chất khác Nhựa tạo hình với số lượng lớn loại sản phẩm chi tiết ép phun, ép đùn, màng mỏng mỏng, lớp bọc dây điện sợi cho nghành dệt Hơn nữa, nhựa thành phần vật liệu khác như: sơn, vecni, keo dán hợp chất composit Sự tạo hình sản phẩm từ nhựa đóng vai trò quan trọng lý sau: - Sự đa dạng trình tạo hình đa dạng không giới hình dáng, hình học chi tiết gia công - Nhiều sản phẩm nhựa tạo hình khuôn, không cần có bước gia công - Do nhiệt độ gia công thấp nên trình xử lý nhiệt đơn giản Nhiều phương pháp gia công sản phẩm nhựa cần nguyên công - Trong số trường hợp, sản phẩm nhựa không cần lớp sơn phủ 1.1.1 Polymer Polymer hợp chất hữu mà hình thành liên kết hoá học bền vững đơn vị polymer với công thức phân tử hoàn toàn giống Các đơn vị nối với thành chuỗi dài( gọi mạch) chứa hàng ngàn đơn vị nên phân tử polymer gọi cao phân tử Các polymer tạo thành từ monome nhờ phản ứng trùng hợp, trùng phối, trùng ngưng, đồng trùng hợp - Sự trùng hợp: Trong phản ứng trùng hợp cao phân tử tạo thành từ đơn phân tử phản ứng mạch tạo thành sản phẩm phụ Điều kiện phản ứng trùng hợp đơn phân tử phải có liên kết không bão hoà - Sự trùng phối: Trùng phối xảy giống trùng hợp trình xảy phản ứng hoá học không xuất sản phẩm phụ có phân tử nhỏ Trong trình trùng phối người ta sử dụng hai đơn 11 phân tử khác Quá trình trùng phối hợp chất đơn phân tử có đổi chỗ nguyên tử - Sự trùng ngưng: Phản ứng trùng ngưng hình thành từ chất đơn phân tử mà phản ứng hoá học xảy tạo thành phân tử nhỏ khác (như nước) Khi trùng ngưng xuất Polymer có cấu trúc lưới Sự trùng ngưng thực theo giai đoạn - Đồng trùng hợp: Các chất dẻo khác liên kết với tạo chất dẻo copolymer (Polymer đồng trùng hợp) Trong trình đồng trùng hợp chất đơn phân tử phần lớn liên kết mạch với tạo mạch mảng Cũng có trường hợp Polyme liên kết vào mạch sẵn Polymer khác Quá trình gọi đồng trùng hợp ghép cấy 1.1.2 Chất phụ gia Chất phụ gia chất trộn thêm vào chất dẻo, thường chất hữu nhằm cải thiện tính chất – lý – hoá polymer Đôi chất phụ gia có độc tính nên cần tuân thủ tiêu chuẩn sử dụng chất phụ gia Việc cho thêm chất phụ gia phụ thuộc vào mục đích sử dụng khác tiêu lý tính, yêu cầu khả tạo hình, tuổi thọ, giá thành - Chất tăng dẻo: Chất tăng dẻo chất hoà tan, đưa vào polymer nhằm phá vỡ phần tác dụng tương hỗ làm vật liệu chuyển từ trạng thái có độ dai lớn trở thành vật liệu mềm dẻo, dễ biến dạng, dễ uốn Nồng độ chất tăng dẻo tăng làm giảm độ dai đồng thời giảm nhiệt độ hóa giòn - Chất ổn định: Chất ổn định có tác dụng làm chậm ngăn cản trình biến đổi cấu trúc tạo hình sử dụng Người ta sử dụng hỗn hợp nhiều chất ổn định khác nhằm đạt yêu cầu kỹ thuật vật liệu Có thể kể đến chất ổn định nhiệt, chất ổn định ánh sáng - Chất chống oxy: Chất chống oxy hoá thường dùng cho polymer PE, PP, cao su Các chất làm chậm trình oxy hoá nhiệt trình tạo hình sử dụng Các chất thường sử dụng phênon, metan, photphit… 12 Hình 7-1 Lỗ khí Hình 7-2 Nguyên nhân gây lỗ khí Nguyên nhân tượng lỗ khí: - Ảnh hưởng ưu tiên dòng chảy - Sự không cân dòng chảy sản phẩm có bề dày không đồng - Bố trí hệ thống thoát khí khuôn chưa tốt dẫn đến tượng kẹt khí b, Sản phẩm bị giòn Sản phẩm sau ép phun dễ bị rạn nứt gãy Nguyên nhân gây tượng sản phẩm bị giòn: - Vật liệu bị thoái hoá: vật liệu bị thay đổi phẩm chất vận tốc phun cao, thời gian giữ áp lực phun dài Bên cạnh thiết kế trục vít máy hệ thống dẫn nhựa khuôn chưa hợp lý nguyên nhân làm thoái hoá vật liệu - Sự xuất đường hàn làm yếu kết cấu sản phẩm - Vật liệu kết tinh không tốt, không hoàn toàn trộn lẫn - Ứng suất dư sản phẩm lớn - Vật liệu chưa phối trộn theo tỉ lệ hợp lý, chứa nhiều vật liệu nghiền lại - Quá trình làm khô vật liệu trước đưa vào máy chưa tốt c, Các đốm cháy Trên sản phẩm có xuất đốm cháy nhỏ màu đen bề mặt, phần nhựa điền đầy sau Nguyên nhân tượng đốm cháy tượng kẹt khí xảy vận tốc áp suất phun 197 cao, khiến cho bọt khí hệ thống kênh dẫn, lòng khuôn thoát kịp theo hệ thống thoát khí khoảng thời gian điền đầy ngắn Hiện tượng kẹt khí xảy có ưu tiên dòng chảy bố trí thoát khí không hợp lý Khi đó, khí bị nén áp suất nhiệt độ cao làm cho nhựa bị nhiệt tạo đốm cháy Hình 7-3 Đốm cháy Hình 7-4 Vết nứt d, Vết rạn nứt Trên sản phẩm xuất vết rạn nứt, nguyên nhân gây vết rạn nứt: - Ứng suất dư cao - Nhiều đường hàn làm sản phẩm yếu - Sự co rút theo nhiều hướng khác nhựa nguội e, Chóc bề mặt Sau ép phun, bề mặt sản phẩm bị chốc lên thành lớp, nguyên nhân tượng này: - Vật liệu chứa nhiều ẩm - Vật liệu chưa đượcphối trộn tốt - Nhiệt độ nóng chảy nhựa lòng khuôn thấp - Dùng nhiều chất thoát khuôn trình ép phun - Miệng phun kênh dẫn tồn góc sắc f, Sản phẩm bị hụt Sản phẩm sau ép phun bị ngắn đoạn (nhựa không điền đầy hoàn toàn), nguyên nhân tượng trên: 198 - Không cân dòng hệ thống kênh dẫn nên áp phun vào lòng khuôn khác - Vât liệu nghiền lại chưa trộn hoàn toàn với vật liệu (vật liệu chưa qua sử dụng) - Vật liệu có chứa nước, độ ẩm cao - Vòng chắn dòng van tự hồi bị hỏng khiến nhựa phun không g, Sản phẩm bị đổi màu Sản phẩm sau ép phun không màu sắc mong muốn, nguyên nhân tượng : - Thời gian vật liệu khoang cấp liệu lâu - Nhiệt độ khoang cấp liệu cao - Màu vật liệu nghiền lại khác với màu vật liệu - Hệ thống kênh dẫn không tốt gây nên tượng nhiệt h, Mắt cá Trên bề mặt sản phẩm xuất khối nhựa nhỏ, vật liệu chưa nóng chảy hoàn toàn bị đẩy vào khuôn, nguyên nhân tượng trên: - Nhiệt nóng chảy thấp: Viên nhựa chưa nóng chảy hoàn toàn bị hoà vào dòng phun - Nhiều vật liệu nghiền lại: vật liệu nghiền lại vật liệu khó hoà tan vào - Vật liệu chứa nhiều tạp chất - Tốc độ quay trục vít : tốc độ quay thấp không đủ nhiệt làm nóng chảy vật liệu khoang cấp liệu 199 Hình 7-5 Sản phẩm bị đổi màu Hình 7-6 Mắt cá i, Ba via Bavia xuất đường phân khuôn miệng phun kiểu điểm Bavia tượng nhựa nóng chảy giãn nở bên bám vào khe hở, nguyên nhân tượng trên: - Khi độ dày thành sản phẩm không Bộ phận dày mỏng có áp lực phun tốc độ phun khác Hình 7-7 Ba via Hình 7-8 Vết dòng chảy - Khi nhựa nóng chảy có độ nhớt thấp, cài đặt nhiệt độ nóng chảy cao, dẫn đến tượng nhựa chảy loãng - Áp lực phun cao, lực kẹp chặt yếu - Bề mặt phân khuôn không kín, hệ thống thoát khí chưa phù hợp làm sâu j, Vết dòng chảy Vết dòng chảy có dạng hình tròn tập trung quanh miệng phun, nguyên nhân tượng trên: - Do nhựa gần miệng phun bị đông đặc - Nhiệt độ làm nóng chảy nhựa thấp 200 - Nhiệt độ khuôn thấp - Tốc độ phun áp suất phun thấp - Kích thước kênh dẫn, miệng phun nhỏ k, Sản phẩm không điền đầy hoàn toàn Sản phẩm không điền đầy hoàn toàn lấy khỏi khuôn, nguyên nhân tượng trên: - Dòng nhựa bị hạn chế: kênh dẫn bị đông đặc thiết kế kênh dẫn chưa hợp lý Vật liệu bị đông cứng trước sản phẩm điền đầy - Lòng khuôn phức tạp dẫn đến trình điền đầy khó Dòng nhựa phải chảy từ tiết diện mỏng để vào tiết diện dày - Thoát khí không tốt, xuất áp suất ngược khí không thoát - Nhiệt độ chảy dẻo nhựa nhiệt độ khuôn thấp - Công suất máy ép phun không đủ l, Vết lõm lỗ trống Vết lõm lỗ trống xảy có co rút không đồng vùng vật liệu Đây khuyết tật thường liên quan đến độ dày sản phẩm Khi nhựa nóng chảy qua tiết diện nhỏ, không giữ áp lực phun để làm đầy khoảng trống Nguyên nhân tượng trên: - Do co rút vật liệu trình làm nguội, vật liệu có xu hướng nguội từ vào nên phần vật liệu bên có xu hướng kéo phần vật liệu bề mặt sản phẩm xuống, gây vết lõm Nếu phần vật liệu bề mặt đủ cứng gây lỗ hổng ứng suất kéo nhựa nóng chảy - Sản phẩm có bề dày không đồng vấu lồi, gân tăng cứng thiết kế không gây vết lõm mặt đối diện - Qúa trình bù vật liệu bị thiếu - Áp suất phun áp suất định hình thấp - Thời gian giữ thời gian làm nguội ngắn - Nhiệt làm chảy dẻo vật liệu nhiệt độ khuôn cao 201 Hình 7-9 Vết lõm Hình 7-10 Sản phẩm bị hụt m, Sản phẩm bị cong vênh Đây tượng sản phẩm bị vênh biến dạng tháo khỏi khuôn Khi nhựa nóng chảy đóng rắn, xuất biến dạng ứng suất dư Nguyên nhân tượng trên: vùng sản phẩm nguội không lúc, dẫn đến độ co rút khác nhau, tạo áp suất trong, gây cong vênh sản phẩm Hình 7-11 Cong vênh chênh Hình 7-12 Sản phẩm cong vênh nhiệt n, Những vết bẩn sọc đen Xuất vết bẩn vết sọc đen bề mặt sản phẩm, nguyên nhân tượng trên: vật liệu bị thoái hoá nhiệt vật liệu bị bẩn nhiều vật liệu nghiền lại, lẫn tạp chất o, Sự tạo đuôi Đây tượng sản phẩm có dạng dây chảy bề mặt khuôn Sự tạo đuôi xảy nhựa lỏng phun với tốc độ cao qua vùng bị giới hạn vòi phun, kênh dẫn, miệng phun vào vùng rộng Nguyên nhân tượng vị trí miệng phun 202 không phù hợp Dòng chảy nhựa lỏng vào lòng khuôn làm lạnh thành dạng đường dây không hoà tan với dòng nhựa khác đến sau Hình 7-13 Tạo đuôi Hình 7-14 Đường hàn p, Đường hàn Đây tượng dòng chảy ban đầu nhựa nóng chảy đông lại, hòa trộn dòng đến sau không hoà tan hoàn toàn Sự không hoà tan gặp vật cản lòng khuôn, thay đổi tiết diện đột ngột, nhiệt độ nhựa nóng chảy không đồng Đường hàn phát triển theo dạng đặc biệt đám mây, vảy dạng Tại vị trí sản phẩm thường yếu, dễ gẫy Nguyên nhân tượng đặt vị trí miệng phun chưa tốt bề dày sản phẩm không hợp lý 7.2 Biện pháp khắc phục 7.2.1 Biện pháp khắc phục khuôn a, Rỗ khí - Thiết kế bề dày sản phẩm hợp lý để tránh tượng ưu tiên cân dòng chảy - Cần cân dòng chảy hệ thống kênh dẫn bố trí hệ thống thoát khí hợp lý Ta thay đổi vị trí hệ thống kênh dẫn để phần nhựa điền đầy sau nằm vị trí thoát khí hợp lý - Đảm bảo sản phẩm làm nguội đồng b, Sản phẩm bị giòn - Thiết kế hệ thống dẫn nhựa hợp lý 203 c, Các đốm cháy - Thiết kế lại hệ thống thoát khí, đảm bảo trình thoát khí tốt - Tránh tượng nhiệt gây thoái hoá vật liệu việc thiết kế lại hệ thống dẫn nhựa - Đảm bảo trình làm nguội không diễn nhanh, gây tượng làm nguội đột ngột, tạo nên khuyết tật sản phẩm d, Vết rạn nứt - Giảm co rút vật liệu theo nhiều hướng cách thiết kế hệ thống làm nguội đồng toàn sản phẩm - Thiết kế lại hệ thống kênh dẫn nhựa để tránh tượng đường hàn Nếu cần, nên sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng để đảm bảo nhiệt độ nóng chảy đồng toàn khuôn, đảm bảo không áp sụt giảm nhiệt độ e, Tróc bề mặt - Làm trơn láng góc, cạnh miệng phun kênh dẫn, tránh tượng dòng nhựa lỏng bị tách gặp góc, cạnh f, Sản phẩm bị hụt b, Trên khuôn - Thiết kế hệ thống kênh dẫn để đảm bảo cân dòng - Kiểm tra lại hệ thống làm nguội để nhiệt độ khuôn đồng trình làm nguội g, Sản phẩm bị đổi màu - Thiết kế hệ thống dẫn nhựa tốt để giảm ma sát trình ép phun, tránh gây nên tượng nhiệt nhựa - Hệ thống thoát khí phù hợp khí bị kẹt làm tăng nhiệt, gây nhiệt nhựa h, Mắt cá - Thiết kế, chọn lựa hệ thống kênh dẫn nhựa đảm bảo nhựa nóng chảy hoàn toàn từ vào khuôn đến điền đầy 204 - Khi cần, bố trí thêm hệ thống gia nhiệt miệng phun, khuôn, chí vị trí có nguy nhựa không giữ trạng thái nóng chảy i, Ba via - Đảm bảo khuôn khớp với nhau, đặc biệt mặt phân khuôn khe hở Nên đặt thêm gối đỡ phụ cho khuôn không đủ bề dày để chịu áp lực - Kiểm tra lại kích thước hệ thống thoát khí - Mặt phân khuôn phải vệ sinh trước đưa lên máy ép j, Vết dòng chảy - Thay đổi kích thước đuôi nguội chậm kênh dẫn để giữ vật liệu nóng chảy suốt trình điền đầy Chiều dài đuôi nguội chậm thường đường kính kênh dẫn - Tăng kích thước miệng phun kênh dẫn để tránh miệng phun bị đông đặc sớm suốt giai đoạn định hình sản phẩm - Giảm chiều dài cuống phun thay kênh dẫn nguội kênh dẫn nóng - Bố trí hệ thống phun nhiều điểm khuôn, nhằm đảm bảo trạng thái nóng chảy nhựa toàn khuôn k, Sản phẩm không điền đầy hoàn toàn - Tăng kích thước số miệng phun Tăng kích thước kênh dẫn để giảm kháng dòng - Bố trí miệng phun hợp lý để ưu tiên dòng nhựa chảy qua vùng bề dày lớn Nếu sản phẩm dài, nên đặt miệng phun sản phẩm - Đặt lỗ thoát khí gần nơi không điền đầy tăng số lỗ thoát khí để giảm áp hồi l, Vết lõm lỗ trống - Tăng kích thước kênh dẫn miệng phun để miệng phun không nguội sớm 205 - Bố trí thêm tăng kích thước hệ thống thoát khí - Đặt miệng phun hợp lý: đảm bảo dòng chảy từ vùng dày sang vùng mỏng - Thiết kế hệ thống làm nguội đảm bảo đồng toàn sản phẩm m, Sản phẩm bị cong vênh - Thiết kế lại hệ thống làm nguội sản phẩm - Đảm bảo dòng nhựa chảy theo hướng n, Những vết bẩn sọc đen - Làm hệ thống dẫn hướng, hệ thống lõi mặt bên Các hệ thống thường bôi trơn dầu, mỡ, lẫn vào sản phẩm Làm hệ thống kênh dẫn để tránh chất bẩn bám vào - Vệ sinh khuôn trước ép phun o, Sự tạo đuôi - Dùng miệng phun kiểu gối ngầm để dòng nhựa chảy toả khắp lòng khuôn Dùng miệng phun kiểu băng kiểu quạt để có dòng chảy êm p, Đường hàn - Đổi vị trí miệng phun thiết kế bề dày sản phẩm hợp lý 7.2.2 Biện pháp khắc phục máy ép phun a, Lỗ khí - Giảm vận tốc phun vận tốc phun lớn làm cho nhựa phun dạng tia, kéo theo khí dễ dàng lẫn vào Khi nhựa phun với vận tốc chậm, khí có đủ thời gian để thoát b, Sản phẩm bị giòn - Thay trục vít trục vít thiết kế không khiến vật liệu bị nhiệt - Thay vòi phun nhỏ để giảm thời gian giữ 206 - Điều chỉnh nhiệt độ khoang chứa liệu, vòi phun nhiệt chảy vật liệu để giảm đường hàn tránh gây nhiệt cho vật liệu - Giảm áp suất lùi, vận tốc quay trục vít vận tốc phun nhiệt ma sát gây nhiệt vật liệu c, Các đốm cháy - Giảm áp suất phun, Giảm vận tốc phun - Giảm nhiệt độ khoang chứa liệu, bố trí, kiểm tra lại băng gia nhiệt - Thay vật liệu bị thoái hoá - Đảm bảo vật liệu trộn lẫn, nghiền trước ép phun d, Chóc bề mặt - Tăng nhiệt độ khoang cấp liệu nhiệt độ khuôn để nhựa nóng chảy dễ dàng kết hợp với - Khi cần, thay phận hệ thống cấp nhựa máy ép phun như: băng gia nhiệt, thiết bị loại bỏ ẩm, trục vít… e, Sản phẩm bị hụt - Kiểm tra khả hoạt động vòng chắn dòng băng gia nhiệt khoang cấp liệu - Tăng áp suất phun áp suất định hình để cung cấp vật liệu điền đầy lòng khuôn - Tăng thời gian phun thời gian định hình để vật liệu có đủ thời gian điền đầy lòng khuôn f, Sản phẩm bị đổi màu - Thay trục vít trục vít thiết kế không làm trình trộn gây nhiệt cho nhựa - Chọn máy ép phun phù hợp với công suất - Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu vòi phun - Đảm bảo phễu cấp liệu 207 g, Mắt cá - Tăng nhiệt khoang cấp liệu - Tăng áp hồi để hỗn hợp nhựa hoà lẫn vào hoàn toàn - Tăng tốc độ quay trục vít để tăng nhiệt ma sát h, Ba via - Tăng lực kẹp thấy cần thiết - Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu, áp lực phun nhựa để tránh áp suất cao làm tách rời khuôn - Tăng thời gian phun giảm từ từ vận tốc phun i, Vết dòng chảy - Tăng áp suất phun áp suất định hình Tăng nhiệt độ khoang cấp liệu vòi phun - Tăng nhiệt độ khuôn j, Sản phẩm không điền đầy hoàn toàn - Tăng áp suất phun nên nằm khoảng 70 -85% áp suất phun lớn máy - Tăng thể tích phun - Tăng vận tốc phun để nhựa lỏng giữ đủ nhiệt, đảm bảo điền đầy hoàn toàn lòng khuôn - Tăng nhiệt độ khoang cấp liệu thành khuôn để gia nhiệt thêm cho nhựa lỏng chảy vào khuôn - Kiểm tra hệ thống cấp liệu đảm bảo trình ép phun diễn liên tục - Kiểm tra van tự hồi hở, khoang chứa liệu để chắn thiết bị không bị mòn hay hỏng k, Vết lõm lỗ trống - Tăng áp phun thời gian giữ Tăng thời gian tiến trục vít giảm vận tốc phun 208 - Giảm nhiệt hoá dẻo nhiệt độ thành khuôn Tăng thời gian làm nguội l, Những vết bẩn sọc đen - Vệ sinh máy trước ép phun - Chọn máy có công suất thích hợp Công suất thích hợp nằm khoảng 20% - 80% công suất máy ép phun - Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu vòi phun để tránh gây nhiệt vật liệu m, Đường hàn - Tăng nhiệt độ khuôn nhiệt độ nhựa nóng chảy Đường hàn không xảy nhiệt độ nóng chảy không thấp 200 so với nhiệt độ phun 7.2.3 Biện pháp khắc phục sử dụng vật liệu - Tránh sử dụng vật liệu bẩn chứa nhiều vật liệu nghiền lại - Loại bỏ ẩm vật liệu cách sấy khô trước ép phun - Sử dụng liều lượng chất thoát khuôn Nếu dùng nhiều, phá vỡ liên kết phần tử nhựa với - Giảm vật liệu nghiền để có trình trộn tốt nhiệt chảy lúc - Đảm bảo vật liệu trước ép phun - Cất giữ vật liệu khác túi khác để tránh bị lẫn 7.2.4 Biện pháp khắc phục thiết kế sản phẩm - Tăng bề dày nơi tiết diện sản phẩm hẹp để dòng chảy không bị nghẽn Tăng bề dày sản phẩm để giảm ứng suất dư giới hạn cho phép Trong trường hợp tăng chiều dày, thiết phải đảm bảo chiều dày đồng toàn sản phẩm - Giảm bề dày sản phẩm nơi xảy vết lõm, thiết kế vấu lồi gân tăng cứng hợp lý 209 - Thiết kế sản phẩm có độ dày đồng mỏng điều kiện chi phép - Thay đổi hình dáng hình học sản phẩm thiết kế bề dày, gân tăng cứng vấu lồi CÂU HỎI ÔN TẬP Khuyết tật thiết kế hệ thống dẫn nhựa khuôn không tốt? Giải pháp sữa chữa? Giải pháp sửa chữa khuyết tật thiết kế hình dáng, hình học không tốt? Giải pháp sửa chữa khuyết tật thiết kế hệ thống thoát khí không tốt? Khuyết tật giải pháp sữa chữa thiết kế hệ thống làm nguội không tốt? 210 TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Vũ Hoài Ân - Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa - Viện máy dụng cụ công nghiệp IMI - Nhà xuất KHKT- Hà nội, 2002 TS Vũ Hoài Ân - Các phương pháp tạo hình sản phẩm nhựa Viện máy dụng cụ công nghiệp IMI - Nhà xuất KHKT- Hà nội, 2002 TS Vũ Hoài Ân – Gia công tia lửa điện - Viện máy dụng cụ công nghiệp IMI - Nhà xuất KHKT- Hà nội, 2002 Nhữ Hoàng Giang, Đinh Bá Trụ Lê Thụy Anh- Công Nghệ Và Thiết Bị Gia Công Vật Liệu Polyme - Nhà xuất KHKT, Hà nội, 2005 5.TS Nguyễn Minh Đức - Giáo trình Kỹ thuật gia công Polyme, ĐHBK Đà Nẵng, 2006 David Kazmer, Injection Mold Design Engineering, Sep 4, 2007 Rosato - Injection molding handbook 3rd- Kluwer Academic Publishers, 2007 Carlis A.Reyes - Methodical plastic injection mould, making and maintenance- 1992 Georg Menges - How to make injection molds, Sep 5, 2006 10 Vietchuanjsc.com 11 Reverse engineering, Kathryn a.ingle, June 1, 1994, Amazon publisher 12 Understanding product design for injection molding, Herbert Rees, 2000, Amazon publisher 211 [...]... nhỏ) f, Khuôn Khuôn đặt ở đầu ra của máy đùn Khuôn tạo ra sản phẩm với hình dạng mong muốn Khuôn tạo hình dạng vành khuyên dùng tạo ống, bọc dây điện Khuôn tạo hình có khe dùng tạo màng mỏng, tấm Khuôn đùn tròn dùng để tạo sản phẩm dạng sợi, que Khuôn tạo hình được định danh theo loại sản phẩm nên ta có thể gọi: khuôn tạo hình tấm, màng mỏng… Những loại máy ép đùn trục vít kép thường được sử dụng cho các... một lỗ khuôn để tạo ra các sản phẩm dài liên tục Hình dáng mặt cắt ngang của sản phẩm được xác 26 định bởi hình dáng của lỗ khuôn Vì vậy, hình dáng mặt cắt ngang sẽ không đổi trên toàn bộ sản phẩm Các sản phẩm được đùn theo một quá trình liên tục, được làm lạnh và cắt theo chiều dài xác định 2.2.2 Vật liệu Ép đùn là quá trình tạo hình cơ bản với kim loại, gốm và nhựa Ép đùn được sử dụng cho nhựa nhiệt... chấn: Chất này có tác dụng tăng độ bền cho sản phẩm nhựa dưới tác dụng của tải trọng va đập, cải thiện khả năng giảm chấn - Chất chống tĩnh điện: Chất chống tĩnh điện cho phép hạn chế việc tích tụ điện tích trên bề mặt sản phẩm và từ đó hạn chế các hiện tượng khác như bám bụi - Chất chống cháy: Chất này có tác dụng hạn chế quá trình bắt lửa, bốc cháy, ức chế quá trình oxy hoá, hoặc chuyển hoá sang chất... nước Sản phẩm là dây bọc nhựa được quấn vào cuộn dây lớn, với tốc độ 50m/s Trên hình 29, nhựa nóng chảy 6 đi bên trong 35 xy lanh 2, qua màng lưới 1, tấm xé 3, ống lõi 4 có vai trò dẫn hướng dây trần 5 đi qua cụm khuôn 7 Xi chân không 8 tạo lực hút nhựa vào Hình 2-9 Bọc nhựa cho dây dây dẫn Sản phẩm cuối cùng là dây được bọc nhựa 9 Quá trình bọc nhựa diễn ra liên tục Đường kính lỗ khuôn phụ thuộc vào đường... lựa nhiệt độ gia công? Ảnh hưởng của nhiệt độ gia công đến quá trình hình thành sản phẩm trong khuôn? 4 Một số loại nhựa sử dụng trong gia dụng và công nghiệp? ứng dụng cụ thể của từng loại đó? 25 Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH SẢN PHẨM NHỰA 2.1 Chuẩn bị nguyên liệu Công nghệ chuẩn bị vật liệu hay sơ chế là công nghệ cần thiết để điều chế nguyên liệu, đảm bảo định lượng đúng thành phần, độ hạt, độ... nén ép dòng chảy Sau đó, nhựa nóng chảy sẽ đi qua một khu vực có hình dáng côn hội tụ để tránh hiện tượng vết chết ở các góc gần lỗ khuôn Quá trình làm nguội được thực hiện bằng thổi khí, phun tia nước, hoặc để sản phẩm đi qua các bể nước Sản phẩm có khuynh hướng nở ra, để bù lại sự nở của vật liệu, lỗ khuôn phải làm đủ dài Đối với các hình dáng không tròn, lỗ khuôn được thiết kế với mặt cắt ngang khác... đùn nhựa Sau đó, nhựa đi qua đoạn mở rộng 1 và chảy qua khe hở của khuôn 3 Sản phẩm Hình 2-8 Nguyên lý ép đùn tấm và màng cuối cùng là màng mỏng 2 mỏng d, Các dây điện và dây cáp bọc nhựa Trong quá trình bọc nhựa, dây trần được kéo qua lỗ khuôn với tốc độ nhanh Mật độ chân không nhẹ được thực hiện giữa dây và nhựa để làm tăng độ dính chặt của lớp bọc Khi làm nguội, dây được bọc đi qua nước Sản phẩm. .. PVC)dùng để chế tạo các chi tiết hay các sản phẩm có độ chính xác và cơ tính không yêu cầu cao như vỏ bọc dây điện, dép nhựa, thau giặt đồ, ống nước b, Nhựa kỹ thuật Nhựa kỹ thuật(PC, PA, ABS, PPO) dùng để chế tạo các chi tiết máy, các chi tiết lắp hay các sản phẩm có yêu cầu về độ chính xác, chịu mòn, chống va đập, bền chắc như bánh răng, bu lông, đai ốc, vỏ máy… 14 1.3 Tính chất của vật liệu nhựa 1.3.1... đùn trục vít kép thường được sử dụng cho các loại nhựa PVC cứng, nhựa khó ép đùn, vật liệu đòi hỏi có quá trình phối trộn tốt 2.2.5 Sản phẩm của quá trình ép đùn a, Profin đặc Các profin đặc có hình dáng như tròn, vuông và hình dáng không đều đặn như hình dáng kết cấu cửa ra, vào, cửa sổ, khung nhà, … Nguyên lý tạo hình các sản phẩm đặc như hình 2-6 Nhựa nóng chảy 6 phải đi qua màng lưới 3, tấm xé 2... phương pháp hàn và dán, nhằm mục đích liên kết các sản phẩm Trong quá trình hàn, liên kết tại bề mặt tiếp xúc được tạo ra bởi quá trình khuyếch tán của các mạch phân tử tại bề mặt tiếp xúc nhờ vào sự hoà tan dung môi ở nhiệt độ thường CÂU HỎI ÔN TẬP 1 Khái niệm về nhựa? phân loại theo công nghệ và phạm vi sử dụng? Phân loại các phương pháp gia công sản phẩm nhựa? 2 Khái niệm về độ co thể tích? Độ co