ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA Co Nước Có Ren
Trang
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHẤT DẺO
1. Khái niệm 6
2. Phân loại 6
2.1 Nhựa PE (polyethylene) 8
2.2 Nhựa PP (polypropylene) 9
2.3.Nhựa PS (plystyrene) 10
2.4.Nhựa ABS (Poly acrylonitrile butadien styrene) 11
2.5.Nhựa PVC 11
2.6.Nhựa PA (Polyamide): 12
2.7.Nhựa PC (Plycarbonate) 13
3. Phân biệt các chất dẻo 14
4.Các thông số quan trọng của vật liệu: 15
5. Các chất phụ gia sử dụng trong chất dẻo 18
6. Các phương pháp gia công chất dẻo 23
Chương 2: TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY ÉP PHUN NHỰA VÀ KHUÔN ÉP NHỰA
l MÁY ÉP PHUN
- Cấu tạo chung 25
- Hệ thống điều khiển 34
- Chu kỳ ép phun 36
- Thời gian chu kỳ ép phun và cách rút ngắn chu kỳ 39
- Đo và điều khiển nhiệt độ trong quá trình ép phun 41
l KHUÔN ÉP NHỰA
1. Khái niệm khuôn ép nhựa 42
1.1 Khái niệm 42
1.2 Phân loại khuôn 43
2. Kết cấu khuôn 44
3. Yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn ép nhựa 44
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, LỰA CHON CÁC
CHI TIẾT KHUÔN
1. Phân Tích Sản Phẩm Thiết Kế 45
1.1 .Tìm hiểu sản phẩm thiết kế: 45
1.2.Vật liệu sử dụng: 45
1.3.Về mặt kỹ thuật 46
- chọn mặt phân khuôn 47
- Xác định số lòng khuôn 47
4. Tính toán các chi tiết khuôn 48
CHƯƠNG 5: LẮP ĐẶT VÀO BẢO QUẢN KHUÔN
1. Cách lắp đặt khuôn 65
2. Bảo Quản Khuôn 67
CHƯƠNG 6: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRỤC
- Nguyên công I 68
- Nguyên công II 69
- Nguyên công III 64
- Nguyên công IV: 74
- Nguyên công V: 75
- Nguyên công VI: 76
KẾT LUẬN 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 77
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ CHẤT DẺO
- Khái niệm
Chất dẻo, hay còn gọi là nhựa polyme, là các hợp chất cao phân tử, mà trong phân tử của chúng gồm nguyên tử được nối với nhau bằng những liên kết hoá học thành những mạch dài và có khối lượng phân tử lớn.Trong mạch chính của polymer những nhóm nguyên tử này được lặp đi lặp lại nhiều lần. Chúng được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hàng ngày cho đến những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống hiện đại của con người. Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.
Ngày nay, những loại nhựa mà có thể tái sử dụng hay tái chế, đã dần trở nên thân thiết với cuộc sống con người. Tuy nhiên, quá trình tái chế được lặp đi lặp lại nhiều lần sẽ làm giảm cơ tính của vật liệu ( như độ bền, độ dẻo, màu sắc của vật liệu….).
Nếu không sử dụng nhựa thì tổng cân nặng của hàng hóa sẽ gia tăng đáng kể, chi phí sản xuất và năng lượng sẽ tăng gấp đôi, và sự tiêu hao nguyên vật liệu cũng sẽ tăng lên rất đáng kể
.
- Phân loại
Trong sản xuất, vật liệu nhựa được chia thành 2 loại: nhựa nhiệt dẻo và nhựa phản ứng nhiệt (nhựa nhiệt rắn).
Hình 1.1. Phân loại vật liệu nhựa
a. Nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rất phổ biến, có thể tái sử dụng nhiều lần tuy nhiên sẽ mất dần chất lượng.
Hình 1.2. Cấu Trúc Nhựa Nhiệt Dẻo
b. Nhựa phản ứng nhiệt ít sử dụng trong sản xuất. Khi nung nóng, lúc đầu nhựa phản ứng nhiệt chảy dẻo ra nhưng sau đó thì đông cứng lại và không có khả năng tái sinh như nhựa nhiệt dẻo.
Theo trạng thái pha chúng ta có thể chia nhựa nhiệt dẻo thành 2 loại: nhựa có cấu trúc vô định hình và nhựa có cấu trúc tinh thể. Ngoài ra, theo phạm vi sử dụng chúng ta cũng có thể chia nhựa nhiệt dẻo thành 2 loại: nhựa gia dụng và nhựa kỹ thuật.
c. Nhựa có cấu trúc vô định hình (PS, PC…) dễ dàng nhận thấy bởi tính chất cứng và trong suốt. Màu sắc tự nhiên của loại này là trong như nước hoặc gần như cát vàng hoặc màu mờ đục. Loại nhựa này có độ co rút rất nhỏ, chỉ bằng 0,5 - 0,8%.
Nhựa có cấu trúc tinh thể (PP, PE, PA…) loại nhựa này thường cứng và bền dai, nhưng không trong suốt, thường được dùng trong làm đồ gia dụng.
d. Nhựa gia dụng 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…
e. Nhựa kỹ thuật dùng để chế tạo các chi tiết máy, các chi tiết lắp hay các sản phẩm có yêu cầu về độ chính xác và cơ tính cao như bánh răng, bu lông, đai ốc, vỏ máy…
n Một Số Loại Nhựa Thông Dụng
2.1 Nhựa PE (polyethylene)
- Không màu, độ cứng không cao, dạng tinh thể, oxy hoá chậm ở nhiệt độ thấp nhưng tương đối nhanh ở nhiệt độ cao. PE bền trong nước, chống thấm khí tốt.
- Do độ bền không cao nên dùng để chế tạo các sản phẩm dạng màng, các sợi, dây bọc dây điện, các ống dẫn nước chịu áp lực không cao, chế tạo các chai lọ bằng phương pháp thổi …
Các ứng dụng của nhựa PE:
Những sản phẩm cần có độ bền kéo cơ học.
- Búa nhựa, vật liệu cách điện và nhiệt, bồn tấm, ống dẫn nước, chi tiết xe hơi.
Sản phẩm cần kháng dung môi và dầu nhớt.
- Thùng chúa dung môi, chai lọ, màng mỏng bao bì.
Sản phẩm dung cho cách điện.
- Làm vật liệu điện chịu tần số cao, băng keo cách điện, tấm
2.2Nhựa PP (polypropylene)
- Đặc tính :
- Giống như PE nhưng cứng hơn.
- Cách điện tần số cao, lực va đập ở nhiệt độ thấp.
- Tính chất tuỳ thuộc vào cấu trúc đồng phân lập thể.
- Tính chất :
- Tính chất cơ học.
- Bề ngoài : không màu, bán trong suốt.
- Tỷ trọng : chất dẽo có trọng lượng nhẹ (0.9-0.92).
- Độ bền kéo, độ cứng : cao hơn PE.
- Tính chất nhiệt :
- Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặt biệt tính chất cơ học tốt ở nhiệt độ cao.Dòn ở nhiệt độ thấp.Dễ phá huỷ bởi UV.Dễ cháy.
- Tính chất điện : cách điên tần số cao tốt.
- Tính ứng suất nứt tốt.
- Tính chất bám dính kém.
- Tính chất gia công ép phun tốt
- .Các tính chất khác : không mùi, không vị, không độc, rẻ .
- Ứng dụng :
Dùng độ cứng : nắp chai nước ngọt, thân nắp bút mực, hộp nữ trang, két bia, hộp đựng thịt, …
Dùng kháng hoá chất : chai lọ thuốc y tế, màng mỏng bao bì, ống dẫn, nắp thùng chứa dung môi.
Dùng cách điện tần số cao : làm vật liệu cách điện tần số cao, tấm, vật kẹp cách điện.
Dùng trong ngành dệt, v.v…sợi dệt PP, dép giả da đi trong nhà.
2.3.Nhựa PS (plystyrene)
- Đặc trưng:
- Vô định hình.
- Độ bền cao, chịu va đập kém.
- Cấu trúc phân tử và tính chất :
- Phân cực và kết tinh: không phân cực, tính chất cách điện tốt , độ kết tinh thấp, độ trong suốt cao .
- Tính chất cơ học: không màu, trong suốt, dể tạo màu, độ cơ bền thấp, độ giản dai tốt, độ bền va đập kém.
- Tính chất nhiệt: nhiệt độ biến dạng thấp - tạo khí đen
- Tính chất điện: tính chất cách điện ở tần số cao tốt.
- Hoà tan trong benzen, aceton, …
- Ép phun : dễ cháy và ổn định ở nhiệt độ cao - dễ gia công ép phun loại GP (General purpose) = sản phẩm thông dụng
- HG (kháng nhiệt) : sản phẩm kháng nhiệt
- HI (kháng va đập) sản phẩm chịu va đập.
- Ứng dụng:
- Sản phẩm rẻ tiền, sản phẩm nhựa tái sinh như ly, hộp.
- Cách điện tần số cao dùng để làm vỏ hộp thùng điện, ống, vật liệu cách điện.
2.4.Nhựa ABS (Poly acrylonitrile butadien styrene)
- Tính chất :
Tuỳ thuộc vào thành phần của các tính chất đồng trùng hợp.
Tính chất ABS : thường (25:25:50 )
Khi hàm lượng Acrylonitrile tăng :(25:25:50)
+ Giảm độ bền kéo, modun đàn hồi. Độ cứng và độ cách nhiệt tần số cao.
+ Tăng độ bền va đập, kháng dung môi và kháng nhiệt.
Khi hàm lương butadiene tăng :
+ Giảm độ bền kéo modun đàn hồi độ cứng.
+ Tăng độ bền va đập kháng mài mòn và độ giản dài.
Khi hàm lượng styrene tăng: Tăng độ bền chảy khi gia nhiệt cứng nhưng dòn.
- Độ phân cực và kết tinh: có phân - độ kết tinh thấp.
- Tính chất cơ học: có màu trắng đục – bán trong suốt, có độ nhớt và độ bền va đập cao hơn PS.
- Tính chất nhiệt: nhiệt độ biến dạng do nhiệt: 60 –120 cháy được.
2.5.Nhựa PVC
- Đặc tính.
- Có dạng bột màu trắng.
- Độ bền nhiệt thấp.
- Mềm dẻo khi dùng thêm chất hoá dẻo.
- Kháng thời tiết tốt.
- Ổn định kích thước tốt.
- Độ bền sử dụng cao.
- Sự chống lão hoá cao.
- Dễ tạo màu sắc.
- Trọng lượng nặng hơn so với một số chất dẻo khác.
- Cách điện tần số cao kém, độ bền ổn định nhiệt kém.
- Độc (khí HCL thoát ra trong quá trình do phân hủy nhiệt).
- Độ bền va đập kém, độc với chất độn, chất monomer còn lại trong PVC.
- Các ứng dụng của nhựa PVC :
- Sản phẩm cứng : ống nước, màng mỏng cứng, tấm cứng .
- Sản phẩm mềm : ống nước, tấm .
- Không độc dung : chai lọ chất dẻo, thùng chứa thực phẩm, màng mỏng, bao bì thực phẩm.
2.6.Nhựa PA (Polyamide):
- Các loại PA được sử dụng : nylon 6, 66; 610; 612; 11;12.
|
Tên gọi |
Cấu trúc |
|
Nylon 6 Nylon 66 Nylon 11 Nylon 6.10 Nylon 12 Nylon 6.12 (copolymer) |
[NH(CH2)5CO]n [NH(CH2)6NH]- CO(CH2)4CO]n/2 [NH(CH2)10CO]n [NH(CH2)6NH- CO(CH2)8CO]n/2 [NH(CH2)11CO]n [NH(CH2)6NH- CO(CH2)11CO]n
|
- Cấu trúc phân tử và tính chất
- Cấu trúc phân tử và độ kết tinh: có kết tinh (do nối Hydrogen mạnh) –tính chất cơ học tốt.
- Tính chất vật lý: có màu trắng sữa, tỷ trọng 1.15-1.17, độ giãn dài cao, độ bền va đập, độ kháng mài mòn thấp, độ hấp thụ nước cao.
- Tính chất nhiệt: nhiệt độ biến dạng nhiệt thấp .
- Tính chất điện: cách điện tốt.
- Hóa tính : kháng hoá chất tốt, độ hấp thu nước cao.
- Ép phun : tạo nhanh độ kết tinh cao, làm giãm độ nhớt ở điểm nóng chảy.
- Các tính chất khác : không vị, không độc
- Một vài ứng dụng của nhựa PA:
Dùng để sản xuất các chi tiết chịu cơ học, chi tiết cho phụ tùng xe hơi, ống dẫn, tấm, sợI Nylon .
2.7.Nhựa PC (Plycarbonate)
- Cấu trúc phân tử và tính chất.
Phân cực phân tử : chứa nhóm phân cực mạnh.
Có độ kết tinh cao.
Tính chất cơ lý : độ giãn dài cao, độ bền uốn, độ nén ép cao.
Tính chất nhiệt : độ bền nhiệt rất tốt, chịu lạnh ở -100 °C, về độ cháy, không cháy và tự tắt.
Tính chất điện : vật liệu cách điện tốt ở nhiệt độ cao .
Tính chất hoá học : kháng hoá chất tan trong dung môi thơm , ép phun độ nhớt cao, chảy chậm.
- Một vài ứng dụng của nhựa PC :
Thường làm nắp motor, hộp điện thoại, vật liệu cách điện cho đường ray xe lửa, bảng hiệu chỉ nối đi, vỏ tivi và radio.
3. Phân biệt các chất dẻo :
|
STT |
Nhựa |
Mềm ra |
Bắt lữa |
Màu lữa |
Cháy tiếp |
Khói |
Mùi |
Dấu hiệu |
|
1 |
ABS |
Có |
Dễ |
Vàng bồ hóng |
Có |
Bồ hóng |
Hăng |
Hơi giống mùi cao su |
|
2 |
PA |
Không |
Khó |
Xanh lơ,đỉnh vàng |
Không |
Ít |
Gỗ |
Sủi bọt khi bắt lửa |
|
3 |
PP |
Có |
Dễ |
Vàng,xanh lơ ở đáy |
Có |
Ít |
Dầu nóng |
Mềm ở nhiệt độ cao |
|
4 |
PVC |
Có |
Khó |
Vàng ,xanh lục ở đáy |
Không |
Trắng |
Hăng |
Dễ hàn gắn |
|
5 |
PS |
Có |
Dễ |
Da cam |
Có |
Bồ hóng |
Dịu |
Khói bẩn |
|
6 |
PF |
Không |
Khó |
Vàng |
Không |
Ít |
Khét |
Lửa sủi |
4.Các thông số quan trọng của vật liệu:
Bảng nhiệt độ gia công
|
Stt |
Nhựa |
Tên đầy đủ |
Nhiệt độ khuôn 0C |
Nhiệt độ ở cuối piston-vít oC |
|
1 |
PP |
Polyropylene |
10-80 |
220-235 |
|
2 |
PS |
Polystyrene |
10-75 |
200-280 |
|
3 |
ABS |
Styren co-polymers |
10-80 |
200-280 |
|
4 |
PVC |
Polyvinyle-chlorid |
20-60 |
170-200 |
|
5 |
PMMA |
Polymethyl metacrylace |
30-70 |
190-240 |
|
6 |
PA 6 |
Polyamide (nylon 6) |
50-80 |
250-280 |
|
7 |
PA 66 |
Polyamide (nylon 66) |
50-80 |
250-280 |
|
8 |
PPO |
Phenylene oxide |
40-80 |
300-330 |
|
9 |
PC |
Polycarbonate |
70-115 |
330-350 |
|
10 |
POM |
Poly acetatic resins |
60-90 |
190-210 |
|
11 |
LDPE |
Low destiny polyethylens |
50-70 |
160-260 |
|
12 |
HDPE |
High destiny polyethylens |
30-70 |
75-110 |
Ghi chú :Nhựa ABS dễ bị oxy hóa trong khuôn nếu gián đoạn sản xuất quá 15 phút.
Sản phẩm nhựa nhiệt dẻo sẽ dễ bị phá hủy, rửa nát nếu gặp nhiệt độ cao. Dưới đây là bảng nhiệt độ phá hủy của một số chất dẻo :
|
TT |
Nhựa |
Nhiệt độ phá hủy |
|
1 |
ABS |
3100C |
|
2 |
PA 6,6 |
320-3300C |
|
3 |
PS |
2500C |
|
4 |
PP |
2800C |
|
5 |
PVC |
180-2200C |
Bảng độ co rút của một số vật liệu nhựa :
|
TT |
NHỰA |
ĐỘ CO (%) |
MẬT ĐỘ (g/cm3) |
|
1 |
PS |
0.3-0.6 |
1.05 |
|
2 |
ABS |
0.4-0.7 |
1.06 |
|
3 |
LDPE |
1.5-5.0 |
0.954 |
|
4 |
HDPE |
1.5-3.0 |
0.92 |
|
5 |
PP |
1.0-2.5 |
1.15 |
|
6 |
PVC mềm |
>0.5 |
1.38 |
|
7 |
PVC cứng |
0.5 |
1.38 |
|
8 |
PMPA |
0.1-0.8 |
1.18 |
|
9 |
POM |
1.9-2.3 |
1.42 |
|
10 |
PPO |
0.5-0.7 |
1.06 |
|
11 |
PC |
0.8 |
1.2 |
|
12 |
PA 6 |
0.5-2.2 |
1.14 |
|
13 |
PA 66 |
0.5-2.5 |
1.15 |
|
14 |
PF |
1.2 |
1.4 |
|
15 |
MF |
1.2-2.0 |
1.5 |
|
16 |
MPF |
0.8-1.8 |
1.6 |
|
17 |
UP |
0.5-0.8 |
2.0-2.1 |
|
18 |
EP |
0.2 |
1.9 |
Bảng chiều dày thành sản phẩm nhựa nhiệt dẻo
|
Stt |
Vật liệu |
Chiều dày min (mm) |
Chiều dày trung bình(mm) |
Chiều dày max(mm) |
|
1 |
PA |
0.36 |
1.6 |
3.2 |
|
2 |
PC |
1.0 |
2.4 |
9.5 |
|
3 |
LDPE |
0.5 |
1.6 |
6.4 |
|
4 |
HDPE |
0.9 |
1.6 |
6.4 |
|
5 |
PP |
0.63 |
2.0 |
7.5 |
|
6 |
PS |
0.76 |
1.6 |
6.4 |
|
7 |
PVC |
1.0 |
2.4 |
9.5 |
5. CÁC CHẤT PHỤ GIA SỬ DỤNG TRONG CHẤT DẺO
5.1 Chất ổn nhiệt:
- Chủ yếu dùng cho nhựa PVC cứng và mềm, chất ổn định nhiệt nhằm tránh tạo thành nốI đôi trong quá trình gia công.
- Sản phẩm chất dẻo được gia công ở nhiệt độ giữa nhiệt độ chảy và nhiệt độ phân huỷ. Chất ổn định nhiệt được thêm vào chất dẻo để đảm bảo gia công được ở khoảng nhiệt độ trên.
- Các loại chất ổn định nhiệt như: chất hữu cơ, muốI CADMIUN, CALCIUM, kẽm , v.v… dùng cho PVC, thường chất ổn định sử dụng dưới dạng một hỗn hợp.
5.2 Chất bôi trơn :
- Chất bôi trơn kiểm soát đặc tính ma sát và bám dính của nhựa trong suốt quá trình gia công và sử dụng. Chất bôi trơn cũng đồng thời cải thiện sự phân tán của bột màu và chất độn trong nhựa, giúp sản phẩm có màu đồng nhất, không có các hạt màu vón cục, kết tủa. Sự phân tán tốt hơn của chất độn giúp cải thiện giới hạn chảy và đặc tính của vật liệu.
- Chất bôi trơn được phân thành 2 loại: chất bôi trơn trong và chất bôi trơn ngoài. Chất bôi trơn trong giúp giảm ma sát giữa các phân tử polime trong suốt quá trình nóng chảy của nhựa và chuyển thành dạng nóng chảy. Như vậy, chúng giúp giảm năng lượng tiêu thụ trong quá trình dẻo hóa, giảm độ nhớt nóng chảy, cải thiện đặc tính chảy, cải thiện đầu ra của máy gia công và cho phép gia công ở các điều kiện khó khăn.
- Chất bôi trơn ngoài giảm ma sát và sự kết dính của polime nóng chảy với bề mặt khuôn kim loại nóng trong quá trình gia công. Điều này giúp giảm mài mòn giữa polime nóng chảy và kim loại, cải thiện đặc tính chảy. Nó cũng cải thiện độ bóng, độ phẳng và sự đều đặn của bề mặt sản phẩm.
- Lượng dùng tác nhân bôi trơn phụ thuộc vào sản phẩm cuối. PVC cứng thường yêu cầu tác nhân bôi trơn trong qua trình gia công (hàm lượng 1-4 %) và thường sử dụng kết hợp cả 2 loại. Sự lựa chọn chất bôi trơn dựa vào chất ổn nhiệt, ví dụ: axit stearic dùng với ổn chì, axit 12-hydoxystearic dùng với ổn Ba-Ca, glycerol mono-stearat, montan wax hoặc PE wax đã được oxi hóa được sử dụng với ổn thiếc, hỗn hợp các este của axit béo sử dụng với ổn Ca/Zn,… Nhựa PVC dẻo yêu cầu ít tác nhân hóa dẻo hơn (0,5%) và thường là dạng lỏng như glucerol monooleat hoặc dầu paraffin.
5.3 Chất tác nhân chịu va đập :
- Một số lượng lớn các loại nhựa như PVC, polyolefin hay polistyren có độ cứng cao nhưng giòn. Do đó cần sử dụng tác nhân chịu va đập (impact modifier) để cải thiện độ bền chịu va đập, đặc biệt ở nhiệt độ thấp. Ngược lại với tác nhân hóa dẻo, tác nhân chịu va đập phải không được làm giảm mà làm tăng nhiệt độ biến dạng nhiệt. Các tiêu chuẩn khác để lựa chọn tác nhân chịu va đập dựa trên hiệu quả kháng thời tiết và tính trong suốt của nó.
- Tác nhân chống va đập là các loại copolime với nhiệt độ chuyển trạng thái thủy tinh thấp. Chúng được phân tán như một pha riêng biệt trong nhựa nhiệt dẻo.
- Tác nhân chịu va đập chỉ được sử dụng cho nhựa cứng, lượng dùng tối đa là 5%. Nếu CPE được sử dụng thì lượng dùng tốt nhất là 3-5 %. Còn đối TiO2, lượng dùng thích hợp là 1-2 %. Khi dùng MBS, lượng dùng phù hợp nhất là 3-5% tổng khối lượng hỗn hợp.
5.4 Chất bột nở :
Các loại nhựa thường được chuyển thành dạng xốp nhờ sử dụng tác nhân nở vật lý hoặc hóa học với khối lượng gần như không đổi và đặc tính cách điện được cải thiện. Ngày nay, các tác nhân nở hóa học phổ biến hơn nhiều so tác nhân nở vật lý. Các tác nhân nở thông thường không hòa tan trong polime mà trải qua quá trình phân hủy nhiệt hoặc phản ứng hóa học, cung cấp các sản phẩm khí.
Các tiêu chuẩn quan trọng đối với bột nở là:
- Nhiệt độ phân hủy của chúng phải phù hợp nhiệt độ của quá trình gia công nhựa (150-250oC). Sự phân hủy cần được diễn ra tự phát, chỉ thu nhiệt hoặc tỏa nhiệt rất ít, và cần phải xảy ra ở 1 khoảng nhiệt độ hẹp (5 – 15oC).
- Khí cần được sinh ra với hiệu suất cao (100 – 225 ml/g), không độc, không dễ cháy và không ăn mòn.
- Các sản phẩm phân hủy rắn cần không gây ảnh hưởng tới quá trình gia công.
- Chúng nên có kích thước hạt bé, sự phân bố kích thước hạt hẹp và dễ dàng phân tán trong polime.
Bột nở phổ biến trên thị trường Việt Nam là bột nở AC (Azodicarbonamide). Bột nở AC có nhiệt độ phân hủy 205-215oC, thể tích khí 220 ml/g, khí thu được thường gồm N2, CO (tỷ lệ khoảng 2:1), và một lượng nhỏ khí NH3, CO2. Nhiệt độ phân hủy có thể được giảm thấp hơn tới 155oC khi sử dụng chất kích nở. Các chất kích nở có thể là các hơpk chất của kim loại (như ZnO, ZnSt, hệ Ba-Zn và K-Zn hoặc muối chì) hoặc các hợp chất hữu cơ (như axit, ure). Bột nở AC được sử dụng trong PVC, polyolefin, polistyren, ABS, poliamide, poli (phenlylen oxit), Acrylat và các loại nhựa khác.
- Lượng dùng bột nở phụ thuộc và loại sản phẩm xốp cần sản xuất.
5.5 Chất phụ trợ gia công :
- Chất trợ gia công ACR là copolime của acrylic. Chức năng quan trọng nhất của trợ gia công ACR là cải thiện quá trình ông và thúc đẩy sự nóng chảy của hỗn hợp PVC để thu được trạng thái nóng chảy ở nhiệt độ thấp nhất có thể, đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối.
- Trợ gia công ACR có rất nhiều loại, có thể đáp ứng được các yêu cầu khác nhau của khách hàng. Ở thị trường Việt Nam, phổ biến một số loại trợ gia công ACR như: ACR 401, ACR 201, PA-20, P551J,…Trong đó, công ty CP thương mại-công nghiệp Thịnh Phát chỉ tập trung kinh doanh 2 loại sản phẩm là ACR 201 và ACR 401.
5.6 Chất hoá dẻo :
- Chất hóa dẻo là chất mà khi được đưa vào vật liệu, nó giúp cải thiện độ dẻo, khả năng làm việc và khả năng căng phồng. Chất hóa dẻo có thể làm giảm độ nhớt nóng chảy, nhiệt độ chuyển trạng thái thấp hơn, modul đàn hồi của sản phẩm thấp hơn. Các tác nhân dẻo hóa là các hợp chất hữu cơ trơ với áp suất hơi thấp, với đa số các este, là những tác nhân tương tác vật lý với các polime cao tạo thành các một thể đồng nhất.
- Loại chất hóa dẻo phổ biến trên thị trường Việt Nam là DOP (dioctyl phthalat) và Paraffin đã được clo hóa. DOA (Dioctyl Adipate) cũng được sử dụng tại Việt Nam, nhưng lượng dùng rất ít.
- Lượng dùng của chất hóa dẻo phụ thuộc vào loại chất hóa dẻo và yêu cầu của sản phẩm cuối.
5.7 Chất tăng trắng quang học :
- Chất tăng trắng quang học tăng cường độ trắng sáng cho các loại nhựa có màu vàng nhạt. Chúng hấp thụ các tia UV và phát xạ một phần năng lượng thu được dưới dạng huỳnh quang ở vùng xanh tím của bước sóng sau 10-7 – 10-9 s.
- Tiêu chuẩn quan trọng đối chất tăng trắng quang học là màu sắc của bước sóng được phát xạ (hơi xanh, hơi lục hoặc hơi đỏ) và độ bền sáng của chúng. Chúng cũng cần được hòa tan trong nhựa, bền nhiệt trong suốt quá trình gia công và kháng di chuyển. Chúng được sử dụng trong rất nhiều loại nhựa, với hàm lượng thuộc khoảng 0,005 – 0,1 %; khi được sử dụng cùng với TiO2, đặc biệt là dạng rutile, chúng cần được sử dụng với hàm lượng cao hơn. Sử dụng quá hàm lượng sẽ tạo màu trên sản phẩm cuối. Chất tăng trắng quang học cũng có thể được sử dụng như chất hòa tan trong chất độn hoặc chất hóa dẻo dưới dạng masterbatch.
5.8 Chất chống tia UV :
- Chất hóa dẻo là chất mà khi được đưa vào vật liệu, nó giúp cải thiện độ dẻo, khả năng làm việc và khả năng căng phồng. Chất hóa dẻo có thể làm giảm độ nhớt nóng chảy, nhiệt độ chuyển trạng thái thấp hơn, modul đàn hồi của sản phẩm thấp hơn. Các tác nhân dẻo hóa là các hợp chất hữu cơ trơ với áp suất hơi thấp, với đa số các este, là những tác nhân tương tác vật lý với các polime cao tạo thành các một thể đồng nhất.
- Loại chất hóa dẻo phổ biến trên thị trường Việt Nam là DOP (dioctyl phthalat) và Paraffin đã được clo hóa. DOA (Dioctyl Adipate) cũng được sử dụng tại Việt Nam, nhưng lượng dùng rất ít.
- Lượng dùng của chất hóa dẻo phụ thuộc vào loại chất hóa dẻo và yêu cầu của sản phẩm cuối.
6. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CHẤT DẺO
a. Công nghệ cán
- Là quá trình mà vật liệu chất dẻo được chế tạo thành từng tấc hoặc thành từng màng mỏng sau khi đi qua khe hở giữa các trục cán.
- Người ta thường dùng để chế tạo vật liệu như PVC. Ngoài ra còn có thể chế tạo thành màng mỏng PVC cả loại cứng và mềm trong công nghiệp xây dựng, đồ dùng dân dụng và đồ chơi.
- Các máy cán được sử dụng nhất là máy cán 4 trục và máy cán 5 trục. Các trục cán được xếp theo dạng chữ I, L, F và Z
b. Công nghệ đùn
- Là quá trình đùn trục vít quay quanh mặt phẳng xylanh, trụ tròn được nung nóng, giữa trục vít và xylanh và được trục vít vận chuyển lên phía trước qua khe hở định hình của đầu đùn, đẩy ngoài thành sản phẩm.
- Máy đùn có nhiều loại đầu đùn khác nhau trong đó phổ biến là máy đùn một trục vít và máy đùn hai trục vít. Đặc biệt là máy đùn hai trục vít được sử dụng trong công nghệ chất dẻo dạng bột, đặc biệt với vật liệu PVC.
- Gia công đùn được sử dụng để gia công với sản lượng lớn chủ yếu các chất dẻo như PVC cứng, PVC mềm, PE và PP.
- Công nghệ đùn thổi
- Phương pháp này dùng để gia công các sản phẩm rỗng.
- Máy thổi bao gồm : máy đùn, đầu đùn, khuôn thổi, cụm dịch chuyển, lõi, cơ cấu lập sản phẩm và các thiết bị hỗ trợ khác. Đầu tạo hình được lắp vào đầu đùn mà hình dáng hình học phụ thuộc vào hình dáng hình học sản suất.
- Công nghệ này thường được sử dụng để sản xuất ra chai nhựa ví dụ như chai nước khoáng…., ngoài ra còn để dùng bọc dây điện….
- Công nghệ ép và ép phun
- Quá trình ép phun : sau khi vật liệu vào trong phễu nó dịch chuyển dần vào trong xylanh, tại đây vật liệu được hóa dẻo và nóng chảy, dòng chất lỏng nóng chảy sẽ qua vòi phun của máy ép phun và được phun vào trong lòng khuôn khi hai nửa khuôn được ép chặt vào với nhau nhờ 1 hệ thống thủy lực và sau khi sản phẩm được điền đầy vào trong lòng khuôn, nó được giữ lại trong lòng khuôn một thời gian để hình thành sản phẩm và được làm mát bởi một hệ thống làm mát, thường là được làm mát bằng nước. Đây là giai đoạn quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và năng suất lao gia công. Nếu làm mát trong khuôn nhanh thì năng suất cao nhưng sản phẩm làm mát đột ngột sẽ sinh ra nội ứng suất, dẫn tới bị co hoặc bị nứt nếu làm mát chậm quá năng suất sẽ không cao, nên giai đoạn này cần quan tâm đến tính chất vật liệu và tính toán khuôn hợp lý.
- Vật liệu dùng ép phun : vật liệu dùng trong công nghệ ép phun dưới áp lực thường là dạng hạt.
- Máy phun nhựa bao gồm bao gồm các cơ cấu chính : cụm làm nóng chảy và tạo áp lực cần thiết để đẩy ép chất dẻo vào khuôn. Cụm khuôn và cơ cấu kẹp khuôn.
- Phương pháp này có thể gia công các chất dẻo nhiệt dẻo cũng như nhiệt cứng. Chất dẻo nhiệt được gia công ở dạng nguyên hoặc dạng pha màu, pha thêm phụ gia hoặc tạo thành xốp. Phương pháp ép phun có lợi về mặt kinh tế khi sử dụng để sản xuất các sản phẩm định hình với sản lượng lớn.
Chương 2: TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY ÉP PHUN NHỰA VÀ KHUÔN ÉP NHỰA
l MÁY ÉP PHUN
- Cấu tạo chung :
Một máy ép phun cơ bản bao gồm các hệ thống sau :
- Hệ thống kẹp ( cụm kẹp ).
- Hệ thống khuôn ( cụm khuôn ).
- Hệ thống phun ( cụm phun ).
- Hệ thống hỗ trợ ép phun ( cụm ép phun ).
Máy ép phun
1.1 Hệ thống kẹp:
- Hệ thống kẹp có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình làm nguội và đẩy sản phẩm thoát khỏi khuôn khi kết thúc 1 chu kỳ ép phun.
- Hệ thống này bao gồm các bộ phận:
+ Cụm đẩy của máy (Machine ejectors): gồm xylanh thủy lực, tấm đẩy và cần đẩy. Chúng có chức năng tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sản phẩm rời khỏi khuôn.
Cụm đẩy
+ Cụm kìm ( Clamp cylinders ) : có hai loại chính là loại dùng cơ cấu khuỷu vả loại dùng xylanh thủy lực. Chức năng chính là cung cấp lực để đóng mở khuôn và lực để giữ khuôn đóng trong suốt quá trình phun.
Khuôn đóng
Khuôn mở
Cụm kìm dùng cơ cấu khuỷu
Khuôn đóng
Khuôn mở
Cụm kìm dùng Xylanh thủy lực
vƯu nhược điểm của cụm kìm dùng cơ cấu khuỷu và xylanh thủy lực
|
Loại kìm |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
Kìm dùng thủy lực |
- Lắp đặt khuôn nhanh - Biết rõ áp suất kìm - Dễ bảo dưỡng - Ít làm võng tấm khuôn - Lực kìm tập trung vào giữa tấm khuôn |
- Cần lượng lớn dầu thủy lực - Tốn nhiều năng lượng - Chịu ảnh hưởng bởi hệ số nén của dầu |
|
Kìm dùng cơ cấu khuỷu |
- Giá thành thấp - Di chuyển cơ cấu kìm nhanh - Tự hãm để giảm va đập |
- Cần bảo dưỡng thường xuyên. - Lực kìm không tập trung vào giữa tấm khuôn - Khó điều chỉnh. |
+ Tấm di động (Moveble planten): là một tấm thép lớn với bề mặt có nhiều lỗ thông với tấm di động của khuôn. Chính nhờ các lỗ thông này mà cần đẩy có thể tác động lực vào tấm đẩy trên khuôn. Ngoài ra, trên tấm di động còn có các lỗ ren để kẹp tấm di động của khuôn. Tấm này di chuyển tới lui dọc theo 4 thanh nối trong quá trình ép phun.
Tấm di động và vị trí của nó trên thân máy
+ Tấm cố định (Stationary planten): cũng là một tấm thép lớn có nhiều lỗ thông với tấm cố định của khuôn. Ngoài 4 lỗ dẫn hướng và các lỗ có ren để kẹp tấm cố định của khuôn tương tự như tấm di động, tấm cố định còn có thêm lỗ vòng định vị để định vị tấm cố định của khuôn và đảm bảo sự thẳng hàng giữa cần đẩy và cụm phun (vòi phun và bạc cuống phun).
.....................................................
CHƯƠNG 5:LẮP ĐẶT VÀO BẢO QUẢN KHUÔN
1. Cách lắp đặt khuôn.
Kiểm tra đầu vào và ra của co nước bằng cách thổi khí nén để chắc rằng kênh nước không bị tắc và sạch.
Kiểm tra vòng định vị ăn khớp chính xác với lỗ tâm của tấm khuôn cố định trên máy ép. Điều đó sẽ đảm bảo dộ thẳng hang của cuống phun và vòi phun.
Kiểm tra chiều cao tổng của khuôn có vượt quá khoảng làm việc của máy ép không.
Kiểm tra giá trị lực kẹp khi gá khuôn lên máy ép.
Đảm bảo đủ lượng kep cần thiết để điền đầy sản phẩm trong một chu kì ép.
Kiểm tra độ song song của hai tấm khuôn khi lắp khuôn, không nên cố gắng lắp khuôn bằng tay (đối với những khuôn lớn) cần sử dụng cơ cấu nâng hoặc cần cẩu để việc lắp khuôn nhanh chóng và chính xác tránh gây những hư hỏng không đáng có.
Trong lúc tháo khuôn cần phải chú ý đến việc còn bulong còn bắt với chi tiết nào không tránh gây hư hại các tấm khuôn.
Đây là những hướng dẫn lắp cho các phương pháp lắp đặt khuôn:
- Làm sạch bề mặt lắp đặt khuôn.
- Điều chỉnh khoảng kẹp trên máy ép.Top of FormBottom of Form
Top of Form
Bottom of Form
- Dùng thiết bị nâng đưa khuôn đặt giữa tấm cố định và tấm di động trên máy ép.
- Top of Form
Bottom of Form
- Di chuyển tấm di động ép vào khuôn đồng thời vòng định vị phải lọt vào lỗ định vị trên tấm khuôn cố định của máy ép sau đó dùng bulong kẹp chặt khuôn tĩnh và khuôn động lên hai tấm cố định và tấm di động tương ứng.
- Sau đó đưa vòi phun của máy ép nhựa tiếp xúc với cuống phun để đảm bảo cuống phun và vòi phun kín để không bị xì nhựa gấy mất áp suất.
Top of Form
Bottom of Form
- Top of Form
Bottom of Form
- Điều chỉnh thiết bị kẹp bằng tay và thực hiện quá trình đóng mở khuôn để chắc rằng việc đóng mở khuôn bình thường không bị vướng.
- Điều chỉnh hành trình của vòi phun và gắn các ống thủy lực (đối với khuôn sử dụng xilanh-pitong). Gắn các ống dẫn nước làm nguội khuôn.Top of FormBottom of Form
- Bulong lắp đặt khuôn
- Vị trí lắp đặt của bulong trên bàn máy được xác lập bởi tiêu chuẩn JSI.
- Kích thước của bulong được xác định bởi lực kẹp.
- Trọng lượng của khuôn sẽ quyết định số lượng và đường kính của bulong nếu khuôn nhỏ hơn một tấn cần 4 bulong ở bề mặt cố định và di động.
2. Bảo Quản Khuôn
Tất cả các bộ phận khuôn cần được kiểm tra và sửa chữa trước khi đưa vào kho để nó sẵn sang khi yêu cầu sản xuất.
Các khuôn được xác định không còn sản xuất cần phải được tháo ra và bảo quản để không bị hư hỏng di chuyển tất cả các đàu lắp trên nước vì chúng dễ bị hư hỏng khi lưu trữ thổi khí nén vào đầu vào của các kênh nước sạch và khô, bịt kín một đầu còn một đầu đổ dầu sau đó bịt kín đầu còn lại để bảo quản khuôn được lâu dài.
Bôi mỡ lên tất cả các chi tiết của long khuôn và giữ kín chúng trong thời gian lưu trữ.
Đối với khuôn có lò xo thì không nên đóng chặt, đặt các khuôn ở trạng thái mở khuôn để giữ cho lò xo ở vị trí tháo lỏng và bịt kín các lỗ bằng các băng để tránh bẩn hoặc hơi ẩm.
