Khuôn thổi chai nhựa, quy trình sản xuất, bản vẽ nguyên lý, thiết kế, các chi tiết trong khuôn, kết cấu, động học máy thổi.Thiết kế Khuôn thổi chai nhựa
Phần thyết minh
I/CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH SẢN PHẨM
1/ Phân tích công dụng và yêu cầu của sản phẩm :
Sản phẩm trong đề tài này là chai nhựa rỗng có kích thước nhỏ chuyên dùng để chứa nước tinh khiết .Nó được sản xuất đáp ứng cho nhu cầu cuả các nhà máy đóng chai nước tinh khiết .Sản phẩm cùng lọai hiện có trên thị trường rất đa dạng và phong phú .Các sản phẩm làm ra cung cấp cho các nhãn hiệu nước giải khát nổi tiếng như Lavie , Pepsi,C2,… Trong đề tài của mình ,chúng em chọn thiêt kế sản phẩm là chai nhựa pet chứa nước tinh khiết .
Sản phẩm được thiết kế có hình dáng phù hợp với các sản phẩm có sẵn. Tỉ lệ của nó được thu nhỏ để phù cho việc tính toán và tiết kiệm hơn. Tuy sẩn phẩm chuyên chứa nước tinh khiết nhưng trong nhiều trường hợp cần thiết nó có thể dùng để chứa các sản phẩm khác.
Các yêu cầu chủ yếu của sản phẩm như sau:
- Đảm bảo hình dáng hình học, kích thước và khối lượng sản phẩm giống như thiết kế ban đầu .
- Đảm bảo độ bền cơ học, không bị biến dạng khi va chạm.
- Đảm bảo độ bền về nhiệt .
- Đảm bảo tính an toàn, không để sản phẩm bên trong không rò rĩ ra bên ngoài.
- Ngăn được không khí và các chất khác từ môi trường xâm nhập vào gây biến đổi tính chất sản phẩm chứa bên trong.
- Đảm bảo yêu cầu thẩm mỹ cần thiết .
- Sản phẩm làm ra có hiệu quả kinh tế, và ứng dụng vào sản xuất hàng loạt với giá cả cạnh tranh nhất.
2. Phân tích đường lối tạo hình của sản phẩm:
Sản phẩm trong đề tài này được thiết kế mới không phải là sản phẩm có sẵn trên thực tế .Sản phẩm có độ phức tạp vừa phải nên việc sử dụng các lệnh trong phần mềm Pro-Engineer để tạo hình cho sản phẩm được thực hiện nhanh chóng .
Chai nhựa được thiết kế có vỏ mỏng và rỗng bên trong .Công nghệ cho việc sản xuất chai nhựa ở đây là phương pháp thổi chứ không phải là ép phun .Vì vậy ta chọn phương án tạo hình dáng bên ngoài cho sản phẩm kết hợp tạo khối đặc cho nó,việc tạo thành mỏng cho sản phẩm chỉ có tác dụng trong việc tính toán thể tích và khối lượng sản phẩm.
Chai nhựa được tạo thành từ rất nhiều bước nhỏ ,sau đây em xin trình bày tóm tắt các bước thực hiện trong phầm mềm pro –enginer như sau:
- Vào menu Start chọn Programs> PTC > Pro ENGINEER> Pro ENGINEER.......................................................
3. Phân tích vật liệu làm sản phẩm:
a/ Giới thiệu về nghành nhựa:
*Tổng quan về nghành nhựa thế giới :
Ngành nhựa ra đời sau chiến tranh thế giới thứ hai, và bắt đầu phát triển từ thập niên 60 cho đến nay.Thế giới ngày càng phát triển cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong việc tìm ra những loại vật liệu mới để đáp ứng như cầu sống của con người ngày càng cao. Trong đó, việc sử dụng nhiều loại vật dụng được làm bằng vật liệu là nhựa (chất dẽo) trong cuộc sống của con người ngày càng cao như sử dụng nhiều trong các ngành: điện, điện tử, giao thông vận tải, nông nghiệp, thủy sản. ..Ngoài ra, chất dẽo còn là nó còn là vật liệu dùng để thay thế cho các vật liệu truyền thống mà tưởng chừng như không có vật liệu nào không thể thay thế ược như: gỗ, kim loại, silicat…Vì vậy nghành công nghiệp nhựa ngày càng có vai trò quan trọng trong đời sống cũng như trong sản xuất của đất nước.
Ở Châu Á, công nghệ sản xuất nguyên liệu vào sản phẩm nhựa tích cực góp phần vào công việc phát triển kinh tế trong khu vực, phục vụ chủ yếu cho các ngành tin học, điện tử ôto, xe gắn máy, đồ chơi trẻ em dụng cụ gia đình …nhu cầu sử dụng nhựa ở Đông Á chiếp 1/3 sản lương nhựa thế giới.
Một trong các ứng dụng phổ biến của ngành nhựa là sản xuất ra các loại chai nhựa phục vụ trong các lĩnh vực như: dược phẩm, thực phẩm, nông dược… chai nhựa ngày càng phổ biến và trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của con người.Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các sản phẩm của chai nhựa ngày càng trở nên đa dạng và phong phú.
Công nghệ sản xuất chai nhựa cũng trở nên hiện đại và tinh vi hơn. Hiện nay công nghệ sản xuất chai nhựa bằng khuôn thổi được sử ụng phổ biến nhất.
*Tổng quan về ngành nhựa trong nước :
Đóng góp vào sự phát triển kinh tế mạnh mẽ của Việt Nam trong thời gian qua phải kể đến các ngành công nghiệp, bao gồm cả ngành nhựa. Trong hơn 10 năm qua, ngành nhựa Việt Nam đã phát triển đến tốc độ khá nhanh với tốc độ tăng trưởng hàng năm đạt 15 – 25%.
Năm 2007 , ngành nhựa sản xuất và tiêu thụ gần ba triệu tấn sản phẩm, sản phẩm nhựa tính trên đầu người là 22.1kg/năm. Mức tăng này cho thấy nhu cầu sử ụng sản phẩnm của ngành nhựa trong nước ngày càng tăng.
Nhiều doanh nghiệp đã tạo được thương hiệu nổi tiếng như: ống nhựa Bình Minh, Tiền Phong, Tân Tiến, chai PET và chai ba lớp của Oai Hùng vv…
Không chỉ được tiêu thụ mạnh mẽ tại thị trường trong nước, ngành nhựa còn đẩy mạnh xuất khẩu. Theo số liệu của tổng cục Thống kê, năm 2000, xuất khẩu các sản phẩm Plastic mới đạt 95,5 triệu US . đến năm 2007 kim ngạch xuất khẩu nhựa đạt 725 triệu US tăng 51,4% so với năm 2006 và tăng gấp 8 lần so với năm 2000.
Với tốc độ tăng trưởng xuất khẩu nhanh trong những năm vừa qua, nhựa được ánh giá là mặt hàng có tốc độ tăng trưởng xuất khẩu nhanh nhất cả nước( đứng thứ 4 sau cơ khí, hạt tiêu và cà phê). Chính sự tăng trưởng đó cho thấy các sản phẩm nhựa của Việt Nam đang được nhiều nước trên thế giới sử dụng và từng bước khẳng định vị trí quan trọng của ngành nhựa trong sự phát triển chung của toàn ngành công nghiệp.
b/ Các loại vật liệu nhựa :
* Một số khái niệm cơ bản
- Polymer
Polymer là hợp chất cao phân tử trong đó phân tử của nó gồm những nhóm
nguyên tử được nối với nhau bằng các liên kết hóa học và có sự lập lại tuần hoàn.
- Nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn
Nhựa nhiệt dẻo:
Là polymer có khả năng lập lại nhiều lần quá trình chảy mềm dưới tác dụng
của nhiệt và trở nên cứng (định hình) khi được làm nguội.
Trong quá trình tác dụng nhiệt, nhựa nhiệt dẻo chỉ thay đổi tính chất vật lý,
không xảy ra phản ứng hóa học.
Có khả năng tái sinh nhiều lần.
Nhựa nhiệt rắn:
Là loại vật liệu polymer khi chịu tác dụng của nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác
hay chất đóng rắn sẽ xảy ra phản ứng hóa học chuyển thành cấu trúc không gian 3 chiều, không còn khả năng nóng chảy khi gia nhiệt nữa.
Không có khả năng tái sinh các loại phế phẩm, phế liệu hoặc các sản phẩm đã qua sử dụng.
- Polyme kết tinh, polymer vô định hình
Polymer kết tinh:
Là vật liệu polimer có các chuỗi mạch sắp xếp gần khít nhau theo một trật tự
nhất định.Thường ở trạng thái đục mờ.
Polymer vô định hình:
Là loại vật liệu polymer có các chuỗi mạch không sắp xếp theo một trật tự nhất định nào.
Có độ trong suốt cao.
* Một số tính chất cơ học và vật lý của nhựa
Tính chất vật lý:
Tỷ trọng nhựa:
Vật liệu nhựa tương đối nhẹ, tỷ trọng dao động từ 0,9-2.
Tỷ trọng nhựa phụ thuộc vào độ kết tinh: độ kết tinh cao thì tỷ trọng cao.
Chỉ số nóng chảy(MI)
Là trị số thể hiện tính lưu động khi gia công của vật liệu nhựa. Chỉ số nóng
chảy càng lớn thể hiện tính lưu động của nhựa càng cao và càng dễ gia công.
Phương pháp thử nghiệm: đặt một lượng hạt nhựa nhất định vào một dụng cụ có miệng chảy 2,1 mm ở nhiệt độ và áp suất nhất định trong thới gian 10 phút lượng nhựa chảy ra khỏi miệng dụng cụ xác định chỉ số chảy của nhựa. Tiêu chuẩn đo chỉ số nóng chảy là ASTM D 1238.
Độ hút ẩm(độ hấp thụ nước)
Độ hút ẩm được xác định bằng mức hút nước của nhựa.
Phương pháp đo: lấy một mẫu nhưa sấy khô, can trọng lượng. Ngâm mẫu nhựa vào nước trong 24 giờ, lấy ra cân lại. Tỉ lệ % gia tăng trọng lượng là mức hấp thụ nước.
Nhựa có nhóm phân cực : độ hấp thụ nước cao.
Nhựa không phân cực: độ hấp thụ nước thấp.
Độ hút ẩm thấp thì tốt vì nước hấp thụ làm giảm một số tính chất cơ lý và ảnh hưởng đến độ ổn định kích thước sản phẩm.
Độ co rút của nhựa:
Độ co rút của nhựa là % chênh lệch giữa kích thước của sản phẩm sau khi đã
lấy khỏi khuôn được định hình và ổn định kích thước so với kích thước của khuôn. Độ co rút của nhựa kết tinh lớn hơn nhiều so với độ co rút của nhựa vô định hình.
Tính cách điện:
Đa số các loại nhựa cách điện tốt nên được ứng dụng làm các thiết bị điện gia dụng, thiết bị viễn thông, vô tuyến truyền hình, các thiết bị cao tần. Xác định tính cách điện bằng thử nghiệm điện thế xuyên thủng qua một tấm vật liệu nhựa có chiều dày tính bằng mm (KV/mm) ở nhiệt độ 20oC.
Tính truyền nhiệt:
Đa số các loại nhựa có độ truyền nhiệt thấp nên cách nhiệt tốt.
Tính chất cơ học
Những tính năng cơ học của nhựa ảnh hưởng tới độ bền sản phẩm.
Độ bền kéo
Là sức chịu đựng của vật liệu khi bị kéo về một phía, biểu thị bằng đơn vị lực trên một đơn vị diện tích.
Đơn vị đo: KG/cm2 hoặc N/m2.
Chỉ số cường độ kéo càng lớn tức vật liệu có độ bền kéo càng cao.
Độ dãn dài:
Là tỉ lệ giữa độ dài khi lực kéo tăng đến điểm đứt trên độ dài ban đầu, biểu thị bằng %.
Vật liệu có độ dãn dài lớn, độ bền kéo lớn thì có độ dẻo lớn hơn vật liệu có độ bền kéo lớn mà độ dãn dài nhỏ.
Độ cứng:
Biểu thị khả năng chống lại tác dụng của một vật rắn để không bị nứt, vỡ hoặc sứt mẻ bề mặt.
Thiết bị đo độ cứng:Shore A,D, thiết bị Rockwell, Brinene.
Độ chịu va đập:
Biểu thị khả năng chống lại một tải trọng rơi xuống, va đập vào sản phẩm mà không làm nứt vỡ sản phẩm.
Xác định độ chịu va đập bằng thiết bị có một quả cân từ độ cao nhất định rơi
xuống sản phẩm đã được cố định.
Độ chịu mài mòn:
Biểu thị khả năng chống lại tác dụng bào mòn của lực làm hao mòn vật liệu, biểu thị bằng % .Đối với các sản phẩm nhựa như đế giày dép, chỉ tiêu này rất quan trọng.Nguyên liệu sản xuất nhựa là nguồn hydrocarbon từ dầu hỏa, đươc tách trong quá trình lọc dầu .Với trữ lượng dầu hỏa từ quặng mỏ rất lớn nên nguồn hydrocarbon cũng vô cùng phong phú, giá thành thấp. Do đó công nghệ chế tạo bao bì nhựa đã phát triển đa dạng, phong phú về chủng lọai, đạt tính năng cao trong chứa đựng, bảo quản các loại thực phẩm. Loại bao bì này có đặc diểm thường là không mùi, không vị, độ cứng vững cao, chống va chạm cơ học hiệu quả, chống thấm khí hơi do đó đảm bảo được áp lực cao trong môi trường chứa thực phẩm, có loại bao bì trong suốt có thể nhìn thấy rõ sản phẩm bên trong, có thể chịu được nhiệt độ cao trên 100o C hoặc nhiệt độ lạnh thấp hơn 0o C. Các loại bao bì nhựa có thể phun mực trên bề mặt để ký hiệu sản phẩm dễ dàng .Ngoài ra, tính chất nổi bật hơn cả là bao bì nhựa nhẹ hơn tất cả các loại vật liệu bao bì khác, rất thuận tiện trong phân phối, chuyên chở.
Loại nhựa dùng làm bao bì thực phẩm thuộc loại nhựa nhiệt dẻo, nhiệt độ càng cao thì càng trở nên mềm dẻo, khi nhiệt độ được hạ xuống thì vẫn trở lại đặc tính ban đầu.
Hiện nay trên thị trường đang sử dụng các lọai bao bì nhựa phổ biến như : PE, PP, PVC, PC, PET.
* Một số loại nhựa thường dùng
- PE ( Polyethlene ):
Mục lục
Trang bìa
Lời mở đầu
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
Phần thuyết minh
- Phân tích sản phẩm
1. Phân tích công dụng và yêu cầu của sản phẩm
2. Phân tích đường lối tạo hình cho sản phẩm
3. Phân tích vật liệu làm sản phẩm
a. Giới thiệu về ngành nhựa
b.Các loại nhựa thường dùng
c. Tiềm hiểu vật liệu nhựa PET
II. Tìm hiểu về khuôn và máy
1. Các phương pháp chế tạo chai nhựa
2. Tìm hiểu về khuôn
3. Tìm hiểu về máy
4. Kiểm tra sản phẩm sau khi chế tạo
5. Giới thiệu về phần mềm pro-engineer 5.0
III. Tính toán thiết kế kết cấu khuôn
- Các bước thiết kế khuôn bằng ProE 5.0
- Các bộ phận của bộ khuôn thổi
- Tính toán cho khuôn thổi
IV. Lập qui trình công nghệ gia công lòng khuôn
1.Qui trình công nghệ gia công thân khuôn trái
2.Qui trình công nghệ gia công thân khuôn phải
3.Qui trình công nghệ gia công thân dưới của khuôn
V. Kết luận
VI. Tài liệu tham khảo
Sau một thời gian tìm hiểu và thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài chế tạo khuôn thổi cho chai nước suối bằng nhựa pet, đến nay em đã hoàn thành đồ án đúng thời gian và các nhiệm vụ được giao. Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đồ án này chúng em đã không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong các thầy bỏ qua và chỉ dạy thêm cho để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn. Sau khi hoàn thành đồ án này chúng em đã học thêm được nhiều kiến thức về công nghệ chế tạo sản phẩm nhựa mà điển hình là chai nước bằng nhựa pet. Những kiến thức này cùng với tấc cả những điều được học tại trường sẽ là hành trang vững chắc theo chúng em sau khi tốt nghiệp ,và giúp chúng em trở thành một người lao động có ích cho đất nước.
Hiện nay, khoa học kỹ thuật phát triển ngày càng mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống và xản xuất .Việc ứng dụng khoa học kỷ thuật vào các hoạt động sản xuất đòi hỏi con người phải không ngừng học hỏi và nâng cao trình độ hiểu biết để kịp thời cập nhật những tiến bộ mới nhất của thế giới.Vì thế tấc cả các nghành nghề ở nước ta luôn được Nhà Nước chú trọng phát triển ,trong đó đặc biệt nghành cơ khí chế tạo máy được xem là nghành then chốt trong sự nghiệp Công Nghiệp Hóa –Hiện Đại Hóa của đất nước . Sản phẩm của nghành cơ khí chế tạo máy phục vụ trong tấc cả các lĩnh vực khác trong nền kinh tế như :phục vụ sản xuất công nghiệp ,nông nghiệp ,giao thông vận tải ;quốc phòng ,hàng hải,…Vì những ý nghĩa to lớn đó nên việc được học tập trong nghành cơ khí chế tạo máy là điều một điều tự hào đối với mỗi sinh viên chúng em ,đặc biệt hơn khi được học tại trường www.huongdandoan.com – một trong những ngôi trường kỷ thuật có chất lượng giảng dạy tốt nhất trong lĩnh vực cơ khí.
Sau khi hoàn tất chương trình lý thuyết và thực hành tại trường ,cũng như trải qua sáu tuần thực tập tại xưởng ,chúng em đã được trang bị những kiến thức cần thiết để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp và sẵn sàng trở thành một người lao động giỏi để phục vụ cho đất nước sau khi ra trường .
Đồ án tốt nghiệp là một phần hết sức quan trọng và không thể thiếu đối với mỗi sinh viên chúng em.Nó giúp chúng em đúc kết và tích lũy thêm những kiến thức cần thiết trước khi ra trường . Sau một thời gian học tập và nghiên cứu phần mềm Pro-engineer, chúng em nhận thấy đây là phầm mềm quan trọng trong việc chế tạo cơ khí . Vì vậy chúng em quyết định chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình là chế tạo chai nhựa bằng cách sử dụng khuôn thổi và bằng phần mềm này.Chúng em nghĩ rằng đây là một đề tài hay và còn mới, hi vọng qua đề tài này chúng em sẽ học được nhiều kinh nghiệm hơn trong công nghệ sản xuất chai nhựa bằng khuôn thổi .
