THÔNG TIN CHUNG
Thông tin tổng quát
1.1 Tên đề tài: Ứng dụng công nghệ in 3D FDM vào chế tạo khuôn trong kỹ thuật nhiệt định hình
1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài
(học hàm, học vị) Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài
Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH Công Nghiệp
Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH Công Nghiệp
Khoa Cơ Khí, Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cao Thắng
Lớp DHCT11F, Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH
Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh
Lớp DHCT11F, Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH
Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh
Lớp DHCT11E, Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH
Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh
Lớp DHCT13A, Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH
Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh
Lớp DHCT13A, Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH
Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh
Lớp DHCT13A, Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH
Lớp DHCT13A, Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH
Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa Công Nghệ Cơ Khí, ĐH Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh
1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 03 năm 2020 đến tháng 12 năm 2020
1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng… năm…
1.5.3 Thực hiện thực tế: từ tháng 02 năm 2020 đến tháng 11 năm 2020
1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):
(Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý kiến của Cơ quan quản lý)
1.7 Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài:
Kết quả nghiên cứu
1 Đặt vấn đề Đề tài nhằm mục tiêu ứng dụng công nghệ in 3D FDM (fused deposition modeling) vào việc chế tạo khuôn trong kỹ thuật nhiệt định hình, vốn yêu cầu nhiệt độ cao – nhiệt độ cài đặt của nhiệt điện trở ~300 0 C, nhiệt độ chảy dẻo của các loại màng nhựa thường dùng
Để ứng dụng khuôn nhựa FDM trong sản xuất ở nhiệt độ cao khoảng 160°C, cần giải quyết hai vấn đề kỹ thuật chính: độ bóng bề mặt và lượng nhiệt hấp thụ của khuôn Chất lượng bề mặt mẫu in FDM thường thấp do mối ghép giữa các sợi nhựa, vì vậy, nhựa in thông thường được lựa chọn thay vì nhựa chịu nhiệt cao, vốn đắt và ít phổ biến tại Việt Nam Để giảm lượng nhiệt hấp thụ, nghiên cứu đã tổng hợp và phân tích các ứng dụng khuôn nhựa FDM trong lĩnh vực nhiệt đình hình và sản xuất nhiệt độ cao trên toàn cầu Sau đó, một mô hình thiết bị nhiệt định hình được thiết kế bằng CAD, và thiết bị thực tế được chế tạo Quy trình ứng dụng khuôn nhựa FDM được thử nghiệm qua phương pháp thực nghiệm khoa học, và cuối cùng, các kết quả thực tiễn được phân tích để rút ra những kết luận có giá trị cho nghiên cứu và sản xuất.
2 Mục tiêu a) Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ in 3D FDM trong kỹ thuật nhiệt định hình nhằm mở rộng khả năng ứng dụng của công nghệ này Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là phát triển và tối ưu hóa quy trình in 3D FDM để nâng cao hiệu quả và tính ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
- Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm được một máy nhiệt định hình
- Xây dựng được chế độ làm việc của máy
- Xây dựng được quy trình ứng dụng công nghệ in 3D FDM dùng loại nhựa ABS thông thường vào làm khuôn cho thiết bị nhiệt định hình
Khuôn nhựa từ đề tài này có thể được sử dụng để hỗ trợ công tác đào tạo tại trường Đại học Công nghiệp TPHCM, đồng thời làm ví dụ minh họa hữu ích trong môn học Kỹ thuật khuôn mẫu.
Các nội dung, công việc chủ yếu
Cách tiếp cận Kỹ thuật thực hiện Kết quả đạt được
4.1 Tổng quan về ứng dụng của FDM vào các công nghệ đòi hỏi nhiệt độ cao hiện có trên thế giới và phân tích những ưu- nhược của chúng
- Phân tích và tổng hợp
Tìm kiếm và thu thập các tài liệu tham khảo (TLTK)
Tìm kiếm các TLTK, sau đó đọc và ghi chú lại những ưu và nhược điểm của từng ứng dụng của FDM
Tập hợp các tư liệu ở dạng văn bản phân tích tổng quan về ưu-nhược điểm
4.2 Tổng quan về công nghệ và thiết bị nhiệt định hình
- Phương pháp phân tích tổng hợp
Tìm kiếm và thu thập các TLTK
Tìm kiếm các TLTK, sau đó đọc và ghi chú lại những ưu và nhược điểm của từng nguyên lý
Tập hợp các tư liệu ở dạng văn bản phân tích tổng quan về ưu-nhược điểm
4.3 Tổng quan về các loại tấm nhựa sử dụng trong công nghệ nhiệt định hình
- Phương pháp phân tích tổng hợp
Tìm kiếm và thu thập các TLTK
Tìm kiếm các TLTK, sau đó đọc và ghi chú lại những ưu và nhược điểm của từng loại nhựa
Tập hợp các tư liệu ở dạng văn bản phân tích tổng quan về ưu-nhược điểm của từng loại nhựa
4.4 Tính chọn nhiệt điện trở cho máy
Lựa chọn nhiệt điện trở phù hợp
- Tập hợp tất cả các TLTK liên
Mã số đặt hàng và các thông số
11 lượng với điều kiện cụ thể quan đến các vấn đề cần tiếp cận
- Tính toán thử nghiệm với các số liệu cụ thể để kiểm định tính chính xác của công suất thu được kỹ thuật cần thiết
4.5 Tính toán ước lượng thời gian gia nhiệt cho tấm nhựa
Xem xét phương thức truyền nhiệt bằng bức xạ nhiệt
- Tập hợp tất cả các TLTK liên quan đến các vấn đề cần tiếp cận
4.6 Thành lập phương trình truyền nhiệt
Xem xét cả ba hình thức truyền nhiệt là bức xạ nhiệt, dẫn nhiệt và đối lưu nhiệt của khuôn phù hợp với điều kiện cụ thể
- Tập hợp tất cả các TLTK liên quan đến các vấn đề cần tiếp cận
- Tính toán thử nghiệm với các số liệu cụ thể để kiểm định tính chính xác của công suất thu được
4.7 Lựa chọn nguyên lý và thiết kế tổng thể thiết bị nhiệt định hình
- Phương pháp phân tích tổng hợp
Xem xét tổng thể các bài toán kết cấu, độ bền các chi tiết máy
- Tập hợp tất cả các TLTK liên quan đến các vấn đề cần tiếp cận
- Biến đổi các công thức, phương trình sao cho phù hợp với bài toán thiết kế máy để xác định các thông số
Bản thiết kế tổng thể của thiết bị
4.8 Chế tạo và lắp ráp máy
- Phương pháp phân tích hoạt động, ưu nhược điểm
Sử dụng những kết quả đã làm được ở các nội dung từ bước 3
Chế tạo thiết bị nhiệt định hình có tính đến việc sử dụng vật liệu địa phương
Một thiết bị nhiệt định hình
4.9 Tổng quan về nâng cao chất lượng bề mặt mẫu in FDM
- Phương pháp phân tích tổng
Xem xét đến vấn đề tính chất của vật liệu nhựa và
- Tập hợp tất cả các TLTK liên quan đến các vấn
(Các) Phương pháp phù hợp để xử lý nâng
12 hợp mối liên kết giữa các lớp trong in 3D FDM đề cần tiếp cận cao chất lượng mẫu in 3D FDM
4.10 Tổng quan về giảm tính hấp thụ nhiệt của khuôn nhựa
- Phân tích và tổng hợp
Xem xét tổng quát các phương thức truyền nhiệt (bức xạ nhiệt, đối lưu, dẫn nhiệt) có trong công nghệ nhiệt định hình
- Tập hợp tất cả các TLTK liên quan đến các vấn đề cần tiếp cận
- Tính toán phương trình truyền nhiệt, cân bằng nhiệt
(Các) Phương pháp phù hợp để giảm tính hấp thụ nhiệt của khuôn nhựa
4.11 Sự kết hợp đồng thời của nâng cao chất lượng bề mặt và giảm tính hấp thụ nhiệt của khuôn nhựa
- Phương pháp phân tích hoạt động, ưu nhược điểm
Sử dụng những kết quả đã làm được ở các nội dung ở trên
Phân tích các phương pháp có liên quan
Phương pháp xử lý bề mặt khuôn nhựa phù hợp
4.11b Nghiên cứu tái chế khuôn nhựa FDM
Nghiền nhỏ khuôn nhựa cho tái chế
- Tập hợp tất cả các TLTK liên quan đến các vấn đề cần tiếp cận
- Tính toán quá trình nghiền
Nguyên lý máy băm nhựa Thiết kế dao máy băm nhựa
4.12 Thử nghiệm và phân tích
- Phương pháp phân tích và tổng hợp
- Phương pháp thực nghiệm khoa học
- Phương pháp chuyên gia (đánh giá, phản biện)
Sử dụng những kết quả đã làm được ở nội dung bước 11
Quá trình quản lý thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thiết bị nhiệt định hình và khuôn nhựa được tổng hợp qua việc ứng dụng các phương pháp phân tích đánh giá Sự tư vấn của các chuyên gia đóng vai trò quan trọng trong việc cải tiến và hoàn thiện sản phẩm, nhằm đáp ứng đầy đủ tất cả các yêu cầu đặt ra.
Bộ số liệu thử nghiệm và các phân tích đánh giá
Các thông số kỹ thuật của thiết bị
4 Tổng kết về kết quả nghiên cứu Đề tài nhằm mục tiêu ứng dụng công nghệ in 3D FDM vào việc chế tạo khuôn trong kỹ thuật nhiệt định hình, vốn yêu cầu nhiệt độ cao – nhiệt độ cài đặt của nhiệt điện trở ~300 0 C, nhiệt độ chảy dẻo của các loại màng nhựa thường dùng ~160 0 C Để có thể ứng dụng khuôn nhựa FDM vào lĩnh vực sản xuất cần nhiệt độ cao như thế, có hai vấn đề kỹ thuật cần phải
Bài nghiên cứu đã chỉ ra rằng chất lượng bề mặt mẫu in FDM thường không cao do mối ghép giữa các sợi nhựa, vì vậy việc giảm lượng nhiệt hấp thụ của khuôn trở thành ưu tiên thay vì nâng cao tính bền nhiệt của nhựa Mô hình trực quan của thiết bị nhiệt định hình đã được thiết kế bằng phương pháp mô hình hóa với sự hỗ trợ của CAD, và thiết bị này đã được chế tạo thực tế Quy trình ứng dụng khuôn nhựa FDM qua 7 bước đã cho thấy độ bóng bề mặt tăng từ 2.28 um lên 330,56 nm sau khi xử lý bằng acetone, trong khi lớp phủ nhôm góp phần giảm lượng nhiệt hấp thụ của khuôn lên đến 78.27% Kết quả cho thấy khuôn nhựa in 3D có thể được xử lý sau khi in để ứng dụng trong kỹ thuật cần nhiệt độ cao như nhiệt định hình, mở ra khả năng nghiên cứu sâu hơn về tính chất của khuôn nhựa trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao.
5 Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận
- 01 bài báo tạp chí IUH;
- 01 thiết bị nhiệt định hình (không bao gồm bơm hút chân không);
- 01 tập bản vẽ thiết kế;
- 01 quy trình ứng dụng công nghệ in 3D FDM vào kỹ thuật nhiệt định hình
Như vậy, các kết quả trên đã đáp ứng đầy đủ yêu cầu về các kết quả nghiên cứu và công bố của đề tài
6 Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh) Đề tài nhằm mục tiêu ứng dụng công nghệ in 3D FDM vào việc chế tạo khuôn trong kỹ thuật nhiệt định hình, vốn yêu cầu nhiệt độ cao – nhiệt độ cài đặt của nhiệt điện trở ~300 0 C, nhiệt độ chảy dẻo của các loại màng nhựa thường dùng ~160 0 C Để có thể ứng dụng khuôn nhựa FDM vào lĩnh vực sản xuất cần nhiệt độ cao như thế, có hai vấn đề kỹ thuật cần phải được khắc phục, bao gồm độ bóng bề mặt và lượng nhiệt hấp thụ của khuôn Chất lượng bề mặt của mẫu in FDM thường không cao do mối ghép giữa các sợi nhựa giữa các lớp Đồng thời, vì mục tiêu của đề tài hướng đến khả năng sử dụng rộng rãi nên nhựa in thông thường được sử dụng thay vì nhựa chịu nhiệt kỹ thuật cao vốn đắt tiền và chưa phổ biến ở Việt Nam Do đó, vấn đề giảm lượng nhiệt hấp thụ của khuôn được đặt ra thay cho nâng cao tính bền nhiệt của nhựa Để làm được những điều đó, một mô hình trực quan của thiết bị nhiệt định hình được thiết kế dùng phương pháp mô hình hóa, với sự trợ giúp của CAD Ở bước tiếp theo, thiết bị nhiệt định hình được chế tạo thực tế Sau đó, quy trình ứng dụng khuôn nhựa FDM gồm 7 bước được thử nghiệm Kết quả cho thấy, độ bóng bề mặt có thể tăng từ 2.28 um lên 330,56 nm sau khi được xử lý bằng acetone Lớp phủ nhôm đóng góp 78.27% vào kết quả giảm lượng nhiệt hấp thụ của khuôn nhựa Nhóm nghiên cứu đã rút ra một kết
Nghiên cứu cho thấy rằng khuôn nhựa in 3D có thể được xử lý sau khi in, cho phép ứng dụng trong các kỹ thuật yêu cầu nhiệt độ cao như nhiệt định hình để tạo mẫu nhanh hoặc sản xuất loạt nhỏ Đồng thời, nghiên cứu này mở ra cơ hội khám phá sâu hơn về tính chất của khuôn nhựa dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao theo chu kỳ trong kỹ thuật nhiệt định hình.
The project focuses on utilizing FDM 3D printing technology for mold fabrication in thermoforming, which operates at high temperatures—approximately 300°C for heaters and around 160°C for common plastics To enable the use of FDM plastic molds in this high-temperature environment, two key challenges must be addressed: improving surface quality and minimizing heat absorption Given that FDM prints often exhibit poor surface quality due to layer seams, and considering the use of standard, cost-effective printing filaments instead of expensive heat-resistant plastics, the emphasis shifted to reducing heat absorption rather than enhancing thermal stability A visualization model of the thermoforming device was created using SolidWorks, followed by the actual fabrication of the device and testing a 7-step application process for FDM plastic molds Results indicated a significant improvement in surface quality, increasing from 2.28 µm to 330.56 nm after acetone treatment, while aluminum coating effectively reduced heat absorption by 78.27% This research concludes that 3D printed plastic molds can be treated post-printing for applications requiring high temperatures, such as thermoforming in rapid prototyping or small-scale manufacturing, and it paves the way for further exploration of plastic mold properties under cyclic high temperature and pressure in thermoforming techniques.
Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo
3.1 Kết quả nghiên cứu (sản phẩm dạng 1,2,3)
Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật Đăng ký Đạt được
1 Thiết bị nhiệt định hình
(không bao gồm bơm hút chân không)
- 02 nhiệt điện trở kích thước 240x60 mm
- 02 nhiệt điện trở kích thước 240x60 mm
2 Khuôn bằng nhựa - Được chế tạo bằng công nghệ in 3D FDM;
- Kích thước: đường kính 100 mm hoặc 50x100mm
- Được chế tạo bằng công nghệ in 3D FDM;
- Kích thước: đường kính 100 mm
3 Tập bản vẽ thiết kế 2D và
3D Đầy đủ dung sai kích thước và yêu cầu kỹ thuật Đầy đủ dung sai kích thước và yêu cầu kỹ thuật
4 Quy trình ứng dụng công nghệ in 3D FDM vào kỹ thuật nhiệt định hình
Rõ ràng, đúng thực tế Rõ ràng, đúng thực tế
5 Bài báo Tạp chí IUH Chấp nhận đăng Chấp nhận đăng
6 Bài báo Tạp chí ISI /
Chấp nhận đăng Chấp nhận đăng
Các ấn phẩm khoa học như bài báo, báo cáo khoa học và sách chuyên khảo chỉ được chấp nhận nếu có ghi rõ địa chỉ và cảm ơn Trường Đại học Công Nghiệp TP HCM đã cấp kinh phí thực hiện nghiên cứu theo quy định.
Trong phần phụ lục của báo cáo, các ấn phẩm (bản photo) được đính kèm làm minh chứng Đối với các ấn phẩm như sách và giáo trình, cần phải có bản photo của trang bìa, trang chính và trang cuối, kèm theo thông tin về quyết định và số hiệu xuất bản.
Thời gian thực hiện đề tài
Tên chuyên đề nếu là NCS Tên luận văn nếu là Cao học Đã bảo vệ
Kèm theo bản photo trang bìa của chuyên đề nghiên cứu sinh, luận văn, khóa luận và bằng hoặc giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ nếu học viên đã bảo vệ thành công luận án hoặc luận văn Những tài liệu này cần được thể hiện ở phần cuối trong báo cáo khoa học.
IV Tình hình sử dụng kinh phí
2 Nguyên, nhiên vật liệu, cây con 55.576 55.576
6 Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu giữa kỳ
7 In ấn, Văn phòng phẩm 0.645 0.645
V Kiến nghị ( về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài) Đề xuất Khoa Công nghệ Cơ Khí cho phép sử dụng thiết bị nhiệt định hình cho các nghiên cứu tiếp theo
VI Phụ lục sản phẩm ( liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III)
1 Tập bản vẽ thiết kế 2D và 3D
2 Giấy chấp nhận đăng bài báo Tạp chí IUH
Tp HCM, ngày tháng năm
Chủ nhiệm đề tài Phòng QLKH&HTQT (ĐƠN VỊ)
Trưởng (đơn vị) (Họ tên, chữ ký)
Kiến nghị ( về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài)
Đề xuất Khoa Công nghệ Cơ Khí cho phép sử dụng thiết bị nhiệt định hình cho các nghiên cứu tiếp theo.
Phụ lục sản phẩm ( liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III)
1 Tập bản vẽ thiết kế 2D và 3D
2 Giấy chấp nhận đăng bài báo Tạp chí IUH
Tp HCM, ngày tháng năm
Chủ nhiệm đề tài Phòng QLKH&HTQT (ĐƠN VỊ)
Trưởng (đơn vị) (Họ tên, chữ ký)
BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 17 A GIỚI THIỆU
PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU
1 Tổng quan về công nghệ và thiết bị nhiệt định hình
1.1 Giới thiệu chung về công nghệ ép nhiệt định hình Ép phun (injection molding) và nhiệt định hình (thermoforming) là hai trụ cột của ngành nhựa [47] Nhiệt định hình với quy trình và thiết bị đơn giản hơn hiện là một trong những công nghệ sản xuất các sản phẩm bằng nhựa phổ biến nhất hiện nay Có rất nhiều những vật dụng gắn liền với đời sống của chúng ta như: bao bì, vỏ hộp bánh kẹo, mô hình, vali, mặt nạ… đều được ra bằng công nghệ này, hình 14
Các loại nhựa tấm mỏng chiếm 75% khối lượng sản phẩm, chủ yếu được sử dụng trong bao bì, hộp đựng và sản phẩm dùng một lần, trong khi nhựa tấm dày chiếm 25% và phục vụ cho các sản phẩm công nghiệp Ép nhiệt định hình là quy trình sản xuất công nghiệp, trong đó tấm nhựa được làm nóng để trở nên mềm dẻo, sau đó ôm sát khuôn nhôm bằng cách loại bỏ không khí nhờ áp suất chân không hoặc khí nén Sau khi tấm nhựa định hình, bộ phận làm mát sẽ phun hơi nước hoặc gió để hạ nhiệt, sau đó không khí được đưa vào để tách tấm nhựa ra khỏi khuôn Cuối cùng, tấm nhựa được cắt để tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh.
Trước khi gia nhiệt, các tấm nhựa cần được lựa chọn dựa trên độ dày, thời gian gia nhiệt và tính chất vật lý của từng loại nhựa để đảm bảo phù hợp với điều kiện sản xuất Phương pháp định hình phổ biến nhất là hút chân không, trong đó khuôn thường được thiết kế với các góc nghiêng tối thiểu 3° để dễ dàng lấy sản phẩm ra Tấm nhựa có hai loại độ dày chính: loại mỏng từ 0,2-1,5 mm, thường được sử dụng để sản xuất bao bì nhựa dùng một lần, và loại dày hơn 3 mm, thường được gia công bằng máy hoặc phương pháp tự động để tạo ra các sản phẩm cứng cáp như kính chắn gió máy bay và các bộ phận trang trí cho ô tô Các sản phẩm định hình này thường nặng và có độ bền cao, trong khi các bộ phận mỏng thường chỉ được sử dụng một lần hoặc có thể tái chế, chủ yếu phục vụ cho đóng gói thực phẩm hoặc sản phẩm.
Hình 14 Các sản phẩm chính của công nghệ ép nhiệt định hình [48]
1.2 Ưu nhược điểm của công nghệ ép nhiệt định hình
Nhiệt định hình mang lại nhiều lợi thế, bao gồm chi phí máy thấp hơn so với ép nhựa, không yêu cầu nhiệt độ cao và giá khuôn thấp Phương pháp này cũng yêu cầu áp suất thấp, cho phép sản xuất nhiều sản phẩm trong thời gian ngắn Ngoài ra, nhiệt định hình có khả năng chế tạo sản phẩm mỏng với diện tích lớn và đảm bảo chất lượng tốt, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng.
Nhiệt định hình gặp phải một số bất lợi so với các công nghệ khác, bao gồm lượng phế liệu lớn hơn và giá thành nguyên liệu dạng tấm cao Hình dạng sản phẩm cũng bị hạn chế, với chỉ một mặt được định hình bởi khuôn Việc tạo hình sản phẩm với các khuôn lớn trở nên khó khăn, trong khi sự biến đổi độ dày và ứng suất bên trong của vật liệu dẫn đến chất lượng sản phẩm không đồng đều Hơn nữa, công nghệ này không cho phép tạo hình các sản phẩm có undercut.
Các sản phẩm được sản xuất từ các phần của một tấm lớn cần phải được chỉnh sửa và tái chế vật liệu dư thừa Hơn nữa, giá thành của vật liệu tấm lớn này thường cao do yêu cầu thêm một bước tạo hình cho công nghệ tạo nhiệt định hình.
1.3 Phân loại công nghệ tạo hình a/ Tạo hình chân không cơ bản
Hình 15 Tạo hình chân không cơ bản [47]
Tạo hình chân không cơ bản là phương pháp đơn giản nhất trong việc sử dụng chân không để ép chất dẻo nóng vào khuôn Trong kỹ thuật này, vật liệu được kẹp chặt trong một khung và sau đó được đốt nóng cho đến khi bắt đầu võng Khi vật liệu đạt đến trạng thái này, nó sẽ được di chuyển để bịt kín vào khuôn, có thể là khuôn âm hoặc khuôn dương Ống hút chân không được áp dụng ngay lập tức ở phía sau khuôn, kết nối với khoang khuôn qua các lỗ thông nhỏ Khi chân không được kích hoạt, chất dẻo sẽ bị kéo xuống thành khoang khuôn, tạo ra chi tiết in hình chính xác.
Trong quá trình tạo hình áp suất, vật liệu được kẹp chặt và đốt nóng tương tự như trong tạo hình chân không cơ bản Tấm vật liệu đã hóa dẻo sẽ được di chuyển vào khuôn, và sự bịt kín được thực hiện ở cả buồng phía trên.
Vật liệu được bịt kín vào khuôn giống như trong quá trình tạo hình chân không Sau đó, áp suất khí được đưa vào vùng phía trên tấm chất dẻo đã được nung, thường thông qua một vách ngăn khí để đảm bảo phân phối khí đều trên bề mặt tấm chất dẻo Áp suất khí này sẽ ép tấm chất dẻo vào khuôn, kỹ thuật này tương tự như phương pháp đúc.
Hình 16 Tạo hình bằng áp suất [47]
Phương pháp áp suất mang lại lợi thế về thời gian chu kỳ nhanh hơn so với tạo hình chân không cơ bản, cho phép tấm chất dẻo được tạo hình với áp suất chân không thấp hơn nhờ áp suất ép cao hơn Trong kỹ thuật tạo hình hỗ trợ thiết bị dập, một thiết bị dập được sử dụng để nén vật liệu vào bên trong khuôn, tuy nhiên, thiết bị này không hoàn toàn đẩy vật liệu vào mà chỉ tác động lên phần tiếp xúc dương Sau đó, chân không được áp dụng để kéo vật liệu áp sát vào thành khuôn, hoàn thành quá trình tạo hình.
Lợi thế nổi bật của việc tạo hình hỗ trợ thiết bị dập là khả năng đạt được độ dày thành đồng đều tốt hơn so với các phương pháp tạo hình chân không hoặc áp suất, đặc biệt đối với những sản phẩm có tỷ số kéo cao như hộp hoặc cốc.
Thiết bị dập giúp tải hoặc ép vật liệu vào những vùng có độ mỏng quá mức, điều này khó đạt được chỉ bằng phương pháp tạo hình chân không hoặc áp suất thông thường Trong quá trình tạo hình hỗ trợ bởi thiết bị dập, độ võng ban đầu của vật liệu được duy trì ở mức tối thiểu.
Quá trình tạo hình kéo đảo chiều bắt đầu bằng việc nung dẻo tấm nhựa, sau đó tấm nhựa được thổi phồng lên Với sự hỗ trợ của thiết bị dập, các điểm tiếp xúc được cố định theo chiều dày, trong khi các vùng khác được làm mỏng do sự di chuyển của thiết bị dập, kéo giãn vật liệu Khi thiết bị dập di chuyển tấm nhựa vào sát thành khuôn, chân không sẽ được khởi động để kéo tấm nhựa dẻo áp sát vào khuôn Sự kéo giãn xảy ra khiến cho vật liệu ở xa nhất được kéo giãn nhiều nhất Quá trình định hình hoàn tất khi vật liệu được làm mát nhờ vào khuôn Phương pháp này được minh họa trong hình 18.
Hình 18 Tạo hình kéo đảo chiều [47] e/ Tạo hình tự do
Trong một số sản phẩm đặc biệt, yêu cầu về chất lượng quang học rất cao, và quá trình tạo hình diễn ra mà không cần khuôn Việc tiếp xúc với khuôn có thể gây ra những thay đổi không mong muốn trong sản phẩm.
31 không mong muốn ở chất lượng bề mặt sản phẩm [47] Kỹ thuật này được gọi là sự tạo hình tự do và được minh hoạ trong hình 19
Trong quá trình tạo hình tự do, sản phẩm được kéo giãn bằng áp suất khí tương tự như bước một của tạo hình kéo đảo chiều Kích thước tấm nhựa khi phồng lên được kiểm tra bằng thiết bị điện tử Khi kích thước đạt yêu cầu, áp suất khí được giảm xuống chỉ đủ để duy trì kích thước, trong khi sản phẩm được làm mát.
Sự phức tạp của những sản phẩm được chế tạo bằng tạo hình tự do là không cao so với trường hợp sử dụng khuôn