1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

đề tài nghiên cứu ứng dụng phần mềm creo parametric 4 0 vào quá trình thiết kế sản phẩm, khuôn mẫu sản xuất bàn từ nhựa polypropylene và mô phỏng quá trình di chuyển của khuôn khi lấy sản phẩm

145 72 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Đề Tài Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm Creo Parametric 4.0 Vào Quá Trình Thiết Kế Sản Phẩm, Khuôn Mẫu Sản Xuất Bàn Từ Nhựa Polypropylene Và Mô Phỏng Quá Trình Di Chuyển Của Khuôn Khi Lấy Sản Phẩm
Tác giả Nguyễn Thị Kim Yến
Người hướng dẫn TS. Nguyễn Quang Khuyến
Trường học Trường Đại Học
Chuyên ngành Công Nghệ Chế Tạo
Thể loại Khóa Luận Tốt Nghiệp
Năm xuất bản 2018
Thành phố Thành Phố Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 145
Dung lượng 7,87 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

    • 1.1. Tình hình về khuôn mẫu

      • 1.1.1. Tình hình khuôn mẫu trên thế giới

      • 1.1.2. Tình hình khuôn mẫu ở Việt Nam

      • 1.1.3. Tầm quan trọng của việc thiết kế khuôn mẫu

      • 1.1.4. Quy trình thiết kế khuôn

    • 1.2. Mục tiêu

    • 1.3. Phương pháp nghiên cứu

  • CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ ÉP PHUN - VẬT LIỆU ÉP PHUN

    • 2.1. Tổng quan về công nghệ ép phun

      • 2.1.1. Khái niệm về máy ép phun

      • 2.1.2. Cấu tạo

  • b) Hệ thống tạo thủy lực nằm bên trong bệ máy

  • c) Tấm giữ khuôn gắn vào 4 thanh trụ dẫn hướng

    • 2.1.3. Giới thiệu về công nghệ ép phun

    • 2.2. Giới thiệu vật liệu polymer

    • 2.2.1. Phân loại

    • 2.2.2. Đặc tính của một số loại Polymer thường gặp trong công nghệ ép phun

      • 2.2.2.1. Nhựa Polyetylene (PE)

      • 2.2.2.2. Nhựa Polypropylene (PP)

      • 2.2.2.3. Nhựa Arylonitrile Butadien Styrene (ABS)

  • CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CREO PARAMETRIC 4.0 – CÔNG NGHỆ MÔ PHỎNG PHÂN TÍCH.

    • 3.1. Giới thiệu phần mềm Creo Parametric 4.0

    • 3.2. Giới thiệu công nghệ mô phỏng phân tích (CAE)

    • 3.2.1. Lợi ích của ứng dụng CAE

    • 3.2.2. Ý nghĩa của việc phân tích mô phỏng dòng chảy của nhựa

  • CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ TÍNH TOÁN TÁCH KHUÔN

    • 4.1. Giới thiệu chung về sản phẩm

      • 4.1.1. Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

      • 4.1.2. Quy cách thiết kế

    • 4.2. Quy trình thiết kế sản phẩm bàn nhựa

      • 4.2.1. Trình tự thiết kế sản phẩm

      • 4.2.2. Kiểm tra khối lượng, thể tích sản phẩm

    • 4.3. Tìm vị trí cổng phun tự động

    • 4.4. Các thao tác phân tích dòng chảy cho sản phẩm

      • 4.4.1. Mô tả quá trình điền đầy và tổng thời gian ép phun của nhựa

      • 4.4.2. Khả năng điền đầy của sản phẩm

      • 4.4.3. Sự phân bố lỗ khí lên sản phẩm

      • 4.4.4. Sự phân bố đường hàn lên sản phẩm

      • 4.4.5. Sự phân bố áp suất lên sản phẩm

      • 4.4.6. Mô tả các vị trí cần làm nguội sản phẩm

      • 4.4.7. Mô tả độ co rút của sản phẩm

      • 4.4.8. Mô tả nhiệt độ của khuôn sau khi làm nguội

      • 4.4.9. Mô tả quá trình điền đầy cổng phun

      • 4.4.10. Biểu đồ mô tả áp suất trong quá trình ép

      • 4.4.11. Biểu đồ mô tả lực kẹp khuôn

  • CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KHUÔN VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA KHUÔN

    • 5.1. Giới thiệu khuôn

    • 5.2. Tách khuôn bàn nhựa

    • 5.3. Vật liệu chế tạo khuôn

    • 5.4. Thiết kế các thành phần còn lại của bộ khuôn

    • 5.4.1. Tấm kẹp khuôn trên và tấm kẹp khuôn dưới

    • 5.4.2. Tấm đỡ

    • 5.4.3. Hai tấm gối

    • 5.4.4. Tấm đẩy và tấm giữ

    • 5.4.5. Khuôn âm và khuôn dương

    • 5.5. Hệ thống làm nguội

    • 5.5.1. Tầm quan trọng và mục đích của hệ thống làm nguội

    • 5.5.2. Mục đích

    • 5.5.3. Nguyên tắc chung để thiết kế hệ thống làm nguội

    • 5.5.4. Thiết kế hệ thống làm nguội

    • 5.6. Hệ thống dẫn hướng

    • 5.6.1. Chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng

    • 5.6.2. Thiết kế chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng

    • 5.6.3. Lắp ghép chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng vào khuôn

    • 5.7. Hệ thống lấy sản phẩm

    • 5.7.1. Các cách lấy sản phẩm ra khỏi khuôn

    • 5.7.2. Giới thiệu về hệ thống đẩy

    • 5.7.3. Những điều cần chú ý khi thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm [4]

    • 5.7.4. Thiết kế hệ thống lấy sản phẩm

    • 5.7.5. Lắp ghép hệ thống lấy sản phẩm vào hệ thống khuôn

    • 5.8. Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa

    • 5.8.1. Đặc điểm

    • 5.8.2. Nguyên tắc hoạt động

    • 5.8.3. Nguyên tắc thiết kế [4]

    • 5.8.4. Thiết kế cuống phun

    • 5.9. Ý nghĩa mô phỏng quá trình chuyển động của khuôn

    • 5.10. Các bước trong quá trình mô phỏng quá trình chuyển động của khuôn

    • 5.10.1. Lắp ráp các chi tiết của khuôn trong môi trường Assembly

    • 5.10.2. Mô phỏng chuyển động

  • CHƯƠNG 6: CÁC KHUYẾT TẬT TRÊN SẢN PHẨM ÉP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC

    • 6.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ ép phun

    • 6.1.1. Nhiệt độ

    • 6.1.2. Tốc độ phun

    • 6.1.3. Áp suất phun

    • a) Áp suất nén (giữ)

    • b) Áp suất duy trì và thời gian duy trì áp

    • c) Sự thất thoát áp suất trong khuôn

    • d) Tầm quan trọng của áp suất khuôn

    • e) Đường cong áp suất khuôn

    • 6.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

    • 6.3. Các khuyết tật sản phẩm và cách khắc phục

    • 6.3.1. Sản phẩm bị sai lệch kích thước lắp ghép

    • 6.3.2. Sản phẩm bị cong vênh

    • 6.3.3. Tập trung bọt khí

    • 6.3.4. Sản phẩm có các vết lõm

    • 6.3.5. Hiện tượng phun thiếu

    • 6.3.6. Sản phẩm bị bavia

    • 6.3.7. Sản phẩm có đường hàn nối

    • 6.3.8. Sản phẩm có nhiều nếp nhăn

    • 6.3.9. Bề mặt bong tróc, có vết xước, không bằng phẳng

    • 6.3.10. Các vết rạn nứt

    • 6.3.11. Sản phẩm có vết cháy đen

  • KẾT LUẬN

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

TỔNG QUAN

Tình hình về khuôn mẫu

1.1.1 Tình hình khuôn mẫu trên thế giới

Cuộc cách mạng công nghiệp máy tính điện tử đã có ảnh hưởng sâu rộng đến sự phát triển của ngành công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu hiện đại Công nghệ thông tin (CNTT) đã được ứng dụng mạnh mẽ, góp phần chuyển đổi quy trình sản xuất từ truyền thống sang CNC một cách nhanh chóng Nhờ đó, các giai đoạn thiết kế sản phẩm và chế tạo khuôn mẫu ngày càng được tự động hoá Tại các quốc gia công nghiệp tiên tiến như Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan, đã hình thành mô hình liên kết tổ hợp nhằm sản xuất khuôn mẫu chất lượng cao cho nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau.

Mô hình liên kết mở giúp doanh nghiệp đầu tư chuyên sâu vào từng lĩnh vực qua ứng dụng CNC, tự động hóa sản xuất để nâng cao chất lượng sản phẩm và tối đa hóa năng lực thiết bị Điển hình là mô hình CNSXKM của Đài Loan, nơi năm 2002 đã xuất khẩu khuôn mẫu sang các nước như Trung Quốc, Mỹ, Indonesia, Thái Lan và Việt Nam, với tổng trị giá 18.311.271.000 đài tệ, tương đương 48.726 tấn Khuôn mẫu Đài Loan đạt tiêu chuẩn quốc tế nhưng giá chỉ bằng 50% so với hàng nhập khẩu, nhờ vào việc cập nhật công nghệ mới trong sản xuất.

1.1.2 Tình hình khuôn mẫu ở Việt Nam

Tại Việt Nam, các doanh nghiệp chỉ đáp ứng một phần nhu cầu sản xuất khuôn mẫu cho sản phẩm cơ khí tiêu dùng và một số công ty liên doanh nước ngoài Đối với sản phẩm yêu cầu kỹ thuật cao như máy giặt, tủ lạnh, và ô tô, hầu hết phải nhập khẩu từ nước ngoài Nguyên nhân chính là do các doanh nghiệp sản xuất khuôn mẫu hoạt động tự khép kín, thiếu sự phối hợp và liên kết trong thiết kế và sản xuất Thiết bị công nghệ tại nhiều cơ sở còn thấp, và mặc dù một số đã đầu tư công nghệ cao, nhưng chưa được khai thác hiệu quả Nguồn nhân lực thiết kế và chuyển giao công nghệ cũng phân tán, cùng với việc sản xuất nhỏ lẻ khiến chi phí nhập khẩu thép hợp kim cao Tất cả những yếu tố này dẫn đến chi phí sản xuất khuôn mẫu lớn, làm giảm hiệu quả sản xuất của các doanh nghiệp Việt Nam.

Quy hoạch phát triển ngành cơ kim khí giai đoạn 2006-2010 tập trung vào các nhóm sản phẩm chủ yếu như máy công nghiệp, thiết bị kỹ thuật điện, ô tô - xe máy và sản phẩm tiêu dùng Đặc biệt, nhóm sản phẩm cơ bản liên quan đến khuôn mẫu bao gồm máy công nghiệp, ô tô - xe máy và một số ngành sản xuất khác như sản phẩm từ cao su và nhựa.

Kết quả khảo sát thực tế về nhu cầu khuôn mẫu đến năm 2015, đơn cử riêng về khuôn dập, của một số Công ty là như sau:

Bảng 1.1: Số lượng khuôn dập được sản xuất vào năm 2015 [1]

Công ty Cơ khí Thăng Long 1500

Công ty Điện cơ Thống Nhất 75 Công ty chế tạo máy điện VN-HGR 150

Công ty Xích líp Đông Anh 500

Nhu cầu về các loại khuôn nhựa và khuôn đúc áp lực tại Việt Nam đang gia tăng mạnh mẽ, cho thấy thị trường trong nước có nhu cầu cao về khuôn mẫu Để đáp ứng nhu cầu này, Hiệp hội khuôn mẫu Việt Nam đã thực hiện quy hoạch nhằm định hướng phát triển công nghiệp sản xuất khuôn mẫu (CNSXKM) Họ cũng chú trọng đến việc tổ chức, điều phối và hợp tác giữa các cơ sở sản xuất để tối ưu hóa đầu tư và phát triển CNSXKM.

Kinh nghiệm của Đài Loan trong ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu (CNSXKM) cho thấy sự quan trọng của việc cập nhật công nghệ mới và tự động hóa trong sản xuất Sự liên kết chặt chẽ giữa hơn 600 doanh nghiệp trong Hiệp hội Khuôn mẫu Đài Loan (TMDIA) đã tạo ra các trung tâm thiết kế và chế tạo khuôn mẫu cho từng lĩnh vực, giúp các doanh nghiệp chuyên sâu vào ứng dụng CNC và tự động hóa Điều này không chỉ nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm mà còn tối ưu hóa khả năng đầu tư công nghệ, giảm thiểu chi phí khấu hao thiết bị và tránh đầu tư trùng lặp trong sản xuất khuôn mẫu.

Trong bối cảnh hội nhập và hợp tác kinh tế quốc tế, Hiệp hội Cơ khí Việt Nam nhấn mạnh rằng ngành cơ khí sản xuất kinh doanh (CNSXKM) cần những giải pháp phù hợp để phát triển bền vững Để tránh tình trạng hoạt động khép kín, các đơn vị trong ngành cần hợp tác để nâng cao chất lượng sản phẩm khuôn mẫu và giảm giá thành Việc thành lập Hiệp hội cho ngành là cần thiết để thúc đẩy sự phát triển này.

SXKM là nền tảng cho các doanh nghiệp kết nối, trao đổi thông tin trong và ngoài nước, quảng bá hình ảnh và tìm kiếm đối tác Hiệp hội duy trì mối quan hệ chặt chẽ với Chính phủ, các bộ ngành, viện và trường đại học, cũng như các cơ quan quản lý Nhà nước Điều này giúp cung cấp thông tin về chính sách, cơ chế quản lý, công nghệ tiên tiến và tiêu chuẩn an toàn cho ngành khuôn mẫu, từ đó hỗ trợ doanh nghiệp nắm bắt nhanh chóng các vấn đề liên quan đến sự phát triển của mình.

1.1.3 Tầm quan trọng của việc thiết kế khuôn mẫu

Trong sản xuất hiện đại, yêu cầu về tốc độ, độ bền, tính thẩm mỹ và độ chính xác của sản phẩm ngày càng cao Do đó, thiết kế khuôn mẫu trở thành yếu tố then chốt trong quá trình sản xuất, giúp rút ngắn thời gian gia công và nâng cao tính thẩm mỹ cho sản phẩm.

Quá trình thiết kế và gia công khuôn mẫu là bước quan trọng để tạo ra sản phẩm theo yêu cầu của khách hàng, giúp gia công nhanh chóng và chính xác Nếu không thiết kế khuôn trước, việc gia công theo phương pháp truyền thống sẽ tốn nhiều thời gian và chi phí, vì phải tiện khuôn nhiều lần nếu sản phẩm không đạt yêu cầu Do đó, thiết kế sản phẩm và khuôn mẫu không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao độ chính xác và tính thẩm mỹ Đầu tiên, sản phẩm được thiết kế trên máy tính, sau đó sử dụng phần mềm để tách khuôn và lắp ghép chi tiết, từ đó xác định chi phí và rút ngắn thời gian làm khuôn Kỹ sư cần nắm rõ thông số kỹ thuật của vật liệu để chọn vật liệu phù hợp, nâng cao tuổi thọ của khuôn.

Thiết kế khuôn mẫu đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn loại khuôn phù hợp cho sản phẩm, giúp khách hàng và người gia công hiểu rõ hơn về quy trình Việc này không chỉ nâng cao độ chính xác và tính thẩm mỹ của sản phẩm mà còn tiết kiệm thời gian và giảm thiểu lỗi trong quá trình gia công, tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất.

Khi chế tạo khuôn, vật liệu là yếu tố quyết định đến chất lượng khuôn, sản phẩm, tuổi thọ và chi phí Để đạt được khuôn mẫu tối ưu, cần tính toán kỹ lưỡng về kết cấu và chất liệu của các chi tiết trong bộ khuôn.

1.1.4 Quy trình thiết kế khuôn

SVTH: Nguyễn Thị Kim Yến 15 MSSV: 61302773

Thiết kế sản phẩm và nạp hệ số co rút Nhu cầu thực tế

Bố trí các lòng khuôn

Thiết kế hệ thống kênh dẫn

Thiết kế hệ thống thoát khí

Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm

Thiết kế hệ thống làm nguội

Thiết kế hệ thống dẫn hướng, định vị và các vhi thiết tiêu chuẩn

Chọn vật liệu làm khuôn

Yêu cầu kỹ thuật của các tấm khuôn

Mục tiêu

Nghiên cứu về ứng dụng phần mềm Creo 3.0 trong khuôn ép nhựa không chỉ giúp tôi củng cố kiến thức chuyên ngành mà còn mở rộng hiểu biết về các công nghệ sản xuất chất dẻo khác Tôi hy vọng rằng đề tài này sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn sinh viên trong tương lai và có thể áp dụng thực tế trong việc gia công các sản phẩm trong ngành khuôn mẫu.

Phương pháp nghiên cứu

Trong lĩnh vực thiết kế cơ khí và chế tạo khuôn mẫu, có nhiều phần mềm nổi tiếng như CREO, Catia, NX, Inventor và Solidworks Trong số đó, phần mềm CREO của PTC được lựa chọn để thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa nhờ vào giao diện đẹp và thân thiện, cùng với khả năng thiết kế nhanh chóng hơn so với các phần mềm khác Sự sắp xếp và bố trí hợp lý các toolbar trong CREO giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế và mô phỏng hiệu quả.

Hình 1.1: Quy trình thiết kế khuôn.

CÔNG NGHỆ ÉP PHUN - VẬT LIỆU ÉP PHUN

Tổng quan về công nghệ ép phun

2.1.1 Khái niệm về máy ép phun Ép phun là phương pháp thường gặp nhiều nhất trong công nghệ gia công chất dẻo. Phương pháp này hoạt động không liên tục, nó được vận hành theo từng chu kỳ để sản xuất các vật thể chất dẻo Các vật thể này được sử dụng như những sản phẩm cung ứng cho kỹ nghệ hàng tiêu dùng, hàng gia dụng, sản phẩm kỹ thụât và sản phẩm phụ tùng trong các ngành công nghiệp khác Phương pháp ép phun tạo ra sản phẩm đủ các lọai, từ thật nhỏ như bánh răng đến những vật thật lớn như thùng chứa rác, cảng bảo vệ va chạm của xe ô-tô Trong nhiều trường hợp thông thường phương pháp ép phun có hiệu quả kinh tế cao với lợi thế có thể thay thế các sản phẩm trước đây được làm bằng nhiên liệu cổ điển khác như gỗ, sứ, kim loại v/v Chúng có thể được sản xuất đại trà với độ chính xác cao và không đòi hỏi các khâu xử lý phụ [5].

Chức năng của máy ép phun là dùng để gia công các sản phẩm nhựa (có sự lựa chọn nguyên liệu), hoạt động theo nguyên lý:

 Đóng khuôn: chậm - nhanh - cao áp - khóa khuôn.

 Phun keo: nhựa được đưa vào khuôn trong tình trạng nóng chảy.

 Giữ áp lực: nguyên liệu nhựa được ép đẩy vô khuôn.

 Làm nguội: trong thời gian làm nguội sản phẩm trục vít tiếp tục lấy keo làm nhuyễn nguyên liệu.

 Mở khuôn lấy thành phẩm - lỏi (đội) [5].

SVTH: Nguyễn Thị Kim Yến 17 MSSV: 61302773

Hình 2.1: Dạng máy ép phun thông thương.

Máy ép phun có nhiều dạng cấu trúc khác nhau, bao gồm: a) đơn vị phun nằm ngang kết hợp với đơn vị đóng mở thẳng đứng; b) cả đơn vị phun và đơn vị đóng mở đều nằm trên cùng một trục ngang.

Máy ép phun thường bao gồm ba phần chính: đơn vị đóng mở, đơn vị ép phun và bệ máy với hệ thống thủy lực Hệ thống thủy lực này khởi động cho hai đơn vị trên và có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát toàn bộ quy trình ép phun.

Hình 2.3: Ba phần chính của máy ép phun [5].

Nhiệm vụ chính bao gồm việc giữ khuôn, đóng và mở khuôn, tạo kháng lực giữ khuôn, và hoàn tất quá trình tách rời sản phẩm khỏi khuôn Lực đóng được sinh ra từ hệ thống cơ lực hoặc thủy lực thông qua các xy lanh thủy lực.

Hình 2.4: Các đơn vị đóng mở. a) Đơn vị đóng mở hoạt động trực tiếp bằng thủy lực b) Hệ thống tạo thủy lực nằm bên trong bệ máy

SVTH: Nguyễn Thị Kim Yến 19 MSSV: 61302773 c) Tấm giữ khuôn gắn vào 4 thanh trụ dẫn hướng

Hình 2.5: Cấu tạo của một đơn vị đóng mở [5].

1) Khuôn 2) Tấm lót hướng tâm.

3) Tấm giữ khuôn cố định.

5) Tấm giữ khuôn di chuyển 6) Bệ máy.

Cấu tạo của máy bao gồm xy-lanh được bao quanh bởi các vòng băng điện trở đốt nóng và trục vít bên trong Trục vít quay kéo hạt nhựa từ phễu nạp nguyên liệu, đẩy nhựa nóng chảy vào hốc khuôn qua kênh tiếp nối Chuyển động quay của trục vít được khởi động bởi động cơ thủy lực hoặc động cơ điện, trong khi chuyển động thẳng theo trục ngang được tạo ra bởi pít-tông với xy-lanh thủy lực.

Nhiệm vụ của đơn vị phun:

 Vận chuyển: Nguyên liệu trong phễu từ trên xuống đưa vào bên trong xy-lanh thông qua chuyển động quay của trục vít.

Nấu chảy là quá trình diễn ra trong xy-lanh, nơi nguyên liệu được làm nóng nhờ nhiệt từ sự cọ sát giữa nguyên liệu và trục vít cũng như giữa các nguyên liệu với nhau Nhiệt độ cần thiết được cung cấp bởi vòng băng điện trở đốt nóng bao quanh bên ngoài xy-lanh.

Trục vít trong quá trình phun nhựa có vai trò quan trọng, khi nó di chuyển theo chiều ngang và dọc theo xylanh để đẩy khối nhựa nóng chảy vào hốc khuôn Hành động này cho phép trục vít hoạt động như một pít-tông, nạp nhựa nóng chảy vào khuôn với một liều lượng chính xác.

Quá trình đúc bắt đầu với chuyển động quay của trục vít, tạo ra áp suất lớn để nén chặt nhựa trong khuôn ngay sau khi hoàn tất việc cung cấp nguyên liệu.

Hình 2.6: Các giai đoạn phun a) Giai đoạn phun ; b) Giai đoạn đúc (ép) [5].

1 Phễu nạp nguyên liệu 4 Trục trôn ốc

3.Vòng băng đốt nóng 6 cuốn nối.

7 Nhựa nóng chảy rót đầy hốc khuôn.

SVTH: Nguyễn Thị Kim Yến 21 MSSV: 61302773

Bộ phận điều khiển có nhiệm vụ giữ cố định các đơn vị đã trình bày, đồng thời điều chỉnh các tiến trình thông qua đồng hồ chuẩn định Qua đơn vị kiểm soát, người ta có thể quản lý sự lệ thuộc của áp suất trong các tiến trình phun-nén và cung cấp theo liều lượng.

Nhiệt độ của xy-lanh cũng được điều chỉnh thông qua bộ phận điều chỉnh điện tử.

2.1.2.4 Phễu nạp liệu Đây là bồn chứa nguyên liệu dưới dạng bột nhựa hay hạt nhựa đã được sấy khô trước đó (ví dụ PC, PMMA, ABS) Trong nhiều trường hợp bồn chứa được làm nóng bởi các mạch điện trở bên trong để sấy khô hạt nhựa trước khi được đưa vào bên trong xylanh Đối với nhựa đàn hồi và bồn chứa được trang bị thêm một chốt chận để kiểm soát lượng nguyên liệu đưoơc nạp vào [5].

Thông thường bồn chứa phải có cửa sổ để nhân viên có thể kiểm soát được mức lượng nguyên liệu nhựa bên trong.

Trục vít trong quá trình gia công nhựa nhiệt dẻo có vai trò quan trọng trong việc kéo nguyên liệu từ phễu chứa vào xylanh để nấu chảy Thường thì trục vít được thiết kế với ba vùng chính: vùng kéo, vùng nén và vùng ép phun, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và chất lượng của sản phẩm nhựa.

Hình 2.7: Hình thể tổng quát của một trục trôn ốc thông thườn [3].

1 Mũi trục trôn ốc 2 Bộ phận chận giòng chảy ngược.

3 Lõi trục trôn ốc 4 Gờ vòng xoắn 5 Chuôi trục.

2.1.2.6 Xylanh và vòng băng điện trở

Xy-lanh là một ống thép dày, được bao bọc bởi các vòng băng điện trở để đốt nóng Thiết kế hai lớp vỏ của xy-lanh được sử dụng trong ngành nhựa cứng, với dầu nằm giữa hai lớp vỏ này.

Nhiệt độ của vòng băng nằm trong các vùng sẽ đạt được cố định thông qua dụng cụ điều chỉnh.

2.1.2.7 Bộ phận ngăn chặn dòng chảy ngược của nhựa lỏng

Trong quá trình ép, trục vít xoay quanh trục tạo ra áp suất lớn, giúp đẩy nhựa vào hốc khuôn Tuy nhiên, sức ép này có thể gây ra phản lực đẩy nhựa lỏng lùi lại Để ngăn chặn hiện tượng này, người ta thiết kế bộ phận chặn dòng chảy ngược ở đầu trục vít, bộ phận này luôn được sử dụng trong máy ép phun.

2.1.2.8 Đầu phun Đầu phun được xem như bộ phận tiếp nối giữa phần đầu của xylanh và khuôn Đầu phun được nối vào xylanh thông qua đĩa nối có ren vít hay thông qua nắp đậy Kênh dẫn nhựa nóng chảy bên trong đầu phun phải được thiết kế thích hợp với dòng chảy và mặt tiếp giáp giữa đầu phun với ống lót kênh nối của khuôn phải thật kín để tránh trường hợp nhựa lỏng chảy thoát ra ngoài Một chi tiết thiết kế cần lưu ý, đường bán kính của đầu phun luôn luôn nhỏ hơn bán kính của ống lót kênh nối và đường kính kênh dẫn bên trong đầu phun phải nhỏ hơn đường kính kênh dẫn bên trong ống lót kênh nối [3].

SVTH: Nguyễn Thị Kim Yến 23 MSSV: 61302773

Hình 2.8: Trục trôn ốc với van chặn dòng chảy ngược [5].

Chú thích: 1 Khuôn 2 Đầu phun 3 Van chặn dòng chảy ngược

4 Trục trôn ốc 5 Xylanh 6 Mũi trục trôn ốc.

7 Đầu xylanh 8 Ống lót cuốn nối.

Khuôn là dụng cụ thiết yếu để định hình sản phẩm nhựa, được thiết kế để đáp ứng số lượng chu trình sản xuất và yêu cầu về kích thước, hình dạng của sản phẩm Độ chính xác và cấu trúc khuôn phụ thuộc vào yêu cầu chất lượng và số lượng sản phẩm, cho phép thiết kế nhiều sản phẩm trên cùng một khuôn Bộ khuôn trên máy ép phun thường gồm hai phần chính: khuôn cố định và khuôn di động, và những yếu tố này đều ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm.

Hình 2.9: Khuôn đúc sản phẩm[7].

Nhiệm vụ chủ yếu của khuôn ép - phun bao gồm:

 Hướng dẫn dòng chảy nhựa lỏng.

 Làm nguội vật thể ép phun.

2.1.3 Giới thiệu về công nghệ ép phun

Giới thiệu vật liệu polymer

Chất dẻo, hay nhựa polymer, là các hợp chất cao phân tử với cấu trúc gồm các nguyên tử liên kết với nhau thành những mạch dài và có khối lượng phân tử lớn Trong chuỗi polymer, các nhóm nguyên tử này được lặp lại nhiều lần, tạo nên tính chất đặc trưng của chúng Chất dẻo được ứng dụng rộng rãi làm vật liệu trong nhiều lĩnh vực.

Nguyễn Thị Kim Yến, sinh viên mã số 61302773, nghiên cứu về sản xuất đa dạng vật dụng phục vụ cho đời sống hằng ngày và các sản phẩm công nghiệp, phù hợp với nhu cầu hiện đại Những vật liệu này có khả năng biến dạng dưới tác động của nhiệt và áp suất, đồng thời duy trì hình dạng biến dạng khi không còn tác động.

Ngày nay, nhựa tái sử dụng và tái chế ngày càng quan trọng trong cuộc sống con người Tuy nhiên, quá trình tái chế nhiều lần có thể làm giảm cơ tính của vật liệu như độ bền, độ dẻo và màu sắc Nếu không sử dụng nhựa, trọng lượng hàng hóa sẽ tăng đáng kể, dẫn đến chi phí sản xuất và năng lượng gấp đôi, cùng với sự tiêu hao nguyên vật liệu tăng lên đáng kể.

Dựa trên lý tính, hoá tính, cấu trúc phân tử, nguồn gốc, lĩnh vực ứng dụng… Người ta phân loại chất dẻo theo nhiều phương pháp khác nhau.

Theo cấu trúc mạch phân tử

 Polymer mạch có cấu trúc không gian [2].

Theo lĩnh vực ứng dụng

 Nhựa thông dụng: được sử dụng rộng rãi (PP, PE, PVC, PS, ABS,…)

 Nhựa kỹ thuật: dùng trong các chi tiết máy (PA, PC,…).

 Nhựa kỹ thuật chuyên dùng: sử dụng trong một số lĩnh vực chuyên biệt (PE khối lượng phân tử cực cao, PTFE, PPS, PPD,…) [2]

Nhựa nhiệt dẻo là nhóm vật liệu cao phân tử quan trọng nhất trong các polymer tổng hợp, bao gồm các cao phân tử có kích thước nhất định và cấu trúc mạch thẳng hoặc phân nhánh Tính chất nhiệt dẻo cho phép các polymer này chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái dẻo khi nhiệt độ tăng, và quá trình này có thể lặp lại nhiều lần, giúp tái sinh nhựa nhiệt dẻo, ngoại trừ PTFE (polytetrafluorethylene).

Ví dụ: Polyetylene (PE), Polypropylene (PP),…

Cao su là một loại polymer mạch thẳng với lực liên kết thứ cấp yếu, tồn tại dưới dạng chất lỏng nhớt Để sử dụng, cần tạo các liên kết ngang giữa các mạch phân tử, hình thành mạng lưới không gian ba chiều Đặc điểm nổi bật của cao su, đặc biệt là cao su tự nhiên lưu hoá, là khả năng dãn dài lên đến 1000% Tuy nhiên, việc tạo liên kết ngang cũng khiến cao su không thể tái sinh.

Nhựa nhiệt rắn: mật độ nối ngang dày đặc cao hơn từ 10 đến 1000 lần so với cao su.

Nhựa nhiệt rắn có cấu trúc không gian ba chiều với tính chất vượt trội, đặc biệt là khả năng chịu nhiệt cao hơn nhiều so với nhựa nhiệt dẻo Cấu trúc này tạo ra các mạng phân tử lớn hơn nhiều so với kích thước nguyên tử, dẫn đến việc nhựa nhiệt rắn không tan, không chảy và không thể tái sinh.

2.2.2 Đặc tính của một số loại Polymer thường gặp trong công nghệ ép phun 2.2.2.1 Nhựa Polyetylene (PE)

(Nguồn: Công ty TNHH sản xuất thương mại Tân Hợp Phú).

SVTH: Nguyễn Thị Kim Yến 31 MSSV: 61302773

Nhựa Polyetylen, thuộc nhóm nhựa nhiệt dẻo, bao gồm nhiều loại như HDPE, LDPE, LLDPE và VLDPE, trong đó HDPE và LDPE là hai loại phổ biến nhất trên thị trường.

Khối lượng riêng = 0,92 – 0,93 g/cm 3 = 0,95 – 0,965 g/cm 3

Mức hấp thụ nước < 0,02% < 0,01% Độ kết tinh 60 – 70% 85 – 95%

110 o C, ở trạng thái vô định hình trong suốt. Đục mờ

Khả năng chịu hóa chất Tốt Tốt

Lực kéo đứt 114 ÷ 150 kg/cm 2 220 ÷ 300 kg/cm 2 Độ giãn dài 400 ÷ 600 % 200 ÷ 400%

Nhiệt độ hóa thủy tinh -80 o C -80 o C

Lực uốn 60 kg/cm 2 170kg/cm 2 Độ cứng shore

(ASTM – D2240) 30 ÷ 35 60 ÷ 65 Độ cứng Brinel 1,8 ÷ 2,5 kg/cm 2 4 ÷ 5 kg/cm 2

Chỉ số chảy MI 0,1 ÷ 60 gr/ 10ph 0,1 ÷ 20 gr/ 10ph mùi không vị, không độc mùi không vị, không độc. b Tính chất [2]

 Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo, có tỉ trọng bé hơn 1.

 Ở nhiệt độ thường: PE không tan trong bất kỳ hóa chất dung môi nào, nhưng khi tiếp xúc lâu với khí hidrocacbon đã clo hóa thì PE bị trương.

 Ở nhiệt độ lớn hơn 70C: PE tan nhẹ trong toluene, dầu thông, paraffin…

 Ở nhiệt độ cao: PE không tan trong nước, acetic acid, ete etylic, glycerin,…

 Tính kháng hóa chất tốt.

 Khi đốt dưới lửa có thể bị cháy và có mùi paraffin.

 Tính kháng nước cao và không hút ẩm.

Ánh sáng mặt trời và nhiệt độ có thể làm tăng tốc quá trình lão hóa của PE, dẫn đến sự giảm sút các tính chất của vật liệu này Hệ quả là PE trở nên giòn và dễ nứt trong quá trình sử dụng.

 Làm vỏ dây cáp điện và ống dẫn nước.

 Làm túi xách các loại, thùng (can) với thể tích từ 1đến 100 lít với các độ dày khác nhau

 Được sử dụng để sản xuất các chai, can nhựa để đựng nước rửa chén,…

 Trong công nghiệp: sản xuất két nước ngọt, két bia, (cần chống tia UV),….

SVTH: Nguyễn Thị Kim Yến 33 MSSV: 61302773

(Nguồn: Công ty TNHH sản xuất thương mại Tân Hợp Phú). a Các thông số cơ bản

 Không màu, trong suốt, độ bóng bề mặt cao.

 Tính chất cơ học tốt ở nhiệt độ cao và chịu được nhiệt độ cao hơn 100C.

Khối lượng riêng 1.15 g/cm 3 Độ hút nước %

Ngày đăng: 12/08/2021, 11:48

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[2]. Nguyễn Quang Khuyến, Công nghệ sản xuất chất dẻo, Giáo trình giảng dạy Đại học Tôn Đức Thắng, 2011 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Công nghệ sản xuất chất dẻo
[3]. Nguyễn Quang Khuyến, Kỹ thuật gia công polymer, Giáo trình giảng dạy Đại học Tôn Đức Thắng, 2011 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Kỹ thuật gia công polymer
[4]. Phạm Sơn Minh,Trần Minh Thế Uyên, Giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa ,Giáo trình giảng dạy Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, 2014 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phunép nhựa
[5]. Nhữ Hoàng Giang, Công nghệ và thiết bị gia công vật liệu Polymer, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2008 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Công nghệ và thiết bị gia công vật liệu Polymer
Nhà XB: nhà xuất bảnkhoa học kỹ thuật Hà Nội
[6]. Nguyễn Quang Khuyến, Hóa học và hóa lý polymer, Giáo trình giảng dạy Đại học Tôn Đức Thắng, 2011 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Hóa học và hóa lý polymer
[7]. Công ty Cổ Phần Nhựa Tân Phú, Công nghệ ép phun, Tài liệu lưu hành nội bộ Sách, tạp chí
Tiêu đề: Công nghệ ép phun

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w