Thiết kế khuôn ép phun chế tạo sản phẩm bánh răng liền trục và xây dựng mô hình rôbôt gắp sản phẩm

 

Nội dung thuyết minh:

Chương 1: Tổng quan về công nghệ gia công chất dẻo

Chương 2: Thiết kế khuôn ép nhựa sản phẩm bánh răng liền trục

Chương 3: Tổng quan về rôbôt trong công nghiệp và xây dựng mô hình rô bốt
gắp sản phẩm               

4. Các bản vẽ:

Tên bản vẽ	Kích thước (A0, A1…)	Số lượng (bản)
Bản vẽ sơ đồ hệ thống khuôn ép phun chế tạo sản phẩm bánh răng liền trục.	A0	3
Bản vẽ tách chi tiết khuôn ép phun chế tạo sản phẩm bánh răng liền trục.	A0	2
Bản vẽ sơ đồ hệ thống gắp sản phẩm bánh răng liền trục.	A0	1
Bản vẽ sơ đồ hệ thống ép phun sản phẩm bánh răng liền trục.	A0	1

MỤC LỤC

MỤC LỤC HÌNH ẢNH   7

MỤC LỤC BẢNG BIỂU   13

LỜI NÓI ĐẦU   14

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ  KHUÔN MẪU CHO SẢN PHẨM NHỰA   15

1.1. Tổng quan về khuôn mẫu. 15

1.1.1. Thực trạng khuôn mẫu trên thế giới15

1.1.2. Thực trạng khuôn mẫu tại Việt Nam.. 15

1.2. Giới thiệu chung về vật liệu nhựa. 16

1.2.1. Định nghĩa vật liệu nhiệt dẻo. 16

1.2.2. Phân loại các loại nhựa thường gặp. 16

1.2.3. Một số loại nhựa thông dụng. 18

1.2.4. Các công nghệ gia công chất dẻo. 21

1.3. Giới thiệu về khuôn ép phun nhựa. 25

1.3.1. Định nghĩa. 25

1.3.2. Các bộ phận chính của khuôn và chức năng của chúng. 25

1.3.3. Yêu cầu kĩ thuật đối với khuôn ép sản phẩm nhựa. 27

1.3.4. Các kiểu khuôn phổ biến. 27

1.3.5. Các hệ thống cơ bản của khuôn. 29

1.3.6. Các khuyết tật thường gặp của sản phẩm ép phun và cách khắc phục. 41

1.3.7. Sử dụng và bảo quản khuôn. 46

1.4. Giới thiệu về máy ép phun nhựa. 48

1.4.1. Phân loại máy ép phun. 49

1.4.2. Cấu tạo chung và nhiệm vụ các cụm của máy ép phun. 51

1.4.3. Quá trình ép phun. 64

1.4.4. Thời gian chu kỳ phun ép. 65

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG KHUÔN ÉP SẢN PHẨM NHỰA BÁNH RĂNG LIỀN TRỤC   68

2.1. Giới thiệu sản phẩm.. 68

2.2. Cơ sơ thiết kế khuôn. 69

2.2.1. Quy trình thiết kế sản phẩm.. 69

2.2.2. Quy trình thiết kế bản vẽ khuôn. 70

2.2.3. Tính toán số lòng khuôn. 71

2.2.4. Tính toán và lựa chọn kết cấu cụm phun. 72

2.2.5. Tính toán kích thước kênh làm nguội77

2.2.6. Tính toán độ co ngót79

2.3. Tính toán và thiết kế khuôn. 80

2.3.1. Chọn mặt phân khuôn. 80

2.3.2. Dựng layout cho khuôn sản phẩm.. 81

2.3.3. Chọn loại khuôn. 84

2.3.4. Thiết kế lõi khuôn đực và lõi khuôn cái85

2.3.5. Thiết kế Slider( Phần khuôn tạo hình mặt bên của sản phẩm). 87

2.3.6. Chọn cụm chốt dẫn hướng lõi khuôn( Tapple pin set). 90

2.3.7. Bạc cuống phun ( Sprue Bushing). 91

2.3.8. Vòng định vị (Locating Ring). 92

2.3.9. Chốt đẩy (Ejector Pin). 92

2.3.10. Chọn chốt dẫn hướng cụm đẩy (Ejector Leader Pin). 95

2.3.11. Tính toán lò xo cho chốt hồi ( Return pin). 96

2.4. Ứng dụng các phần mềm 3D trong thiết kế và mô phỏng. 96

2.4.1. Ứng dụng phần mềm Solidworks Plastic để mô phỏng dòng chảy nhựa. 96

2.4.2. Ứng dụng phần mềm Catia V5r21 trong thiết kế khuôn nhựa. 102

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ RÔ BỐT TRONG CÔNG NGHIỆP  VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH RÔ BỐT GẮP SẢN PHẨM   113

3.1. Tổng quan về Rô Bốt công nghiệp. 113

3.1.1. Robot và robotics. 113

3.1.2. Robot công nghiệp.113

3.2. Cấu trúc cơ bản của robot công nghiệp. 114

3.2.1. Kết cấu chung. 114

3.2.2. Kết cấu của tay máy. 114

3.3. Phân loại cánh tay robot115

3.3.1. Phân loại theo dạng hình học của không gian hoạt động. 115

3.3.2. Phân loại theo hệ điều khiển. 117

3.3.3. Phân loại theo ứng dụng. 118

3.4. Ứng dụng cánh tay robot118

3.4.1. Ứng dụng Robot trong ngành hàn. 119

3.4.2. Ứng dụng Robot trong lắp ráp. 121

3.4.3. Ứng dụng Robot trong nhà máy sản xuất121

3.5. Thiết kế hệ thống động học rô bôt gắp sản phẩm bánh răng liền trục. 122

3.5.1. Yêu cầu kỹ thuật122

3.5.2. Thiết kế sơ đồ cấu trúc. 124

3.5.3. Cấu trúc động học. 125

3.6.  Thiết kế kết cấu cơ khí cho cánh tay rô bốt126

3.6.1. Thân đế robot126

3.6.2. Các bộ phận dẫn hướng theo trục X.. 128

3.6.3. Các bộ phận dẫn hướng theo trục Y.. 131

3.6.4. Các bộ phận dẫn hướng theo trục Z.. 133

3.6.5. Cơ cấu chấp hành. 134

3.6.6. Lắp ráp tổng thể rô bốt135

KẾT LUẬN   136

TÀI LIỆU THAM KHẢO   137

PHỤ LỤC   138

 

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. 1: Sản phẩm bằng vật liệu vô định hình. 16

Hình 1. 2: Sản phẩm bằng vật liệu tinh thể. 17

Hình 1. 3: Sản phẩm bằng vật liệu nhiệt rắn. 17

Hình 1. 4: Sản phẩm bằng vật liệu đàn hồi18

Hình 1. 5: Các loại thiết bị cán I,L,F,Z.. 21

Hình 1. 6: Công nghệ đùn chất dẻo. 23

Hình 1. 7: Sơ đồ ép phun trục vít24

Hình 1. 8: Sơ đồ dây truyền công nghệ ép phun. 24

Hình 1. 9: Các bộ phận chính của khuôn. 25

Hình 1. 10: Kết cấu cơ bản của một bộ khuôn. 25

Hình 1. 11: kết cấu khuôn 2 tấm.. 27

Hình 1. 12: Kết cấu khuôn 3 tấm.. 28

Hình 1. 13: Kết cấu khuôn nhiều tầng. 29

Hình 1. 14: Hệ thống cấp nhựa. 29

Hình 1. 15: Kích thước cuống phun trực tiếp. 30

Hình 1. 16: Các loại kênh dẫn nhựa. 31

Hình 1. 17: Các loại miệng phun. 32

Hình 1. 18: Các thông số miệng phun cuống phun. 32

Hình 1. 19: Các thông số miệng phun cạnh. 32

Hình 1. 20: Các thông số miệng phun kiểu băng. 33

Hình 1. 21: Các thông số miệng phun kiểu đường hầm.. 33

Hình 1. 22: Các loại chốt đẩy. 34

Hình 1. 23: Hệ thống làm mát36

Hình 1. 24: Chốt dẫn hướng thẳng (bên trái) và bạc dẫn hướng (bên phải). 39

Hình 1. 25: Các loại bạc dẫn hướng. 39

Hình 1. 26: Một số loại bộ định vị40

Hình 1. 27: Một số loại vòng định vị40

Hình 1. 28: Bulong vòng để cẩu khuôn. 41

Hình 1. 29: Góc tạo thành đường hàn. 41

Hình 1. 30: Sản phẩm khuyết tật do bị cản khí42

Hình 1. 31: Sản phẩm khuyết tật do vết nứt43

Hình 1. 32: Sản phẩm khuyết tật khi bị cong vênh. 43

Hình 1. 33: Các sản phẩm khuyết tật khi bị thiếu nhựa. 45

Hình 1. 34: Một số loại máy ép phun của nhà cung cấp Ferromatik. 48

Hình 1. 35: Máy ép phun của nhà cung cấp Hautek. 49

Hình 1. 36: Máy ép nhựa thủy lực. 50

Hình 1. 37: Một dòng máy ép nhựa điện thông dụng trên thị trường. 50

Hình 1. 38: Cấu tạo chung của máy ép phun nhựa. 52

Hình 1. 39: Hệ thống phun. 52

Hình 1. 40: Các vòng gia nhiệt53

Hình 1. 41: Cấu tạo trục vít53

Hình 1. 42: Van hồi tự mở. 53

Hình 1. 43: Hệ thống hỗ trợ ép phun. 54

Hình 1. 44: Hệ thống thủy lực. 54

Hình 1. 45: Hệ thống điện. 55

Hình 1. 46: Hệ thống làm nguội55

Hình 1. 47: Hệ thống kẹp. 56

Hình 1. 48: Cụm đẩy. 56

Hình 1. 49: Cụm kìm dùng cơ cấu khuỷu. 57

Hình 1. 50: Cụm kìm dùng xylanh thủy lực. 57

Hình 1. 51: Tấm di động và vị trí của nó trên máy ép phun. 58

Hình 1. 52: Tấm cố định và vị trí của nó trên máy ép phun. 59

Hình 1. 53: Vị trí các thanh nối trên máy. 59

Hình 1. 54: Hệ thống điều khiển. 60

Hình 1. 55: Một trang hiển thị các thông số ép phun trên máy. 60

Hình 1. 56: Bảng điều khiển hình trên máy ép phun. 60

Hình 1. 57: Các bộ phận bên trong hệ thống điều khiển trên khuôn à trên máy. 61

Hình 1. 58: Các công tắc hành trình trên máy ép phun. 61

Hình 1. 59: Điện trở nung dầu. 62

Hình 1. 60: Sơ đồ thiết bị sấy chân không băng tải62

Hình 1. 61: Đồng hồ đo áp lực. 63

Hình 1. 62: Quan hệ giữa thời gian ép phun và điều kiện liên quan. 63

Hình 1. 63: Nhiệt độ khuôn tăng làm thời gian chu kỳ tăng. 66

Hình 2. 1: Sản phẩm bánh răng liền trục. 68

Hình 2. 2: Máy ép nhựa Sumitomo SE130DUZ.. 69

Hình 2. 3: Quy trình thiết kế, chỉnh sửa sản phẩm trước khi thiết kế khuôn. 70

Hình 2. 4: Quy trình thiết kế khuôn. 71

Hình 2. 5: Kích thước rãnh dẫn. 74

Hình 2. 6: Mối quan hệ giữa đường kính kênh dẫn và bề dầy sản phẩm.. 75

Hình 2. 7: Quan hệ giữa hệ số chiều dài và chiều dài kênh dẫn. 75

Hình 2. 8: Miệng phun cạnh. 76

Hình 2. 9: Thông số miệng phun cạnh. 76

Hình 2. 10: Mặt phân khuôn và parting line của sản phẩm.. 80

Hình 2. 11: Bố trí lõi khuôn ghép trên nửa khuôn đực và nửa khuôn cái81

Hình 2. 12 Bố trí lõi khuôn slide. 81

Hình 2. 13: Góc thoát khuôn tại các vị trí82

Hình 2. 14: Bố trí layout E.P đẩy sản phẩm.. 83

Hình 2. 15: Bố trí layout trên lõi khuôn đực. 84

Hình 2. 16: Bố trí layout trên lõi khuôn cái84

Hình 2. 17: Moldbase Futaba. 85

Hình 2. 18: Bố trí hệ thống làm mát Lõi khuôn đực. 86

Hình 2. 19: Bố trí hệ thống làm mát lõi khuôn cái87

Hình 2. 20: Mặt cắt A-A kênh làm nguội87

Hình 2. 21: Gia công rãnh chứa mỡ trên tấm áo slide. 88

Hình 2. 22: Chốt xiên và tấm cố định chốt xiên. 89

Hình 2. 23: Bố trí Guilder Rail trên Slider. 90

Hình 2. 24: Chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng lõi khuôn. 91

Hình 2. 25: Bạc cuống phun. 92

Hình 2. 26: Kích thước vòng định vị trên máy ép 100 tấn. 92

Hình 2. 27: Strainght Ejector Pin. 93

Hình 2. 28: Step Ejector Pin. 93

Hình 2. 29: Rectangular Ejector Pin. 93

Hình 2. 30: Strainght Sleeve Pin. 94

Hình 2. 31: Step Sleeve Pin. 94

Hình 2. 32: Bố trí E.P hợp lý trên layout.94

Hình 2. 33: Cấu tạo và lắp ghép Ejector Leader Pin. 95

Hình 2. 34: Layout Ejector Leader Pin. 95

Hình 2. 35: Chia luới sản phẩm.. 97

Hình 2. 36: Bố trí runer. 97

Hình 2. 37: Sơ đồ bố trí đường nước. 100

Hình 2. 38:Dựng mô hình 3D của sản phầm.. 104

Hình 2. 39: Mặt phân khuôn nửa khuôn trên. 105

Hình 2. 40: Mặt phân khuôn nửa khuôn dưới105

Hình 2. 41: Mặt phân khuôn lõi khuôn ghép slide. 105

Hình 2. 42: Mặt phân khuôn bánh răng slide. 106

Hình 2. 43: Đường dẫn vào môi trường thiết kế khuôn. 106

Hình 2. 44: Lõi khuôn cái sau khi tách. 107

Hình 2. 45: Các linh kiện tiêu chuẩn của Catia. 108

Hình 2. 46: Tấm áo khuôn cái108

Hình 2. 47: Lõi khuôn cái sau khi hoàn thiện. 109

Hình 2. 48: Tấm áo slide được thiết kế trong Part design. 109

Hình 2. 49: Cụm đẩy. 110

Hình 2. 50: Nửa khuôn trên. 110

Hình 2. 51: Nửa khuôn dưới111

Hình 2. 52: Bộ khuôn hoàn chỉnh được thiết kế trên catia. 111

Hình 2. 53: Đường dẫn vào môi trường xuất bản vẽ. 112

Hình 3. 1: Robot toạ độ vuông góc đề các. 115

Hình 3. 2: Robot toạ độ trụ. 116

Hình 3. 3: Robot toạ độ cầu. 116

Hình 3. 4: Robot SCARA.. 117

Hình 3. 5: Robot tay máy kiểu tay người117

Hình 3. 6: Robot hàn điểm trong nhà máy sản xuất xe hơi119

Hình 3. 7: Hệ thống Robot hàn đường của hãng FANUC.. 120

Hình 3. 8: Robot lắp ráp mạch in có hệ thống Camera quan sát121

Hình 3. 9: Robot được sử dụng trên máy ép nhựa để lấy thành phẩm.. 122

Hình 3. 10: Sơ đồ cơ cấu hệ thống robot124

Hình 3. 11: Sơ đồ cơ cấu trúc động học cánh tay robot125

Hình 3. 12. Thông sô động học của robot HARMO.. 126

Hình 3. 13: Thân đế robot127

Hình 3. 14: Tấm ghép. 127

Hình 3. 15: Thanh đỡ hệ dẫn trục X.. 128

Hình 3. 16: Lắp ráp thân robot128

Hình 3. 17: Thanh dẫn hướng theo trục X.. 129

Hình 3. 18: Tấm trượt129

Hình 3. 19: Trục vit me và bộ dẫn chuyển động. 129

Hình 3. 20: Khối đỡ. 130

Hình 3. 21: Động cơ. 130

Hình 3. 22: Hệ dẫn hướng theo trục X.. 131

Hình 3. 23: Tấm bảo vệ. 131

Hình 3. 24: Bộ vít me. 132

Hình 3. 25: Động cơ. 132

Hình 3. 26:Hệ dẫn hướng theo trục Y.. 133

Hình 3. 27: Động cơ. 133

Hình 3. 28: Thanh dẫn. 134

Hình 3. 29: Bộ truyền bánh răng- thanh răng. 134

Hình 3. 30:Cơ cấu chấp hành. 134

Hình 3. 31:Robot hoàn chỉnh. 135

 

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. 1: Nhiệt độ gia công các loại nhựa thường gặp. 19

Bảng 1. 2: Nhiệt độ phá hủy một số loại nhựa. 20

Bảng 1. 3: Độ co của một số loại nhựa. 21

Bảng 1. 4:Ưu, nhược điểm của cụm kìm dùng cơ cấu khuỷu và xylanh thủy lực. 58

Bảng 2. 1: Ưu nhược điểm một số loại kênh dẫn thường gặp. 73

Bảng 2. 2: Kích thước kênh làm nguội77

Bảng 2. 3: Lưu lượng nước tối thiểu ứng với đường kính kênh nguội78

Bảng 2. 4: Chọn đường kính Tapper Pin theo moldbase. 91

Bảng 2. 5: Sơ đồ tuần tự thiết kế khuôn trên phần mềm Catia. 103

Bảng 2. 6: Bảng thông số vỏ khuôn. 107

Biểu đồ 2. 1: Thời gian điền đầy. 98

Biểu đồ 2. 2: Biểu đồ áp suất phun max trong cả chu trình. 98

Biểu đồ 2. 3: Nhiệt độ trên bề mặt của sản phầm.. 99

Biểu đồ 2. 4: Nhiệt độ trên toàn bộ thể tích sản phẩm.. 99

Biểu đồ 2. 5: Tốc độ biến dạng. 100

Biểu đồ 2. 6: Thời gian làm mát lớn nhất101

Biểu đồ 2. 7: Nhiệt độ lớn nhất sau khi làm mát101

Biểu đồ 2. 8: Nhiệt độ lớn nhất của khuôn. 102

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay sản phẩm nhựa đã chiếm một vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vật liệu nhựa ngày càng có những tính chất ưu việt cả về chất lượng và độ bền... Trong khi đó các vật liệu tự nhiên hay vật liệu kim loại tổng hợp không thể đáp ứng được một số yêu cầu với những tính năng đặc biệt, vượt trội về độ bền, nhẹ, dẻo dai và giá thành, hơn nữa nguồn nguyên liệu truyền thống này đang ngày càng khan hiếm. Vì vậy, ngành công nghiệp nhựa đã phát triển rất nhanh chóng trong thời gian qua, kéo theo đó là các lĩnh vực tạo hình sản xuất và chế tạo các sản phẩm từ nhựa cũng phát triển, đặc biệt trong đó phải kể đến ngành công nghiệp chế tạo khuôn ép phun cho sản phẩmnhựa.

Ở nước ta việc sản xuất các sản phẩm từ nhựa phục vụ cho đời sống cũng như trong kỹ thuật đang được phát triển rất mạnh mẽ, số lượng các cơ sở sản xuất ứng dụng phương pháp gia công mới ngày càng nhiều.

Hiện tại, sau một quá trình dài tiếp nhận và phát triển sản phẩm nhựa. Việt Nam ngày càng trở thành đối tác uy tín đối với quốc tế trong lĩnh vực sản xuất và chế tạo khuôn nhựa.  Nhờ sự phát triển của các kỹ thuật thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD), chế tạo có sự trợ giúp của máy tính (CAM) và các máy gia công CNC, tia lửa điện EDM … thì việc thiết kế và chế tạo lòng khuôn đó đơn giản hơn nhiều, rút ngắn được thời gian sản xuất, đảm bảo độ chính xác gia công về hình dáng, kích thước, độ chính xác tương quan.

Xuất phát từ thực tế đó, em đã chọn đề tài: “Thiết kế khuôn ép phun sản phẩm bánh răng liền trục và thiết kế mô hình rô bốt gắp sản phẩm ” làm đồ án tốt nghiệp.

Để hoàn thành đề tài được giao, chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ   tận tinh của các Thầy Cô giáo trong “Bộ Môn Gia Công Áp Lực”. Đặc biệt chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Thầy TS. Lê Trung Kiên đã tận tình giúp đỡ chúng em trong quá trình hoàn thành đồán.

Do thời gian và kiến thức có hạn, đồ án còn nhiều hạn chế và mang tính khái quát nhiều, chúng em rất mong được chỉ bảo của các thầy, các cô cùng các bạn.

 

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ
KHUÔN MẪU CHO SẢN PHẨM NHỰA

1.1. Tổng quan về khuôn mẫu

1.1.1. Thực trạng khuôn mẫu trên thế giới

Sự ra đời của máy tính điện tử đã trở thành một cuộc cách mạng với nền công nghiệp thế giới. Nó thay đổi hầu hết các quan niệm về sản xuất, rút ngắn được thời gian, tăng năng xuất lao động, tiết kiệm chi phí.v.v.. Và ngành khuôn mẫu cũng không nằm ngoài sự tác động của nó. Công nghệ thông tin được ứng dụng rộng rãi để nhanh chóng chuyển đổi quá trình sản xuất truyền thống sang sản xuất công nghệ cao (CNC). Nhờ đó các giai đoạn thiết kế và chế tạo khuôn từng bước được tự động hóa( CAD/CAM trong đó: CAD là thiết kế với sự trợ giúp của máy tính điện tử; CAM là sản xuất dưới sự trợ giúp của máy tính điện tử hay còn gọi là điều khiển số).

Các nước có nền sản xuất công nghiệp tiên tiến như: Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan...đã có mô hình liên kết tổ hợp để sản xuất khuôn mẫu chất lượng cao, cho từng lĩnh vực khác nhau như:

Chuyên thiết kế chế tọa khuôn nhựa, khuôn dập nguội, khuôn dập nóng, khuôn đúc áp lực. Khuôn ép chảy, khuôn dập tự động...

Chuyên thiết kế chế tọa các cụm chi tiết tiêu chuẩn phục vụ chế tọa khuôn mẫu như: Các bộ đế khuôn têu chuẩn, các khối khuôn tiêu chuẩn, trục dẫn hướng, lò xo, cao su ép nhăn, các cơ cấu cấp phôi tự động...

Chuyên thực hiện các dịch vụ nhiệt luyện cho các cở sản xuất khuôn.

Chuyên cung cấp các dụng cụ cắt để gia công khuôn.

Chuyên cung cấp các phần mềm chuyên dụng về CAD/CAM/CAE/CNC.

Chuyên thực hiện các dịch vụ đo lường và kiểm tra chất lượng khuôn.

1.1.2. Thực trạng khuôn mẫu tại Việt Nam

Tại Việt Nam do hạn chế về năng lực thiết kế và chế tạo, các doanh nghiệp hiện chỉ đáp ứng được một phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ cho chế tạo các sản phẩm cơ khí tiêu dùng và một phần cho các công ty liên doanh nước ngoài. Với những sản phẩn có yêu cầu kỹ thuật cao (máy giặt, tủ lạnh, ô tô, xe máy…) hầu hết phải nhập bán thành phẩm hoặc nhập khuôn.

Một trong những nguyên nhân cần được đề cập đến là các doanh nghiệp sản xuất

khuôn mẫu trong nước hiện đang đa phần hoạt động trong tình trạng tự khép kín, chưa có sự phối hợp, liên kết với nhau để đi vào thiết kế và sản xuất chuyên sâu một hoặc một số mặt hàng tương tự; trang thiết bị ở hầu hết các cơ sở thuộc trình độ công nghệ thấp; hoặc có nơi đó đầu tư thiết bị công nghệ cao nhưng sự đầu tư lại trùng lặp do chưa có sự hợp tác giữa các doanh nghiệp trong sản xuất.

Những điều này đó giải thích tại sao chi phí sản xuất khuôn mẫu của các doanh nghiệp Việt Nam luôn lớn dẫn đến hiệu quả sản xuất hạn chế.Vậy nên, xu thế hội nhập và hợp tác kinh tế quốc tế muốn tồn tại và phát triển bền vững thì ngành công nghệ sản xuất khuôn mẫu ở nước ta cần phải có các giải pháp đúng, phù hợp.

1.2. Giới thiệu chung về vật liệu nhựa

1.2.1. Định nghĩa vật liệu nhiệt dẻo

Chất dẻo (Plastics) là loại vật liệu được tạo thành bởi nhiều phần tử (các cao phân tử Polyme). Nó có thể được tổng hợp hoặc thay đổi từ thành phần nhỏ (gọi là Monome). Ở điều kiện thường chất dẻo ở thể rắn.

1.2.2. Phân loại các loại nhựa thường gặp

Nhựa thường được chia làm 3 loại chính là: nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn và vật liệu đàn hồi.

1.2.2.1. Nhựa nhiệt dẻo

+     Nhựa nhiệt dẻo (Thermoplastics): là loại nhựa chảy và đông cứng bằng sự làm nguội. Chúng có thể nóng chảy nhiều lần và có khả năng hoà tan trong nhiều loại dung môi. Nhựa nhiệt dẻo bao gồm nhựa vô định hình và nhựa tinh thể.

+     Nhựa vô định hình (Amorphous thermoplastics): Cứng, trong suốt, độ co rất nhỏ (0.5 – 0.8%). Thường dùng làm hàng công nghiệp và gia dụng trong suốt.

Hình 1. 1: Sản phẩm bằng vật liệu vô định hình

+     Nhựa tinh thể (semiCrystalline): là vật liệu nhiệt dẻo thường cứng và dai, không trong suốt, dùng làm đồ gia dụng và đồ công nghiệp.

Một số sản phẩm được làm từ nhựa tinh thể:

Hình 1. 2: Sản phẩm bằng vật liệu tinh thể

1.2.2.2. Nhựa nhiệt rắn

Nhựa nhiệt rắn (Thermosets): là vật liệu chảy rồi đông cứng do sự nung nóng hoặc xử lý hoá chất. Chúng có tính cứng và giòn tại nhiệt độ phòng. Ổ cắm điện, tay cầm chảo, tay cầm xoong, tay cầm nồi... được sản xuất từ nhựa nhiệt rắn do có khả năng chịu nhiệt độ cao.

Hình 1. 3: Sản phẩm bằng vật liệu nhiệt rắn

1.2.2.3. Vật liệu đàn hồi

Vật liệu đàn hồi (elastomers): Là vật liệu có tính chất tương tự như cao su dùng trong công nghiệp và gia dụng.

Hình 1. 4: Sản phẩm bằng vật liệu đàn hồi

1.2.3. Một số loại nhựa thông dụng

1.2.3.1. Các loại nhựa nhiệt dẻo

Polyvinyl Chloride (PVC): Thường gọi là vinyl ứng dụng làm ống, cửa, vỏ bọc dây điện.

Polypropylen (PP): Có tỷ trọng cực kỳ nhỏ, khả năng chịu nhiệt rất cao,chống ăn mòn hóa học.Dùng làm màng đóng gói mềm, nội thất ô tô,sản phẩm nhà bếp

Polystyren (PS): Tính chảy loãng tốt thích hợp cho sản xuất tạo hình theo cách phun, ứng dụng làm vỏ tivi, radio, máy lạnh.Nhựa polystyren có nhược điểm là chịu va đập kém.

Nhựa AS: Trong suốt, có tính chất bền trong xăng, ứng dụng làm ắc quy, vỏ bật lửa.

Nhựa ABS: Tốt cho làm chi tiết máy, độ cứng bề mặt ngoài cao và khó bị    xước. Nhuộm màu tốt có ánh quang bề mặt và dễ tạo hình bằng phun.

Nhựa Acrylic (PMMA): Độ trong suốt cao, tính chịu thời tiết cao, nhuộm màu tốt, tỷ trọng nhỏ, độ bền cơ học cao, khó bị xước bề mặt, ứng dụng thay thế thuỷ tinh, làm đèn xe hơi, vỏ khung ảnh.

Polyamit (PA): Thường gọi là Nylon, là loại nhựa quan trọng đối với nhựa kỹ thuật được dùng trong công nghiệp( Engineering Plastics).

Polycacbonat (PC): Trong suốt, bền va đập, bền kéo, tính chịu nhiệt cao, là đại biểu cho plastic dùng trong công nghiệp, ứng dụng làm vỏ điện thoại, mũ bảo hiểm, nút bấm tivi.

Polyacetal (POM): Đại diện cho Plastics có ma sát và chịu mài mòn tốt dùng trong công nghiệp, ứng dụng làm bánh răng máy, trục...

1.2.3.2. Các loại nhựa nhiệt rắn

Nhựa Phenol, Ure: Không màu, trong suốt có thể nhuộm màu rất đẹp, dùng làm dụng cụ đồăn.

Nhựa Melamine: Vì không màu, độ cứng cao, tính chịu nước cao, độ bền cao, đẹp nên được dùng làm đồ trang trí, dụng cụ gia đình hoặc làm sơn.

Polyeste: Thường gọi là Plastics bền hoá, dùng làm kính. Tỷ trọng khoảng 1,8;  độ bền kéo 48-245 N/m, rất nhẹ và bền được ứng dụng trong chế tạo vỏ xe ôtô, thuyền, thùng, ống và mũ bảo hiểm.

Nhựa Epoxy: Có thể tạo hình ở nhiệt độ thường và áp lực thường, đặc tính bám dính tốt đối với kim loại và bê tông, tính chịu nhiệt, chịu dung môi, chịu nước và cách điện tốt. Là Plastics quan trọng trong công nghiệp.

Nhựa Epoxy dùn làm vật liệu tăng bền sợi thuỷ tinh và sợi cacbon, làm vật liệu cách điện của mạch tích điện và của máy in...

Nhựa Silicon: Có tính cách điện và chịu nhiệt độ cao, có tính phát nước, ứng dụng làm con dấu, li khuôn, phát nước, cách điện, chịu dầu và chịu nhiệt.

Mỗi một loại chất dẻo đều có một loại gia công, nhiệt độ phá huỷ và độ co riêng, do vậy trong quá trình chế tạo phải chú ý để tránh tạo ra phế phẩm cháy hoặc sai kích thước gia công.

Sau đây là một số bảng thống kê số liệu các loại nhựa.

Bảng 1. 1: Nhiệt độ gia công các loại nhựa thường gặp

TT	Nhựa	Tên đầy đủ	Nhiệt độ khuôn (<oC)	Nhiệt độ cuối piston (oC)
1	PP	PolyPropylen	10-80	220-235
2	PS	PolyStyren	10-75	200-280
3	ABS	Acrylonitribe Butadiene Styrene	10-80	220-270
4	PVC	PolyVinyl Clorit	20-60	170-200
5	PMMA	PolyMetyl Metacrylat	30-70	190-240
6	PA6	PolyAmit (Nylon6)	50-80	250-280
7	PA6,6	PolyAmit (Nylon6,6)	50-80	250-280
8	PPO	PolyPhenylen Oxit	40-80	300-330
9	PC	PolyCacbonat	70-115	300-350
10	POM	Polyacetat Resins	60-90	190-210
11	Elastomer	Nhựa đàn hồi cao su	Nhiệt độ lưu hóa	75-110
12	LDPE	LowDensity PolyEtylen	50-70	160-260
13	HDPE	HighDensiy PolyEtylen	30-70	75-110

Chú ý: Nhựa ABS dễ bị ô xy hóa trong khuôn nếu gián đoạn quá 15 phút.

Về độ bền ta xem bảng sau:

Bảng 1. 2: Nhiệt độ phá hủy một số loại nhựa

STT	Nhựa	Nhiệt độ phá hủy
1	ABS	310 o C
2	PA6,6	320 o C - 330 o C
3	PS	250 o C
4	PP	280 o C
5	PVC	180 o C - 220 o C

Về độ co ngót của nhựa ta xem bảng sau:

Bảng 1. 3: Độ co của một số loại nhựa

STT	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

1.2.4. Các công nghệ gia công chất dẻo

1.2.4.1. Công nghệ cán.

Quá trình cán là một trong những phương pháp sản xuất của công nghiệp gia công chất dẻo mà trong đó vật liệu chất dẻo nhiệt dẻo được chế tạo thành tấm hoặc màng.Các máy cán thường sử dụng đoá là các máy có 4 hoặc 5 trục cán xếp theo các dạng chữ I, L, F, Z

Hình 1. 5: Các loại thiết bị cán I,L,F,Z

Về mặt nguyên lí thì hầu hết các chất dẻo đều cán được tuy nhiên người ta thường dùng các chất nhiệt dẻo sau đây để cán vì những loại vật liệu này thích hợp cho việc tạo ra màng mỏng, tấm.

PVC cứng và PVC mềm.

Các copolyme từ PVC.

Polistirol dai và ABS.

Các ete xenlulo.

Các chất Polyolefin.

Phương pháp cán được sử dụng rộng rãi và có ý nghĩa nhất là để gia công PVC cứng và PVC mềm và các copolyme từ PVC.

1.2.4.2. Công nghệ phủ chất dẻo

Công nghệ tráng phân lớp được hiểu là quá trình phủ bọc lớp chất dẻo lên vật liệu cốt dạng tấm mềm dễ uốn (như vải, giấy, sợi tự nhiên, sợi tổng hợp…).

Để tráng phủ lớp vật liệu cốt thì có nhiều phương pháp:

Phương pháp phét bằng dao phết:Nhờ dao phết chất dẻo (bột nhão)được phết lênvật liệu làm cốt đang dịch chuyển phía dưới dao phết.

Phương pháp tráng phân lớp bằng trục trụ tròn: Sử dụng hệ thống nhiều trục trụtròn làm cho bột chất dẻo dãn ra một độ dài nhất định sau đó mang lớp chất dẻo này phủ lên vật liệu cốt.

Phương pháp tẩm nhúng: Vật liệu cốt được di chìm qua lớp bột PVC có độ nhớtnhỏ, lượng dư được các thanh gạt gạt xuống.

Tráng phủ bằng máy đùn: Cho chất dẻo nóng chảy từ máy đùn qua đầu đùn cókhe rộng và phủ lên các vật liệu cốt. Sau đó chất dẻo cùng vật liệu cốt đi qua khe của các trục cán đang quay, chất dẻo được ép lên vật liệu cốt.

Tráng phủ bằng máy cán: Vật liệu cốt cùng với chất dẻo được dẫn vào một khe hởthứ hai hoặc thứ ba của máy cán, khi đó các trục cán sẽ ép chất dẻo lên vật liệu cốt.

Tráng phủ bằng phương pháp tiếp xúc: Sử dụng để tráng phân lớp cho chất dẻo

PVC hoặc Polyurethan

1.2.4.3. Công nghệ đùn

Từ chất dạng hột hoặc bột ta thu được sản phẩm sản xuất liên tục ví dụ như sản xuất ống nhờ một thiết bị gọi là máy đùn.

Máy đùn thực chất là một thành viên trong dây truyền sản xuất, nó gồm có thiết bị tạo hình, bộ phận chỉnh hình, bộ phận kéo sản phẩm, bộ phận thu sản phẩm hoặc cắt sản phẩm thành từng đoạn nhất định.

Hình 1. 6: Công nghệ đùn chất dẻo

Về mặt nguyên lí thì tất cả các loại chất dẻo nhiệt dẻo đều có thể gia công đùn được. Song đói với khối chất dẻo nóng chảy cần phải có đọ cứng nhất định, đó là điều cần thiết vì khi chúng ta khởi đầu định hình trong một thời gian ngắn phải giữ được hình dáng tạo ra nó.

Gia công đùn được sử dụng để gia công đối vớ sản lượng lớn chủ yếu là các chất dẻo như PVC cứng, PVC mềm, PE và PP.

1.2.4.4. Gia công vật thể rỗng

Để tạo hình cho vật thể rỗng chúng ta có nhiều cách như đùn thổi,phun thổi đúc ki tâm, ghép 2 nửa vỏ mà ta có thể chế tạo bằng phương pháp đúc, phun ép tạo hình nóng.

Tráng phủ bằng máy cán: Vật liệu cốt cùng với chất dẻo được dẫn vào một khe hởthứ hai hoặc thứ ba của máy cán, khi đó các trục cán sẽ ép chất dẻo lên vật liệu cốt.

Tráng phủ bằng phương pháp tiếp xúc: Sử dụng để tráng phân lớp cho chất dẻo

PVC hoặc Polyurethan.

Để tạo hình cho vật thể rỗng chúng ta có nhiều cách như đùn thổi,phun thổi đúc ki tâm, ghép 2 nửa vỏ mà ta có thể chế tạo bằng phương pháp đúc, phun ép tạo hình nóng.

Công nghệ tạo hình rỗng được hiểu là người ta tạo hình đoạn ống chất dẻo nhiệt dẻo được đùn ra bằng khí nén áp lực cao từ phía trong nó thành sản phẩm cần chế tạo, khuôn thổi sản phẩm được tiến hành trong khuôn rỗng hai nửa sao cho đoạn ống chất dẻo được đùn ra ở trạng thái nóng sẽ tiếp nhận biên dạng của khoang rỗng trong khoang mẫu sau đó được làm nguội.Với phương pháp này quá trình sản xuất được chia làm hai bước:Đùn ống tạo phôi và bước tạo hình sản phẩm.Vật liệu cho sản phẩm loại này chủ yếu là Polyetylen (85%) tạo ra các mặt hàng để đóng gói thực phẩm.

1.2.4.5. Công nghệ ép và ép phun

Công nghệ ép là quá trình gia công trong đó vật liệu đã dẻo hoá sơ bộ hoặc đã được nung nóng sơ bộ được tạo viên, được định lượng vào khoang khuôn. Sau đó ở nhiệt độ xác định sau khi khuôn đóng,dưới áp lực vật liệu ép được tiến hành tạo lưới thành sản phẩm.

Công nghệ ép phun khác công nghệ thường ở chỗ vật liệu ép không đổ thẳng vào khoang khuôn mà được đổ vào khoang nung riêng, sau khi đến một nhiệt độ nhất định dưới tác dụng của Piston vất liệu được phun vào khoang khuôn kín.

Ta có sơ đồ quá trình ép phun như sau:

Hình 1. 7: Sơ đồ ép phun trục vít

1.Nửa khuôn di động	6.Phần tử nung
2.Sản phẩm	7.Xilanh
3.Khoang khuôn	8.Trục vít
4.Nửa khuôn cố định	9.Phễu định lượng
5.Vòi phun

Quá trình ép là quá trình gia công trong đó vật liệu đã dẻo hoá sơ bộ hoặc đã được nung nóng sơ bộ được tạo viên, được định lượng vào khoang khuôn. Sau đó ở nhiệt độ xác định sau khi khuôn đóng, dưới áp lực vật liệu ép được tiến hành tạo lưới thành sản phẩm.

Hình 1. 8: Sơ đồ dây truyền công nghệ ép phun

1.3. Giới thiệu về khuôn ép phun nhựa

1.3.1. Định nghĩa

Khuôn là một dụng cụ để định hình một sản phẩm nhựa. Nó được thiết kế sao cho có thể được sử dụng cho một số lượng chu trình yêu cầu.

Kích thước và kết cấu của khuôn phụ thuộc yêu cầu cũng là một yếu tố rất  quan trọng để xem xét bởi vì yêu cầu sản xuất loạt nhỏ không cần đến loại khuôn nhiều lòng khuôn hoặc loại khuôn có kết cấu cao cấp.

1.3.2. Các bộ phận chính của khuôn và chức năng của chúng

Khuôn là một cụm nhiều chi tiết lắp với nhau, ở đó nhựa được phun vào,    được làm nguội rồi đẩy sản phẩm ra.

Sản phẩm được tạo hình giữa hai phần của khuôn. Khoảng trống ở giữa hai phần khuôn được điền đầy nhựa và nó sẽ mang hình dáng sản phẩm. Phần lõm vào sẽ xác định hình dạng ngoài của sản phẩm được gọi là lòng khuôn, phần xác định hình dạng bên trong của sản phẩm được gọi là lõi.

Hình 1. 9: Các bộ phận chính của khuôn

Kết cấu cơ bản của một bộ khuôn phun nhựa:

Hình 1. 10: Kết cấu cơ bản của một bộ khuôn

Tấm kẹp phía trước: kẹp phần cố định của khuôn vào máy ép phun.

Tấm khuôn phía trước: là phần cố định của khuôn tạo thành phần trong và phần ngoài của sản phẩm.

Vòng định vị: đảm bảo vị trí thích hợp của vòi phun với khuôn.

Bạc cuống phun: nối vòi phun và kênh nhựa với nhau qua tấm kẹp phía trước và khuôn trước.

Sản phẩm.

Bộ định vị: đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần cố định và phần chuyển động của khuôn.

Tấm đỡ: giữ cho mảnh ghép của khuôn không bị rơi ra ngoài.

Khối đỡ: dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía sau để cho tấm đẩy hoạt động được.

Tấm kẹp phía sau: kẹp phần chuyển động của khuôn vào máy ép phun.

Chốt đẩy: dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn khi khuôn mở.

Tấm giữ: giữ chốt đẩy vào tấm đẩy.

Tấm đẩy: đẩy chốt đẩy đồng thời với quá trình đẩy.

Bạc dẫn hướng chốt: để tránh hao mòn và hỏng chốt đỡ, tấm đẩy và tấm giữ do chuyển động mạnh giữa chúng.

Chốt hồi về: làm cho chốt đẩy có thể quay trở lại khi khuôn đóng lại.

Bạc mở rộng: dùng làm bạc kẹp để tránh mài mòn, hỏng tấm kẹp phía sau khối ngăn và tấm           đỡ.

Chốt đỡ: dẫn hướng chuyển động và đỡ cho tấm đỡ 5 tránh cho tấm đỡ khỏi bị cong do áp lực đẩy cao.

Tấm khuôn sau: là phần chuyển động của khuôn, tạo nên phần trong và phần ngoài của sản phẩm.

Bạc dẫn hướng: để tránh mài mòn nhiều hoặc làm hỏng tấm khuôn sau vì bạc dẫn hướng có thể thay được.

Chốt dẫn hướng: Dẫn phần chuyển động tới phần cố định của khuôn để liên kết chính xác hai phần của khuôn.

1.3.3. Yêu cầu kĩ thuật đối với khuôn ép sản phẩm nhựa

Đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dáng, biên dạng của sản phẩm.

Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả bề mặt của lòng khuôn và lõi để đảm bảo độ bóng của sản phẩm.

Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai nửa khuôn.

Đảm bảo lấy được sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng.

Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia công.

Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững khi làm việc, tất cả các bộ phận của khuôn không được biến dạng hay lệch khỏi vị trí cần thiết khi chịu lực ép lớn (vài trăm tấn).

Khuôn phải có hệ thống làm lạnh bao quanh lòng khuôn sao cho lòng khuôn phải có một nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ điền đầy vào lòng khuôn và định hình nhanh chóng trong lòng khuôn từ đó rút ngắn chu kỳ ép và tăng năng suất.

Khuôn phải có kết cấu hợp lý không quá phức tạp sao cho phù hợp với khả năng công nghệ hiện có.

1.3.4. Các kiểu khuôn phổ biến

1.3.4.1. Khuôn hai tấm

Phương pháp dùng hai tấm rất thông dụng trong hệ thống khuôn, vì nó đơn giản. Tuy nhiên, đối với sản phẩm loại lớn không bố  trí được  miệng  khuôn  ở tâm, hoặc sản phẩm có nhiều miệng phun hoặc khuôn nhiều  lòng  khuôn,  cần nhiều miệng phun ở tâm thì kết cấu khuôn có thể thay bằng hệ thống khuôn ba tấm.

Hình 1. 11: kết cấu khuôn 2 tấm

1.3.4.2. Khuôn ba tấm

Khuôn 3 tấm cũng được sử dụng khi cần thiết khi bố trí cổng nhựa ở trung tâm hoặc nhiều cổng nhựa cho các đường chảy riêng vào trong lòng khuôn. Đối với những chi tiết vách mỏng có dòng chảy nhựa rộng và dài. Hai hoặc nhiều cổng nhựa có hướng vào trong chi tiết có thể tạo nên lưu lượng dòng chảy bằng nhau và tránh được hiện tượng phân luồng dòng chảy. Khuôn 3 tấm rất phù hợp với nhiều trường hợp.

Khuôn ba tấm gồm:

Khuôn sau.

Khuôn trước

Hệ thống thanh đỡ

Nó sẽ tạo ra hai khoảng sáng khi nó mở ra, một khoảng sáng để lấy sản phẩm ra và khoảng sáng kia để lấy kênh nhựa ra.

Nhược điểm của hệ thống khuôn 3 tấm là khoảng cách giữa vòi phun của máy và lòng khuôn rất dài, nó làm giảm áp lực khi phun khuôn và tạo ra nhiều phế liệu của hệ thống kênh nhựa.

Đối với những khuôn phức tạp, độ cứng vững của các phần khuôn là rất quan trọng và khi lắp rắp phải cẩn thận và bảo đảm từng bước lắp ráp diễn ra suôn sẻ.  

Hình 1. 12: Kết cấu khuôn 3 tấm

1.3.4.3. Khuôn nhiều tầng

Khi yêu cầu một số lượng sản phẩm lớn và để giữ giá thành sản phẩm thấp, hệ thống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy thấp (nghĩa là sử dụng cho loại máy có kích thước nhỏ). Với loại hệ thống khuôn này chúng ta có một hệ thống đẩy ở mỗi mặt của khuôn

Hình 1. 13: Kết cấu khuôn nhiều tầng

1.3.5. Các hệ thống cơ bản của khuôn

Ngoài core và cavity ra thì trong bộ khuôn còn có nhiều bộ phận khác. Các bộ phận này lắp ghép với nhau tạo thành những hệ thống cơ bản của bộ khuôn, bao gồm:

1.3.5.1. Hệ thống cấp nhựa

Hình 1. 14: Hệ thống cấp nhựa

Hệ thống cấp nhựa trong khuôn làm nhiệm vụ đưa nhựa từ vòi phun của máy ép phun vào lòng khuôn. Hệ thống này bao gồm cuống phun, kênh nhựa và miệng phun.

Nguyên liệu chảy vào lòng khuôn qua hệ thống cấp nhựa là một quá trình hoạt động như sau:

Trước tiên nguyên liệu nhựa ở trạng thái nóng chảy được đổ vào cuống phun và hệ thống kênh nhựa dẫn đến lòng khuôn. Khi nhựa nóng chảy điền vào lòng khuôn thì chúng nhanh chóng được đông đặc lại tạo thành một lớp vỏ mỏng (do lòng khuôn có nhiệt độ thấp). Lúc đầu lớp nhựa đông đặc lại rất mỏng vì thế nhiệt mất đi rất nhanh, sau một thời gian lớp nhựa đông đặc đạt được một độ dày nhất định thì nhiệt thu được từ nhựa và ma sát do dòng chảy cân bằng với lượng nhiệt mất đi, như vậy đã đạt được trạng thái cân bằng nhiệt.

Để có được một lớp cách nhiệt bằng phẳng thì không nên để có góc nhọn làm cản trở dòng chảy. Hơn nữa vùng làm nguội chậm khó qua được ở cuối cuống phun và kênh nhựa tốt nhất là làm giống như dùng vật liệu cứng, điều này cho phép nhựa nóng chảy chảy qua được.

a) Cuống phun

Cuống phun: là chỗ nối giữa vòi phun của máy phun và kênh nhựa. Trong các khuôn một lòng khuôn, cuống phun thường cấp nhựa trực tiếp vào lòng khuôn. Đường kính cuống phun ở vị trí nối với kênh nhựa nên xấp xỉ 2÷3 lần chiều dày sản phẩm. Đường kính cuống phun quá bé sẽ làm tăng nhiệt ma sát và tách lớp nhựa ở miệng phun. Đường kính cuống phun quá lớn sẽ tăng thời gian ép vì cần thêm thời gian để cuống phun nguội.

Hình 1. 15: Kích thước cuống phun trực tiếp

b) Kênh nhựa

Kênh nhựa: là đoạn nối giữa cuống phun và miệng phun. Kênh nhựa phải được

thiết kế ngắn để có thể nhanh chóng điền đầy lòng khuôn mà không bị mất nhiều áp lực. Kích thước kênh nhựa đủ nhỏ để làm giảm phế liệu và lượng nhựa trong lòng khuôn, nhưng phải đủ lớn để chuyển một lượng vật liệu đáng kể để điền đầy lòng khuôn nhanh và giảm sự mất áp lực ở kênh nhựa và miệng phun. (Hình 1.11)

Kênh nhựa có các loại tiết diện ngang như hình tròn, hình thang, kênh hình chữ nhật, kênh hình bán nguyệt và hình cong. Nhưng trong các loại kênh nhựa trên thì kênh nhựa có tiết diện hình tròn hoặc hình thang là tốt nhất.

Kênh nhựa hình tròn cho phép một lượng vật liệu tối đa chảy qua mà không bị mất nhiều nhiệt, tuy nhiên việc chế tạo khuôn loại này đắt hơn vì kênh nhựa phải nằm ở hai bên của mặt khuôn.

Khi dùng kênh nhựa hình thang thì phải sử dụng một lượng vật liệu nhiều hơn so với hình tròn, nhưng kênh hình thang dễ gia công hơn vì nó chỉ nằm ở một bên của mặt phân khuôn.

Để xác định diện tích tiết diện kênh nhựa ta phải dựa vào thời gian điền đầy lòng khuôn :

Hình 1. 16: Các loại kênh dẫn nhựa

c) Miệng phun

Miệng phun: là chỗ nối giữa kênh nhựa với lòng khuôn. Các miệng phun thường được giữ ở kích thước nhỏ nhất và được mở rộng nếu cần thiết.

Các kiểu miệng phun:

Hình 1. 17: Các loại miệng phun

Miệng phun cuống phun:được dựng khi bạc cuống phun có thể dẫn nhựa trực tiếp vào lòng khuôn.

Hình 1. 18: Các thông số miệng phun cuống phun

Miệng phun cạnh: là kiểu miệng phun rất thông dụng, có thể sử dụng cho tất cả các loại sản phẩm. Tuy nhiên phải tính đến phần tồn cắt bỏ nó. Kiểu miệng phun này thường được làm không chính xác.

Hình 1. 19: Các thông số miệng phun cạnh

Miệng phun kiểu băng: kiểu miệng phun này không thông dụng lắm. Chỉ dựng để khắc phục trục trặc khi tạo đuôi. Dấu vết của miệng phun lớn và chi phí cắt miệng phun được tính vào sản phẩm.

.......................

KẾT LUẬN

Sau một thời gian nghiên cứu đề tài với sự hướng dẫn tận tình của TS. Lê Trung Kiên, đề tài đã đạt được một số kết quả sau:

• Đề tài đã đưa ra được tình hình khuôn mẫu ở Việt Nam và trên thế giới, đã đưa ra được cơ sở thiết kế khuôn, các bộ phận cơ bản của khuôn, một số loại khuôn và  nguyên lý hoạt động của nó.
• Đề tài đã đưa ra được việc thiết kế khuôn tổng thể đã được áp dụng trong thực tế
• Đề tài đã đưa ra được khả năng ứng dụng của phẩn mềm Catia V5r21 và Solidworks trong quá trình thiết kế khuôn
• Đã ứng dụng được phần mềm Catia  vào việc thiết kế sản phẩm, thiết kế khuôn ép nhựa và Solidworks vào việc mô phỏng dòng chảy, khả năng tạo hình cũng như làm mát từ đó tối ưu hóa việc thiết kế khuôn
• Đề tài đã đưa ra được tình hình rôbôt công nghiệp ở Việt Nam và trên thế giới, đã đưa gia được mô hình rô bôt có thể gắp sản phẩm nhựa

Mặc dù tác giả đã rất cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu để đạt được kết quả như mong muốn, nhưng do thời gian, điều kiện và kiến thức còn hạn chế nên đề tài chỉ dừng lại ở việc  thiết kế khuôn và mô hình rô bốt và ứng dung các phần mềm 3D trong thiết kế khuôn nhựa mà chưa đưa ra được quy trình công nghệ gia công các chi tiết của khuôn.

Do đó hướng phát triển của đề tài là lập quy trình công nghệ gia công các chi tiết của khuôn từ các tấm lõi khuôn, tấm áo khuôn ... Ngoài ra việc mô phỏng chuyển động của khuôn , máy ép và cánh tay rô bôt cũng có thể thực hiện để cho ta cái nhìn trực quan hơn trong sản xuất sản phẩm nhựa.