LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Bách Khoa, Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt những năm học vừa qua.

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô trong Khoa Cơ Khí, Bộ môn Chế Tạo Máy đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức quý báo trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.

Đặc biệt chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy đã luôn theo dõi, quan tâm và tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.

Hơn tất cả chúng con xin cảm ơn cha mẹ và những người thân yêu đã dạy dỗ, nuôi nấng và là nguồn động lực lớn mạnh để chúng con có đưọc như ngày hôm nay.

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................................... 1

Tổng quan về tình hình ngành công nghiệp nhựa Việt Nam hiện nay..................... 1
1. Thực trạng của ngành công nghiệp nhựa Việt Nam hiện nay:......................... 1
2. Một số dự án ngành nhựa...................................................................................... 5
3. Triển vọng phát triển của ngành bao bị nhựa.................................................... 6
Sự cần thiết của đề tài...................................................................................................... 8

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NÓNG ..................................................................... 11

Định nghĩa hệ thống kênh dẫn nóng.............................................................................. 11
Ứng dụng hệ thống kênh dẫn nóng................................................................................ 11
Các kiểu hệ thống kênh dẫn nóng.................................................................................. 16
Ưu và nhược điểm của hệ thống kênh dẫn nóng......................................................... 22
Cấu trúc của một hệ thống kênh dẫn nóng................................................................... 23
1. Nhánh nóng............................................................................................................... 28
2. Miệng phun............................................................................................................... 34
3. Manifold.................................................................................................................... 50
4. Bạc cuống phun kênh dẫn nóng............................................................................. 53
5. Gia nhiệt của nozzle và miệng phun..................................................................... 54
6. Gia nhiệt cho tấm manifold.................................................................................... 59
7. Điều khiển nhiệt độ................................................................................................. 59

CHƯƠNG 3:GIỚI THIỆU PRO/ENGINEER WILDFIRE TRONG THIẾT KẾ KHUÔN MẪU VÀ THIẾT KẾ SẢN PHẨM................................................................................................................................. 71

Giới thiệu pro/engineer wildfire ................................................................................... 71
Ứng dụng pro/engineer wildfire để thiết kế sản phẩm phôi thổi PET...................... 73

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUÔN..................................................................... 75

Chọn loại vật liệu nhựa................................................................................................... 75
1. Vật liệu PET.............................................................................................................. 75

CHƯƠNG 5: PHÂN TÍCH MOLDFLOW................................................................................ 88

Giới thiệu phần mềm moldflow..................................................................................... 88
Phân tích điều kiện ép phun (chế độ ép phun) tối ưu................................................. 89
Ứng dụng moldflow để xác định vị trí miệng phun.................................................... 91
Phân tích lựa chọn đường kính kênh dẫn nóng, kích thước miệng phun................. 95

CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG PHẦN PRO/ENGINEER WILDFIRE ĐỂ THIẾT KẾ KHUÔN 101

Phân tích đặc điểm sản phẩm...................................................................................... 101
Phân tích đặc điểm của khuôn.................................................................................... 101
Xác định mặt phân khuôn............................................................................................ 102
Trình tự thiết kế khuôn................................................................................................ 102
1. Thiết kế cụm chèn................................................................................................. 102
2. Thiết kế các chi tiết còn lại của bộ khuôn........................................................ 116

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ HỆ THỐNG KÊNH DẪN NÓNG................................................ 125

Xây dựng một hệ thống kênh dẫn nóng..................................................................... 125
1. Xác định loại chi tiết............................................................................................ 126
2. Lựa chọn phương pháp phun phù hợp với sản phẩm và vật liệu sản phẩm. 126
Xác định kích thước miệng phun tối ưu.................................................................... 129
Thiết kế nozzle.............................................................................................................. 133
Thiết kế kết cấu nozzle................................................................................................ 140
Thiết kế manifold.......................................................................................................... 146

Tính toán thiết kế manifold................................................................................. 146
Thiết kế kết cấu manifold.................................................................................... 151

Thiết kế tấm hot half.................................................................................................... 152

Phân tích lựa chọn sơ đồ bố trí hệ thống kênh dẫn nóng................................ 152
Thiết kế tấm hot half............................................................................................ 154

Lựa chọn thiết kế các chi tiết khác............................................................................. 155
Lựa chọn bộ điều khiển nhiệt độ................................................................................ 157

CHƯƠNG 8: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG INSERT DƯƠNG............... 158

Lập qui trình công nghệ gia công insert dương........................................................ 158
Đánh số bề mặt gia công.............................................................................................. 159
Phân tích chi tiết gia công............................................................................................ 159
Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi................................................................... 159
Chọn tiến trình gia công các bề mặt phôi.................................................................. 160
Xác định lượng dư trung gian bằng phương pháp phân tích................................... 166
Xác định lượng dư trung gian bằng phương pháp tra bảng..................................... 168
Tính toán chế độ cắt..................................................................................................... 169
Xác định chế độ cắt bằng phương pháp tra bảng..................................................... 170

CHƯƠNG 9: CÁC BƯỚC LẬP CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG TRONG PRO/ENGINEER WILDFIRE 172

Chương trình gia công tiện mặt trụ ngoài.................................................................. 172
Tiện mặt 1...................................................................................................................... 174
Tiện rãnh 8..................................................................................................................... 175
Khoan lổ 9...................................................................................................................... 175
Tiện lổ 9......................................................................................................................... 177
Khoan lổ 7,8.................................................................................................................. 178
Taro lổ 7,8...................................................................................................................... 178
Tiện thô biên dạng 3,4,5,6........................................................................................... 178
Tiện tinh biên dạng 3,4,5,6.......................................................................................... 179
Chương trình CNC........................................................................................................ 179
Xử lý chương trình CNC.............................................................................................. 181

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGÀNH CÔNG NGHIỆP NHỰA VIỆT NAM HIỆN NAY:
1. Thực trạng của ngành công nghiệp nhựa Việt Nam hiện nay:
  1. Khái quát tình hình:

Ngành nhựa ở nước ta thực chất là một ngành kinh tế kỹ thuật về gia công chất dẻo, hiện chưa có khả năng sản xuất ra nguyên vật liệu nhựa, gần như toàn bộ nguyên vật liệu sản xuất ra sản phẩm nhựa phải nhập từ nước ngoài.
Ngành nhựa có ưu điểm là công nghệ cập nhật hiện đại, tốc độ vay vòng nhanh, sử dụng lao động kỹ thuật là chính, sản phẩm đa dạng, phục vụ được nhiều đối tượng, lĩnh vực công nghiệp, cũng như trong tiêu dùng hàng ngày của xã hội. Theo thống kê của UNDP, 70% nhu cầu vật chất cho đời sống con người được làm bằng nhựa, từ đó chỉ số chất dẻo trên đầu người được thỏa mãn là 30 kg/đầu người (Việt Nam mới chỉ đạt 10 kg/đầu người), còn đạt trên 100 kg/đầu người là quốc gia có nền công nghiệp nhựa tiên tiến.
Ngành nhựa Thành phố Hồ Chí Minh là Sài Gòn trước đây có từ những năm 1950. Năm 1975, thống nhất đất nước Thành phố Hồ Chí Minh trở thành thị trường nhựa lớn nhất cả nước, thể hiện 4 tính chất trung tâm: sản xuất, phân phối lưu thông, ứng dụng KHKT và giao dịch quốc tế.
Tổng sản phẩm nhựa trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh và vùng phụ cận chiếm tỷ trọng 80% tổng sản lượng quốc gia. Chính vì thế nó quyết định sự phát triển hay tụt hậu của cả ngành nhựa Việt Nam. Tốc độ phát triển của ngành nhựa trong 10 năm qua từ 1988-1998 tăng trưởng bình quân 17.5%, tuy tốc độ này có giảm trong năm 1999 và 2000, nhưng trong sự tăng trưởng chung của cả nước là 10%, tăng trưởng công nghiệp là 14.5% thì tốc độ này vẫn khá lớn. Thị trường trong nước cũng như thị trường thế giới đang mở ra nhiều cơ hội phát triển cho ngành nhựa do nhu cầu về sản phẩm nhựa ngày càng tăng. Tuy nhiên, ngành nhựa hiện nay cũng đang đứng trước những vấn đề khó khăn như nguồn nhân lực còn hạn chế cả về đội ngũ kỹ sư lẫn công nhân lành nghề.
Cơ chế thị trường có sự điều tiết của nhà nước đã trở thành đòn bẩy cho ngành nhựa Việt Nam phát triển nhanh chóng. Tỷ trọng ngành nhựa thành phố Hồ Chí Minh hiện nay chiếm khoảng 80%.

Nguyên vật liệu:

Nguyên vật liệu hiện nay và tương lai đến năm 2005 cũng phải nhập gần như 100%. Hiện nay chúng ta nhập khoảng 40 loại nguyên vật liệu chính và hàng trăm loại hóa chất và nguyên vật liệu phụ trợ.
Trong khi hiện tại các nước khu vực xung quanh ta đã sản xuất ra nguyên vật liệu nhựa. Ví dụ Thái Lan đã sản xuất hầu hết các loại nguyên vật liệu nhựa thông dụng như PELD, PEHD, PP, PS, PVC. Riêng PVC có hai nhà sản xuất với tổng công suất 300.000 tấn/năm. Singapore tổng công suất trên 550.000 tấn/năm. Malaysia với tổng công suất PVC và PS là 76.000 tấn/năm.
Việt Nam phải nhập hầu hết nguyên vật liệu dùng cho sản xuất sản phẩm nhựa là do ngành sản xuất nguyên vật liệu nhựa gặp nhiều khó khăn về nguồn nguyên liệu đầu vào, giá cả một số loại nguyên liệu còn cao hơn nguyên liệu nhập như (PVC của Mitsui Vina). Nguyên nhân là do nhà máy sản xuất nguyên liệu phải nhập nguyên liệu đầu vào và do các doanh nghiệp mới đầu tư đi vào sản xuất nên chi phí còn cao.
Ngoài ra chủng loại nguyên liệu sản xuất trong nước chưa đa dạng. Các nhà máy chỉ tập trung vào sản xuất các chủng loại có số lượng đụơc tiêu thụ nhiều nhất. Chẳng hạn như Mitsui Vina chỉ tập trung sản xuất PVC huyền phù có chỉ số Polyme là K66. Chính vì vậy, giả định giá của nguyên liệu sản xuất trong nước có thấp hơn giá nhập khẩu thì bắt buộc các doanh nghiệp trong ngành nhựa Việt Nam vẫn còn phải nhập khẩu nhiều loại nguyên liệu của nước ngoài.
Hiện nay ngành nhựa Thành phố Hồ Chí Minh phụ thuộc hoàn toàn vào nguyên liệu nước ngoài. Bất cứ sự biến động nào trên thị trường thế giới cũng ảnh hưởng trực tiếp đến ngành nhựa. Vì vậy ngành nhựa không thể phát triển một cách ổn định lâu dài nếu không có một chiến lược phát triển nguyên liệu, để chủ động về nguyên liệu. Mặt khác khi nhập nguyên liệu sẽ làm tăng giá thành sản phẩm hạn chế khả năng cạnh tranh trên thị trường, làm giảm tốc độ phát triển.

Lao động:

Hiện nay có trên 11.000 người đang lao động trong ngành nhựa và cao su, chiếm 4.6% lao động toàn ngành công nghiệp. Lao động gián tiếp hiện chiếm 17% so với tổng số lao động của toàn ngành, trong đó số lao động có trình độ đại học và trên đại học chiếm 6.65%, trung cấp chiếm 2.1%, công nhân kỹ thuật chiếm 9.97%, nhân viên trung cấp 4.6%, lao động trình độ khác (bao gồm số lao động chưa qua trường lớp, nghề dạy nghề) chiếm tới 69.23%. Như vậy số công nhân không được đào tạo tham gia lao động trực tiếp lớn gấp 6.8 lần số công nhân có kỹ thuật và tính chung thì lao động giản đơn của toàn ngành chiếm tới 76.6%. Ðiều này chứng tỏ số lao động có kỹ thuật trong ngành còn quá ít.
Với đội ngũ cán bộ được đào tạo trong và ngoài nước, sau nhiều năm công tác đã gíup cho ngành nhựa được phát triển và đổi mới. Những kỹ sư trẻ có khả năng độc lập giải quyết những công việc phức tạp, quản lý kỹ thuật. Nhưng số nhiều chưa có khả năng quản lý kỹ thuật hoặc chỉ đạo công trình và tầm định hướng chiến lược cho ngành. Phần lớn bị hạn chế vì nhiều lý do chưa có cơ hội để tiếp cận trình độ kỹ thuật của thế giới. Trong nhiều năm nay việc đào tạo kỹ thuật cho ngành nhựa chưa có một tổ chức nào đảm nhận với quy mô cần thiết của nó.
Nhìn chung đội ngũ kỹ thuật còn rất thiếu nhất là đội ngũ công nhân có tay nghề cao, hệ thống đào tạo công nhân chưa có vì vậy thiếu đội ngũ bổ sung, hậu bị. Số kỹ sư ít có điều kiện và khả năng tiếp cận nhanh chóng với công nghệ tiên tiến. Chính điều này đã làm ảnh hưởng đến sự phát triển của ngành nhựa. Ðây là vấn đề cần phải nhanh chóng khắc phục và cần được quan tâm đúng mức.

Thiết bị và công nghệ ngành nhựa:

Thiết bị:

Thiết bị máy móc ngành nhựa được phản ánh rất rõ thông qua các giai đoạn đầu tư. Sau năm 1975, cả Thành phố Hồ Chí Minh có 1200 cơ sở sản xuất nhựa, có khoảng 2000 máy móc các loại. Nhiều cơ sở có tên, có máy móc nhưng chỉ để nhập nguyên liệu nhựa về bán theo cơ chế quản lý của chế độ cũ; có cơ sở sản xuất gia đình chen lẫn một số nhà máy lớn như Rạng Ðông, Bình Minh và các nhà máy thuộc Liên Hiệp Nhựa thành phố.
Ðến nay, cả nước có hơn 5000 máy bao gồm: 3000 máy ép (injection), 1000 máy thổi (bowling injection) và hàng trăm profile các loại trong đó 60-70% là máy đời mới. Tỷ lệ nhập máy móc thiết bị thông qua cảng Thành phố Hồ Chí Minh với hơn 99% là máy đời mới (tổng giá trị hơn 26 triệu USD).
Máy móc thiết bị chủ yếu được nhập từ châu á. Các công nghệ mới hiện đại trong 8 ngành kinh tế kỹ thuật nhựa đều đã có mặt tại Việt Nam, tiêu biểu như các công nghệ sản xuất vi mạch điện tử bằng nhựa, DVD, CD, chai 4 lớp, chai Pet, Pen, màng ghép phức hợp cao cấp BOPP.

Công nghệ:

Công nghệ ép phun (Injection Technology):

Ðây là công nghệ truyền thống của ngành sản xuất nhựa, được phát triển qua 4 thế hệ máy, thế hệ thứ 4 là các loại máy ép điện, ép gaz đang được áp dụng phổ biến ở các quốc gia có công nghiệp nhựa tiên tiến (Mỹ, Ðức, Nhật...) đang thâm nhập vào thị trường châu á. Loại công nghệ này phục vụ cho các ngành công nghiệp điện tử, điện dân dụng, sản xuất xe hơi và các ngành công nghiệp khác, đỉnh cao của công nghệ này là công nghệ nhựa vi mạch điện tử.
Tại Việt Nam, hiện có gần 3000 thiết bị ép phun, trong đó có 2000 máy ở thế hệ thứ 2, thứ 3 (những năm 90). Trước đây công nghệ ép phun được sử dụng sản xuất hàng gia dụng nay đã chuyển sang hàng nhựa công nghiệp phục vụ cho các ngành công nghiệp khác, sản phẩm của nó đụơc thay thế các chất liệu khác như gỗ, sắt, nhôm trong công nghiệp bao bì và hàng tiêu dùng.

Công nghệ đùn thổi (Blowing injection technology):

Ðây là công nghệ thổi màng, sản xuất ra các loại vật liệu bao bì nhựa từ màng, dùng trong các công nghệ thổi túi PE, PP và màng (cán màng PVC). Các loại máy thổi được cải tiến từ Việt Nam để thổi túi xốp từ nhiều loại nguyên liệu phối kết, sử dụng các loại nguyên liệu từ đơn nguyên PE, PP đến phức hợp OPP, BOPP thông qua giai đoạn cán kéo hai chiều, bốn chiều. Hiện nay nhiều doanh nghiệp nhựa sử dụng công nghệ đùn thổi bằng nhiều thiết bị nhập từ các nước, nhiều thế hệ để sản xuất các sản phẩm bao bì nhựa. Bên cạnh đó, ngành thổi bao bì dạng chai nhựa tiên tiến như PET, PEN, thùng phuy... đều phát triển từ công nghệ đùn thổi.

Công nghệ đùn đẩy liên tục (Profile):

Ðược cải tiến từ công nghệ truyền thống đùn thổi, từ nhu cầu tiêu dùng của xã hội phát triển được hình dung thành các nhóm hàng sau đây:
Nhóm sản phẩm dạng ống, từ ống PVC thoát nước đến PE cấp nước, cao cấp là các sản phẩm ống phức hợp nhôm nhựa, ống phức hợp gaz, cáp quang...
Nhóm sản phẩm vật liệu xây dựng, gia công thành phẩm khung cửa PVC, tấm trần, vách ngăn.

Công nghệ chế biến cao su nhựa:

Là công nghệ ép sử dụng phổ biến trong các ngành chế biến cao su và các công nghệ ép phun sử dụng cùng lúc hai loại nguyên liệu nhựa và cao su Latex hoặc nhựa phối kết với cao su thiên nhiên với dạng compound. Là ngành kinh tế kỹ thuật nhựa có sức thu hút lớn chiếm vị trí thứ 3 trong 8 ngành kinh tế kỹ thuật nhựa. Công nghiệp gia công giày, dép nhựa cũng gắn liền với công nghệ này.

Các công nghệ khác như:

Composite, Melamine, Công nghệ EVA, PU, EPS và các công nghệ phụ.
Thực trạng công nghệ nhựa hiện nay vừa thoát khỏi giai đoạn phát triển tự nhiên, từng bước đi vào quỹ đạo có quy hoạch, có định hướng, đặc biệt quá trình hội nhập đã thúc đẩy ngành nhựa phát triển mạnh hơn, nhanh hơn.

Một số dự án ngành nhựa:

Dự án nâng cao Trung tâm kỹ thuật chất dẻo:

Dự án với tổng mức đầu tư 1 triệu USD (thiết bị) do Chưong trình phát triển Liên Hiệp Quốc và Tổ chức phát triển Liên Hiệp Quốc tài trợ.
Dự án đưa Trung tâm kỹ thuật chất dẻo trở thành một trung tâm trang bị đầy đủ trang thiết bị phục vụ ngành nhựa trong nước và khu vực. Có thể tổ chức thường xuyên đầy đủ các khóa huấn luyện ngắn hạn và dài hạn, chuyên sâu cho từng chủ đề trong công nghệ Polymer và cho mọi đối tượng. Có đầy đủ điều kiện đo đạc tất cả các chỉ tiêu cho nguyên liệu, bán thành phẩm và sản phẩm theo các tiêu chuẩn (Iso, Astm...) hợp tác và hòa nhập quốc tế trong vấn đề tiêu chuẩn đo lường chất lượng và khoa học công nghệ ngành nhựa.

Dự án đầu tư dây chuyền sản xuất sản phẩm giả da PU tráng ướt của Công ty nhựa Rạng Ðông:

Dự án sản xuất PU tráng ướt có chất lượng cao phục vụ cho sản xuất giày xuất khẩu, công suất 7 triệu mét/năm. Vốn đầu tư 8 triệu USD, liên doanh trong nước, hiện đang tìm kiếm liên doanh.

Dự án sản xuất vỏ Tivi giữa Daewoo-Vietronic, vốn đầu tư 2.888.000 USD.
Dự án sản xuất lồng ấp trứng, chuồng gà, ghế khách sạn giữa Malaysia-Công ty Nam Anh, vốn đầu tư 1.6 triệu USD.
Dự án sản xuất đồ chơi, phao tắm giữa công ty nhựa Thanh Long với công ty Goody Merchandise.
Dự án sản xuất PVC Resin liên doanh giữa công ty Mitsui Chemical, Mitsui Toatsu, Vinaplast, Pochemco (Bộ công nghiệp nặng) vốn đầu tư 60 triệu USD.

Triển vọng phát triển của ngành bao bì nhựa (bao gồm sản xuất chai PET)

Sản xuất chai PET: Đầu những năm 90 thế kỷ XX, ngành sản xuất Bao bì rỗng của nước ta còn lạc hậu cả về thiết bị và công nghệ so với các nước trong khu vực. Năm 1994, chai PET các loại còn phải nhập khẩu 100%. Nhưng từ năm 1996-2000, ngành Bao bì rỗng như chai lọ các loại bằng chất dẻo đã có những bước tiến vượt bậc, tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm là 30%. Sở dĩ tốc độ tăng trưởng cao là trong những năm qua, nhu cầu xã hội được nâng lên, cùng với tính ưu việt (về giá cả, chất lượng, vận chuyển, khả năng tái chế, thân thiện với môi trường và sự đa dạng...), chai lọ bằng chất dẻo đang thay thế dần các loại bao bì bằng vật liệu thủy tinh và kim loại. Theo số liệu báo cáo của Hiệp hội Nhựa Việt Nam, năm 2002, toàn quốc có hơn 100 cơ sở sản xuất chai nhựa các loại, tiêu thụ khoảng trên 100.000 tấn nhựa/năm như PET, PP, PE, .... Trong khoảng 10 năm tới, xu thế sử dụng chai PET vẫn tăng cao từ 20-25%/năm, phục vụ cho nhu cầu xuất khẩu và tiêu dùng trong nước các sản phẩm như nước khoáng, dầu ăn, nước uống có ga, nước ép trái cây.…

Quy hoạch tổng thể phát triển ngành nhựa đến năm 2010:

Sản xuất bao bì nhựa chiếm tỷ trọng khá cao (30-35%) trong toàn ngành nhựa, cho nên sự phát triển của ngành bao bì nhựa cũng phụ thuộc nhiều vào định hướng phát triển của ngành nhựa Việt Nam. Ngày 17/02/2004 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp đã ký Quyết định số 11/2004/QĐ-BCN phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển ngành Nhựa Việt Nam đến năm 2010 với các chỉ tiêu cơ bản như sau:

Tốc độ tăng trưởng của ngành Nhựa giai đoạn 2001-2005 đạt 18%/năm; giai đoạn 2006-2010 đạt 15%/năm.
Tiêu thụ bình quân đầu người năm 2005: 20 kg/người; năm 2010: 40kg/người.
Nguồn nguyên liệu sản xuất trong nước năm 2005 đạt khoảng 560.000 tấn, đáp ứng 30% nhu cầu nguyên liệu trong nước; năm 2010 đạt khoảng 1.560.000 tấn, đáp ứng 50% nhu cầu nguyên liệu trong nước.

Các chỉ tiêu cụ thể về sản lượng trong Quy hoạch bao gồm:

Nguyên liệu, bán thành phẩm, hóa chất, phụ gia: (tấn/năm).

Nguyên liệu	Năm 2005	Năm 2010
Bột PVC	300.000	500.000
Hạt PP	150.000	450.000
Hạt PE	-	450.000
Màng BOPP	20.000	40.000
Hóa dẻo DOP	30.000	60.000
Hạt PS	60.000	60.000
Tổng cộng	560.000	1.560.000

Thiết bị khuôn mẫu: (bao gồm khuôn mẫu chế tạo chai PET)

Đến năm 2005 : 60.000 bộ/năm
Đến năm 2010 : 132.000 bộ/năm.

Các sản phẩm chủ yếu: (tấn /năm)

Sản phẩm	Năm 2000	Năm 2005	Năm 2010
Sản xuất bao bì	360.000	800.000	1.600.000
Sản xuất vật liệu xây dựng	170.000	400.000	900.000
Sản xuất sản phẩm nhựa gia dụng	300.000	550.000	900.000
Sản xuất sản phẩm nhựa kỹ thuật cao	120.000	350.000	800.000
Tổng cộng	950.000	2.100.000	4.200.000

Sự ưu đãi của Nhà nước đối với ngành: Từ Quy hoạch tổng thể phát triển ngành Nhựa Việt Nam đến năm 2010, có thể thấy bản thân ngành sản xuất bao bì nói riêng và ngành nhựa nói chung đã nằm trong định hướng phát triển của Nhà nước với những mục tiêu cụ thể về sản lượng nguyên liệu đầu vào, sản lượng thành phẩm đầu ra, những mục tiêu về ứng dụng trang thiết bị công nghệ hiện đại nâng cao chất lượng sản phẩm, những chính sách ưu đãi về đầu tư, nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ và huy động vốn.

SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:

Xu thế dùng chai nhựa PET ngày càng nhiều hơn.
Sự phát minh ra hạt nhựa PET thật sự là cuộc cách mạng trong công nghệ chế tạo bao bì bằng chất dẻo, nhất là trong các ngành đóng hộp thức uống,thực phẩm bằng chất lỏng, trước kia dùng hộp kim loại, chai thủy tinh hay hộp giấy (tráng kim loại), hiện nay ngày càng nhiều thay thế bằng loại chai nhựa PET. Tính chung cả thế giới, mức tăng trưởng tiêu thụ chai PET mỗi năm là 15%. Riêng với một nước đang phát triển như Việt Nam chúng ta, mức tăng trưởng là lớn hơn nhiều.
Lợi ích khi dùng chai nhựa PET: dựa trên các đặc tính của chai nhựa PET chúng ta sẽ thấy được các ưu điểm khi sử dụng chúng:

Nhẹ: dể hơn và kinh tế hơn khi vận chuyển.
Trong suốt như thuỷ tinh: Thoả mãn được sở thích của người tiêu dùng khi nhìn thấy được những gì đựng trong chai (nhất là thức ăn,thức uống).
Chống mài mòn: tạo ra sản phẩm có bề mặt bóng loáng.
Chống sự ăn mòn của hoá chất: đạt tiêu chuẩn trong bao bì vệ sinh thực phẩm.
Ngăn chặn sự thẩm thấu: giữ cho thực phẩm tươi.
Chịu sự va đập: không sợ biến dạng,vỡ hoặc nổ. Chứa được các chất có gas.
Chịu nhiệt.
Dễ phân huỷ,tái sinh, góp phần bảo vệ môi trường.

Những khó khăn về mặt kỹ thuật khi sản xuất chai nhựa PET: song song đó,cũng do các đặc điểm của hạt nhựa PET cũng làm cho việc sản xuất chai nhựa PET cần phải giải quyết một số vấn đề kỹ thuật như sau:

Nhiệt độ nóng chảy của PET là 2580C (so với 750C – 150 0C của PVC), phun ép cần phải ở nhiệt độ 2700C – 3000C. Vì vậy máy ép phun phải có vùng điều khiển nhiệt độ khá cao.
Độ biến dạng của PET khá lớn ( 2.25% so với 0.1%-0.5% của nhựa PVC), nếu không xử lý tốt bề mặt làm lạnh thì phôi chai sẽ bị biến dạng,nhiều phế phẩm.
Độ ẩm trong hạt PET lớn, phải làm khô trướt khi đưa vào máy ép phun, nếu không xử lý tốt phôi chai sẽ bị rỗ, hoặc bị trắng đục và giảm thiểu tính năng cơ lý của chai.
Sau khi ép nhựa đã nóng chảy vào khuôn, phải làm lạnh thật nhanh, nếu không phôi sẽ bị kết tinh và không thể thổi thành chai được.

Sự phát triển của các công nghệ mới trong ngành nhựa đã giải quyết được khá nhiều bài toán phức tạp trong ngành.Trong đó sự phát triển kỹ thuật hot runner trong phun ép ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên thế giới và điều này cùng với sự gia tăng của hàng loạt hệ thống hot runner khác nhau. Một số lượng lớn hệ thống hot runner trên thị trường, sự phức tạp giữa thiết kế của họ và kết quả đạt được trong thực tiễn có nghĩa là giữa người thiết kế và người sử dụng có sự khác nhau về sự chọn lựa hệ thống tốt nhất. Bên cạnh chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật thì sự lựa chọn này phải xét đến những tính chất đặt biệt của những loại nhựa khác nhau.Luận văn này sẽ giới thiệu về hệ thống hot runner, minh hoạ thiết kế nozzle, manifold và các bộ phận khác, thảo luận về nguyên lý lựa chọn, xây dựng hệ thống, lắp đặt và sử dụng, phân tích các nguyên nhân gây ra khuyết tật và đưa ra những đề nghị để loại trừ những khuyết tật đó, có ví dụ chứng minh. Trong khi nghiên cứu chúng tôi sử dụng những thông tin từ những tài liệu được cung cấp từ những nhà sản xuất hot runner lớn trên thế giới và của những trung tâm nghiên cứu công nghệ.

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NÓNG

Nội dung :

Định nghĩa hệ thống kênh dẫn nóng.
Ứng dụng của hệ thống kênh dẫn nóng
Các kiểu hệ thống kênh dẫn nóng.
Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống kênh dẫn nóng.
Cấu trúc của một hệ thống kênh dẫn nóng.
Các bước xây dựng một hệ thống kênh dẫn nóng.
Điều kiện để sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng.
Cân bằng nhiệt và điều khiển nhiệt độ.

ĐỊNH NGHĨA HỆ THỐNG KÊNH DẪN NÓNG:

Hệ thống Kênh dẫn nóng là một hệ thống kênh dẫn mà vật liệu nhựa trong các kênh phân phối được giữ ở trạng thái chảy suốt quá trình phun ép. Vật liệu nhựa trong hệ thống luôn giữ ở trạng thái chảy dẻo trong tấm manifold nóng được gia nhiệt bởi các dây điện trở. Áp suất ép đẩy vật liệu qua tấm manifold nóng và miệng phun để điền đầy chi tiết. Một hệ thống kênh dẫn nóng một đầu nối với vòi phun của máy ép còn các đầu kia phân phối nhựa đến các lòng khuôn. Sử dụng hệ thống Kênh dẫn nóng thì loại trừ được việc đẩy hệ thống kênh dẫn nhựa và cuống phun. Chi phí của khuôn tăng lên khoảng 30% khi sử dụng hệ thống Kênh dẫn nóng.

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG KÊNH DẪN NÓNG:

Hệ thống Kênh dẫn nóng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như: ô tô, thiết bị y tế,...

Ô tô:

Kênh dẫn nóng được ứng dụng trong công nghiệp ô tô để sản xuất những chi tiết đòi hỏi gần như không có các vết của miệng phun trên sản phẩm, sử dụng những loại nhựa khó cho qui trình ép thông thường.

Hình 2.1: Ứng dụng hệ thống kênh dẫn nóng trong lĩnh vực ô tô

Trong các sản phẩm y tế:

Kênh dẫn nóng ứng dụng trong các sản phẩm thuộc lĩnh vực y tế để làm những sản phẩm có chất lượng cao, không có để lại các vết trầy xướt nguy hiểm trên sản phẩm gây ra bởi dấu vết của miệng phun.

Hình 2.2 Ứng dụng kênh dẫn nóng trong y tế

Ứng dụng trong công nghiệp đóng gói, bao bì:

Với những ứng dụng đòi hỏi phải tự động hoá cao trong công nghiệp bao gì.

Hình 2.3 Ứng dụng kênh dẫn nóng trong đóng gói và bao bì

Điện tử dân dụng:

Kênh dẫn nóng ứng dụng với những sản phẩm có vòng đời ngắn như những mặt hàng điện tử dân dụng (trong vài tháng). Thì đòi hỏi thời gian thiết kế, gia công và chế tạo khuôn là ngắn nhất.

Ứng dụng trong các hệ thống khác:
- Hệ thống ép đồng thời (co-injection):

Hình 2.4 Hệ thống ép đồng thời

Hệ thống phun nhiều màu:

Hình 2.5 Ứng dụng trong khuôn nhiều màu

Hệ thống stack mold (khuôn tầng):

Hình 2.6 Ứng dung trong khuôn tầng

CÁC KIỂU HỆ THỐNG KÊNH DẪN NÓNG:

Phân loại dựa trên hai phương pháp

Phân loại theo phương pháp cấp nhựa:

Phun trực tiếp:

Hình 2.7 Phun trực tiếp một lòng khuôn

Phun gián tiếp thông qua tấm phân phối (manifold):

Hình 2.8 Phun gián tiếp sử dụng tấm phân phối (manifold)

Phân loại theo phương pháp cấp nhiệt:

Gia nhiệt bên ngoài:

Hình 2.9 Gia nhiệt bên ngoài

Kết cấu hệ thống như hình trên. Hệ thống này cho phép hệ thống mất áp suất ít.
Gia nhiệt bên ngoài gồm có một tấm manifold với kênh nhựa ở bên trong nó. Tấm manifold được thiết kế với những tính năng cách ly khác nhau. Nozzle cũng được thiết kế với hệ thống gia nhiệt bên ngoài kênh dẫn nhựa.

Gia nhiệt bên trong:

Hình 2.10 Gia nhiệt bên trong

Gia nhiệt bên trong có đặc điểm là bộ gia nhiệt ở bên trong, kênh nhựa chảy trong manifold hoặc nozzle thì có dạng vành khăn.
Hệ thống này không được khuyên dùng trong những loại nhựa nhạy với nhiệt, vật liệu phải được giữ lại trong hệ thống một khoảng thời gian.
Hệ thống kênh dẫn gia nhiệt bên trong đòi hỏi áp suất khuôn cao hơn, màu sắc thay đổi rất khó khăn. Có nhiều nơi cho vật liệu bị kẹt lại, vì thế những vật liệu nhạy đối với nhiệt không nên sử dụng. Hệ thống này cũng cách ly nhiệt tốt hơn bởi vì có một lớp nhựa đóng băng được tạo thành trên thành của thép ở mặt phía trong của dòng chảy phía xa bộ gia nhiệt nhất.

Kênh dẫn cách ly:

Hình 2.11 Kênh dẫn cách ly

Nhờ không để lại dấu vết đen và kênh dẫn nhẵn, nên hệ thống kênh dẫn này rất đáng tin cậy, thích hợp cho những vật liệu có tính ổn định tốt. Nhưng tất cả những vật liệu nhựa nhiệt dẻo phổ biến ngày nay điều bị vấp phải điều kiện này.
Từ sự cách nhiệt xuất hiện nhờ một lớp nhựa chảy đóng băng lên thành kênh dẫn do đó việc cách ly nhiệt độ của dòng chảy sẽ luôn được duy trì.
Kênh dẫn cách ly luôn có tính kinh tế cao nếu hoạt động của nó được duy trì ở thời gian chu kỳ không đổi. Tuy nhiên nó không phù hợp với những ứng dụng gián đoạn trong thời gian dài.
Nó có năng suất cao hơn,trọng lượng của một lần phun lớn hơn ở chiều dày thành bình thường.
Bởi vì những kênh dẫn cách ly được làm sạch rất dể và nhanh chống nên chúng thích hợp đối với những ứng dụng có màu thay đổi thường xuyên.
Loại này thì thiết kế và bảo trì rẽ hơn so với các loại kênh dẫn nóng khác.
Kênh dẫn cách ly có rãnh lớn được định hình trong tấm của khuôn.
Một đặt tính của một hệ thống kênh dẫn cách ly được thiết kế hoàn hảo thì sự mất mát nhiệt là nhỏ nhất. Điều này có nghĩa là sự cân bằng nhiệt sẽ đạt đến một cách nhanh chống với tiêu hao năng lượng thấp để khởi động hoặc là sau một thời gian gián đoạn. Một thiết kế tốt là một thiết kế phải đáp ứng những yêu cầu sau:

Phải đạt hiệu quả cách ly nhiệt tốt.
Không có lổ khí.
Diện tích tiếp xúc nhỏ nhất giữa hệ thống kênh dẫn và khuôn.

Rãnh đó phải có kích thước đủ lớn để ở đó hiệu quả cách ly của nhựa và năng lượng nhiệt của mỗi lần phun sẽ cho phép lớp nhựa chảy bên trong được giữ lại ở trạng thái lỏng. Hiệu quả của cách ly nhựa (đóng băng trên thành của kênh) kết hợp với nhiệt cung cấp duy trì mỗi một lần nạp. Hệ thống này không có bộ phận gia nhiệt.

Bảng 1 liệt kê ra những ưu điểm và nhược điểm của 3 hệ thống Kênh dẫn nóng:

Kiểu Kênh dẫn nóng	Ưu điểm	Nhược điểm
Hệ thống cách ly	Thiết kế đơn giản Chi phí thấp	Không được ưu thích vì đông đặc nhựa tại miệng phun Đòi hỏi chu kì nhanh để duy trì trạng thái chảy Giai đoạn khởi động lâu để có thể ổn định được nhiệt độ chảy Gặp vấn đề về khả năng điền đầy sản phẩm
Gia nhiệt bên trong	Gia tăng sự phân phối nhiệt độ	Chi phí cao hơn và thiết kế phức tạp hơn Đòi hỏi cân bằng khó khăn và điều khiển nhiệt độ phức tạp Phải tính toán giãn nở vì nhiệt với các chi tiết khác của khuôn.
Gia nhiệt bên ngoài	Gia tăng sự phân phối nhiệt độ Điều khiển nhiệt độ tốt hơn	Chi phí cao và thiết kế phức tạp Phải tính toán sự giãn nở vì nhiệt với các chi tiết khác trong khuôn.

ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG KÊNH DẪN NÓNG:

Sử dụng một hệ thống Hot runer luôn đòi hỏi phải tính toán tỉ mỉ và xem xét đến chi phí. Tuy nhiên bắt đầu phải tìm hiểu về những thông tin kỹ thuật chung theo nguyên lý cấu trúc của khuôn kênh dẫn nóng, những ưu điểm và giới hạn của chúng. Cùng với những ưu điểm chắc chắn thì hệ thống HR cũng tồn tại những giới hạn của nó khi sử dụng.

Những lợi ích kỹ thuật từ việc sử dụng hệ thống HR:
Làm cho đơn giản hóa thiết kế những loại khuôn. Việc sử dụng khuôn với hệ thống cold runner với mặt phân khuôn phụ (với khuôn ba tấm) có những hạn chế chính. Những khuôn loại đó thì rất khó khăn cho việc tự động hóa bởi vì chúng có cuống phun. Một tấm di động lớn của khuôn có thể làm mòn nhanh chóng hệ thống dẫn hướng. Bên cạnh đó thời gian mở và đóng khuôn loại này thì luôn lâu hơn so với những khuôn có một mặt phân khuôn. Tỉ lệ của cuốn phun trên toàn bộ khối lượng phun trong khuôn ba tấm thì cũng lớn hơn.
Loại trừ sự mất mát nhiệt gây ra trong hệ thống kênh dẫn nguội, cho phép đường nhựa chảy dài hơn trong lòng khuôn.
Dòng chảy nhựa vào lòng khuôn được điều khiển nhiệt độ chính xác trong hệ thống kênh dẫn nóng.
Áp suất rơi trong hệ thống kênh dẫn nóng nhỏ hơn có nghĩa là áp suất điền đầy trong lòng khuôn sẽ cao hơn.
Trong những khuôn cho sản phẩm lớn, thì với hệ thống kênh dẫn nóng ta có nhiều khả năng lựa chọn vị trí phun tối ưu, đảm bảo điền đầy cùng lúc và mất mát nhiệt độ, áp suất trong lòng khuôn nhỏ hơn. Trong kỹ thuật khuôn thì cho thấy sự co rút khác nhau ít hơn và ứng suất trong cũng thấp hơn.
Việc giảm áp suất phun trong quá trình điền đầy sẽ cho phép lực kẹp của máy ép nhỏ lại.
Khả năng điều chỉnh thời gian giữ bằng cách điều chỉnh thời gian mà miệng phun mở hoặc bằng cơ cấu đóng nó. Sự mất mát áp suất giữ ít hơn hệ thống cool runner, ở vị trí miệng phun có một tiết diện ngang lớn hơn vì nó không bị thu hẹp lại do sự hình thành lớp nhựa cách ly.
Với khả năng phát triển hơn nữa của stack mold và của thiết kế khuôn với miệng phun qua một lõi dài.
- Giới hạn của hệ thống HR:
Một hệ thống HR phải được lựa chọn cho những ứng dụng và loại nhựa riêng biệt. Sự thay đổi màu sắc của nhựa rất khó khăn. Một sự thay đổi vật liệu cũng khó khăn tương tự hoặc không thể thực hiện, ví dụ như sử dụng loại vòi phun khác cho một loại nhựa mới.
Làm tăng rủi ro phá hủy đối với các vật liệu nhạy nhiệt, những loại chất dẻo trong xylanh ép phải chóng lại sự quá nhiệt trong hệ thống HR. Những khu vực chết (dead space) có thể gây ra sự ứ động hoặc là phá hủy nhựa. Nhiệt truyền cho nhựa phải đáng kể, đặc biệt là trong suốt giai đoạn dừng hoạt động.
Hệ thống có nhược điểm là phần nhiễm của vật liệu thô có thể gây cản trở tại miệng phun. Điều này có thể khắc phục bằng cách thêm bộ lọc tai vòi phun hoặc tại bạc cuống phun.
Cần phải có kinh nghiệm để tránh cho miệng phun không bị xướt hoặc nhỏ giọt tại vòi phun.
Kênh phân phối và số lượng nhỏ của các lồng khuôn bị giới hạn bởi đường kính của vòi phun.
Sự dụng hệ thống HR có một vòng lớn làm gia tăng chiều cao của khuôn, nó phải không được vượt quá giới hạn cho phép về chiều cao khuôn của máy ép.
Hệ thống HR phải được hoạt động cho đến khi không thể. Việc khởi động hệ thống HR, thay đổi loại nhựa, dừng lại hoặc nếu cần thiết làm sạch hệ thống HR thì không thể thực hiện được nếu không đủ kiến thức và phải tuân theo những nguyên lý tất yếu nào đó. Thiếu những kinh nghiệm và kỹ năng thao tác sẽ gây ra phá hủy khuôn dẫn đến tổn thất kinh khủng.

CẤU TRÚC CỦA MỘT HỆ THỐNG KÊNH DẪN NÓNG:

Hình 2.12 Cấu trúc một hệ thống kênh dẫn nóng

Một hệ thống HR gồm có những bộ phận chức năng sau:

Miệng phun là một phần của nozzle (Hot gate).
Nhánh nóng (Hot drop).
Kênh dẫn phân phối nhựa nóng tới các đầu phun (tấm Manifold).
Bạc cuống phun.

Hình 2.13: Chỉ ra 4 vùng chức năng của hệ thống Kênh dẫn nóng.

Bốn vùng chức năng trong hình 4.1
Vùng	I	II	III	IV
Tên	Miệng phun	Nhánh nóng (Hot drop)	Manifold	Bạc cuống phun
Chức năng	- Cung cấp nhựa nóng chảy vào trong các khoang tạo hình	- Cung cấp nhựa nóng chảy tới miệng phun - Duy trì nhiệt độ không đổi	- Phân phối nhựa nóng chảy tới các nozzle - Duy trì nhiệt độ nhựa nóng chảy không đổi - Truyền áp suất trong dòng nhựa nóng	- Kết nối với đầu phun của máy - Làm kín kết nối với đầu nozzle - Giảm lực ép khi cần - Lọc nhựa nóng nếu có yêu cầu
Tham số
P T V		Const Const	Const Const	Const const

Nhiệm vụ của hệ thống HR: Là đưa nhựa nóng vào trong khoang tạo hình khi dòng nhựa nóng đi ra từ máy ép và luôn giữ nhựa nóng chảy trong hệ thống kênh dẫn. Nếu một hệ thống HR không được thiết kế đúng thì việc chọn hay chế tạo ra nó có thể gây ra sự hư hỏng ở sản phẩm như rạn nứt,các vết nứt ở các thành phần khuôn, sự nhỏ giọt, kéo sợi,...

Hệ thống HR có những yêu cầu sau:

Nhiệt độ phân bố đồng nhất trên toàn dòng chảy. Điều này có nghĩa là hệ thống cấp nhiệt phải đền bù lượng nhiệt bị mất, hệ thống cách nhiệt và điều khiển nhiệt độ chính xác có thể đền bù lượng nhiệt bị thiếu khi nung và tạo nhiệt độ ổn định trên toàn hệ thống kênh dẫn.
Phải giảm tối thiểu khả năng mất áp suất trong khi dòng nhựa nóng chảy qua kênh dẫn. Điều này yêu cầu phải lựa chọn cẩn thận kênh dẫn và miệng phun ( đường kính và chiều dài), chế độ lắp ráp giữa các chi tiết.
Có khả năng điều khiển trạng thái miệng phun như một cái van:

Mở: – khi nhựa phun ra.
Đóng: – khi làm nguội.

Duy trì việc cân bằng dòng, nghĩa là đảm bảo việc điền đầy các lòng khuôn diễn ra đồng bộ.
Chống rò rỉ trong hệ thống.
Trong một số trường hợp,phải dễ đổi màu.
Tính bền, đặc biệt là bộ phận cấp nhiệt.
Dễ lắp ráp vào khuôn .
Dễ dàng làm sạch và thay thế các thành phần bị mòn hoặc hỏng.

Chú ý: Sự cân bằng nhiệt đầy đủ và đúng chức năng của hệ thống HR có thể chỉ được thực hiện qua sự vận hành tự động của khuôn và máy ép, vịêc điều khiển nhiệt độ không thay đổi trong khuôn và sử dụng vật liệu nhựa phải tinh khiết

2.5.1 Nhánh nóng:

Hình 2.14 Nhánh nóng

Nhánh nóng HR là vị trí cuối cùng của hệ thống HR và nó gồm có dây dẫn nhiệt đến miệng phun, miệng phun có vai trò cung cấp nhựa nóng chảy vào trong khoang tạo hình hoặc đến các kênh dẫn phụ. Một nhánh nóng HR cũng là một chi tiết của hệ thống HR. Trong nhiều ứng dụng và có những lý do khác nhau làm cho miệng phun không phải là một chi tiết của đầu phun và lúc đó nó được tạo ngay trong khuôn.
Nhánh nóng là chi tiết quan trọng, khó chế tạo hoặc lựa chọn của hệ thống HR, nó phải đạt được nhiều yêu cầu cao. Bên cạnh những yêu cầu chung để hình thành nên hệ thống HR, những nhánh nóng phải được cung cấp theo những yêu cầu bên dưới:

Nhiệt độ nhựa nóng chảy không thay đổi trong kênh dẫn để ngăn ngừa bất kỳ sự biến đổi nào trong đặc tính chảy của dòng nhựa: sự nguội của nhựa ở điểm cuối của đầu cuối nhánh hay sự quá nhiệt ở giữa của nhánh đều không kiểm soát được. Tốt hơn hết là đặc tính nhiệt nên tuyến tính.

Hình 2.15: Biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ nhựa trong nozzle (theo mastermold)

Màu đỏ: nhiệt độ ép, màu xanh nhiệt độ nhựa trong nozzle (của mastermold)

Điều khiển nhiệt đến miệng phun (ngăn ngừa miệng phun không đặc).
Phải cách ly nhiệt giữa các nhánh và lòng khuôn.
Phần nhựa loại bỏ là nhỏ nhất.
Cung cấp điều khiển nhiệt độ tốt để làm chảy vật liệu.
Cung cấp dòng chảy nhựa liên tục giữa tấm manifold và các miệng phun.
Mất mát áp suất là nhỏ nhất.
Ngăn ngừa rò rỉ.

Nhánh nóng được gia nhiệt từ bên trong hoặc bên ngoài. Chúng được gia nhiệt trực tiếp qua nhiệt trở đặt trên nó và bộ điều khiển nhiệt độ hoặc chúng được gia nhiệt gián tiếp. Các nhánh gia nhiệt gián tiếp được làm từ vật liệu có tính dẫn nhiệt cao, như hợp kim đồng. Nhánh nóng cũng có thể được cấp nhiệt từ manifold nhờ truyền nhiệt, những kiểu này kết cấu đơn giản và chi phí thấp, nhưng nó không thể điều khiển nhiệt độ độc lập được.
Với hệ thống gia nhiệt bên ngoài thì thân của nhánh nóng được gọi chung là nozzle. Nhiệt trở gắn trong đó gọi là cái cực dò.

2.5.1.1 Nhánh nóng gia nhiệt bên ngoài ( nozzles):

Hình 2.16 Kết cấu nhánh nóng gia nhiệt bên ngoài

Nhánh bao gồm rãnh nhựa tròn và bao quanh bởi một bạc. Cái bạc được bao quanh bởi một nhiệt trở kiểu băng hoặc là loại nhiệt trở khác có thể bao quanh được nó. Bạc được gia nhiệt này được bao quanh bởi một lớp khí, dùng để cách ly nhiệt của nó với lòng khuôn. Một cặp nhiệt điện được vào nozzle để cung cấp tín hiệu phản hồi về bộ điều khiển nhiệt độ của nozzle.
Nozzle được nối với tấm manifold theo những cách khác nhau. Thông thường là lắp ren,bulông hoặc lắp chặt với manifold. Việc lắp ráp giữa nozzle và manifold giúp cho nhựa được phân phát đến các đầu miệng phun mà không bị rò rỉ, mất áp. Một trong những yêu cầu chính của nozzle là nozzle phải loại trừ rò rỉ dưới áp lực nhựa cao ở những nơi liên kết với manifold và tại đầu miệng phun, nơi đưa nhựa vào lòng khuôn.
Miệng phun của nozzle cung cấp nhựa trực tiếp vào lòng khuôn để điền đầy và đòi hỏi phải để lại dấu vết trên sản phẩm càng nhỏ càng tốt. Với yêu cầu này thì độ mở của miệng phun phải nhỏ nhất có thể. Để giữ độ mở của miệng phun được nhỏ, thì thông thường sử dụng bộ gia nhiệt ở đầu miệng phun. Đầu miệng phun này thường là một tấm insert, nó có một lổ nhỏ ở giữa miệng phun và được gia nhiệt gián tiếp (thông qua dẫn nhiệt) từ điện trở của nozzle. Việc gia nhiệt gián tiếp này giới hạn nhiệt độ của đầu miệng phun. Bất cứ sự thay đổi nhiệt độ của nozzle thì điều tác động đến đầu miệng phun. Với một vài thiết kế,thì nozzle được gia nhiệt phải có 2 điện trở và điều khiển nhiệt độ cách ly khác nhau. Một điện trở nằm ở giữa và gần phần đầu của nozzle, cái khác nằm trên đầu cuối của nozzle và miệng phun. Sử dụng hai nhiệt trở này sẽ làm tăng khả năng điều khiển nhiệt độ ở các khu vực khác nhau đó.

2.5.1.2 Nhánh nóng được gia nhiệt bên trong:

Hình 2.17 Nhánh nóng gia nhiệt bên trong

Các nhánh này thường bao gồm một kênh nhựa, nhựa chảy qua một cái bạc chuyên dụng hoặc có thể gia công trực tiếp đến phần nữa tấm khuôn. Có một đầu gia nhiệt được đặt ở tâm của kênh dẫn tạo thành một khoảng không hình vành khuyên. Một cặp nhiệt điện được đặt trong đầu gia nhiệt này để lấy tín hiệu phản hồi về bộ điều khiển. Ngay khi nhựa chảy vào lòng khuôn thì nó đóng băng dọc theo phía ngoài trong khi giữ lại một lớp nhựa nóng chảy ở gần đầu nhiệt trở. Lớp nhựa đóng băng này giúp bịt kín kênh dẫn không rò rỉ và cách ly nhiệt giữa nhánh nóng với khuôn lạnh. Nếu sử dụng một bạc cuống phun thì phải thêm một lớp khí đệm ở giữa để cách ly nhiệt độ. Thiết kế này tạo ra sự mất áp lớn trên thể tích vật liệu.
Nhiệt trở ở tâm phổ biến là một nhiệt trở hình “vỏ đạn” ( cartridge heater), ngoài ra cũng có thể sử dụng các loại gia nhiệt khác. Nhiệt được truyền đến đầu miệng phun, nó được đặt đúng tâm của đầu gia nhiệt.

2.5.1.3 Nhánh nóng kiểu dẫn nhiệt:

Một loại khác của hệ thống kênh dẫn nóng bao gồm tấm manifold gia nhiệt bên ngoài và nhiệt được dẫn đến làm nóng các nozzle và các nhánh, loại này phổ biến với những thiết kế riêng. Những nozzle loại dẫn nhiệt được làm từ những vật liệu dẫn nhiệt tốt như hợp kim đồng beri. Tất cả nhiệt đến các nhánh đều được dẫn từ manifold; vì thế những nhánh này không thể điều khiển nhiệt độ độc lập. Nozzle thường được nối với manifold bằng mối lắp ren để cho khả năng truyền nhiệt là lớn nhất. Nozzle bao quanh bởi một bạc bên ngoài. Suốt quá trình khởi động nhựa sẽ tràn ra ngoài sang những rãnh khí giữa nozzle dẫn nhiệt và bạc bao quanh. Vật liệu này được giữ lại đó và đóng vai trò là lớp cách ly.
Những đặc trưng của hệ thống này là:

Chi phí thấp.
Không có bộ phận điều khiển nhiệt độ và nhiệt trở đi theo.
Bất lợi của hệ thống:
Chiều dài của nhánh giới hạn bởi vì nó được truyền nhiệt từ manifold.
Không có bộ điểu khiển nhiệt độ riêng lẻ tại các nhánh.
Điều khiển nhiệt độ ở nhánh phụ thuộc vào dạng phân phối nhiệt của manifold.

2.5.2 Miệng phun:

Hình 2.18 Miệng phun

2.5.2.1 Định nghĩa:

Miệng phun là vị trí cuối của kênh nhựa, là vùng quan trọng và có nhiều rắt rối nhất trong hệ thống HR. Nó khống chế chức năng của đầu nozzle, bất chấp nó có được đặt trong nozzle hay không. Miệng phun nó được phân thành dạng van nhiệt hoặc van cơ. Việc điều khiển miệng phun liên quan đến cả việc điều khiển dòng nhựa nóng và thời gian đóng mở miệng phun.

2.5.2.2 Những yêu cầu của miệng phun:

Chống lại sự đông đặc và ngắt dòng chảy vào lòng khuôn.
Không cho kéo sợi hoặc nhỏ giọt.
Cho phép lượng nhiệt truyền đến chi tiết là nhỏ nhất.
Mất mát áp suất nhỏ nhất.
Khu vực dòng chảy chết là nhỏ nhất.
Để lại dấu vết miệng phun là nhỏ nhất trên sản phẩm.

2.5.2.3 Phân loại miệng phun: có 2 loại miệng phun:

Hình 2.21: kết cấu miệng phun kiểu mở

Có thể dùng cho loại vật liệu tinh thể và vô định hình, các thông số của nó là: đường kính miệng phun, vùng làm mát miệng phun, và điều khiển nhiệt độ ở đỉnh miệng phun để tối ưu hoá chất lượng chi tiết. Miệng phun dạng mở để lại một vết nhỏ trên bề mặt chi tiết. Kích thước của vết này nó liên quan trực tiếp đến hình dạng hình học của miệng phun và đặc tính vật liệu. Vết này lớn hơn đường kính miệng phun, hơn nữa vết này nhô ra. Vì lý do này miệng phun thường lún vào vết lõm hình cầu để mà vết không đùn lên trên bề mặt chi tiết. Miệng phun dạng mở nhìn chung không phù hợp đối với loại vật liệu có chỉ số chảy cao hay ứng suất cắt cao.
Việc đóng kín miệng phun bằng nhiệt (tự hoá rắn) có thể thấy ở đầu phun dạng cạnh, dạng nghiêng (tip) và dạng mở khác. Việc làm nguội phần miệng phun sẽ khiến cho miệng phun nhựa tại miệng phun đông đặc và miệng phun bị đóng kín lại. Bởi vì dòng nhựa lúc này cần phải dừng lại, như vậy có một sự thay đổi nhiệt độ nhanh trong miệng phun. Trong quá trình dịch chuyển các thành phần khuôn thì cuống phun được lấy ra, và một chốt nhựa ngắn được hình thành trong miệng phun. Việc gỡ chốt nhựa diễn ra tại mặt cắt hẹp của phần côn của miệng phun. Độ đông đặc, hình dáng và kích thước của chốt nhựa này ảnh hưởng tới nhiệt độ của đầu phun khi đóng và khả năng mở lại của nó:

Với nhựa vô định hình thì chốt nhựa này mềm và dễ lấy ra.
Với các loại nhựa bán tinh thể nguội nhanh thì có sự thay đổi pha đột ngột, và sẽ hình thành chốt nhựa rắn và sẽ rơi ra khi có sự giảm nhiệt độ. Khả năng đẩy ra phụ thuộc vào độ dày của chốt nhựa. Điều kiện để cho chốt nhựa đóng vai trò như một cái van là sự giảm áp lực của dòng nhựa nóng chảy trong hệ thống HR. Nếu điều này không được đáp ứng thì có nguy cơ là chốt nhựa sẽ bị đẩy ra bởi áp suất dư của dòng nhựa trong manifold, và có thể tạo thành đuôi keo (kéo dài) không thể điều khiển được. Khi hệ thống hoạt động bình thường thì chốt nhựa bị đẩy ra bởi áp suất gia tăng trong quá trình phun kế tiếp.

Nhiệt độ quá thấp ở đỉnh của đầu phun gây ra cản trở đối với miệng phun, đó là sự hình thành lớp nhựa ở phía đầu nozzle, điều này bắt buộc máy phải dừng lại. Đôi khi chốt nhựa đông cứng và mắc kẹt trong miệng phun và nó ăn sâu vào thành của chi tiết. Ở lần phun tiếp theo nó bị đẩy vào trong lòng khuôn. Với nhựa vô định hình, nó có thể bị nóng chảy bởi dòng nhựa nóng chảy phun vào, nhưng với nhựa kỹ thuật bán tinh thể, đặc biệt là các loại như PA, POM, PBT … sẽ hình thành các vết nứt nhìn thấy được và nó có dạng nhựa đông lại như những cái que ở trên thành của sản phẩm. Do đó các nhà chế tạo nhựa loại này khuyên chúng ta nên sử dụng loại kênh dẫn ngắn dùng trong khuôn có nhiều khoang tạo hình với loại loại đầu phun dạng mở. Và nên có những giếng (hốc) đối diện miệng phun hoặc ở cuối các kênh dẫn để cho những phần nhựa nguội bị vướng nằm lại ở đó.
Nếu nhiệt độ miệng phun quá cao thì chốt nhựa có thể bị dòng nhựa đục thủng xuyên qua. Như vậy nhựa sẽ bị kéo thành sợi ở vị trí miệng phun từ bên trong của đầu phun. Việc nhựa bị kéo dây là khuyết điểm chính của loại đầu phun dạng mở. Và rất khó loại trừ nó.
Hiện tượng này phụ thuộc vào kết cấu và kích thước của miệng phun, đặc tính của nhựa và nhiệt độ. Việc hình thành sợi chỉ ngắn không tốt chút nào về mặt thẩm mỹ. Việc này có thể nhanh chóng làm hư mặt phân khuôn và nếu kéo dài về sau sẽ gây khó khăn lớn. Sử dụng miệng phun dạng tip sẽ giảm rủi ro trên, đặc biệt nếu có khả năng điều chỉnh nhiệt độ đầu tip. Việc kéo sợi ở miệng phun là đặc tính riêng của các loại nhựa PA, PP, PP/EPDM, HDPE, PET và PS, PC và thậm chí ABS đôi khi cũng có. Việc điều khiển miệng phun đóng kín yêu cầu sự tương tác giữa việc điều khiển nhiệt độ của đầu phun nozzle và làm mát khu vực miệng phun. Những khó khăn gắn với việc điều khiển nhiệt độ đối với loại miệng phun mở có thể được giảm bằng cách làm miệng phun dài ra, có nghĩa là di chuyển điểm vị trí gây khó khăn trên miệng phun ra xa bề mặt của chi tiết. Lựa chọn này thỉnh thoảng được dùng trong trường hợp nhựa tinh thể đặc nhanh (nó cũng được dùng để giảm ứng suất tập trung), cùng với việc phun vào những vị trí gây khó khăn như các hốc, rãnh và thường dùng trong khuôn phun ép có kênh dẫn nguội thông thường. Thậm chí miệng phun mở rộng có thể gây cản trở nếu như dòng nhựa từ đầu phun quá nóng.
Việc hình thành đuôi nhựa có thể gây ra khó khăn trong việc điền đầy khuôn. Vì lúc này khi đóng khuôn nó sẽ bị ép nằm giữa hai mặt phân khuôn tạo thành một lớp nhựa như một miếng nêm gây trở ngại cho miệng phun. Một giải pháp đưa ra là tạo hốc nhỏ hình hột đậu trong lõi ở phía đối diện với miệng phun, đặc biệt đối với sản phẩm thành mỏng. Những thuận lợi của việc này được xem xét như sau:

Nó làm dòng nhựa dễ dàng đồng đều.
Nó giúp làm nỏng chảy lớp nhựa gây cản trở miệng phun.
Làm giảm ứng suất nội trong chi tiết tại vị trí quanh miệng phun, vì có thể làm giảm sự không đồng đều về bề dày.
Làm dễ dàng điền đầy khuôn ngay cả khuôn có nhiều cavity.
Làm cho chi tiết bền hơn tại vùng lân cận miệng phun.

Việc phân tích này cho ta thấy ý nghĩa của việc áp dụng các nguyên tắc khác nhau để thiết kế hệ thống HR, nó phụ thuộc vào loại nhựa. Việc làm nguội miệng phun tốt là yêu cầu thiết yếu đối với nhựa vô định hình, thậm chí đối với nhựa tinh thể đông đặc chậm (PE, PP) cũng cần yêu cầu này.
Thiết kế tại vùng miệng phun và các kênh làm nguội cần phải đảm bảo sự giảm nhiệt độ nhanh để miệng phun được làm nguội trước khi khuôn mở, và để chốt nhựa được cắt đứt phù hợp. Việc làm nguội được thực hiện nhờ vào các kênh dẫn được khoan quanh miệng phun, hoặc trong tấm ghép.

Hình 2.22 Làm mát miệng phun

a ) Khoan rãnh làm nguội quanh miệng phun

Hình 2.23 Làm mát miệng phun dùng insert miệng phun

b ) Dùng insert miệng phun và tạo rãnh làm nguội quanh insert đó

Tấm ghép giúp việc làm mát tốt hơn, và có thể thay được. Việc làm mát miệng phun nên thiết kế sao cho nhiệt độ có thể phân bố đều và nó độc lập với nhiệt độ khoang tạo hình.
Đối với nhựa bán tinh thể có điểm nóng chảy xác định chính xác, thiết kế vùng miệng phun và việc điều khiển nó phải dự phòng nhiệt độ miệng phun cao được duy trì với sai số thấp. Điều này có nghĩa là tốt hơn ta nên cách nhiệt giữa vùng miệng phun với vùng làm nguội của khuôn, và khả năng gia tăng nhiệt độ truyền đến miệng phun. Việc điều khiển chính xác cần phải đảm bảo nhiệt độ chỉ dao động thay đổi nhỏ là tốt nhất với đầu dò nhiệt được đặt gần miệng phun. Ở trong thân của đầu phun, việc làm mát được điều chỉnh bằng cách bố trí đầu phun nozzle phù hợp. Đối với nhựa tinh thể đặc nhanh (như POM hoặc PA6), việc cách nhiệt miệng phun là cần thiết, với chiều dài giới hạn là ngắn nhất có thể. Đối với nhựa đặc chậm (PE, PP) cần có đường làm mát miệng phun, và chiều dài tiếp xúc nhỏ là tốt hơn cả.
Cũng có thể có đường làm mát bên trong thân đầu phun nó giúp cho việc điều khiển nhiệt độ của miệng phun dễ dàng hơn và nó cũng có thể dùng cho nhựa vô định hình.
Đối với đầu phun dạng vòng có cấp nhiệt bên trong thì ít bị có bị dính (bị kẹt). Khi nhựa được phun vào, nó tạo thành từng lớp sát thành khuôn, bởi vì đầu phun nóng nên nhựa không dính lên miệng phun. Khi nhựa vô định hình được phun thì những lớp này tạo thành keo dẻo gần miệng phun và dễ đẩy ra. Khi nhựa bán tinh thể được phun,thì có lỗ hổng do nhựa điền đầy tạo ra giữa lớp nhựa nguội và miệng phun, nhưng vì dòng nhựa nóng từ từ, ứng suất cắt bị giảm và độ nhớt tăng. Đỉnh miệng phun cung cấp dòng nhiệt không đổi để ngăn ngừa nhựa bị đông và gây nghẹt. Việc nhô ra không đáng kể của đỉnh phun giúp điều khiển dòng chảy tốt hơn. Trong đầu phun có hệ thống giúp cho việc điều khiển thay đổi nhiệt độ nhanh chóng, nó được trang bị giúp chống thất thoát nhiệt.

Hình 2.24 Sự thay đổi hình dáng sản phẩm cho phù hợp với hệ thống

Việc đặt miệng phun, và đặc biệt đối với miệng phun dạng vòng, trên bề mặt nghiêng, gây ra việc làm nguội miệng phun không đều và sự hình thành cuống nhựa lớn hơn. Như trong trường hợp này hình dáng của chi tiết có thể bị thay đổi như hình 4.11.

Miệng phun kiểu van:

Hình 2.25 Kết cấu miệng phun kiểu van

- Trong hình chỉ ra kết cấu loại miệng phun kiểu van. Chốt mở valve được vận hành bằng thuỷ lực. Trong cơ cấu thuỷ lực, piston và xylanh được đặt ở tấm trên. Trước khi ép, chốt valve ở vị trí thụt vào. Điều này làm cho lổ miệng phun mở rộng để cho phép nhựa chảy vào lòng khuôn. Trước khi nhựa tại miệng phun hoá rắn hoàn toàn, thì chốt di chuyển đến vị trí đóng valve. Lò xo ngăn chốt valve không cho phép nó điều khiển cùng lúc hoặc sự di chuyển của valve. Vì thế, hệ thống miệng phun kiểu valve thường được vận hành bằng cơ cấu thuỷ lực hoặc khí nén. Cơ cấu khí nén sử dụng các máy nén để cung cấp khí thông thường bị giới hạn khoảng 120 psi. Vì thế điều khiển valve bằng khí nén đòi hỏi đường kính của xy lanh khí phải lớn để vận hành và kìm kẹp , và cơ cấu vận hành bằng khí nén thì xét về lực, tốc độ và điều khiển vị trí không bằng cơ cấu vận hành bằng thuỷ lực. Cơ cấu vận hành bằng thuỷ lực thường sử dụng dầu của máy ép phun, nó có thể cung cấp áp suất lớn hơn 2000 psi. Nhưng với áp suất lớn hơn 2000 psi thì khó khăn cho lắp đặt và bảo trì hệ thống.

- Khi chốt lùi về thì nó tạo ra lổ miệng phun lớn, điều này có thể làm mất mát áp suất hơn so với thiết kế miệng phun kiểu open. Trong những ứng dụng khuôn tốc độ ép cao thì kiểu valve có khả năng giảm được thời gian chu kì ép, khi valve đóng thì nó cho phép nhựa hoá dẻo trong quá trình mở khuôn.

- Một trong những mục đích đầu tiên của việc sử dụng miệng phun kiểu van là để tạo ra một miệng phun hoàn thiện mà không có kéo sợi hay nhỏ giọt. Những loại miệng phun này thì nó có đặc điểm là để lại vết kiểu vòng nhỏ hơn những vết của miệng phun tiêu chuẩn. Việc loại trừ vết của miệng phun tiêu chuẩn thì thường cần thiết cho những loại khuôn làm các sản phẩm y tế. Một bề mặt hoàn mỹ sẽ loại trừ những nguy hiểm khi sử dụng các găng tay cho phẩu thuật và bảo vệ những y phục khác không rách bởi những vết để lại của miệng phun. Thuận lợi khác của nhánh có kết cấu khoá dừng là nó làm cho miệng phun có thể mở rộng đáng kể. Điều này làm cho quá trình có tốc độ chảy cao rất dể dàng hơn nhiều. Một vài điều bất lợi của kết cấu này là chi phí vốn cao, đắt tiền cho bảo trì và tạo ra nhiều rắt rối khi lắp ráp và vận hành khuôn (vì có thêm các chức năng để điều khiển). Thêm vào đó sự di chuyển các chi tiết gây ra mài mòn và có lúc sẽ gây rò rỉ ở nơi mà chốt xuyên qua manifold vào dòng chảy nhựa.

- Miệng phun đóng kiểu valve có dạng côn hoặc trụ. Với các chốt dừng dạng côn, thì đầu của nó phải bo tròn một góc để bịt kín tại vị trí tiếp xúc giữa bề mặt góc và lổ miệng phun. Bịt kín miệng phun được tạo ra do chốt côn áp vào lổ côn. Miệng phun dạng côn cũng hoạt động như một hệ thống dẫn hướng khi khuôn đóng. Kết cấu này đòi hỏi phải có bộ phận dẫn hướng chốt van trong trường hợp này đó là insert co. Nếu ở trạng thái đẩy mà không được điều khiển bằng cái này thì chốt sẽ bị uốn cong ở áp suất cao, gây ra mài mòn tại lổ miệng phun, có thể nhô ra lòng khuôn làm cho đầu chốt và lổ miệng phun mài mòn. Miệng phun mài mòn do cả hai đầu chốt và lổ miệng phun tiếp xúc nhau hoặc do vật liệu chảy. Vật liệu sử dụng có thể là một tác nhân gây mài mòn. Chốt côn sẽ tạo ra một lớp vật liệu đóng băng quanh phần bên trong đường kính của côn tại lổ miệng phun. Cái này nó giới hạn sự di chuyển của chốt. Một sự tích tụ quá mức sẽ gây ra một dấu nổi của chốt trên bề mặt sản phẩm, và việc đẩy ra cũng phức tạp.

- Đầu chốt thẳng thì nó loại trừ những vấn để xảy ra đối với chốt côn như sự hạn chế di chuyển của nó không tạo ra một bất kỳ chổ nào va đập vào bề mặt khác. Tuy nhiên, nó làm tăng thêm rắc rối về vấn đề định tâm. Một chốt không định tâm tốt sẽ gây ra mài mòn giữa đầu chốt và lổ miệng phun. Khi đẩy sản phẩm ra nó sẽ đẩy vật liệu tại chổ hở làm tăng vết của miệng phun trên sản phẩm. Thêm nữa, nếu không có phần côn sẽ làm tăng khoảng hở giữa chốt và lổ khi chịu mài mòn. Một chốt côn sẽ hạn chế mài mòn hơn, các trạng thái đóng mở của nó có thể thường được hiệu chỉnh để duy trì bịt kín. Thêm nữa, vật liệu nhựa đông đặc xung quanh bên trong lổ miệng phun kiểu thẳng sẽ được đẩy sang sản phẩm khi chốt đóng. Điều này sẽ tạo ra nhiều vấn đề đối với sản phẩm.

- Khi chốt valve di chuyển xuống thì nó ép và đẩy vật liệu trong lổ sang lòng khuôn. Để đạt được hiệu quả làm kín tốt thì chốt côn phải chạm vào bề mặt côn của khu vực đầu miệng phun.

- Sự di chuyển xuống của chốt valve có thể được dừng lại bởi một khoá dừng tại đáy của chốt valve. Cách này và một vài biện pháp khác của việc điều khiển các trạng thái đóng mở có thể giúp loại trừ nguy cơ phá huỷ ở tại đầu chốt và lổ miệng phun. Khi thiết kế tấm insert miệng phun, phải xem xét đến mài mòn gây ra bởi sự ma sát tuần hoàn xảy ra của chốt valve. Những vấn đề với thiết kế này bao gồm đông đặc nhựa ở thành trong của lổ miệng phun côn. Vật liệu đông đặc này sẽ ngăn ngừa hoàn toàn các chốt tiến lên trên. Kết quả sẽ để lại một bề mặt trụ nhỏ trên sản phẩm.

- Hình trụ, không có côn, thiết kế chốt valve đóng ngắt để loại trừ những vấn đề này. Những chốt không côn sẽ bịt kín quanh chu vi của nó sử dụng chế độ dung sai lắp chặt trên khu vực đầu miệng phun hình trụ. Khi chốt valve đi xuống, nó đẩy nhựa từ lổ miệng phun sang lòng khuôn giống như bittông. Thiết kế này đáng tin cậy với dung sai lắp chặt giữa đường kính ngoài của chốt valve và đường kính trong của lổ miệng phun.

- Kiểu này rất dể bị mòn, nó sẽ tạo ra dạng lổ hỏng hình vành khăn tạo hình bởi chốt valve với lổ trong của miệng phun. Một vòng nhỏ dạng vành khăn có thể tạo hình trên sản phẩm khi độ mòn giữa chốt valve và lổ miệng phun tăng.

- Cả hai kiểu chốt này làm việc tốt cho hầu hết các loại nhựa, vô định hình và bán tinh thế. Nó chỉ giới hạn với những loại nhựa có những tác nhân mài mòn. Thiết kế côn thường tốt hơn với những tác nhân gây mòn bởi vì nó có khoảng dung sai lớn hơn cho mài mòn.

- Cả hai thiết kế miệng phun kiểu valve đòi hỏi phải đảm bảo định tâm tốt giữa lổ miệng phun và chốt valve để mà hạn chế mài mòn. Thêm nữa, điều khiển các trạng thái đóng mở của chốt sẽ làm bịt kín miệng phun và có tạo vết trên sản phẩm do phần nhô ra của chốt hay không. Điều chỉnh dãn nở nhiệt cũng rất cần thiết cho thiết kế và vận hành.Miệng phun kiểu valve tuần tự

Hình A: Phun đồng thời Hình B: Phun tuần tự

Hình 2.26 Sự khác nhau giữa phun tuần tự và phun đồng thời

- Điều khiển đúng lúc mỗi valve tại đúng một thời điểm. Nó có khả năng loại trừ những đường hàn ở chi tiết sử dụng nhiều miệng phun bằng cách điều khiển miệng phun mở theo một dòng chảy liên tục. Hình A chỉ ra mặt cắt ngang của chi tiết được điền đầy đồng thời. Điều này sẽ tạo ra trên sản phẩm nhiều đường hàn. Hình B chỉ ra cũng cùng một sản phẩm được tạo hình với cùng số miệng phun nhưng được mở tuần tự theo dòng chảy của nhựa điền đầy sản phẩm. Lúc đầu một trong các miệng phun sẽ mở và nhựa được đẩy vào. Nhựa cho phép đưa ra phía trước và chảy qua miệng phun thứ 2 gần kề với nó. Khi nhựa đã chảy qua miệng phun thứ 2, miệng phun này mở và tiếp tục điền đầy đến miệng phun thứ 3. Miệng phun thứ 3 mở và cứ tiếp tục như vậy cho đến khi điền đầy phần còn lại của sản phẩm. Loại này loại trừ được sự hình thành của đường hàn.

- Một sự thay đổi khác của hệ thống miệng phun mở tuần tự sẽ tạo ra đường hàn, nhưng có thể sử dụng điều này để điều khiển vị trí của đường hàn trên sản phẩm.

Miệng phun kiểu valve core:

Hình 2.27 Miệng phun kiểu valve core

Kiểu này ứng dụng để ép những sản phẩm có dạng lổ tại tâm chi tiết như bánh răng nhựa, chi tiết dạng ống,...

Hình 2.28 Bánh răng nhựa sử dụng miệng phun kiểu valve core

Một kiểu đóng mở van miệng phun khác:

- Một kiểu khác để đóng mở van là sử dụng một xy lanh thuỷ lực hay khí nén rời kết hợp với cơ cấu đóng mở miệng phun. Kiểu này thiết kế phức tạp và thường dùng đối với khuôn một lòng khuôn, sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng, với miệng phun kiểu van.

Hình 2.29 Kết cấu valve của loại phun thẳng

Chế tạo miệng phun. Để thực hiện việc tối ưu độ bền của vùng quanh miệng phun trong khuôn, nên sử dụng loại thép dễ uốn (thép làm việc ở chế độ nóng, ví dụ DIN 12343), với độ cứng khoảng 48-50 HRC. Tránh làm cứng bằng cách thấm Nitơ hoặc Chrome. Việc đánh bóng và bo tròn các góc cạnh được thực hiện để giảm ứng suất bên trong. Nơi miệng phun được gia công thì dễ bị giòn và cần được lưu ý.

Loại miệng phun dạng ghép có thể thay thế được giúp ta sử dụng các đầu phun linh hoạt hơn. Ta có thể thay đổi dạng miệng phun mà không cần phải thay đổi toàn bộ đầu phun nozzle.
Phần lớn các nhà chế tạo, ví dụ như D-M-E Belgium, INCOE, Mold-Master, PSG Plastic Group, cung cấp các loại nozzle với nhiều kiểu miệng phun lắp ghép khác nhau, nó giúp cho việc sử dụng được linh hoạt hơn ví dụ như ta có thể thay loại miệng phun dạng mở thành loại miệng phun dạng tip mà không cần thêm chi phí trong việc thay đổi đầu phun nozzle. Việc đó cũng giúp làm tối ưu hoá việc sử dụng miệng phun. Những đầu nozzle có miệng phun thay thế được thì thường được dùng cho nhựa có tính chất gây mài mòn khuôn.

Hình 2.30 là một ví dụ cho loại đầu phun có miệng phun thay thế đựơc.

Cần có sự cách nhiệt giữa đầu phun keo nóng và khuôn nguội, vì khi nhiệt độ khoang tạo hình tăng lên sẽ làm cho thời gian làm nguội bị kéo dài hơn hoặc gây ứng suất cục bộ trong khuôn.

2.5.3 Manifold :

Kết cấu manifold

Hình 2.31: Kết cấu manifold

(1) Thân manifold : được làm từ hợp kim hoặc thép không rỉ.

(2) Rãnh nhựa : để nhựa lỏng có thể chảy trong nó, yêu cầu càng nhẵn càng tốt.

(3) Chốt giới hạn: phải kín để tránh rò rỉ nhựa hoặc không bị trượt khi chịu áp suất cao trong quá trình hoạt động, nhưng cũng phải tháo lắp dể dàng khi cần bảo trì hệ thống.

(4) Chốt xuyên: Thêm chốt này để có thể đảm bảo nhựa không rò rỉ với áp suất cao, đây là thiết kế để an toàn.

(5) Đầu ren: để dể dàng cho lắp ráp.

(6) Lớp bọc điện trở manifold: làm từ vật liệu kim loại dễ uốn, có hệ số truyền nhiệt rất cao, nó được nén bên trên bộ gia nhiệt vào các rãnh gia nhiệt có sẵn trên thân của manifold. Cung cấp sự duy trì nhiệt độ cho manifold.

(7) Nhiệt trở hình ống: được sắp xếp bố trí xung quanh chu vi của manifold, nó phải bù được nhiệt độ mất mát trên bề mặt của manifold và không được làm nhựa quá nhiệt sẽ dẫn đến cháy, và tạo những vết đen trên sản phẩm.

(8) Đây là bộ gia nhiệt thứ hai của hệ thống.

Manifold được sử dụng khi phun gián tiếp qua nhiều miệng phun, manifold đóng vai trò là tấm phân phối nhựa từ vòi phun của máy đến các lòng khuôn. Đối với những lòng khuôn đồng nhất thì việc cân bằng manifold chỉ cần cân bằng tự nhiên, tức là cân bằng đường kính và chiều dài kênh dẫn cho giống nhau, còn đối với những lòng khuôn khác nhau hoặc một lòng khuôn nhưng với nhiều miệng phun ở các vị trí khác nhau (đối với những sản phẩm lớn) thì cần phải cân bằng manifold.

Kênh nhựa gia công càng bóng càng tốt để nhựa dễ chảy và không bị kẹt ở chổ quanh co. Kênh dẫn phải được khoan, khoét. Tại những góc co thì có những thiết kế như hình sau:

Hình 2.32 : insert co đối với miệng phun kiểu van

Hình 2.33: insert co đối với miệng phun kiểu mở

Đường kính của kênh dẫn manifold được tra theo bảng sau:

Đường kính kênh dẫn (mm)

Chiều dài kênh dẫn (mm)

Trọng lượng phun/lòng khuôn (g)

5

6

8

6 - 8

8 - 10

10 - 14

Khoảng 200

200 – 400

Trên 400

Khoảng 25

50

100

(theo kênh dẫn nóng technology)

2.5.4 Bạc cuống phun kênh dẫn nóng.Hình 2.34: bạc cuống phun

Bạc cuống phun là bộ phận giúp nhựa từ vòi phun của máy đến manifold. Để đảm bảo nhiệt đồng đều trong hệ thống kênh dẫn thì ngay tại bạc cuống phun này nhựa cũng phải được gia nhiệt và điều khiển nhiệt độ giống như các phần khác của hệ thống kênh dẫn nóng. Nếu nhiệt độ của khu vực này quá thấp đối với những vật liệu nhạy ở nhiệt độ cao thì bề mặt của sản phẩm sẽ không đạt chất lượng. Vì thế phải gia nhiệt cho bạc cuống phun. Đây là một chi tiết tiêu chuẩn được nhiều hãng lớn sản xuất và đạt chất lượng rất tốt.

2.5.5 Gia nhiệt cho nozzle và miệng phun

Trong thiết kế và vận hành của kênh dẫn nóng có nhiều vấn đề cần phải xem xét:

- Vị trí của bộ cung cấp nhiệt để phân bố nhiệt độ đồng đều.

- Lượng nhiệt cần thiết cho quá trình.

- Bảo trì và thay thế bộ cấp nhiệt.

- Lắp đặt và thay thế đầu dò nhiệt.

- Bộ điều khiển nhiệt độ.

- Xử lý quá trình khi khởi động và vận hành.

Lựa chọn bộ cấp nhiệt dựa vào thiết kế, định vị, lắp đặt, và điều khiển cần đánh giá khi sử dụng HR để tránh dư thừa thời gian chết do sai lầm và tiến hành việc điều khiển theo ý muốn. Bộ cung cấp nhiệt phải đáp ứng những yêu cầu tối thiểu như: điện năng, công suất, sự phân bố của cuộn dây điện trở, và hiệu điện thế có thể nằm trong khoảng 5 đến 480V.

Có 3 kiểu cấp nhiệt cơ bản thường dùng để gia nhiệt cho nozzle và miệng phun:

- Kiểu cuộn coil.

- Kiểu dãy (band).

- Kiểu cartridge (vỏ đạn).

Cần phải chú ý rằng hầu hết những bộ cung cấp nhiệt điều hút ẩm khi chúng không bị nung nóng. Hơi ẩm có thể có nguồn gốc từ không khí và có thể làm hư hỏng bộ cung cấp nhiệt dễ dàng. Bởi vì bộ cung cấp nhiệt bị đốt nóng và yêu cầu cần phải thay thế nên chúng cần phải dễ tiếp cận và thay thế.

2.5.5.1 Kiểu cấp nhiệt dạng cuộn coil:

Hình 2.35 Điện trở dạng coil

Kiểu cấp nhiệt này được dùng phổ biến cho hệ thống cấp nhiệt bên ngoài như cuống phun và nozzle. Có một sợi dây tóc cấp nhiệt bao quanh trong ống bảo vệ. Sợi dây tóc được cuộn tròn bên trong vỏ bảo vệ và hai đầu của nó đều nằm về cùng một phía, cuộn dây được phân cách bởi một lớp vô cơ. Vỏ bảo vệ thì bền và có thể bao lấy thân hình trụ của nozzle. Loại cấp nhiệt này cho độ bền rất tốt.

Bộ cấp nhiệt kiểu này cũng có dạng tròn hoặc gần giống như hình chữ nhật. Dạng hình chữ nhật sẽ cải thiện việc tiếp xúc khi bao quanh nozzlevà có thể có ý nghĩa trong việc cải thiện khả năng truyền nhiệt. Mật độ điện năng của loại này có thể lên đến 100W/in2. và có thể đạt đến nhiệt độ 10000C. sự phân bố nhiệt độ dọc theo nozzle phụ thuộc vào dạng quấn của cuộn dây. Mật độ của cuộn dây tăng trong vùng mất nhiệt nhiều, như là đỉnhphun và vai nơi mà nozzle tiếp xúc trực tiếp với khuôn nguội.

Loại này có thể bao lấy bên ngoài của nozzle và bố trí trong nó, hoặc là bố trí trong band. Band nhìn chung được tạo từ hai loại vật liệu đồng và thép không gỉ. Đồng có vai trò cải thiện nhiệt độ phân bố dọc theo nozzle, trong khi đó thép không gỉ giúp cách biệt nhiệt mất mát vào khuôn xung quanh.

2.5.5.2 Cấp nhiệt dạng Band:

Hình 2.36 Điện trở dạng band

Loại này hoặc cách biệt bằng mica hoặc là loại cách biệt bằng vô cơ, chúng được dùng phổ biến cho cấp nhiệt cuống phun, nozzle và manifold dạng ống (hình 12.2). loại này bao gồm dây tóc được cuộn bên trong một tiết diện phẳng nằm trong ống. Các sợi dây tóc được cách với nhau bằng mica hoặc chất vô cơ.

Loại cách biệt bằng mica thì có giá thấp, vận hành ở nhiệt độ lên tới 3700C và mật độ phân bố điện năng giới hạn nhỏ hơn 45W/in2. để kéo dài tuổi thọ của chúng. Thật tốt nếu như toàn bộ bề mặt của bộ cấp nhiệt này có sự tiếp xúc tốt với nozzle để tránh những điểm nóng và sớm hư hỏgn bộ cấp nhiệt. Những loại nàyh thì tốt hơn đối với những ứng dụng nhiệt độ thấp và sẽ yêue cầu thay thế thường xuyên hơn các loại khác.

Loại cách nhiệt bằng vô cơ có sự mở rộng nhiệt độ làm việc lên đến khoảng 7600C và mật độ điện năng có thể tăng gần 100W/in2 . Loại này thì thích hợp hơn trong việc sử dụng nhựa có nhiệt dộ xử lý cao và bền hơn loại sử dụng mica.

2.5.5.3 Cấp nhiệt dạng vỏ đạn:

Hình 2.37 Cấp nhiệt dạng vỏ đạn

Loại này gồm dây điện trở bên trong vỏ ống cứng. Loại này được cung cấp ở dạng ống thẳng và không thể uốn cong. Chúng nhìn chung phù hợp với lỗ khoan. Tương tự như dây điện trở, sự phân bố nhiệt độ của nó có thể được truyền bằng cách điều khiển mật dộ dây dẫn bên trong ống. Phổ biến là mật độ gia tăng ở hai đầu.

Loại này thường được dùng để cấp nhiệt bên trong cho nozzle và manifold và một số trường hợp cấp nhiệt bên ngoài manifold. Khi sử dụng để cáp nhiệt bên trong nozzle và manifold thì vỏ được thiết kế để chịu được sự tiếp xúc trực tiếp với nhựa . khi nó được đặt bên trong lỗ khoan thì lỗ phải có đường kính phù hợp với đường kính của bộ cấp nhiệt. Việc tiếp xúc không tốt là vấn đề phổ biến và là kết quả dẫn đến quá nhiệt và lảm giảm tuổi thọ. Để cực tiểu vấn đề này thì bộ cấp nhiệt được phủ xung quanh một lớp bột nhão dẫn nhiệt.

Loại này có thể sử dụng ở mật độ điện năng cao và thấp. Kiểu mật độ điện năng cao được dùng khi không gian được giới hạn, nhưng chúng có tuổi thọ tương đối ngắn. Do đó kiểu mật độ điện năng thấp thì thích hợp hơn khi không gian cho phép. Mật độ điện năng cao có thể đạt đến 200W/in2, và nhiệt độ có thể vượt quá 6500C.

2.5.5.4 Công nghệ ống nhiệt:

Hình 2.38 Cấp nhiệt dạng ống

Ống nhiệt bao gồm vỏ kín thường làm bằng đồng hoặc nhôm, bề mặt bên trong chứa vật liêu mao dẫn. Bên trong vỏ kín là chất lỏng có áp suất riêng đi vào lỗ chứa vật liệu mao dẫn. Nhiệt cung cấp tới mọi điểm trên bề mặt của ống nhiệt là do chất lỏng trong ống tại điểm đó được nung sôi và chuyển thành trạng thái hơi.Ở trạng thái hơi nó chứa đựng một lượng nhiệt hoá hơi trong nó. Sau đó do hơi này chịu áp suất cao nên nó di chuyển bên trong ống nhiệt tới vị trí nguội hơn và tại đó nó ngưng tự và toả nhiệt. Quá trình này tiếp tục truyền nhiệt từ đầu này đến đầu kia của ống .

Loại này có hiệu suất dẫn nhiệt cao hơn nhiều lần so với kim loại tạo ra chúng. Nhiệt truyền hay khả năng truyền nhiệt được đặc trưng bằng giá trị năng lượng trên trục (APR). Đây là năng lượng di chuyển dọc trục của ống. Đường kính ống càng lớn thì giá trị APR càng cao. Ngược lại ống nhiệt càng dài thì giá trị APR càng nhỏ. Ống nhiệt có thể được sản xuất với nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau.

Ống nhiệt cung cấp sự phân bố nhiệt đồng nhất rất tốt. Khi sử dụng trong hệ thống HR thì đặc tính này có thể giúp đảm bảo sự ổng định trong suốt quá trình tạo hình sản phẩm. Nó cũng không có các ràng buộc bên ngoài như loại tấm cấp nhiệt, cần phải phân bố điện nang ổn định cho nguồn nhiệt. Điều này cũng giúp làm cực tiểu khả năng tồn tại của thời gian chế do bảo trì thiết bị điện gây ra. Thêm vào đó, hệ thống sử dụng công nghệ ống nhiệt có thể cung cấp sự khởi động nhanh hơn và thời gian để khôi phục ngắn hơn và nhiệt độ ổn đinh hơn trên bề mặt khuôn. Thuận lợi chính của công nghệ ống nhiệt kết hợp chặt chẽ với hệ thống HR là khả năng duy trì nhiệt phân bố đồng đều.

2.5.6 Cấp nhiệt cho khối manifold

Trong suốt gia đoạn ngắn nhiệt độ tăng lên, khối manifold cùng với nhựa bị hoá rắn được gia nhiệt trong suốt thời gian t. Sau khi đạt đến nhiệt độ này, thì nhiệt được cấp vào chỉ để bù vào sự mất mát nhiệt do dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.

Có một thiết khác cho bộ phận gia nhiệt. Trong đó khối manifold đóng vai trò như một nguồn nhiệt cấp gián tiếp đến nozzle hoặc torpedo (ngư lôi). Yêu cầu đầu tiên của hệ thống cấp nhiệt là độ đồng nhất nhiệt độ cao ở các phần của khối manifold. Mất mát nhiệt độ là lý do mà yêu cầu này khó đạt được, mặc dù điều này có thể giảm tối thiểu nhưng không thể loại trừ hoàn toàn.

Có 2 thiết kế của khối manifold phân loại theo hệ thống gia nhiệt:

Gia nhiệt bên ngoài.
Gia nhiệt bên trong.

Hình 2.39: A – loại gia nhiệt bên trong, B – loại gia nhiệt bên ngoài. Hình bên biểu diễn phân bố vận tốc trong 2 hệ thống trên

Với hệ thống gia nhiệt bên ngoài thì nguồn nhiệt được đặt bên ngoài của kênh nhựa. Còn gia nhiệt bên trong thì đặt ở bên trong kênh nhựa. Khi sử dụng hệ thống gia nhiệt bên trong thì phải giảm tiết diện ngang của bộ phận gia nhiệt.

2.5.6.1 Điện trở gia nhiệt kiểu vỏ đạn hình trụ:

Có 2 loại điện trở có hiệu suất cao: loại nén cứng với đạt được khoảng 50W/cm2 và loại nén nhẹ khoảng 6.5 W/cm2 bề mặt. Nguyên lí thiết kế loại điện trở này thể hiện ở hình sau:

Hình 2.40 Điện trở gia nhiệt kiểu vỏ đạn hình trụ

Lắp ráp điện trở này với lổ sử dụng mối lắp chặt H7. Để tránh những đóm đen cục bộ, những cái này sẽ dẫn đến sự hư hỏng bộ gia nhiệt. Lắp ráp phải đảm bảo vừa vặn dọc theo toàn bộ chiều dài của nó. Sử dụng một lớp “bột nhão gia nhiệt”(heat sink paste) để làm tăng thêm truyền nhiệt để dễ dàng lắp ráp và tháo bộ gia nhiệt.

Lỗ để gắn điện trở phải được thiết kế dễ dàng cho lắp ghép.
Phải chú ý đến phần đầu và phần đáy của điện trở gia nhiệt này vì nó có phần nguội. Điều này làm phân phối nhiệt không đồng đều theo hướng trục của điện trở. Để cân bằng biên dạng nhiệt thì nó thường được thêm vào một lớp đồng ở đáy. Ngoài ra điện trở còn được kéo dài ra khỏi khối manifold phần nguội của nó. Chiều dài của vùng không được gia nhiệt được cung cấp bởi nhà chế tạo.
Một điện trở có hiệu suất cao thì nó phải có dung sai đường kính khoảng (-0.02 -> -0.06)
Loại điện trở này cũng có thể tích hợp cập nhiệt điện gắn ở phần đáy của nó, cập nhiệt điện này đo nhiệt độ của điện trở và của khối manifold.
Các phương pháp thiết kế để lắp ráp điện trở này với khối manifold:

Hình 2.42: Kiểu lắp ráp này đòi hỏi chế tạo chính xác rất cao.

Hình 2.43: Điện trở được lắp tấm manifold đã bị cắt, sau đó lắp lại bằng bulông. Biên dạng tiếp xúc được điều chỉnh theo biến dạng đàn hồi, khả năng truyền nhiệt rất tốt và dễ dàng lấy điện trở ra khi cần thiết.

Hình 2.44 Đây là một cách lắp ráp điện trở khác.

2.5.6.2 Điện trở hình vỏ đạn kiểu côn:

Đây là một kiểu điện trở gia nhiệt có góc côn khoảng 1:50, nó có một lớp vỏ chống axit được làm từ thép không rỉ 1.4541 (X10CrNiTi18 10), được gia công ren để tháo lắp. Các lổ côn được gia công bằng những mũi khoan và khoét tiêu chuẩn. Kết cấu này dể dàng tháo lắp.

Hình 2.45 Điện trở hình vỏ đạn dạng côn

2.5.6.3 Điện trở gia nhiệt hình vỏ đạn kiểu tạo ren:

Hình dưới đây chỉ ra kết cấu một điện trở gia nhiệt kiểu này được tạo ren ngoài M12 x1, vỏ làm từ thép không rỉ 1.4541.
Tạo ren sẽ làm gia tăng khả năng truyền nhiệt trên bề mặt ở phần tiếp xúc giữa các ren, nhưng khoảng hở giữa 2 phần của mối lắp ren cũng sẽ tăng lên khi vặn chặt. Chỉ một bên biên dạng tiếp xúc, vì thế chúng không làm gia tăng khả năng truyền nhiệt trên bề mặt vỏ. Do vậy kiểu mối lắp ren không đáp ứng được yêu cầu về truyền nhiệt.

Hình 2.46 Điện trở gia nhiệt kiểu ren.

Hình 2.47 Chỉ ra khả năng dẫn nhiệt và khoảng trống tạo ra giữa mối lắp.

2.5.6.4 Điện trở gia nhiệt dạng ống:

Điện trở gia nhiệt dạng ống thích hợp để gia nhiệt các rãnh nhựa nóng trong khối manifold, bởi vì chúng có thể lắp ráp riêng lẻ và có vòng đời rất lâu. Chúng được thiết kế chống lại tải trọng bề mặt giữa 1- 10 W/cm2 phụ thuộc vào chiều dài của vùng gia nhiệt. Chúng có thể được uốn cong với bán kính nhỏ nhất.
Điện trở này có thể là dạng thẳng, cong hoặc uống khúc. Để tối ưu cho hiệu quả truyền nhiệt có thể sử dụng các lớp nhôm, đồng thau, đồng, hợp kim đồng, niken hoặc gắn vào một lớp bột than dẫn nhiệt. Cho dù hệ số dẫn nhiệt thấp hơn đồng nhưng lớp than dẫn nhiệt với chi phí thấp vẫn được sử dụng.

Hình 2.48 Điện trở gia nhiệt dạng ống, a và b là khu vực không được gia nhiệt.

Hình dưới đây chỉ ra 2 thiết kế khác nhau để lắp đặt điện trở gia nhiệt này. Rãnh phay trên manifold sẽ được vát mép.

Hình 2.49 Dùng lớp phản xạ để lắp ráp điện trở

a: lớp phản xạ (reflector sheet), b: điện trở ống, c: rãnh manifold, s: khoảng hở

Hình 2.50 Lắp đặt điện trở, rãnh trên manifold được vát mép.

Hình dưới đây chỉ ra điểm khác nhau quan trọng của điện trở giữa lòng khuôn số 1,3 và 2,4. Những chi tiết được sản xuất từ lòng khuôn 1 và 3 thì sức bền thấp hơn những chi tiết từ lòng khuôn 2 và 4. Sau khi thay đổi sơ đồ của điện trở gia nhiệt như hình 5... thì sức bền của 4 sản phẩm giống nhau. Để đạt được tính đồng nhất về nhiệt trong toàn bộ khối manifold thì thường sử dụng 2 điện trở dạng ống cho cả 2 bên của tấm manifold. Nếu mất mát nhiệt (gây ra bởi khoảng trống) được giảm đáng kể bởi sự thiết kế và lựa chọn vật liệu đúng đắn.

2.5.6.5 Tấm điện trở gia nhiệt:

Điện trở dạng ống được gắn vào khối đặc – tấm điện trở - sử dụng hợp kim đồng hoặc nhôm. Tấm điện trở này được bắt vít với khối manifold để tạo ra sự tiếp xúc tốt giữa các lớp bề mặt. Để giảm đến mức tối thiểu mất mát nhiệt do bức xạ, bề mặt của tấm điện trở này phải được mạ nicken.

2.5.6.6 Điện trở gia nhiệt dạng tấm mỏng:

Tương tự như tấm điện trở, điện trở dạng tấm mỏng đặt bắt bulông lên khối manifold để tạo ra mặt tiếp xúc tốt, điện trở này đảm bảo độ đồng đều nhiệt rất tốt. Hình dạng của tấm điện trở này có thể thiết kế theo dạng của manifold, có thể cắt biên dạng ngoài và tạo các lổ thông. Khả năng dẫn nhiệt của điện trở dạng tấm mỏng dùng thép không rỉ là 11.5 W/cm2.

Hình 2.56 Yếu tố gia nhiệt dạng tấm.

2.5.7 Điều khiển nhiệt độ:

2.5.7.1 Đầu dò nhiệt

Việc đặt đầu dò nhiệt cần được xem xét cẩn thận để có thể đạt được khả năng điều khiển nhiệt độ như mong muốn. Đầu dò nhiệt loại J và loại K có thể được đặt bên trong hầu hết các đầu nung dạng vỏ đạn và dạng tấm. Điều này khá phổ biến với bộ cấp nhiệt dạng vỏ đạn dùng trong hệ thống cấp nhiệt bên trong. Khi sử dụng cho đầu phun nóng thì đầu dò nhiệt nên được đặt gần đỉnh miệng phun nơi mà việc điềukhiển nhiệt độ hết sức quan trọng.
Khi sử dụng với hệ thống câp nhiệt bên ngoài thì vấn đề quan trọng là nhiệt độ của thép gần kênh dẫn nhựa cần được đo. Đầu dò nhiệt được đặt giữa đầu nung và kênh dẫn nhựa với độ nghiêng gần giống với kênh dẫn. Vấn đề quan trọng nữa là cần phải nhớ rằngnhiệt độc của nhựa nóng chảy trong kênh dẫn chứ không phải là nhiệt độ của đầu nung cần được điều khiển. Việc lắp đặt ở vị trí có mất mát nhiệt cao như gần khoảng trống hoặc những vùng khác tiếp xúc với khuôn xung quanh thì cần phải tránh. Những vị trí này có thể cho nhiệt độ thấp là do sự duy trì của manifold ở trạng thái quá nhiệt.
Người ta luôn mong muốn rằng có thể thay thế được đầu dò nhiệt khi cần. Do đó việc định vị và lắp đầu dò nhiệt cần đảm bảo vịêc thay thế dễ dàng.

2.5.7.2 Bộ điều khiển nhiệt độ:

Bộ điều khiển nhiệt độ được sắp xếp theo mức độ tinh vi từ vòng lặp mở đến vòng lặp đóng rồi đến điều khiển PID. Bộ điều khiển vòng mở là cơ bản nhất và có khả năng điều khiển thấp nhất. Ở đây bộ điều khiển cung cấp một dòng điện hằng số cho đầu nung được thiết lập. Dòng điện được điều khiển bằng tay cho đến khi đạt được nhiệt độ mong muốn. Nếu như có bất cứ thay đổi nào trong môi trường hoặc quá trình thì dòng điện hiện tại sẽ phải được điều chỉnh để đền bù.
Hệ thốn điều khiển dạng vòng lặp kín được xem xét khi có sự thay đổi trogn quá trình hay môi trường. Hệ thống này sử dụng đầu dò nhiệt truyền tới màn hình quản lý và nhiệt độ tự động thay đổi tương ứng. Cách ứng xử và thời gian mà hệ thống vòng lặp kín tác động còn phụ thuộc vào mức độ tinh vi của nó.
Hệ thống điều khiển tích hợp PID cung cấp mức độ điều khiển cao nhất. Mức độ điều khiển tỷ lệ, mức độ điều khiển tích phân và điều khiển vi phân.
Để bảo đảo hệ thống kênh dẫn nóng hoạt động tốt , thì năng lượng cần thiết của hệ thống phải được xác định một cch thoả đáng. Sau đây là các bước xác định năng lượng cần thiết cho hệ thống kênh dẫn nóng.

2.5.7.3 Cách nhiệt trong hệ thống HR:

Một trong những đối tượng thiết kế trong hệ thống HR là giữ nhiệt cần thiết để nung nóng nhựa trong kênh dẫn. Đây là điều mong muốn để cực đại hoá việc điều khiển và phân bố nhiệt độ của vật liệu nhựa và để cực tiểu hiệu quả tiêu cực của việc truyền nhiệt tới các thành khuôn xung quanh và máy.
Nhiệt bị mất mát qua dẫn nhiệt, bức xạ, và đối lưu. Phương tiện hiệu quả nhất của truyền nhiệt trong các tấm thép là qua dẫn nhiệt. Do đó cực tiểu hoá việc dẫn nhiệt từ HR tời các thành khuôn xung quanh là sự tập trung chủ yếu trong thiết kế hệ thống HR. . để cực tiểu hoá sự dẫn nhiệt, thì những thành phần được nung nóng cần được cô lập với xung quanh chúng bằng moọt lớp cách nhiệt bằng không khí hay nhựa trong vùng mà tiếp xúc trực tiếp với tấm khuôn xung quanh, và vùng tiếp xúc cần phải làm được cực tiểu hoá. Thêm vào đó vật liệu dẫn nhiệt thấp được dùng để làm cực tiểu sự truyền nhiệt. Titanium được dùng phổ biếnvì sức bean nén và khả năgn dẫn nhiệt thấp của nó .
Loại manifold cấp nhiệt bean ngoài bình thường được treo lơ lửng, và được đỡ bằng cụm đỡ manifold sử dụng nhữg miếng lout. Những miếng lout này được thiết kế sao cho cực tiểu bề mặt tiếp xúc. Hầu heat chúng được làm từ vật liệu có khả năng dẫn nhiẹt thấp bao gồm titanium và ceramics. Nhữgn vị trí tiếp xúc khác với khuôn bao gồm chốt định vị cái mà đièukhiển vị trí tương đối của manifold với đầu nozzle.
Toàn bộ hệ thống HR nên được đóng kín để cực tiểu hoá sự mất nhiệt từ sự đối lưu. Truyền nhiệt bằng bức xạ có thể được làm cực tiểu bằng cách giữ nhiệt và làm sạch cũng như đánh bóng những bề mặt xung quanh. Điều này sẽ cực tiểu hoá cả hai hướng phát nhiệt từ các phần nung nóng từ các bề mặt hấp thu bức xạ ở xung quanh.
Nhìn chung các nozzle chịu nén phù hợp có ít nhât hai điểm tới hạn trong việc tiếp xúc với khuôn: gần đỉnh phun và ở vai của nozzle. Diện tích bề mặt tiếp xúc ở cả hai vị trí này được giữ cực tiểu để giới hạn việc truuyền nhiệt từ đầu phun nóng vào trong thành khuôn lạnh. Vòng làm khít giữa nozzle và manifold yêu cầu áp lực của vai nozzle giữa manifold và tấm đỡ cavity. Sự truyền nhiệt giữa vài nóng và khuôn lạnh được cực tiểu hoá bằng cáhc đièukhiển vùng tiếp xúc. Tuy nhiên, vùng tiếp xúc phải đủ lớn để chịu được áp suất tại vị tiếp xúc để có thể làm kín khít.
Đầu nung nozzle bình thường được thiết kế để gia tăng mật độ phân bố năngl ượng trong vị trí tiếp xúc với khuoon nguội để bù trừ cho những vị trí mất nhiệt.
Sự cách nhiệt từ tấm trên máy là vấn đề quan trọng can được xem xét. Điều này thường bị lãng quên trong quá trình hình thành khuôn.các đường nước làm mát có thể được tạo trong tấm kẹp. Thêm vào đó tấm cách nhiệt có thể được đặt giữa khuôn và máy . nếu như nhiệt không được phân cách từ tấm trên máy thì các thanh dẫn hướng và cơ cấu kẹp có thể bị ảnh hưởng. Việc bôi trơn dầu mỡ trên các thanh dẫn hướng có thể bắt đầu gặp trục trace và việc nhiệt lan rộng trong toàn bộ hệ thống có thể dẫn đến kết quả là một số thành phần chịu áp lực sẽ bị kẹt .

2.5.7.4 Điều khiển nhiệt độ miệng phun:

Điều khiển nhiệt độ của vùng miệngphun là đòi hỏi để thành công trong hệ thống HR. một vùng miệng phun quá nóng có thể làm gia tăng thời gian chu kỳ, tạo ứng suất trong chi tiết, nhỏ dãi , kéo sợi. Miệng phun quá lạnh sẽ gay ra đóng băng miệng phun.
Nơi mà đầu phun gần chi tiết nó khôngnhững truyền nhiệt tới chi tiết mà còn giới hạn vị trí làm mát . điều này không những chỉ ảnh hưởng đến thời gian chu kỳ trong một số ứng dụng mà còn tạo ra việc làm mát không đồng đều và làm gia tăng ứng suất dư và khả năng cong vênh của chi tiết. Anh hưởng tiêu cực của việc là mát không đồng nhấtt phụ thuộc vào hình dạng hình học và vật liệu của chi tiết. Một chi tiết phẳng với vật liệu bán tinh thể có độ co rút cao sẽ gay ra khó khăn lớn hơn là chi tiết như dạng ly bằng vật liệu vô định hình có độ co rút nhỏ. Vật liệu bán tinh thể sẽ trải qu thêm sự co rút ở từng mép và những biến dổi bên trong tinh thể.
Nhiệt thay đổi giữa đầu phun và vách long khuôn nguội nhìn chung được điềukhiển bởi ba cách

Có một lớp nhựa sẽ phát triển trong vùng miệng phun của tất cả hệ thống HR, điều này sẽ giúp làm giảm sự truyền nhiệt giữa đầu phun nóng và lòg khuôn nguội. Vùng này được xem như phần thừa
Sử dụng các lỗ khí cách nhiệt nhờ vào những đầu phun lắp ghép
Sử dụng việc làm mát trực tiếp thông qua việc sử dụng miệng phun lắp ghép có hỗ trợ kênh làm mát. Kênh này có thể được gia công hoặc đúc sẵn trong miếng ghép miệng phun.

Nhiệt ở miệng phun:

Đôi khi người ta không mong muốn làm mát miệng phun. Điều này có thể có trong trường hợp sử dụng vật liệu bán tính thể vì khi đó nó có thể tạo thành cục nhựa làm kẹt miệng phun
Miệng phun dạng lắp ghép cũng có thể được thiết kế để giữ nhiệt bean trong lỗ miệng phun. Bộ phận ghép này bao gồm lớp khí giúp cho việc cách nhiệt từ miệng phun với khuôn nguội.
Làm mát miệng phun
Phụ thuộc vào yêu cầu của chi tiết được tạo hình và vật liệu làm khuôn, cũng có thể người t among muôn cung cấp việc làm mát tự do tới vùng miệng phun. thêm vào đó có thể xem xét việc làm nguội sớm miệng phun có thể làm giảm được sự kéo sợi có thể thấy ở vật liệu vô định hình. Việc gia tăng vấn đề làm mát chủ yếu hướng tới khả năng đóng băng của vât liệu vì nó sẽ ngắt miệng phun và kéo vật liệu ra tại vị trí miệng phun có thể hình thành nhựa kéo sợi. Việc làm mát tốt miệng phun cũng được yêu cầu cho loại miệng phun tự động ngắt bằng nhiệt. Các kênh làm mát miệng phun có thể được gia công trực tiếp trên tấm tạo hình hoặc tấm ghép quanh nozzle.

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

CHƯƠNG 9: CÁC BƯỚC LẬP CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG TRONG PRO/E WILDFIRE

9.1 Chương trình gia công tiện mặt trụ ngoài (2)

Bước 1:

Mở Pro/E wildfire3.0 -> new -> manufacturing -> NC assembly -> ok

Bước2:

Trên menu manufacturing chọn mfg model -> assemble -> ref model , cửa sổ hiện ra ta chọn insert dương -> ok -> chọn ràng buộc đưa chi tiết vào hệ thống là default

Bước 3:

Trên menu manufacturing chọn mfg model -> create -> workpiece -> đặt tên phôi là: phôi insert dương -> ok -> protrusion -> solid -> revolve -> trong môi trường sketch vẽ tiết diện phôi như sau

Hình 9.1 Kích thước insert dương

Xong chọn OK

Bước 4:

Thiết lập gốc tọa độ để gia công

Bước 5:

Menu manufacturing chọn machining -> chọn lọai máy, chọn gốc tọa độ lập trình -> ok -> xuất hiện bảng chọn loại gia công (area, profile, groove, thread, holemaking) ta chọn area là phương pháp tiện nhiều lớp cho phôi hình trụ -> done -> xuất hiện option SEQ SETUP cho ta thiết lập dụng cụ cắt và chế độ cắt -> done

Hình 9.2 Các thông số gia công

Sau đó save và thoát ra -> done -> chọn gốc tọa độ -> xuất hiện bảng bên dưới

Hình 9.3

Chọn insert -> create profile -> sketch

Bước 6:

Chọn cách thiết lập biên dạng cắt là vẽ sketch , ta vẽ như sau

Hình 9.4 Vẽ profile gia công

Xong ta chọn done -> chọn mũi tên hướng về phía phôi được giữ lại -> ok -> chọn các hướng vào dao và ra dao -> done -> done cut -> done seq (sẽ thấy đường chạy dao) -> chọn matrl remove sẽ thấy phần phôi còn lại sau gia công và phần này sẽ là phôi cho bước gia công tiếp theo.

Bước 7: xuất chương trình CNC

Chọn CL Data -> chọn NC Sequence vừa hình thành -> chọn file -> đặt tên chương trình xuất “tiệnthômặt2-lần1” (dạng đuôi chương trình là ncl) -> chọn post process -> màn hình xuất hiện cửa sổ cho ta chọn file dạng ncl, ta chọn file “tiệnthômặt2-lần1” -> ok -> trên pp option chọn verbose -> done-> đặt tên file xuất ra là tiệnthômặt2-lần1.tap , đây là file chứa chương trình CNC

Tương tự đảo đầu phôi tiện thô phần còn lại của mặt trụ 2, sau đó đảo đầu phôi tiện bán tinh mặt trụ 2, với các thông số dụng cụ gia công và chế độ cắt đã xác định trong phần lập quy trình công nghệ gia công ở chương 8.

9.2 Tiện mặt 1

Trên menu manufacturing chọn machining -> chọn NC Sequence -> new sequence -> Area -> done -> xuất hiện list các lựa chọn ta pick chọn vào những ô Tool, Parameters, coord sys để thiết lập dụng cụ cắt, chế độ cắt và gốc tọa độc cho bước này -> done. Khi thiết lập chế độ cắt lưu ý trong trường hợp tiện mặt đầu ta chọn Cut Angle = 90, Entry Angle =0 , Exit Angle = 0 . sau đó save và thoát ra -> done -> chọn gốc tọa độ -> xuất hiện bảng bên dưới

Hình 9.5

Chọn insert -> create profile -> sketch -> done -> vẽ profile cần gia công là đường thẳng trùng với tâm của phôi và đi từ mặt ngoài vào trong và điểm cuối của profile cách bề mặt chi tiết 0,75 mm là lượng dư chừa để gia công tinh mặt đầu 1

Tương tự quá trình xuất ra chương trình CNC như các bước ở trên

Sau đó tiếp tục chọn machining -> NC Sequence -> New sequence -> làm tương tự bước trên để gia công tinh mặt đầu 1 ứng với chế độ cắt gia công tinh

9.3 Tiện rãnh 8

Trên menu manufacturing chọn machining -> chọn NC Sequence -> new sequence -> groove -> done

Chọn Tool, Parameters, coord sys -> done. Xuất hiện hộp thoại cho ta thiết lập các thông số của dao sau đó chọn OK -> set -> thiết lập các thông số chế độ cắt, ở đây đặc biệt ta phải chọn Advance để thiết lập thông số Tool orientation = 0 (dao song song với trục z) -> save và exit

Tiếp theo chọn gốc tọa độ gia công

Sau đó hệ thống nhắc ta xác định profile gia công -> chọn surface -> done -> chọn các bề mặt giới hạn của rãnh -> ok. Chọn hướng lùi và dao theo chiều dương trục Z -> done cut -> matrl remove

Tiếp tục xuất ra chương trình CNC như các bước ở trên

9.4 Khoan 9

Để gia công lỗ ta chọn machining -> NC Sequence -> Holemaking -> done.

Xuất hiện menu holemaking, ta chọn drill , deep, constant peck -> done.

Chọn done tiếp sau khi ta chọn các thông số cần thiết lập cho khoan như: Tool, parameters, retract, holes, coord sys. Xuất hiện hộp thoại tool setup cho ta thiết lập thông số của dụng cụ cắt, chú ý đến đơn vị là mm. Nhập vào đường kính 10, và chiều dài 220, góc mũi dao 120 -> apply -> ok

Xuất hiện Mfg Params chọn set -> xuất hiện bảng cho ta thiết lập các thông số công nghệ. Nhập vào cut feed = 0,3 ; peck depth = 2,5 ; spindle speed = 764 vg/ph -> chọn file -> save (đặt tên file) -> exit -> done. Xuất hiện menu retract với 2 tùy chọn:

From csys: tính khoảng cách từ gốc tọa độ

Specify: chọn mặt phẳng retract

Ta chọn From csys và nhập vào khoảng cách 230 -> ok. Xuất hiện hộp thoại Hole set như hình dưới.

Hình 9.6

Chọn depth xuất hiện bảng

Hình 9.7

Chọn Blind, tại ô start surface chọn surface và click nút select rồi chọn vào mặt 1 -> done. Tại ô End Surface chọn Z Depth và nhập vào chiều sâu 203 -> ok

Xuất hiện lại bảng Holeset ta chọn tab Axes và chọn Add chỉ ra trục của lỗ khoan -> ok -> done/return -> play path -> screen play để xem thử quá trình khoan -> 0k -> Done Seq

Xuất chương trình gia công tương tự như các bước trên

Để cho việc tiện được dễ dàng hơn ta tiếp tục khoan rộng lỗ với đường kính 16 với các bước thiết lập tương tự.

9.5 Tiện 9

Dùng chương trình tiện Area bên trong dọc trục Z với gốc tọa độ lập trinh như bước gia công khoan ở trên

Chọn machining -> NC Sequence -> Area -> done

Chọn Done tiếp chấp nhận lựa chọn mặc định Tool và Parameters, thiết lập các thông số của dụng cụ cắt và chế độ cắt với các gía trị đã xác định ở chương 8 lập quy trình công nghệ.

Khi khai báo chế độ cắt cần chú ý thiết lập Tool_Orientation = 0 vì dao song song với trục Z. xong chọn file -> save -> ok -> exit -> done. Xuất hiện hộp thoại customize

Chọn Insert -> create profile -> sketch -> done

Dùng lệnh use edge sử dụng lại các cạnh tạo nên biên dạng bên trong chi tiết. Xong chọn Done, xuất hiện mũi tên hướng ra ngoài chỉ phần vật liệu được giữ lại ta chọn ok chấp nhận.

Hình 9.8 Vẽ profile gia công

Chọn ok kết thúc việc vẽ profile . xuất hiện mũi tên ở đâu profile hướng theo chiều dương trục Z để kéo dài đường chạy dao.

Chọn positive Z -> done. Xuất hiện mũi tên ở cuối Profile. Hướng kéo dài đường chạy dao phải theo chiều âm trục x.

Chọn negative z -> done.

Chọn play cut -> screen play để xem thử quá trình

Xuất chương trình CNC như các bước tiện ở trên

9.6 Khoan 7, 8

Tương tự như các bước khoan ở trên

9.7 Taro 7,8

Để taro lỗ ta chọn machining -> NC Sequence -> New Sequence -> Holemaking -> done

Chọn Tap -> done

Chọn Done tiếp để chấp nhận mặc định Fixed để tạo ren bước không đổi.

Done chấp nhận chọn lựa mặc định Tool, Parameters, holes

Xuất hiện hộp thoại Tool Setup. Chọn mũi taro đường kính 10 mm -> ok

Xuất hiện bảng thiết lập các thông số công nghệ, ta nhập vào sau đó chọn file -> exit

Xuất hiện hộp thoại Hole Set.

Chọn Depth , nhập vào chiều sâu cần taro -> ok

Trên hộp thoại Hole Set chọn Add (Axes Single) rồi chọn hai trục lỗ 7, 8 chọn ok -> ok -> done/return.

Chọn play path -> Screen Play -> Play Forward để xem thử quá trình gia công.

Xuất chương trình gia công ra CNC như các bước trên.

9.8 Tiện thô biên dạng 3,4,5,6

Tương tự như các bước tiện trên, ta chọn machining -> NC Sequence -> New Sequence -> Area -> done. Xuất hiện menu done setup

Chọn done tiếp -> chọn Tool , Parameter , coord sys để thiết lập các thông số của dao, chế độ cắt và chọn gốc tọa độ lập trình. Chọn cách tạo biên dạng là sketch, vẽ biên dạng gia công cách chi tiết 0.75 mm (lượng dư để gia công tinh ở bước sau)

9.9 Tiện tinh biên dạng 3,4,5,6

Tương tự như bước tiện thô trên, nhưng thiết lập các thông số chế độ cắt gia công tinh.

9.10 Chương trình CNC

9.10.1 Tiện thô 2 lần1

%135

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T02

- - - - -

N020X121095

N021M05

%

9.10.2 Tiện thô 2 lần2

%137

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T02

- - - - -

N013M05

%

9.10.3 Tiện bán tinh 2

%123

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T02

- - - - - -

N012X112725

N013M05

%

9.10.4 Tiện thô mặt 1

%132

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T02

- - - - - -

N016Z-002726

N017M05

%

9.10.5 Tiện tinh mặt 1

%149

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T02

- - - - - -

N017M05

%

9.10.6 Tiện rãnh 8

%139

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T04

- - - - - -

N050Z003201

N051M05

%

9.10.7 Khoan lỗ mồi Ư 10

%125

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T06

N002M42

- - - - - - -

N257M09

N258M05

%

9.10.8 Khoan lỗ rộng Ư16

%127

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T06

- - - - - -

N256G00Z-003550

N257M09

N258M05

%

9.10.9 Tiện trong mặt 9

%145

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T02

- - - - - -

N143X051003Z152445

N144X-003133

N145M05

9.10.10 Khoan hai lỗ 7,8

%124

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T06

- - - - - -

N015M05

%

9.10.11 Taro hai lỗ 7,8

%130

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T08

- - - - -

N021G00Z-003550

N022M05

%

9.10. 12 Tiện thô 3,4,5,6

%142

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T02

- - - - - -

N279X112950

N280M05

%

9.10.13 Tiện tinh 3,4,5,6

%150

N000G90 G21 G95 G54 G97

N001T02

- - - - - -

N019Z016550

N020M05

%

9.11 Xử lý chương trình CNC

Nhìn chung chương trình CNC được xuất ra trong Pro/E bằng lệnh Post process đều chưa hoàn hảo vì nó luôn thiếu các lệnh đầu chương trình và cuối chương trình, mà đâ là các thông số để quá trình gia công trên máy CNC được an toàn.

Để sửa chửa chương trình ta thực hiện các bước sau

Trong cửa sổ chương trình gia công ta chọn menu application -> NC Post Processor.
chọn loại máy tiện -> open optfile. Xuất hiện hộp thoại

Hình 9.8

Chọn mục Start/End of Programme ở cột bên trái. Xuất hiện cửa sổ

Hình 9.9

Trong cửa sổ này tại mục output ta chọn các mục như trên, có thể giải thích như sau

Program number: khi chọn mục này sẽ xuất hiện Tab Prog# để ta thiết lập số chương trình mặc định. Mục này có thể không chọn cũng được
Rewind STOP code at beginning of NC code: cho xuất trả lại mã lệnh Stop ở đầu chương trình NC. Chọn ô này đồng nghĩa với việc cho phép xuất ký hiệu % ở đầu chương trình
Output user defined startup blocks: cho phép xuất ra mã đầu chương trình do người dùng thiết lập.
Output user defined end of program blocks: cho phép xuất ra mã cuối chương trình do người dùng thiết lập.
Rewind START code at end of NC code: cho phép xuất ký hiệu % ở cuối chương trình.

Chọn Tab code/char. Xuất hiện hộp thoại

Hình 9.10

Click chuột vào ô Stop Code để chọn mã bắt đầu và mã cuối chương trình là %

Click chuột vào ô EOB Character để chọn ký hiệu kết thúc Block là dấu chấm phẩy (;) như hình

Chọn Tab Default Prep Code xuất hiện bảng

Hình 9.11

Click chuột vào ô option file và chọn Metric

Chọn Tab Start Prog xuất hiện bảng

Hình 9.12

Tại dòng Lines to Output mặc định là 0 ta chuyển thành 1 sẽ xuất hiện ô textbox bên dưới cho ta nhập mã đầu chương trình. Đây là các mã quan trọng ở đầu một chương trình CNC ứng với loại máy CNC mà ta đã chọn để gia công như máy sử dụng hệ Fanuc hay Fagor.

Trên cửa sổ End Prog

Hình 9.13

Tương tự ta cũng đổi giá trị Lines to Output từ 0 thành 1 và nhập mã cuối chương trình là M30

KẾT LUẬN

Ở nước ta hiện nay, CAD/CAM đã phát triển mạnh với ứng dụng nhiều phần mềm CAD và CAM vào trong chế tạo khuôn mẫu. Trong đó ứng dụng mạnh nhất trong lĩnh vực khuôn mẫu vẫn là Pro/engineer bởi những tính năng vượt trội của nó. Trong nội dung luận văn chúng em đã ứng dụng Pro/engineer wildfire 3.0 vào những thiết kế cụ thể sau: thiết kế sản phẩm với mô đun “part design”, thiết kế khuôn với mô đun “manufacturing-mold cavity”, gia công chế tạo insert dương với mô đun manufacturing

Trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu nhựa hiện nay việc ứng dụng thành công hệ thống kênh dẫn nóng vào khuôn ép là một bước đi khá quan trọng giúp công nghiệp nhựa Việt Nam hoà nhập vào nền đại công nghiệp nhựa trên thế giới. Việt Nam chỉ mới bước đầu nghiên cứu ứng dụng hệ thống kênh dẫn nóng dưới hình thức lựa chọn các chi tiết tiêu chuẩn theo catalogue của các công ty lớn nước ngoài và phải nhập khẩu tất cả những chi tiết đó. Việc thiết kế, chế tạo hệ thống này đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm và trình độ kỹ thuật cao. Với hệ thống kênh dẫn nóng sẽ giúp mở rộng công nghệ ép phun với nhiều loại nhựa hơn, ép được những sản phẩm phức tạp hơn, đòi hỏi chính xác hơn và đồng thời hệ thống này sẽ giúp dễ dàng tự động hoá trong phun ép,...

Để ứng dụng hệ thống kênh dẫn nóng thành công quan trọng nhất vẫn là lựa chọn đúng kích thước của miệng phun, loại nozzle ứng với loại nhựa được sử dụng.

Bước đầu nghiên cứu về thiết kế chế tạo khuôn phun ép có ứng dụng hệ thống kênh dẫn nóng chúng em đã đạt được:

Thiết kế khuôn 6 lòng khuôn cho sản phẩm phôi chai.
Ứng dụng phần mềm CAE moldflow để phân tích xác định vị trí miệng phun, phân tích điền đầy,vị trí đường hàn, rỗ khí, áp suất, lực kẹp, nhiệt độ trong quá trình phun ép đối với khuôn sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng.
Tìm hiểu về hệ thống kênh dẫn nóng.
Tính toán thiết kế, phân tích lựa chọn cụm kênh dẫn nóng.
Ứng dụng Pro/engineer wildfire để xuất chương trình NC gia công chế tạo chi tiết insert dương.

Bên cạnh những điều đó, với bước đầu nghiên cứu phần mềm, tìm hiểu về thiết kế, chế tạo khuôn, tìm hiểu về lựa chọn, thiết kế hệ thống kênh dẫn nóng, với thời gian ngắn, thiếu kinh nghiệm do đó không tránh khỏi thiếu xót. Những thiếu xót và hạn chế của luận văn:

Chưa tính toán thiết kế được hệ thống kênh dẫn nóng hoàn chỉnh.
Chưa ứng dụng được phần mềm moldflow trong phân tích thiết kế hệ thống làm nguội.
Số liệu tra cứu chưa được thống nhất.

mã tài liệu	300800100002
nguồn	huongdandoan.com
đánh giá	5.0
mô tả	200 MB Bao gồm tất cả file..., thiết kế ........ , file DOC (DOCX), thuyết minh, báo cáo powerpoint, hình ảnh và clip quay lại quá trình thí nghiêm, Bài báo khoa học....Nhiệm vụ, kết quả nghiên cứu và thí nghiệm....Ngoài ra còn cung cấp thêm nhiều tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước tham khảo
giá	989,000 VNĐ
	download đồ án

LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PRO/E ĐỂ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP ỨNG DỤNG HỆ THỐNG PHUN KEO NÓNG

NỘI DUNG ĐỒ ÁN

MÁY DÂN DỤNG

MÁY CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ KHÍ

Ngân hàng VIB
Số tài khoản: 946402200 Chủ tài khoản: Trần Minh Tuấn Chi nhánh: Quận 9, TP.HCM

LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PRO/E ĐỂ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP ỨNG DỤNG HỆ THỐNG PHUN KEO NÓNG

NỘI DUNG ĐỒ ÁN

MÁY DÂN DỤNG

MÁY CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ KHÍ

NẾU BẠN THẬT SỰ QUAN TÂM & CÓ ĐỒ ÁN CHẤT