THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA VÀ KHUÔN ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA VÀ KHUÔN ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS, CAD, file 2D, 3D thuyết minh....,file báo cáo, nguyên lý vận hành khuôn, tháo lắp, và cách bảo quản khuôn....Bản vẽ chi tiết sản phẩm, quy trình chế tạo các chi tiết trong khuôn.....
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CÁC BỘ PHẬN MÁY VÀ CHỨC NĂNG
Phần đầu tiên của chương giới thiệu này cung cấp một cách tổng thể kiến thức về các đặc tính quy trình ép phun.nó giúp ta hiểu được làm thế nào để tạo ra một sản phẩm có chất lượng cũng như tăng năng suất trong quá trình sản xuất.
1.1. MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Kỹ thuật ép phun được mô tả như là một quá trình chuyển đổi nhiệt của vật liệu nhựa: 1- chảy;2-bơm vào trong khuôn,3-làm nguội;4-sau khi sản phẩm cứng,khuôn mở ra và lói sản phẩm để lấy sản phẩm.khuôn sẽ đóng lại và bắt đầu một chu trình mới.
Sự lặp đi lặp lại của một chuổi các sản phẩm gọi là chu trình làm khuôn.mỗi khuôn và mỗi loại vật liệu gia công trong đó sẽ có một thời gian cho chu trình tối ưu. điều này bắt buộc người điều khiển máy phải điều chỉnh thời gian của một chu kỳ máy tối ưu để đạt được sản phẩm có chất lượng cao.
1.2. CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CÓ THẾ LÀM ĐƯỢC CÁC SẢN PHẨM PHỨC TẠP
Khuôn được xem là trái tim của quy trình công nghệ, được làm từ thép cứng và thường được chứa một hoặc nhiều cốc khuôn,có hình dạng của sản phẩm.khuôn có hình dạng không giới hạn,có thể phức tạp hoặc lớn và được điền đầy bằng một lần phun.sản phẩm đi từ công nghệ ép phun có thể thiết kế có nhiều lỗ,gân và mặt cắt giao nhau trên thành.
1.3. CÔNG NGHỆ ÉP PHUN TẠO RA SẢN PHẨM CÓ CHẤT LƯỢNG CAO
Vật liệu nhựa có thể làm được các sản phẩm có hình dạng và bề mặt giống như cốc khuôn. điều này nghĩa là làm ra các sản phẩm có hình dạng không tương xứng với khuôn thì không phù hợp.sản phẩm có hình dạng giống với khuôn có nghĩa là vật liệu điền tốt trong khuôn.
1.4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT VỚI SỐ LƯỢNG LỚN
Quy trình ép phun có thể sản xuất với một số lượng sản phẩm lớn là đo vật liệu nhựa có thể chảy và đông cứng lại trong một thời gian ngắn.với sản phẩm thành mỏng thời gian ép có thể nhỏ hơn 10 giây. Đa số sản phẩm thường từ 20 đến 30 giây.Một điểm thuận lợi khác là quy trình ép phun có thể sản xuất được nhiều sản phẩm chỉ trong một chu kỳ ép. Điều này đạt được khi dùng khuôn có nhiều cốc khuôn.Cứ mỗi lần nhựa bơm vào khuôn thì sản phẩm được hình thành trong một cốc khuôn.
1.5. KẸP KHUÔN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG
Khuôn chuẩn gồm hai nửa,chúng được đóng lại để ép sản phẩm và mở ra để lấy sản phẩm.Khuôn được ép với nhau ở một áp suất lớn để giử cho chất lỏng khi ép vào khuôn không bị chảy ra.Khuôn duy chuyển và giử áp suất bằng một hệ thống kẹp gọi là kẹp
1.6. HỆ THỐNG NGÀM KẸP THUỶ LỰC
Hệ thống ngàm kẹp thuỷ lực sử dụng xi lanh thuỷ lực để duy chuyển một trong hai thới khuôn gắn trên thới khuôn di động.Sản phẩm được thiết kế sao cho dính vào phần nửa khuôn di chuyển.Hệ thống lói được gắn trên phần di động dùng để lói sản phẩm.hệ thống lói được điều khiển bằng ống thuỷ lực.Nó sẽ duy chuyển tới trước khi mở khuôn ra.
1.7. HỆ THỐNG NGÀM KẸP KHUỶU
Cơ chế làm việc của ngàm kẹp khuỷu là dùng một hệ thống thanh khuỷu là dùng một hệ thống thanh khuỷu.Chúng co lại khi mở khuôn và thẳng ra khi đóng khuôn.Hệ thống ngàm khuỷu cũng dùng thuỷ lực để duy chuyển các bộ phận.Ghi nhớ rằng,làm thế nào mà các thanh khuỷu chính có thề khoá ở vị trí thẳng khi khuôn đóng.Nhờ một thiết kế cơ học đặc biệt mà các thanh khuỷu này tập trung đủ lực để kẹp khuôn.
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA
Thiết kế sản phẩm nhựa là công đoạn rất quan trong trong ép phun. Đặc tính của sản phẩm sẽ ảnh hưởng đến thời gian gia công và các khuyết tật của sản phẩm,ví vậy, ảnh hưởng chất lượng sản phẩm.
2.1. THIẾT KẾ BỀ DÀY THÀNH CHÍNH
2.1.1. Bề dày chính càng mỏng càng tốt nhưng phải đủ dày
Khi chọn bè dày chinh,mục tiêu của nhà thiết kế là cần phải tối thiểu bề dày đồng thời thoả mãn các yêu cầu về chức năng sản phẩm.Khi tăng bề dày thành,sẽ làm tăng co rút sản phẩm.Co rút nhiều nghĩa là nguy cơ cong vênh lớn.Mặt khác,sản phẩm thành mỏng sẽ làm tăng sản xuất,do ít sử dụng nguyên liệu và thời gian chu kỳ ép.Theo tính toán người ta nhận thấy rằng nguyên liệu sử dụng và thời gian làm nguội chiếm 70% giá thành sản phẩm.Bề dày tối thiểu của sản phẩm được giới hạn bởi quá trình chảy của vật liệu và áp suất điền khuôn, áp suất điền khuôn không được vượt quá 500bar.Khi thiết kế,có thể sử dủng giản đồ sau để xác định bề dầy thành phẩm cho tối ưu.
2.1.2. Bề dày thành đồng nhất:
Bề dày là yếu tố chính quyết định đến co rút, bề dày không đồng đều sẽ làm co rút không đều dẫn đến cong vênh . Mục tiêu chính của các nhà thiết kế sản phẩm nhựa ép phun là cần giữ bề dày thành chính đồng nhất trên sản phẩm. Ngoài ra, người ta còn phải sử dụng hệ thống dẫn dòng và hạn chế dòng nhằm mục đích cân bằng dòng trong quá trình điền khuôn. Vì vậy làm cho sản phẩm được nén ép đều và hạn chế cong vênh.
2.1.3. Tránh các vùng dày:
Các phần dày thường gây hậu quả là bọt khí, vết lõm, cong vênh, chu kỳ ép kéo dài. Người thiết kế cần hạn chế các vùng dày hoặc tạo các phần rỗng tại các vị trí này. Các phần dày có thể tránh bằng cách thay đổi thiết kế hoặc tạo lỗ, khoét lõm. tạo gân thay vì làm thành dạng nguyên khối.
2.1.4. Các lỗi khi sản phẩm có bề dày không đồng nhất :
Sản phẩm có bề dày không đồng nhất trong quá trình ép gây ra các khuyết tật như :
tạo bọt khí, cong, vênh, bề mặt không bằng phẳng và tạo ứng suất nội.
Với cách thiết kế này, khi ép nhựa vaò khuôn, nhựa sẽ chảy theo đường có lực cản ít nhất. Vì vậy, phần sản phẩm dày sẽ điền khuôn trước rồi sau đó phần sản phẩm mỏng mới điềnkhuôn nên tạo bẩy khí trong sản phẩm.
Các thiết kế có bề dày không đồng nhất sẽ ảnh hưởng đến cong vênh được mô tả trong hình sau :
CHƯƠNG 3
VẬT LIỆU NHỰA ÉP PHUN
Plolymer là những hợp chất mà trong phân tử của chúng gồm nguyên tử được nối với nhau bằng những liên kết hoá học thành những mạch dài và có khối lượng phân tử lớn.Trong mạch chính của polymer những nhóm nguyên tử này được lặp đi lặp lại nhiều lần.
polyetylen [-CH2-CH2-]n
3.1.2. Mắc xích cơ sở
Mắc xích là cơ sở là những nhóm nguyên tử nhất định tham gia lăp đi lặp lại nhiều lần trong mạch phân tử polymer.
hóm –CH2-CH2- trong mạch polyetylen được gọi mắc xích cơ sở
3.1.3. Độ trùng hợp
Độ trùng hợp,ký hiệu là DP, biểu thị số mắt xích có tron đại phân tử. Ví dụ : Polyetylen ( C2H4)n thì
n – là độ trùng hợp
M - trọng lượng một mạch phân tử polymer
M - trọng lượng phân tử một mắt xích cơ sở
Thì ta có :
DP=M/m à M = DP . m
Ví dụ HDPE có trọng lượng phân tử trung bình M = 25000, trọng lượng phân tử mắt xích cơ sở m = 28 à DP = 25000/28 =893
Giá trị Dp thường nằm trong khoảng từ vài đơn vị cho đến 5000 – 10000 hoặc lớn hơn nữa.
3.1.4. Tên gọi
Tên gọi polymer chủ yếu dựa vào tên monome ( mắt xích cơ sở ), hợp chất tổng hợp thành polymer trước đó thêm vào chữ poly
Ví dụ : Etylen à PE : polyetylen
Propylen à PP : polypropylen
· Dựa vào tính chất cơ lý là chất dẻo và chất đàn hồi. Đây là cách phân loại phổ biến nhất. Liên hệ mật thiết với cấu trúc và chúng xác định sự thích ứng với yêu cầu công nghiệp
-Nhựa nhiệt dẻo : là nhóm vật liệu cao phân tử quan trọng nhất trong các polymer tổng hợp, bao gồm các cao phân tử có kích thước nhất định, mạch thẳng hay phân nhánh. Từ nhiệt dẻo chỉ ra rằng các polymer có thể chuyển trạng thái rắn sang trạng thái dẻo bởi sự gia tăng nhiệt độ và quá trình này thuận nghịch, có thể lặp đi lặp lại nhiều lần. Do đó đối với nhựa nhiệt dẻo ta có thể tái sinh ( ngoại trừ PTFE , polytetraflouethylene )
-Trong kỹ thuật, nhựa nhiệt dẻo để chỉ tất cả polymer mà lực liên kết phân tử là các liên kết thứ cấp ( lực Van der Waals, Hydro… ), các loại này nhạy nhiệt và dung môi.
-Cao su, chất đàn hồi : đó là những polymer mạch thẳng mà lực liên kết thứ cấp rất yếu, vệt liệu ở dạng chất lỏng rất nhớt. Để sử dụng ta phải tạo các liên kết ngang giữa các mạch phân tử để tạo thành mạng lưới không gian ba chiều. Đặc trưng của cao su là chúng có khả năng dãn dài cao có thề lên đến 1000% ( cao su tự nhiên lưu hoá ). Tuy nhiên do tạo liên kết ngang nên chúng không thể tái sinh được
-Nhựa nhiệt rắn : mật độ nối ngang dày đặc cao hơn từ 10 đến 1000 lần so với cao su. Do cấu trúc không gian ba chiều, tính chất nhựa nhiệt rắn rất cao so với nhựa nhiệt dẻo, nhất là khả năng chịu nhiệt. Nhựa nhiệt rắn tạo thành mạng không gian ba chiều tạo thành cao phân tử kích thước vô cùng lớn so với nguyên tử. Do vậy, nhựa nhiệt rắn không tan, không chảy và cũng không tái sinh được.
Ví dụ : PF , PU , nhựa epoxy, silicone ….
· Dựa vào công dụng
3.2.7. Polyamide(PA)
PA,gia cường khoảng 50%,là chất dẻo kỹ thuật thường sử dụng nhất,áp dụng trong các lĩnh vực chủ yếu yêu cầu độ bền va đập,kháng chấn động,hấp thu tiếng ồn và rung động,bền ăn mòn và mòn: Đệm ma sát,con lăn,thanh dẫn chuyển động trượt,chốt an toàn…PA còn được dùng trong công nghệ điện và điện tử như vật liệu cách nhiệt có độ bền kéo và chịu nhiệt độ như thanh chuyển mạch,các phần đúc kỹ thuật thuật kháng xăng dầu dưới mui xe hơi
Khuôn nên giữ nhiệt ở nhiệt độ cao >10O*C cho độ kết tinh cao,không tập trung ứng suất,cấu trúc đồng nhất và độ cứng bề mặt cao.Thường gia nhiệt khuôn ở 140 – 170*C
Bảng 3.2.8: Các lỗi trong ép phun
|
Mô tả |
Nguyên Nhân |
Cách khắc phục |
|
1.1 các đường sọc do ẩm: |
||
|
Thường có hình chữ nhật ,sọc màu bạc trên bề mặt, xuất hiện theo hướng dòng chảy. Vật liệu được phun ra khỏi xilanh hình thành các vùng bị dộp trên bề mặt |
Thành phần độ ẩm quá cao, hơi nước được hình thành trong suốt quá trình chạy làm cho bề mặt sản phẩm hỏng. |
1.Phải sấy vật liệu trước khi ép, độ ẩm của vật liệu < 0.1 %
2. Tăng áp suất ngược. |
|
1.2. các sọc do cháy/sọc màu bạc/sọc do khí gây ra |
||
|
Các sọc bạc hoặc xám được sinh ra do sự biến màu |
1.Nhựa bị phân huỷ do nhiệt độ quá cao, hoặc thời gian lưu của vật liệu trong máy quá lâu.
2. Nhiệt ma sát sinh ra do sự trượt của vật liệu qua cổng phun hẹp hoặc do thay đổi dòng chạy trong sản phẩm. |
1. Giảm tốc độ phun
2.Tránh dùng cổng phun quá nhỏ và thay đổi dòng chảy trong sản phẩm.
3. Kiểm tra nhiệt của hot runner và các vòng nhiệt trên xilanh.
4. Giảm nhiệt độ chảy, tốc độ quay của trục vít, thời gian lưu nguyên liệu |
|
|
|
( nếu cần thiết có thể thêm vào một ít chất hoá dẻo) |
|
|
1.3 Các sọc sẫm màu : |
|||
|
Các sọc màu từ xám đến đen |
1. Ép phun dùng trục vít có rãnh quá sâu.
2. Các điểm chết trong vùng hoá dẻo hoặc hot runner.
3. Các điểm khuyết trong hệ thống van một chiều.
4. Sự giảm áp của trục vít quá lớn và nhanh. |
1.Tăng nhiệt độ trong vùng nhập liệu để vật liệu chảy dễ dàng; dùng trục vít phù hợp.
2.Kiểm tra vùng hoá dẻo và hot runner làm cản trở dòng chạy.
3.Thay thế van một chiều bị khuyết.
4.Giảm đường đi của trục vit để giảm tốc độ giảm áp.
5.Cải thiện hệ thống van thoát khí và thiết kế |
|
|
1.4 Các sọc màu |
|||
|
Màu sắc khác nhau |
1.Chất tạo màu phân tán không đều, sự tập trung của màu, màu không phù hợp, sự định hướng theo dòng chạy của các chất màu vô cơ, màu bị phân hủy nhiệt.
2. Điểm chết trong vùng hoá dẻo và hot runner
3. Chất bẩn |
1.Dùng chất tạo màu phù hợp; chắc chắn là màu phân bố đều, tránh nhiệt quá cao.
2. Tránh điểm chết trong vùng hoá dẻo và hệ thống hot runner
3. Đảm bảo vùng hoá dẻo luôn sạch |
|
|
2. Bề mặt bong/ không bằng phẳng : |
|||
|
Bề mặt bị tách thành phiến, vảy khi cắt ngang. |
1. Ứng suất trượt cao hình thành các lớp,sự tương hợp |
1.Tăng nhiệt độ chảy và giảm tốc độ phun. |
|
|
Rất khó nhận dạng bởi vì bề mặt không bị nứt.
Bề mặt thường hư khi ta dùng vật cứng cào nhẹ vào.
Sản phẩm thường tạo bong bóng khi làm ấm. |
giữa các lớp.
2. Các chất bẩn không tương hợp với nhiệt độ dẻo và master batch tạo màu. |
2. Tránh các chất bẩn và dùng master batch phù hợp. |
|
|
3. Weld line |
|||
|
Các vết hình chữ V, các đường màu khác nhau, đặc biệt khi dùng màu vô cơ thì wild line xuất hiện là các đường màu xám.
Dễ thấy trong bóng tối,bóng hoặc sản phẩm có bề mặt bóng |
Xuất hiện trong nhiều hệ như: ABS hoặc ASA. Các dòng chạy nguội lạnh gặp nhau.
Ảnh hưởng của màu, các vị trí wild line thường ảnh hưởng đến cơ tính. |
Có thể thiết kế để đưa các đường wild line vào các vị trí không thấy được và không chịu va đập( cải thiện dòng chảy, hạn chế dòng chảy ), kiểm tra thiết kế: nếu cần thiết thì mở rộng cuốn phun, cổng và bec phun của máy, tránh thay đổi bề dày sản phẩm đột ngột và điền khuôn không đồng nhất, đặt van khí phù hợp. Tối ưu nhiệt độ chảy, nhiệt độ bề mặt khuôn và tốc độ phun, dùng chất tạo màu mới( hữu cơ hoặc vô cơ, có thành phần màu cao hơn ). Dùng vật liệu có độ nhớt thấp hơn. |
|
|
4.1 Bọt khí : |
|||
|
Bọt khí trong quá trình ép được hiện hữu trong sản phẩm.
Các bọt khí này hình thành các lỗ bên trong sản phẩm. |
1. Trong suốt quá trình điền khuôn, không khí được giữ lại trong sản phẩm tại những vùng gần bề mặt sản phẩm. |
1.Giảm sự mất áp suất của trục vít hoặc giảm lực ép bằng cách giảm tốc độ(đặc biệt khi bọt khí được hình thành ngay gần cổng phun)
2.Cần thiết phải tối ưu |
|
|
|
|
hình dạng của khuôn.
3.Kiểm tra thiết kế và điều kiện van thoát khí |
|
|
4.2Hình thành bong bóng và lỗ |
|||
|
Sự co rút của vật liệu chảy hình thành các bong bóng khí có thể thấy được( vật liệu trong suốt) hoặc không thấy được trong sản phẩm ép |
Lớp vỏ cứng bên ngoài đã co rút, trong khi lớp lõi bên trong vẫn còn nóng chảy trong quá trình làm nguội.
Phần nhựa nóng chảy trong lõi không co rút theo toàn bộ khối sản phẩm nên hình thành lỗ rỗng bên trong sản phẩm. |
1.Tối ưu hoá thời gian và áp suất giữ
2.Tăng nhiệt độ khuôn
3.Tăng kích thước cuống phun, cổng phun và béc phun.
4.Tăng nhiệt độ chảy
5. Tạo vùng đệm
6.Tăng tốc độ phun |
|
|
5. Sự so rút |
|||
|
Tạo ra các chỗ lõm trên bề mặt sản phẩm ép |
Co rút thường tập trung tại vùng chứa vật liệu nhiều.
Tại đây vấn đề co rút tăng lên trong quá trình làm nguội mà không bù lại được bằng áp suất duy trì. |
Tránh các vùng có bề dày khác biệt lớn và tập trung nhiều vật liệu ( VD: các gân.); bề dày của gân nên bằng 0.5-0.7 lần bề dày của thành chính là tốt nhất
Kiểm tra nhiệt độ đúng chưa.
Tối ưu nhiệt độ khuôn và nhiệt độ ép; cài áp suất duy trì, thời gian giữ áp và vùng đệm tương ứng với kích thước.
Tăng kích thước cổng tại vị trí có thành dày,thiết kế cuống và cổng khuôn có đường kính phù hợp để vật liệu điền khuôn tốt. |
|
|
|
|
Làm nguội các vùng thành dày bằng nước lạnh với mục đích rút ngắn thời gian làm nguội. |
|
|
6. Các lỗ nhỏ : |
|||
|
Thường không thể nhìn thấy được từ bên ngoài trừ trường hợp vật liệu trong suốt.
Với sản phẩm dày khi cắt ra thì thấy xuất hiện các lỗ nhỏ. |
Khi lớp da ngoài đủ dày để hấp thu được ứng suất co rút.
Lớp nhựa chảy trong lõi co rút vào trong hình thành các lỗ tại những vùng nhựa còn dẻo.
Điều này xảy ra khi thời gian làm nguội đủ lâu. |
Tránh các vùng có bề dày khác biệt lớn và tập trung nhiều vật liệu ( VD: các gân.);
Kiểm tra xem nhiệt độ điều khiển đúng chưa, cài áp suất giữ,thời gian giữ và vùng đệm phù hợp.
Tăng kích thước cổng phun tại những vùng dày và tăng đường kính của cuống phun và cổng phun cho nhựa điền đầy sản phẩm. |
|
|
7.Các vùng có độ bóng mờ khác nhau |
|||
|
Sản phẩm ép phun thường có những chỗ có độ bóng rất thấp và có những chỗ có độ bóng rất cao.
Không có sự đồng nhất về màu sắc hoặc độ bóng giữa các vùng. |
1.Bởi vì có sự khác biệt về bề dày, như là sự thay đổi bất ngờ về bề dày, các gân để điều khiển co rút là nơi có độ bóng cao trên bề mặt của kết cấu.
2.Các vùng mờ thường xuất hiện trên các sản phẩm láng có kết cấu phức tạp( sự gia tăng bề dày đột ngột,gân ). Trong cùng một thời gian thì quá trình điền khuôn không đều.
3.Trên các đường liên lưu |
1.Tránh các vùng dày và sự thay đổi bất ngờ về bề dày; nếu có thể nên dùng bề dày thành đồng nhất.
2.Tối ưu hình dáng sản phẩm và điền khuôn. VD: thay đổi tốc độ phun ở các vùng khác nhau. Đánh bóng sản phẩm cuối cùng
3. Đưa các vị trí wild line vào những vùng không nhìn thấy bằng cách tăng tính chảy hay hạn chế. |
|
|
và giao lưu gây ra do dòng chảy.
4.Cổng phun và cuống phun có kích thước nhỏ.
5.Nhiệt độ khuôn và nhiệt độ chảy và tốc độ phun không thích hợp
6. Áp suất giữ và thời gian duy trì áp quá ngắn.
7.Nhựa chảy không đồng nhất khi tiếp xúc với thành khuôn. |
4. Kích thước của cuống phun và cổng phun phù hợp.
5.Tối ưu nhiệt độ gia công.
6. Điều chỉnh đúng áp suất duy trì và thời gian duy trì áp.
7.Cải thiện hệ thống van thoát khí
8.Kiểm tra hệ thống làm nguội của khuôn. |
|
|
|
8. Các vết rạn |
|||
|
Dạng các vân trắng( do sự khuếch tán ánh sáng ) |
Gây ra do tác động vượt quá mức cho phép.
1. Tác động tử bên ngoài,xuất hiện do lực lấy sản phẩm.
2. Do ứng suất dư tạo thành.
3. Ứng suất nội trong sản phẩm do điều kiện gia công không phù hợp.
4. Có thể do phun chất róc khuôn, sinh ra ứng suất nứt. |
1.Giảm lực tác động lên khuôn từ bên ngoài hoặc dùng nhựa nhiệt dẻo ít nhảy cảm với ứng suất hơn.Tối ưu thiết kế khuôn.
2.Xem lại thiết kế sản phẩm để cải thiện tính chảy.
3.Tăng nhiệt độ bề mặt khuôn và nhiệt độ chảy của nhựa, giảm áp suất duy trì, cài lại thời gina và tốc độ phun cho phù hợp, mục đích là giảm ứng suất trong gia công, không lấy ra khỏi khuôn với một ứng suất quá dư,chọn cơ cấu lói sản phẩm và đảm bảo lấy sản phẩm ở một lực đủ lớn mà không hư sản phẩm, thay đổi điều kiện cuống và cổng phun; thay đổi |
|
|
|
|
thiết kế sản phẩm.
4. Dùng lói sản phẩm phù hợp. |
|
|
9. Hiệu ứng mối hàn: |
|||
|
Các vết đen ở cuối dòng chảy hoặc ở vị trí hợp dòng chảy ( không khí bị giữ lại ) |
1.Khuôn có hệ thống thoát khí kém ở cuối dòng chảy.
2.Sự hợp dòng của một số dòng chảy.Trong cả hai trường hợp khí được hình thành trong cốc khuôn được nén cao và nhựa bị quá nhiệt. |
1. Đặt van khí tại những vùng đặc biệt, giảm tốc độ phun và nhiệt độ chảy.
2. Nhận dạng các vùng đặc trung bằng phân tích moldfolw, VD, thiết kế hình dạng đúng và phân bố bề dày sản phẩm hợp lý.
3. Giảm lực kẹp khuôn để giải quyết tình huống nhất thời |
|
|
10. Biến dạng khi lói sản phẩm : |
|||
|
1.Bề mặt có dấu lói của sản phẩm, ứng suất nứt và biến dạng
2.Sản phẩm bị hỏng , các khe nứt hoặc bị nén khép.
3. Sản phẩm bị cong vênh |
1.Hệ thống lấy sản phẩm: quá ít hoặc các thanh lói đặt khong đúng vị trí hoặc diện tich bề mặt của thành lói quá nhỏ.
2.Cắt xén, phồng hoặc các rãnh.
3.Hình dạng khuôn không thích hợp, ví dụ các gân không phù hợp
4.Sự co rút của lõi trong suốt quá trình ép và làm nguội. Nhiệt độ lói sản phẩm quá cao. Tốc độ lói hoặc áp suất lói cao.
5.Hiện tượng sản phẩm bị quá nén |
1.Chắc chắn rằng biến dạng xảy ra trong quá trình lói sản phẩm là không phải do cong vênh.
2.Tối ưu hệ thống lấy sản phẩm, chắc chắn số lượng thanh lói phù hợp. Các thanh lói cần đặt ở những vùng cần lực lói lớn hơn như tại gân
3.Kiểm tra khuôn thường xuyên nếu cần thiết
4.Làm nguội lõi sản phẩm. tăng thời gian làm nguội, giảm tốc độ và áp suất lói.
5. Tăng thời gian cài đật, |
|
|
|
6.Nhiệt độ khuôn không cân bằng. |
kiểm tra điểm chuyển từ áp suất phun sang áp suất duy trì ( tranh hiện tượnf quá chen) và giảm áp suất duy trì.
6. Giảm áp suất khuôn thông qua áp suất phun và nhiệt độ chảy. |
|
|
11. Các đường vằn : |
|||
|
Các đường tròn đồng tâm toả ra từ cuống phun, xuất hiện dạng vân trắng , đen trên bề mặt. |
Hệ nhựa nhiệt dẻo đa pha có khuynh hướng toả ra theo dòng chảy:
1. Do cuống phun và cổng phun nhỏ.
2. Sự giảm áp suất nhanh ở máy và ở hot runner.
3. Bề dày sản phẩm quá nhỏ hoặc quá khác biệt.
4. Dòng chảy không phù hợp.
5. Điều kiện gia công không phù hợp. |
1.Tăng kiéch thước cuống phun hoặc hot runner.
2. Giảm sự thất thoát áp suất máy và hot runner.
3.Trong trường hợp sản phẩm có phần thành mỏng lớn thì phải tăng bề dày.
4.Dùng vật liệu có tính chảy tốt
5.Tối ưu các thông số gia công( tăng nhiệt độ chảy, tăng nhiệt độ khuôn, phun với tốc độ trung bình và tăn áp suất giữ, cải thiện hệ thống van thoát khí ) |
|
|
12.Bề mặt bị vân : |
|||
|
Các gân trên bề mặt xuất hiện theo chiều dòng chảy, phần lớn là ở cuối dòng chảy, có hình dạng giống như vân tay. |
1.Nhiệt độ chảy,nhiệt độ khuôn và tốc độ phun quá thấp
2.Do dòng chảy bị làm lạnh quá nhanh ở bề mặt khuôn, làm cản trở dòng chảy trong khuôn, do đó dòng chảy giữa các lớp không đồng nhất.Các lớp |
1.Tăng nhiệt độ chảy, nhiệt độ khuôn và tốc độ trục vít.
2. Mở rộng các đường dẫn nhựa và tối ưu hình dạng khuôn.
3.Giảm chiều dòng chảy bằng cách thêm cuốn |
|
|
|
nhựa không tiếp xúc tốt với khuôn. |
phun. |
|
|
13.Hiện tượng phun thiếu |
|||
|
Khuôn không được điền đầy |
1.Nhiệt độ chảy,nhiệt độ phun và tốc độ phun quá thấp.
2.Nhựa chưa được dẻo hoá hoàn toàn.
3. Áp suất phun không phù hợp. Đường kính trục vít quá lớn.
4.Hệ thống van thoát khí không phù hợp.
5.Dòng chảy nhựa không phù hợp.
6.Bề dày sản phẩm quá nhỏ hoặc quá dài
7.Hình dáng cuốn phuôn không phù hợp |
1. Tăng nhiệt độ chảy vào hoặc nhiệt độ khuôn cùng với sự tăng tốc độ phun.
2.Tăng thể tích ohun và kiểm tra hệ thống van một chiều ( thể tích phun quá nhỏ, không có vùng đệm). Tăng áp suất ngược.
3. Cài đặt phù hợp giữa áp suất phun và thể tích phun.
4.Cải thiện hệ thống van thoát khí, giảm lực kẹp khuôn.
5. Thay đổi dòng chảy nhựa cho phù hợp.
6.Sửa khuôn cho phù hợp với loại vật liệu.
7. Nới rộng đầu phun, cuống phun và runner |
|
|
14.Ba via |
|||
|
Ba via được hình thành trên đường giáp mí sản phẩm |
1.Sai số giữa 2 nửa khuôn quá lớn hoặc khuôn bị hư.
2.Lực kẹp khuôn không phù hợp hoặc cài quá thấp.
3. Nhiệt độ chảy, tốc độ phun, hoặc áp suất trong khuôn quá cao. |
1. Điều chỉnh khuôn cho thích hợp hoặc sửa lại các chỗ hư hỏng.
2. Cài lại lực kẹp khuôn cao hơn hoặc thay đổi máy lớn hơn.
3. Áp suất phun thấp, tốc độ phun hoặc áp suất giữ nhỏ hơn. Chuyển qua áp |
|
|
|
|
suất duy trì sớm hơn.
4.Giảm nhiệt độ chảy và nhiệt độ khuôn. |
|
|
15.Hiện tượng phun ti |
|||
|
Thường dòng chạy có dạng ngoằn ngoèo, có thể nhìn thấy trên bề mặt khuôn. Các vết dòng chạy thô, có màu sắc hoặc độ bóng khác nhau. |
Dòng chảy được phun trực tiếp vào cốc khuôn mà không tiếp xúc với thành khuôn. Do lớp ngoài bị nguội nên có sự chảy không đồng nhất với phần còn lại. Kết quả gây hiện tượng weld lines, không đồng nhất về làm nguội và ứng suất nội.Gây ra do vị trí cổng phun sai. |
1. Tối ưu tốc độ phun
2. Đặt vị trí cổng để dòng chảy đập vào thành khuôn
3. Dùng vật liệu có độ nhớt cao hơn
4. Sử dụng tốc độ phun thay đổi |
|
|
16. Hiện tượng cong vênh |
|||
|
Sản phẩm bị biến dạng và xoắn. |
1.Thiết kế khuôn không phù hợp và sản phẩm có sự khác biệt về bề dày dẫn đến áp suất khuôn khác nhau và co rút khác nhau.
2. Vị trí và thiết kế cuống phun không phù hợp
3. Gây ra do cài nhiệt độ khuôn và tốc độ phun không đúng |
1. Tránh ứng suất nội bằng cách chọn vật liệu và hình dạng sản phẩm ( cân bằng vật liệu và hình thành sản phẩm ( cân bằng bề giày). Tối ưu khuôn bằng chương trính
2.Kiểm tra vị trí cưống phun
3.Tối ưu điều kiện gia công. |
|
|
17. Hiện tượng cầu vòng |
|||
|
Ánh sáng khúc xã trên bề mặt sản phẩm tạo hiệu ứng cầu vồng. |
1.Gây ra do tốc độc trượt cao
2.Thường thấy ở nhựa LURANS 7975 dạng màu |
1. Tăng nhiệt độ dòng chạy
2.Giảm tốc độ fun
3..Nới rộng ra |
|
CHƯƠNG 4
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SOLIDWORKS
Tăng tốc thiết kế kết hợp với công cụ bắt dính (snap-to-fit SmartMates) và dùng lại Smart Components cho phép kích thước tự động với các thành phần khác. Giả lập chuyển động và tương tác cơ khí giữa các khối (solids) bằng khả năng công cụ độc nhất Physical Simulation.
Giả lập các hành động belts, chains, racks, pinions, và gear, đồng thời đặt sự khác nhau thông qua màu, kết cấu vật liệu, và các thuộc tính khác trên màn hình.Vẽ 2D. Phát triển các chức năng bộ máy vẽ bỏ qua các đối tượng đơn line hoặc arc. Cấu trúc liên kết đầy đủ với các bản vẽ - quan sát bản vẽ và nhóm cụm vật liệu cập nhật mỗi khi bạn sửa đổi phần nào đó hoặc cả bản thiết kế. Tự động tạo nhiều khung nhìn hoàn chỉnh đầy đủ các chiều quan sát.
Tạo ra các cụm vật liệu cho toàn bộ dự án với một cú click đơn. Tự động thêm các quả bóng vào tất cả các thành phần trong một bản vẽ để gióng hàng chúng dễ dàng. Dễ dàng thay đổi kích thước, kiểm tra lỗi chính tả văn bản, chú thích. Tạo các sản phẩm và các bảng thông số dễ dàng như các bảng người sử dụng tạo ra
So sánh các bản vẽ dễ hơn với việc làm nổi lên và nhìn thấy sự thay đổi rõ ràng với các phiên bản khác. Tạo ra sự độc nhất trong các chức năng của bản vẽ 3D. Chức năng 3D Drawing View cho phép bạn xem từng phần 3D không cần ở trong môi trường vẽ.
Thiết kế phác họa sử dụng các khối bố bụ cho phép bạn thiết kế nhanh chóng và xử lý từng phần cơ cấu 2D trước khi tạo thành 3D. Tạo bề mặt (Surfacing), chụp Capture và hiệu chỉnh với các khả năng phác họa cao cấp 3D.Sử dụng công cụ bề mặt dạng tự do Freeform để "kéo và đẩy" - “push and pull” nhằm điều khiển các điểm dễ dàng và tạo kiểu dáng, các bề mặt liên tục. Tạo các bề mặt phức tạp với công cụ lofts và sweep có hướng dẫn bằng các đường cong curvers, điều khiển dễ dàng với các điểm tuyến tính và đặc điểm tô sáng tạo. Các công cụ khác như Trim, extend, fillet, và knit làm việc với cả bề mặt.
Chức năng CAD: Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân thiện, khả năng thiết kế nhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và bố trí các toolbar một cách có hệ thống và hợp lý. Phần mềm này không có nhiều modul như Catia hay unigraphics vốn là những phần mềm lớn thiết kế trong nhiều lĩnh vực như ôtô, hàng không, điện tử, … Solidworks chủ yếu được dùng trong cơ khí chính xác, điện tử, ôtô, thiết kế cơ khí, tạo khuôn, thiết kế kim loại tấm… nói chung, về các chức năng này thì Solidworks tỏ ra có không thua kém Catia, unigraphics thậm chí còn hay hơn và tốt hơn, bởi lẽ nó chỉ chuyên về những lĩnh vực đó, cùng với người anh em Catia của mình, Solidworks trở thành một trong những phần mềm nổi tiếng thế giới của hãng Dassault systemn. chúng ta phải sử
Chức năng CAM:, SolidWorks còn có 1 Modul riêng về phần CAM nữa,đó là SolidCam,Modul này chạy ngay trên giao diện của solidworks, việc sử dụng của SolidCam quả thật vô cùng thân thiện, hơn hẳn Mastercam và các phần mềm khác về tính dễ sử dụng.Nó có thể tạo dường chạy dao 1 cách nhanh chóng và có kiểm soát,cho phép bạn chọn loại máy gia công để có thể tính toán tốc độ phù hợp.Hơn nữa việc hiệu chỉnh lại đường chạy dao khi chỉnh lại mẫu thiết kế gốc là điều hoàn toàn có thể thực hiện.
- Phân tích tĩnh học (bài toán cẩu xuồng cứu sinh – là đề tài tốt nghiệp của mình).
- Phân tích động học (bài toán chuyển động của cẩu xuồng) .
- Phân tích động lực học(bài toán phân tích ứng suất khi cơ cấu chuyển động con lăn di chuyển trên ray).
- Phân tích dao động.
- Phân tích nhiệt học.
- Phân tích sự va chạm của các chi tiết.
- Phân tích thuỷ khí động học ( thông qua bài toán phân tích lượng nước chảy qua cái robine và bố trí quạt thông gió cho CPU máy tính nhằm tản nhiệt tốt hơn).
- Phân tích quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn và mức độ gia nhiệt cần thiết cho quá trình đó.
Bên cạnh những modul phân tích này thì Cosmos còn cho phép thực hiện nhiều bài toán khác nữa, nhưng do điều kiện thời gian không cho phép nên mình cũng chưa học được. Nói chung là chương trình tính toán nhanh và cho phép thực hiện phân tích cụm rất nhiều chi tiết, với các thông số kết quả là: ứng suất, sức căng, chuyển vị, hệ số an toàn kết cấu …
MỤC LỤC
Trang
Chưong 1 GIỚI THIỆU CÁC BỘ PHẬN MÁY VÀ CHỨC NĂNG..............1
1.1 MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ .........................................................1
1.2 CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CÓ THẾ LÀM ĐƯỢC CÁC SẢN PHẨM PHỨC TẠP ..........................................................................................................1
1.3 CÔNG NGHỆ ÉP PHUN TẠO RA SẢN PHẨM CÓ CHẤT LƯỢNG CAO ......................................................................................................................1
1.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT VỚI SỐ LƯỢNG LỚN....................................1
1.5 KẸP KHUÔN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG .....................................1
1.6 HỆ THỐNG NGÀM KẸP THUỶ LỰC ......................................................2
1.7 HỆ THỐNG NGÀM KẸP KHUỶU ............................................................2
Chương 2 THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA ......................................................3
2.1 THIẾT KẾ BỀ DÀY THÀNH CHÍNH .......................................................3
2.1.1 Bề dày chính càng mỏng càng tốt nhưng phải đủ dày ............................3
2.1.2 Bề dày thành đồng nhất .............................................................................3
2.1.3 Tránh các vùng dày....................................................................................3
2.1.4 Các lỗi khi sản phẩm có bề dày không đồng nhất...................................3
2.2 THIẾT KẾ GÓC THOÁT KHUÔN............................................................6
2.3 THIẾT KẾ GÂN ...........................................................................................7
2.4 THIẾT KẾ NÚM LỒI ..................................................................................8
2.5 THIẾT KẾ BÁN KÍNH CÔNG CHO SẢN PHẨM................................ 10
Chương 3 VẬT LIỆU NHỰA ÉP PHUN ....................................................... 12
3.1 GIỚI THIỆU............................................................................................... 12
3.1.1 Polymer .................................................................................................... 12
3.1.2 Mắc xích cơ sở ......................................................................................... 12
3.1.3 Độ trùng hợp............................................................................................ 12
.1.4 Tên gọi ...................................................................................................... 12
3.1.5 Phân loại................................................................................................... 13
3.2 ĐẶC TÍNH CỦA MỘT SỐ LOẠI NHỰA THÔNG DỤNG ................. 13
3.2.1 Polyetylen(PE) ......................................................................................... 13
3.2.2 Polypropylen(PP) ................................................................................... 15
3.2.3 Polystyrene (PS) ...................................................................................... 15
3.2.4 Polyvinyl chorire(PVC) .......................................................................... 16
3.2.5 Polymethylmethacrylate(PMMA) ......................................................... 16
3.2.6 Styrene-acrylonit-copol(SAN) ................................................................ 16
3.2.7 Polyoxymethylene(POM)........................................................................ 16
3.2.8 Polyamide(PA) ......................................................................................... 17
Chương 4 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SOLIDWORKS .............................. 27
Chưong 5 CÁC KIỂU KHUÔN NHỰA CƠ BẢN ........................................ 31
5.1 CÁC KIỂU KHUÔN CƠ BẢN ................................................................ 31
5.2 CÁC CHI TIẾT KHUÔN CƠ BẢN ......................................................... 34
Chương 6 THIẾT KẾ SẢN PHẨM: NẮP ỐNG CỨNG .............................. 38
Chương 7 THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NẮP ỐNG CỨNG ..... 41
7.1 XÁC ĐỊNH KIỂU KHUÔN ...................................................................... 41
7.2 TẠO MẶT PHÂN KHUÔN,TÁCH THÀNH PHẦN ÂM - D ƯƠNG . 43
7.3 XÁC ĐỊNH SỐ LÒNG KHUÔN ............................................................. 45
7.4 BỐ TRÍ LÒNG KHUÔN ........................................................................... 48
7.5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN NHỰA ..................................................... 49
7.5.1 Thiết kế cuống phun................................................................................ 49
7.5.2 Thiết kế hệ thống rãnh dẫn .................................................................... 49
7.5.3 Thiết kế miệng phun ............................................................................... 50
.5.4 Vòng định vị bạc keo............................................................................... 51
7.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIẬT ĐUÔI KEO ........................................... 52
7.6.1 Quy trình mở khuôn như sau................................................................. 55
7.6.2 Những điều cần lưu ý .............................................................................. 57
7.7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÓI ................................................................... 58
7.8 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM NGUỘI................................................... 61
Chương 8 PHỤ LỤC 1 ..................................................................................... 64
8.1 PHỤ LỤC 2 ................................................................................................. 65
8.2 PHỤ LUC 3 ................................................................................................ 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 70
1.Công nghệ ép phun (Trung tâm kỹ thuật chất dẻo TPHCM)
2.Misumi: Standard Component For Plastic Mold
3.Plastic Injection Mould Design and Making (Carlos A. Reyes)
4.Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa (PTS Vũ Hoài Ân)
PHẦN MỀM HỖ TRỢ ............................................................................ 70
1.SolidWorks 2007
2.MasterCam 9.1
3.AutoCad 2007
