Vai Trò Và Kỹ Thuật Thiết Kế Hệ Thống Làm Nguội Trong Khuôn Ép Nhựa

Ép phun nhựa là quá trình hóa lỏng hạt nhựa ở nhiệt độ cao trước khi tiêm vào lòng khuôn. Sau khi hoàn tất điền nhựa đầy khuôn, hệ thống làm mát thực hiện chức năng làm nhựa đông cứng. Hệ thống làm mát được thiết kế và hoạt động chi tiết như thế nào trong qua trình ép nhựa sẽ được cập nhật qua nội dung bài viết này.

Vai trò của hệ thống làm nguội trong khuôn ép nhựa

Hệ thống làm nguội khuôn ép nhựa quyết định thời gian chu trình ép phun. Nhiệt độ nóng chảy của nhựa được đưa vào khuôn thường ở khoảng 150^oC – 300^oC. Với mức nhiệt độ này khi tiên nhựa vào lòng khuôn sẽ làm khuôn nóng lên. Lúc này, hệ thống làm mát có vai trò giải nhiệt khuôn và làm cho nhựa dần dần cứng lại. Nếu hệ thống làm nguội hoạt động không hiệu quả làm cho nhiệt độ trong khuôn không ngừng tăng lên thì điều đó đồng nghĩa với việc chu trình ép nhựa kéo dài thời gian, dẫn đến giảm năng suất tạo thành phẩm.

Cụ thể vai trò chính của hệ thống làm nguội là:

• Giữ nhiệt độ khuôn ổn định đảm bảo nguyên liệu nhựa giải nhiệt đều
• Giải nhiệt nhanh, tránh trường hợp giải nhiệt không kịp gây nên hiện tượng biến dạng sản phẩm
• Rút ngắn thời gian chu kỳ ép và tăng năng suất ép phun.

Cấu tạo của hệ thống làm nguội trong khuôn ép nhựa

Các bộ phận của hệ thống làm nguội

Các bộ phận của hệ thống làm mát khuôn ép nhựa

Hệ thống làm nguội có cấu tạo gồm 8 bộ phận cơ bản:

• Bể chứa dung dịch làm nguội: các dung dịch làm mát (chất làm nguội) thường sử dụng nhiều nhất là nước chống đóng băng, nước chống làm lạnh hoặc nước gia nhiệt, dầu truyền nhiệt, gia nhiệt điện.
• Khuôn ép
• Ống cung cấp chất làm nguội
• Bơm
• Kênh làm nguội
• Ống dẫn
• Vách làm nguội
• Bộ điều khiển nhiệt độ

Vị trí các bộ phận cấu tạo hệ thống làm nguội được thiết kế viên bố trí, sắp xếp hợp lý trên nguyên tắc tuân thủ các quy luật thiết kế hay là kỹ thuật thiết kế khuôn.

Kỹ thuật thiết kế kênh làm nguội

• Kênh làm nguội cần được thiết kế càng gần bề mặt khuôn càng tốt. Song phải chú ý đến độ bền cơ học của vật liệu khuôn.
• Đường kính kênh làm nguội phải lớn hơn 8mm để dễ gia công
• Chia hệ thống làm nguội thành nhiều vùng làm nguội để tránh các kênh làm nguội quá dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ.
• Chú ý đặc biệt làm nguội đến những phần dày của sản phẩm
• Hiện tượng cong vênh xảy ra do sự co rút khác nhau trên bề dày sản phẩm khác nhau. Chính vì thế khi thiết kế kênh làm nguôn, kích thước đường kính của kênh đó phải tương ứng với bề dày của sản phẩm.

Ví dụ:

- Bề dày thành sản phẩm là 2mm tương ứng với đường kính kênh làm nguội phải là 8mm – 10mm.

- Bề dày thành sản phẩm là 2mm – 4 mm tương ứng với đường kính kênh làm nguội phải là 10mm – 12mm

- Bề dày thành sản phẩm là 4mm – 6mm tương ứng với đường kính kênh làm nguội phải là 12mm – 14mm.

Thiết kế làm nguội lõi khuôn

Có nhiều phương thức để làm lạnh lõi khuôn. Lựa chọn phương thức làm lạnh lõi khuôn người ta căn cứ vào kích cỡ và cấu trục của lõi khuôn. Một số hệ thống làm nguội lõi khuôn trong thiết kế khuôn ép nhựa gồm có:

• Hệ thống làm mát có vách ngăn
• Hệ thốn kiểm vòi phun
• Hệ thống dạng lỗ góc
• Hệ thống làm lạnh dạng lỗ từng bước
• Hệ thống làm nguội dạng xoắn ốc

Thiết kế làm nguội lòng khuôn

Công việc làm nguội lòng khuôn (Cavity) quan trọng như làm nguội lõi (Core). Nếu làm lạnh lõi mà không làm lạnh lòng khuôn sẽ dẫn đến hiện tượng làm lạnh không đồng đều, mất kiểm soát và kết quả là kéo dài thời gian chu kỳ ép, có thể để lại lỗi trên sản phẩm.

Một số kiểu thiết kế hệ thống làm nguội lòng khuôn:

• Hệ thống làm nguội nối tiếp
• Hệ thống làm nguội song song
• Hệ thống làm nguôi nhiều tầng.

Như vậy, toàn bộ nội dung bài viết này đã cung cấp đầy đủ các thông tin cơ bản nhất về vai trò cũng như kỹ thuật thiết kế hệ thống làm nguội trong khuôn. Tuy nhiên, để thiết kế được hệ thống làm mát trong khuôn ép nhựa nó yêu cầu chi tiết hơn nữa những kỹ thuật phức tạp, nâng cao. Do đó, để bắt tay vào công việc thiết kế khuôn ép nhựa, bạn phải trải qua quá trình học tập và thực hành nỗ lực, kiên trì.