Giáo trình Thiết kế và Chế tạo Khuôn Phun Ép Nhựa - Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

• Tác giả: TS. Phạm Sơn Minh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí
• Đề tài: Giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa

Giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa là tài liệu chuyên sâu phục vụ đào tạo kỹ sư trong lĩnh vực khuôn mẫu. Ngành nhựa Việt Nam tăng trưởng mạnh mẽ trong thập kỷ qua. Sản phẩm nhựa đã có mặt tại hơn 40 quốc gia. Công nghiệp khuôn mẫu phát triển song song để đáp ứng nhu cầu sản xuất. Giáo trình này do nhóm tác giả tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM biên soạn. Nội dung bao gồm toàn bộ quy trình từ thiết kế đến chế tạo khuôn ép phun. Tài liệu hướng đến sinh viên đại học và học viên cao học thuộc nhóm ngành Kỹ thuật Cơ khí. Giáo trình cung cấp kiến thức nền tảng về cấu tạo khuôn, hệ thống cấp nhựa, hệ thống đẩy sản phẩm và hệ thống làm nguội. Mỗi phần được trình bày rõ ràng với ví dụ minh họa cụ thể. Phương pháp giảng dạy kết hợp lý thuyết và thực hành giúp người học nắm vững kỹ năng thiết kế khuôn phun ép nhựa một cách toàn diện.

1.1. Vai trò của giáo trình trong đào tạo kỹ sư khuôn mẫu

Giáo trình đóng vai trò then chốt trong việc chuẩn bị đội ngũ kỹ sư khuôn mẫu chất lượng cao. Ngành công nghiệp ép phun nhựa đòi hỏi nhân lực có kiến thức chuyên môn vững vàng. Giáo trình cung cấp hệ thống lý thuyết từ cơ bản đến nâng cao về thiết kế khuôn. Sinh viên được tiếp cận các nguyên lý hoạt động của từng bộ phận trong khuôn ép phun. Nội dung bao gồm cách tính toán, chọn vật liệu và bố trí hệ thống kênh dẫn. Tài liệu cũng giới thiệu quy trình gia công thực tế tại xưởng sản xuất. Nhờ đó, người học có khả năng áp dụng kiến thức vào công việc ngay sau khi tốt nghiệp.

1.2. Phạm vi nội dung và đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình hướng đến đối tượng chính là sinh viên đại học và học viên cao học ngành Kỹ thuật Cơ khí. Phạm vi nội dung trải rộng từ khái niệm cơ bản về khuôn ép phun đến các kỹ thuật thiết kế nâng cao. Các chủ đề chính bao gồm cấu tạo khuôn, hệ thống cấp nhựa nguội và nóng, hệ thống lấy sản phẩm, hệ thống làm nguội. Giáo trình cũng đề cập đến ứng dụng CAD/CAM/CNC-CAE trong thiết kế và sản xuất khuôn. Người đọc cần có kiến thức nền tảng về cơ học, vật liệu kỹ thuật và nguyên lý gia công. Tài liệu phù hợp cho cả mục đích học tập và tham khảo nghề nghiệp trong ngành khuôn mẫu.

II. Phân tích cấu trúc và nguyên lý hoạt động khuôn phun ép nhựa

Khuôn phun ép nhựa gồm nhiều hệ thống phối hợp hoạt động nhịp nhàng. Cấu trúc chung của một bộ khuôn bao gồm hệ thống cấp nhựa, hệ thống đẩy sản phẩm và hệ thống làm nguội. Hệ thống cấp nhựa chịu trách nhiệm vận chuyển nhựa nóng từ máy ép vào lòng khuôn. Hệ thống đẩy giúp tách sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi nhựa đông đặc. Hệ thống làm nguội điều hòa nhiệt độ trong khuôn để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Mỗi hệ thống có cấu tạo riêng biệt với các chi tiết tiêu chuẩn. Hệ thống cấp nhựa được chia thành hai loại chính: cấp nhựa nguội và cấp nhựa nóng. Hệ thống cấp nhựa nguội sử dụng kênh dẫn không gia nhiệt. Hệ thống cấp nhựa nóng duy trì nhiệt độ nhựa ở trạng thái lỏng liên tục. Việc hiểu rõ cấu trúc và nguyên lý từng hệ thống là nền tảng để thiết kế khuôn chính xác. Các yếu tố như vật liệu nhựa, kích thước sản phẩm và yêu cầu chất lượng đều ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế khuôn.

2.1. Cấu tạo chung và phân loại khuôn ép phun nhựa

Khuôn ép phun được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau. Phân loại theo hệ thống cấp nhựa gồm khuôn kênh dẫn nguội và khuôn kênh dẫn nóng. Phân loại theo số lòng khuôn gồm khuôn một lòng và khuôn nhiều lòng. Cấu tạo chung của bộ khuôn bao gồm nửa động và nửa tĩnh. Nửa tĩnh gắn cố định trên bàn máy ép phun. Nửa động di động theo hành trình đóng mở khuôn. Bên trong mỗi nửa chứa các chi tiết như lõi khuôn, lòng khuôn, bạc dẫn hướng và hệ thống đẩy. Việc lựa chọn loại khuôn phù hợp phụ thuộc vào hình dạng sản phẩm, sản lượng yêu cầu và điều kiện sản xuất thực tế tại nhà máy.

2.2. So sánh hệ thống cấp nhựa nguội và hệ thống cấp nhựa nóng

Hệ thống cấp nhựa nguội có cấu tạo đơn giản, chi phí chế tạo thấp hơn so với hệ thống nóng. Nhựa trong kênh dẫn nguội đông đặc lại sau mỗi chu kỳ phun. Phần nhựa đông đặc này trở thành phế liệu, gây lãng phí nguyên liệu. Hệ thống cấp nhựa nóng sử dụng các vòi phun được gia nhiệt liên tục. Nhựa trong kênh dẫn luôn ở trạng thái lỏng, không tạo phế liệu. Hệ thống nóng giúp giảm thời gian chu kỳ và tăng năng suất. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu cao hơn nhiều. Hệ thống nóng cũng đòi hỏi kỹ thuật bảo trì phức tạp hơn. Việc chọn hệ thống nào phụ thuộc vào yêu cầu kinh tế và kỹ thuật của từng dự án sản xuất cụ thể.

III. Các phương pháp thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa hiệu quả

Thiết kế khuôn phun ép nhựa đòi hỏi quy trình khoa học và chính xác. Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC-CAE đã thay đổi toàn diện cách thức thiết kế và sản xuất khuôn. Phần mềm CAD cho phép mô phỏng 3D chi tiết khuôn trước khi gia công. Phần mềm CAE giúp phân tích dòng chảy nhựa, dự đoán khuyết tật và tối ưu hóa thiết kế. Công nghệ CNC đảm bảo độ chính xác gia công ở mức micromet. Thiết kế kênh dẫn là bước quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Loại tiết diện tròn được khuyến nghị sử dụng vì cho phép dòng chảy nhựa tối ưu. Các loại tiết diện hình thang và trung gian cũng có thể áp dụng trong một số trường hợp. Hệ thống làm nguội cần được thiết kế để đảm bảo nhiệt độ phân bố đều trong khuôn. Kênh dẫn nguội phải bố trí hợp lý, cách đều bề mặt lòng khuôn. Các yếu tố như vật liệu nhựa, thời gian đông đặc, độ co rút đều cần được tính toán kỹ lưỡng. Thiết kế tốt giúp giảm thời gian chu kỳ, nâng cao chất lượng sản phẩm và kéo dài tuổi thọ khuôn.

3.1. Thiết kế hệ thống kênh dẫn và bố trí làm nguội khuôn

Hệ thống kênh dẫn quyết định dòng chảy nhựa từ máy ép vào lòng khuôn. Kích thước kênh dẫn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại nhựa, áp lực phun, tốc độ phun và kích thước sản phẩm. Kênh dẫn phải đảm bảo nhựa điền đầy lòng khuôn đồng đều với tổn thất áp suất nhỏ nhất. Thiết kế hệ thống làm nguội yêu cầu tính toán kỹ lường về lưu lượng nước, đường kính ống dẫn và vị trí bố trí. Kênh nguội phải cách đều bề mặt lòng khuôn để nhiệt độ phân bố đồng nhất. Nếu làm nguội không đều, sản phẩm sẽ bị biến dạng hoặc co ngót. Quy luật thiết kế kênh dẫn nguội cần tuân thủ nguyên tắc cân bằng nhiệt và dòng chảy. Vật liệu làm khuôn có độ dẫn nhiệt cao giúp tăng hiệu quả làm nguội đáng kể.

3.2. Ứng dụng công nghệ CAD CAM CNC CAE trong sản xuất khuôn

Công nghệ CAD/CAM/CNC-CAE đã trở thành công cụ không thể thiếu trong ngành khuôn mẫu hiện đại. Phần mềm CAD giúp thiết kế chi tiết khuôn ở dạng mô hình 3D chính xác. Kỹ sư có thể kiểm tra va chạm, dung sai và lắp ráp ngay trên máy tính. Phần mềm CAM chuyển đổi thiết kế thành chương trình gia công cho máy CNC. Công nghệ CNC đảm bảo độ chính xác gia công ở mức cao, giảm sai sót do con người. Phần mềm CAE cho phép mô phỏng quá trình ép phun. Kỹ sư dự đoán được vị trí ngót, đường hàn, bẫy khí trước khi gia công. Việc áp dụng đồng bộ các công nghệ này giúp rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm. Chi phí sửa chữa khuôn giảm đáng kể nhờ phát hiện lỗi từ giai đoạn thiết kế.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của giáo trình khuôn phun ép nhựa

Giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa mang lại giá trị lớn cho đào tạo và sản xuất. Nội dung giáo trình bao quát toàn bộ quy trình từ thiết kế đến chế tạo khuôn. Người học được trang bị kiến thức vững chắc về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và kỹ thuật tính toán. Ngành công nghiệp nhựa Việt Nam đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Nhu cầu về kỹ sư khuôn mẫu có tay nghề cao ngày càng tăng. Giáo trình đóng góp trực tiếp vào việc nâng cao chất lượng nguồn nhân lực. Các kiến thức trong giáo trình áp dụng được ngay trong thực tế sản xuất. Từ việc chọn loại khuôn, thiết kế kênh dẫn, tính toán hệ thống đẩy đến bố trí làm nguội. Xu hướng tương lai là tích hợp sâu hơn công nghệ số vào thiết kế khuôn. In 3D kim loại, trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật sẽ định hình ngành khuôn mẫu. Giáo trình là nền tảng để người học tiếp cận và làm chủ các công nghệ mới này.

4.1. Giá trị đào tạo và khả năng ứng dụng trong sản xuất thực tế

Giáo trình cung cấp kiến thức có tính ứng dụng cao trong sản xuất công nghiệp. Sinh viên tốt nghiệp có khả năng thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh cho sản phẩm nhựa cụ thể. Kỹ năng tính toán hệ thống kênh dẫn, hệ thống đẩy và hệ thống làm nguội được rèn luyện qua bài tập thực hành. Giáo trình cũng giúp người học hiểu rõ mối quan hệ giữa thông số kỹ thuật và chất lượng sản phẩm. Tại các nhà máy sản xuất, kiến thức từ giáo trình áp dụng trực tiếp vào việc vận hành và bảo trì khuôn. Kỹ sư có thể đọc bản vẽ khuôn, lập quy trình gia công và kiểm tra chất lượng sản phẩm. Giá trị đào tạo của giáo trình đã được kiểm chứng qua nhiều khóa sinh viên tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.

4.2. Xu hướng phát triển ngành công nghiệp khuôn mẫu Việt Nam

Ngành công nghiệp khuôn mẫu Việt Nam đang chuyển mình mạnh mẽ. Sự hội nhập quốc tế mở ra cơ hội hợp tác và chuyển giao công nghệ. Các doanh nghiệp đầu tư vào thiết bị CNC hiện đại và phần mềm CAD/CAM tiên tiến. Xu hướng sản xuất thông minh với công nghiệp 4.0 đang thay đổi cách thức vận hành nhà máy. Mô phỏng CAE giúp giảm thời gian phát triển khuôn từ vài tháng xuống vài tuần. In 3D kim loại cho phép chế tạo khuôn mẫu nhanh chóng với chi phí hợp lý. Trí tuệ nhân tạo hỗ trợ tối ưu hóa thông số ép phun tự động. Giáo trình cần được cập nhật liên tục để bắt kịp các xu hướng công nghệ mới. Đội ngũ kỹ sư khuôn mẫu Việt Nam có tiềm năng cạnh tranh mạnh trên thị trường quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ---&---&--- KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO TS. PHẠM SƠN MINH ThS.TRẦN MINH THẾ UYÊN GIÁO TRÌNH NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LỜI NÓI ĐẦU Trong vòng mười năm trở lại đây, ngành nhựa trở thành ngành có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất trong cả nước. Sản phẩm nhựa Việt Nam đã có mặt trên 40 quốc gia và vẫn không ngừng tăng trưởng. Ngành nhựa phát triển lớn mạnh kéo theo sự ra đời của nền công nghiệp khuôn mẫu để hỗ trợ là điều tất yếu. Chính điều này đã tạo nên một cơ hội cũng như những thách thức cho đội ngũ các kỹ sư trong lĩnh vực khuôn mẫu. Sản phẩm nhựa có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó, phổ biến nhất là công nghệ ép phun. Công nghệ này mang lại hiệu quả kinh tế rất cao, tốn ít thời gian tạo ra sản sản phẩm, thích hợp cho sản xuất hàng loạt. Hiện nay, ngành công nghệ ép phun có nhiều phát triển vượt bậc, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của việc ứng dụng CAD/CAM/CNC-CAE vào thiết kế và lập quy trình sản xuất, ngành công nghiệp nhựa đang dần khẳng định được vị trí của mình trong nền công nghiệp nước nhà. Với mục đích giúp người đọc làm quen và có khả năng thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa, nhóm tác giả đã biên soạn cuốn sách này với sự giúp đỡ tận tình của KS. Chu Minh Tuấn, KS. Hoàng Minh Hải, KS. Lê Nhật Sơn, KS.Nguyễn Nhật Bình và các đồng nghiệp – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nhằm dùng làm tài liệu học tập cho môn học THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN PHUN ÉP NHỰA, dùng cho sinh viên Đại học và học viên Cao học thuộc nhóm ngành Kỹ thuật Cơ khí. Trong quá trình biên soạn, không thể tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm tác giả rất mong nhận được sự góp ý của người đọc để các lần biên soạn sau được hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin vui lòng gởi về địa chỉ email: [e-mail] hoặc uyentmt@hcmute. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2014, Nhóm tác giả: TS. Phạm Sơn Minh ThS. Trần Minh Thế Uyên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM 3 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU . CẤU TẠO KHUÔN ÉP PHUN .1 Khái niệm về khuôn .2 Phân loại khuôn ép phun .3 Kết cấu chung của một bộ khuôn .2 HỆ THỐNG CẤP NHỰA NGUỘI (Cool runner) .1 Tổng quan về hệ thống cấp nhựa nguội.2 Đặc điểm và chức năng các bộ phận của hệ thống kênh dẫn nguội .3 HỆ THỐNG CẤP NHỰA NÓNG (HOT RUNNER - HR) .1 Nhiệm vụ, yêu cầu, lợi ích và hạn chế .2 Cấu trúc và chức năng của hệ thống Hot Runner .3 Đặc điểm, cách tính và bố trí các thành phần .4 HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM .1 Các cách lấy sản phẩm ra khỏi khuôn .2 Khái niệm hệ thống đẩy.4 Các hệ thống đẩy thường dùng .5 Điều khiển hệ thống đẩy .6 Một số điểm cần lưu ý khi thiết kế hệ thống đẩy .7 Ví dụ về tính toán hệ thống đẩy .5 HỆ THỐNG LÀM NGUỘI .1 Tầm quan trọng và mục đích của hệ thống làm nguội .2 Một số chất làm nguội .3 Độ dẫn nhiệt của kim loại.4 Các thành phần của hệ thống làm nguội trong khuôn ép nhựa 91 1.5 Quy luật thiết kế kênh dẫn nguội.6 Thiết kế kênh làm nguội .7 Làm nguội lõi khuôn .8 Làm nguội lòng khuôn .9 Các chi tiết sử dụng trong hệ thống làm nguội .10 Tính lưu lượng nước làm nguội .11 Tính toán thời gian làm nguội .12 Thời gian làm nguội của 1 số dạng chi tiết .13 Kiểm soát nhiệt độ khuôn .6 HỆ THỐNG DẪN HƯỚNG VÀ ĐỊNH VỊ .1 Chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng .2 Cơ cấu định vị .3 Vị trí của chốt và bạc dẫn hướng .7 HỆ THỐNG THOÁT KHÍ .2 Các kiểu thoát khí .3 Rãnh thoát khí trên mặt phân khuôn .4 Hệ thống thoát khí trên kênh dẫn .5 Thoát khí qua hệ thống đẩy trong khuôn .6 Thoát khí qua hệ thống hút chân không .7 Thoát khí qua hệ thống làm mát, slide, insert… .8 So sánh các phương pháp thoát khí .8 HỆ THỐNG THÁO UNDERCUT .2 Undercut mặt ngoài .3 Undercut mặt trong .4 Xilanh thủy lực tháo undercut .9 MỘT SỐ LOẠI KHUÔN .1 Khuôn hai tấm .2 Khuôn ba tấm .3 Khuôn nhiều tầng .4 Khuôn cho sản phẩm nhiều màu . CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA 163 2.1 Các nguyên tắc cơ bản để thiết kế sản phẩm nhựa .1 Dòng đồng hướng .2 Cân bằng dòng .3 Phân bố áp xuất .4 Ứng xuất trượt cực đại.5 Vị trí đường hàn và đường nối .2 Quy trình thiết kế .1 Quy trình sản xuất khuôn .2 Quy trình thiết kế khuôn .3 Quy trình thiết kế sản phẩm .4 Quy trình thiết kế hệ thống kênh dẫn .5 Quy trình thiết kế hệ thống làm nguội .3 Trình tự thiết kế khuôn .4 Các yêu cầu kĩ thuật đối với chi tiết của bộ khuôn .1 Độ chính xác về hình dáng .2 Độ chính xác về kích thước .3 Độ cứng của các chi tiết trong khuôn .5 Tính số lòng khuôn .1 Số lòng khuôn tính theo số lượng lô sản phẩm .2 Số lòng khuôn tính theo năng xuất phun của máy .3 Số lòng khuôn tính theo năng xuất làm dẻo của máy .4 Số lòng khuôn tính theo lực kẹp khuôn của máy .5 Số lòng khuôn theo kích thước tấm gá đặt trên máy ép .6 Tính toán ước lượng lực kẹp khuôn .7 Ước lượng áp xuất trung bình của lòng khuôn . MÔ PHỎNG PHÂN TÍCH (CAE) DÒNG CHẢY CỦA NHỰA.1 Giới thiệu về CAE .2 Lợi ích của ứng dụng CAE .3 Tổng quan về CAE .1 Lý thuyết về phần tử hữu hạn khi chia lưới sản phẩm .2 Độ nhớt của chất lỏng.3 Lý thuyết về truyền nhiệt.4 Thông số đầu vào của việc phân tích dòng chảy (CAE) trong công nghệ ép phun .5 Kết quả của việc phân tích mô phỏng dòng chảy .6 Sai số giữa kết quả phân tích CAE với thực tế ép sản phẩm . CÁC KHUYẾT TẬT TRÊN SẢN PHẨM ÉP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC .1 Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ ép phun .2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm .3 Các khuyết tật sản phẩm và cách khắc phục.1 Sản phẩm bị sai lệch kích thước lắp ghép .2 Sản phẩm bị cong vênh .3 Tập trung bọt khí .4 Sản phẩm có các vết lõm .5 Hiện tượng phun thiếu .6 Sản phẩm bị bavia .7 Sản phẩm có đường hàn nối .8 Sản phẩm có nhiều nếp nhăn .9 Bề mặt bong tróc, có vết xước, không bằng phẳng .10 Các vết rạn nứt.11 Sản phẩm có vết cháy đen . CHẾ TẠO KHUÔN .1 Vật liệu làm khuôn ép nhựa .1 Những yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn vật liệu làm khuôn .2 Vật liệu đối với hệ thống dẫn hướng và định vị .3 Vật liệu làm thân khuôn .4 Vật liệu cho các miếng ghép và tấm khuôn cho khuôn âm và khuôn dương .5 Đặc tính của một số loại thép dùng để làm khuôn ép phun.2 Tham khảo một số loại thép chế tạo khuôn nhựa .3 Công nghệ chế tạo khuôn .1 Giới thiệu về quy trình chế tạo khuôn .2 Quy trình thiết kế chế tạo khuôn ép phun .3 Giới thiệu các công nghệ gia công .4 Gia công các tấm khuôn .4 Ứng dụng phần mềm hỗ trợ thiết kế chế tạo khuôn.1 Ứng dụng phần mềm Creo Parametric thiết kế chế tạo khuôn228 5.2 Tách khuôn với Creo Parametric .3 Ứng dụng Creo Parametric gia công khuôn .5 Xử lý bề mặt lòng khuôn .1 Kỹ thuật đánh bóng khuôn .2 Quy trình lắp ráp khuôn.1 Trình tự các bước .2 Các thông số gia công của một số vật liệu nhựa .3 Các bước lắp đặt khuôn .4 Thiết lập thông số ép .5 Ép thử - Kiểm tra sản phẩm .6 Hiệu chỉnh thông số ép . THIẾT KẾ HÌNH HỌC SẢN PHẨM NHỰA .1 Chu trình thiết kế sản phẩm nhựa .2 Yêu cầu hình học đối với sản phẩm nhựa trong khuôn ép phun.1 Góc thoát khuôn .6 Lỗ trên sản phẩm .7 Thiết kế sản phẩm có ren . 282 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 287 9 Chương 1 CẤU TẠO KHUÔN ÉP PHUN Mục tiêu chương 1: Giới thiệu về khuôn mẫu và công nghệ ép phun Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: 1) Định nghĩa được khuôn là gì. 2) Phân biệt được các loại khuôn phun ép nhựa. 3) Giải thích được công dụng của các bộ phận trong khuôn 4) Vận dụng được quy trình thiết kế khuôn cho sản phẩm 1.1 Khái niệm về khuôn Khuôn là dụng cụ (thiết bị) dùng để tạo hình sản phẩm theo phương pháp định hình, khuôn được thiết kế và chế tạo để sử dụng cho một số lượng chu trình nào đó, có thể là một lần và cũng có thể là nhiều lần. Kết cấu và kích thước của khuôn được thiết kế và chế tạo phụ thuộc vào hình dáng, kích thước, chất lượng và số lượng của sản phẩm cần tạo ra. Ngoài ra, còn có rất nhiều vấn đề khác cần phải quan tâm đến như các thông số công nghệ của sản phẩm (góc nghiêng, nhiệt độ khuôn, áp xuất gia công,…), tính chất vật liệu gia công (độ co rút, tính đàn hồi, độ cứng,…), các chỉ tiêu về tính kinh tế của bộ khuôn. Khuôn sản xuất sản phẩm nhựa là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau, được chia ra làm hai phần khuôn chính là: - Phần cavity (phần khuôn cái, phần khuôn cố định): được gá trên tấm cố định của máy ép nhựa. - Phần core (phần khuôn đực, phần khuôn di động): được gá trên tấm di động của máy ép nhựa. Ngoài ra, khoảng trống giữa cavity và core (phần tạo sản phẩm) được điền đầy bởi nhựa nóng chảy. Sau đó, nhựa được làm nguội, đông đặc lại rồi lấy ra khỏi khuôn bằng hệ thống lấy sản phẩm hoặc thao tác bằng tay. Sản phẩm thu được có hình dạng của lòng khuôn. Trong một bộ khuôn phần lõm vào sẽ xác định hình dạng bên ngoài của sản phẩm được gọi là lòng khuôn (hay còn gọi là khuôn âm, khuôn 10 cái, cối, cavity), còn phần lồi ra sẽ xác định hình dạng bên trong của sản phẩm được gọi là lõi (hay còn gọi là khuôn dương, khuôn đực, chày, core) một bộ khuôn có thể có một hoặc nhiều lòng khuôn và lõi. Phần tiếp xúc giữa lòng khuôn và lõi được gọi là mặt phân khuôn. Khuôn âm và khuôn dương ở trạng thái đóng 1.