I. Tổng quan về khuôn phun ép và sản phẩm cần gạt
Khuôn phun ép là công cụ quan trọng trong ngành công nghiệp nhựa, giúp định hình sản phẩm với độ chính xác cao. Sản phẩm cần gạt là một chi tiết cơ khí có chức năng chuyển đổi chuyển động, thường được sử dụng trong các thiết bị công nghiệp. Đề tài này tập trung vào việc chế tạo khuôn để sản xuất sản phẩm này một cách hiệu quả. Ngành công nghiệp khuôn mẫu tại Việt Nam đang phát triển mạnh, với giá trị đạt trên 1 tỷ USD/năm và tốc độ tăng trưởng 18%. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của việc nghiên cứu và phát triển khuôn phun ép.
1.1. Giới thiệu đề tài
Đề tài chế tạo khuôn phun ép sản phẩm cần gạt nhằm ứng dụng kiến thức về khuôn mẫu và cơ khí chính xác vào thực tế. Sản phẩm nhựa ngày càng phổ biến trong đời sống và công nghiệp, đòi hỏi các giải pháp sản xuất hiệu quả. Khuôn phun ép đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra sản phẩm với số lượng lớn và chất lượng cao.
1.2. Lý do chọn đề tài
Ngành công nghiệp khuôn mẫu tại Việt Nam đang phát triển mạnh, nhưng các sản phẩm nhựa vẫn chưa đa dạng về mẫu mã và chủng loại. Việc nghiên cứu chế tạo khuôn cho sản phẩm cần gạt không chỉ giúp nâng cao kỹ năng thực tế mà còn góp phần phát triển ngành công nghiệp này.
II. Cơ sở lý thuyết về phun ép nhựa
Phun ép nhựa là quá trình sử dụng máy ép nhựa để đưa nhựa nóng chảy vào khuôn, tạo hình sản phẩm. Quá trình này bao gồm các hệ thống chính: hệ thống kẹp, hệ thống khuôn, hệ thống phun, hệ thống thủy lực và hệ thống điều khiển. Khuôn ép nhựa được thiết kế dựa trên hình dạng và kích thước sản phẩm, với các loại khuôn phổ biến như khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm và khuôn dẫn nóng.
2.1. Tổng quan về vật liệu nhựa
Nhựa là vật liệu polymer tổng hợp, được phân loại theo cấu trúc hình học (vô định hình, bán tinh thể) và cấu trúc mạch (mạch thẳng, mạch nhánh, mạch lưới). Các tính chất cơ học quan trọng của nhựa bao gồm độ dai va đập, module đàn hồi và hệ số co rút.
2.2. Cơ sở lý thuyết về phun ép nhựa
Máy ép nhựa bao gồm các hệ thống chính như hệ thống kẹp, hệ thống khuôn, hệ thống phun và hệ thống điều khiển. Quá trình phun ép nhựa đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ các thông số như áp suất, nhiệt độ và tốc độ phun để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
III. Thiết kế và chế tạo khuôn phun ép
Thiết kế khuôn phun ép đòi hỏi sự chính xác cao, từ việc phân tích sản phẩm đến thiết kế hệ thống dẫn nhựa và làm mát. Quy trình thiết kế bao gồm các bước: vẽ sản phẩm, phân tích góc thoát khuôn, thiết lập hệ số co rút và thiết kế kết cấu khuôn. Chế tạo khuôn bao gồm gia công vật liệu, lắp ráp và kiểm tra khuôn trước khi đưa vào sản xuất.
3.1. Quy trình thiết kế khuôn
Quy trình thiết kế khuôn bắt đầu từ việc phân tích sản phẩm, vẽ lại sản phẩm trên phần mềm CAD, và thiết kế hệ thống dẫn nhựa. Phân tích CAE được sử dụng để kiểm tra dòng chảy nhựa, áp suất và nhiệt độ trong khuôn.
3.2. Chế tạo và lắp ráp khuôn
Vật liệu làm khuôn được lựa chọn dựa trên độ bền và khả năng chịu nhiệt. Quy trình gia công bao gồm cắt, mài và đánh bóng khuôn. Sau khi lắp ráp, khuôn được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả sản xuất.
IV. Thử nghiệm và đánh giá khuôn phun ép
Sau khi hoàn thiện, khuôn phun ép được thử nghiệm để kiểm tra khả năng điền đầy nhựa, áp suất phun và nhiệt độ làm nguội. Kết quả thử nghiệm cho thấy khuôn đạt yêu cầu về độ chính xác và hiệu quả sản xuất. Tuy nhiên, quá trình thử nghiệm cũng phát hiện một số sai sót cần khắc phục để tối ưu hóa khuôn.
4.1. Thử nghiệm ép thử
Khuôn được thử nghiệm trên máy ép nhựa HATIAN MA1200. Các thông số như áp suất phun, nhiệt độ và thời gian làm nguội được ghi lại để đánh giá hiệu quả của khuôn.
4.2. Kết luận và hướng phát triển
Kết quả thử nghiệm cho thấy khuôn đạt yêu cầu về độ chính xác và hiệu quả sản xuất. Tuy nhiên, cần cải thiện một số chi tiết để tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thời gian gia công.
