I. Thiết kế khuôn 3 tấm
Thiết kế khuôn 3 tấm là quá trình quan trọng trong sản xuất khuôn ép nhựa, đặc biệt cho sản phẩm nút tuýt kem. Quy trình này bao gồm việc tính toán kích thước, hình dạng và cấu trúc của khuôn để đảm bảo sản phẩm đạt độ chính xác cao. Sử dụng phần mềm Creo Parametric 8, nhóm nghiên cứu đã thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh với Modul Expert Moldbase Extension 14. Quá trình này đòi hỏi sự hiểu biết sâu về nguyên lý khuôn 3 tấm và công nghệ khuôn 3 tấm để tối ưu hóa hiệu suất sản xuất.
1.1. Quy trình thiết kế khuôn
Quy trình thiết kế khuôn bắt đầu từ việc phân tích hình dạng hình học của nút tuýt kem. Sau đó, nhóm tiến hành tính toán các thông số kỹ thuật như kích thước lòng khuôn, hệ thống làm nguội và kênh dẫn nhựa. Phần mềm Moldex3D Studio 2021 được sử dụng để mô phỏng dòng chảy nhựa trong khuôn, giúp đánh giá hiệu quả của thiết kế trước khi chế tạo.
1.2. Vật liệu làm khuôn
Vật liệu làm khuôn đóng vai trò quan trọng trong độ bền và hiệu suất của khuôn. Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn nhựa PP (Polypropylene) làm vật liệu chính do tính chất cơ lý phù hợp với yêu cầu sản phẩm. Vật liệu này cũng đảm bảo độ bền và khả năng chịu nhiệt tốt trong quá trình ép phun.
II. Chế tạo khuôn 3 tấm
Chế tạo khuôn 3 tấm là bước tiếp theo sau thiết kế, bao gồm gia công các chi tiết khuôn và lắp ráp hoàn chỉnh. Quá trình này đòi hỏi sự chính xác cao trong gia công CNC để đảm bảo các chi tiết khuôn khớp với nhau một cách hoàn hảo. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy phay CNC Mazak VQC-20150B để gia công các tấm khuôn, bao gồm tấm kẹp trên, tấm khuôn dương và tấm cố định.
2.1. Gia công chi tiết khuôn
Các chi tiết khuôn được gia công từ vật liệu thép hợp kim, đảm bảo độ cứng và độ bền cao. Quá trình gia công bao gồm phay, tiện và đánh bóng bề mặt để đạt độ chính xác và độ nhẵn cần thiết. Các chi tiết như vòng định vị, chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng cũng được gia công và lắp ráp vào khuôn.
2.2. Lắp ráp và kiểm tra khuôn
Sau khi gia công, các chi tiết khuôn được lắp ráp thành bộ khuôn hoàn chỉnh. Quá trình lắp ráp đòi hỏi sự tỉ mỉ để đảm bảo các chi tiết khớp với nhau một cách chính xác. Khuôn sau đó được kiểm tra độ kín khít và khả năng vận hành trước khi đưa vào sử dụng.
III. Ứng dụng khuôn 3 tấm trong sản xuất
Khuôn 3 tấm được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm nhựa, đặc biệt là nút tuýt kem. Khuôn này cho phép sản xuất hàng loạt với độ chính xác cao và tỉ lệ phế phẩm thấp. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện ép thử sản phẩm trên máy ép nhựa Toshiba FA 100, đạt được kết quả khả quan với tỉ lệ phế phẩm dưới 10%.
3.1. Quy trình ép phun
Quy trình ép phun bao gồm các bước: nạp nhựa, ép phun, làm nguội và tháo sản phẩm. Nhóm nghiên cứu đã tối ưu hóa các thông số ép như nhiệt độ, áp suất và thời gian làm nguội để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Sản phẩm sau khi ép được kiểm tra độ chính xác và độ bền.
3.2. Đánh giá hiệu quả khuôn
Khuôn 3 tấm được đánh giá dựa trên các tiêu chí như độ chính xác, độ bền và hiệu suất sản xuất. Kết quả cho thấy khuôn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và có tiềm năng ứng dụng trong sản xuất công nghiệp. Nhóm cũng đề xuất các giải pháp tối ưu hóa thêm để nâng cao hiệu quả sản xuất.
