HCMUTE chế tạo mô đun hóa lỏng nhựa cho máy phun ép micro

Hcmute phát triển mô đun hóa lỏng nhựa cho máy phun ép micro, nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm trong ngành công nghiệp chế tạo.

• Tác giả: Lê Trọng Nguyễn
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Minh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Chế Tạo Mô Đun Hóa Lỏng Nhựa Cho Máy Phun Ép Micro
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 1.1. Tổng quan về phun ép micro
• 1.2. Hệ thống thống hỗ trợ ép phun
• 1.3. Hệ thống phun
• 1.4. Ưu điểm của máy phun ép micro
• 1.5. Phân loại máy ép phun
• 1.5.1. Phân loại máy ép phun theo cấu tạo
• 1.5.2. Phân loại theo cơ chế vận hành
• 1.6. Chọn phương án tải và ép nhựa vào khuôn
• 1.7. Động cơ bước
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ
• 2.1. Cụm cấp nhựa
• 2.2. Phễu cấp nhựa
• 2.3. Vòng gia nhiệt
• 3. CHƯƠNG 3: GIA CÔNG VÀ LẮP RÁP
• 4. CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM VÀ CHỈNH SỬA
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Mô đun hóa lỏng nhựa và ứng dụng trong máy phun ép micro tại HCMUTE

Đề tài nghiên cứu tập trung vào việc chế tạo mô đun hóa lỏng nhựa cho máy phun ép micro, một lĩnh vực then chốt trong công nghệ phun ép nhựa chính xác cao. Nghiên cứu được thực hiện tại HCMUTE, tập trung vào thiết kế, chế tạo và thử nghiệm mô đun này. Mục tiêu chính là tạo ra một hệ thống cấp nhựa hiệu quả, tích hợp được với máy phun ép micro hiện có, nhằm giảm chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu mô đun hóa được xem xét kỹ lưỡng, bao gồm việc chọn lựa vật liệu nhựa kỹ thuật phù hợp, tối ưu hóa thiết kế để giảm chi phí sản xuất mô đun, và phát triển quá trình lỏng hóa nhựa hiệu quả. Ứng dụng mô đun này hứa hẹn sẽ mang lại lợi ích kinh tế và kỹ thuật đáng kể cho ngành sản xuất.

1.1. Quá trình lỏng hóa nhựa và điều khiển quá trình

Phần này tập trung vào việc phân tích quá trình lỏng hóa nhựa, bao gồm các yếu tố ảnh hưởng như nhiệt độ lỏng hóa nhựa, áp suất lỏng hóa nhựa, và vật liệu nhựa sử dụng. Điều khiển quá trình lỏng hóa là yếu tố quan trọng đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu đề cập đến việc lựa chọn các phương pháp điều khiển quá trình lỏng hóa nhựa phù hợp, bao gồm cả mô phỏng quá trình bằng phần mềm chuyên dụng. Các thuật toán điều khiển nhiệt độ được nghiên cứu và tối ưu hóa nhằm đạt được độ chính xác cao trong việc kiểm soát nhiệt độ lỏng hóa. Việc lựa chọn động cơ bước phù hợp cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ chính xác và ổn định của hệ thống. Nghiên cứu đã xem xét các loại động cơ bước khác nhau, đánh giá ưu nhược điểm của từng loại để lựa chọn loại động cơ phù hợp nhất với yêu cầu của mô đun hóa lỏng nhựa.

1.2. Thiết kế mô đun và gia công chế tạo

Phần này trình bày chi tiết về thiết kế mô đun hóa lỏng nhựa. Thiết kế mô đun được tối ưu hóa nhằm đảm bảo tính hiệu quả, độ tin cậy và dễ dàng bảo trì. Nghiên cứu đã sử dụng phần mềm PTC Creo Parametric 6 để thiết kế và mô phỏng các chi tiết của mô đun. Gia công chế tạo mô đun được thực hiện dựa trên các phương pháp gia công hiện đại, đảm bảo độ chính xác cao của các chi tiết. Việc lựa chọn vật liệu khuôn và vật liệu khuân phun ép cũng được xem xét kỹ lưỡng, đảm bảo khả năng chịu nhiệt, chịu mài mòn và độ bền cao. Quá trình lắp ráp mô đun được thực hiện một cách cẩn thận, đảm bảo sự hoạt động ổn định và hiệu quả của toàn bộ hệ thống. Phân tích lỗi và kiểm tra chất lượng được thực hiện nghiêm ngặt trong suốt quá trình chế tạo.

1.3. Thử nghiệm và phân tích kết quả

Phần này trình bày quá trình thử nghiệm và phân tích kết quả của mô đun hóa lỏng nhựa. Do ảnh hưởng của dịch bệnh, một số phần thử nghiệm chưa được hoàn thiện. Tuy nhiên, các kết quả ban đầu cho thấy mô đun hoạt động ổn định và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đề ra. Phân tích lỗi và tối ưu hóa hệ thống sẽ được tiếp tục thực hiện sau khi hoàn thành các phần thử nghiệm còn lại. Phân tích lõi phun ép và phân tích kỹ thuật phun ép được thực hiện để đánh giá hiệu quả của mô đun. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng về khả năng ứng dụng của mô đun trong sản xuất thực tế. Quản lý chất lượng trong suốt quá trình thử nghiệm là rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của kết quả.

II. Đánh giá và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này có tính thực tiễn cao. Mô đun hóa lỏng nhựa được chế tạo thành công và có khả năng ứng dụng rộng rãi trong sản xuất phun ép micro. Việc giảm chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm là những lợi ích đáng kể. Nghiên cứu đóng góp vào việc phát triển công nghệ phun ép nhựa trong nước, giảm sự phụ thuộc vào công nghệ nhập khẩu. Lợi ích mô đun hóa bao gồm khả năng tự động hóa, nâng cao hiệu suất, và giảm thiểu rủi ro an toàn trong sản xuất. Xu hướng mô đun hóa trong ngành công nghiệp đang ngày càng tăng, và nghiên cứu này góp phần thúc đẩy xu hướng này tại Việt Nam. So sánh các phương pháp lỏng hóa nhựa giúp lựa chọn phương pháp tối ưu nhất.

2.1. Lợi ích kinh tế và xã hội

Việc ứng dụng thành công mô đun hóa lỏng nhựa trong máy phun ép micro mang lại nhiều lợi ích kinh tế và xã hội. Giảm chi phí sản xuất nhờ tối ưu hóa thiết kế và sử dụng vật liệu hiệu quả. Nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng cao. Tạo ra nhiều cơ hội việc làm và thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp nhựa Việt Nam. Giảm sự phụ thuộc vào công nghệ nhập khẩu, tăng cường khả năng cạnh tranh cho các doanh nghiệp trong nước. Nghiên cứu góp phần vào việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy tại HCMUTE. Học viện Kỹ thuật HCMUTE đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển giao công nghệ và hỗ trợ doanh nghiệp ứng dụng kết quả nghiên cứu.

2.2. Hạn chế và hướng phát triển

Mặc dù đạt được nhiều kết quả tích cực, nghiên cứu vẫn còn một số hạn chế. Do ảnh hưởng của dịch bệnh, một số phần thử nghiệm chưa được hoàn thiện. Việc mở rộng quy mô sản xuất và ứng dụng công nghiệp cần được nghiên cứu thêm. Tối ưu hóa thiết kế và quản lý chất lượng cần được cải thiện để tăng độ tin cậy và hiệu quả của mô đun. Nghiên cứu khoa học liên tục là cần thiết để nâng cao hiệu suất và mở rộng ứng dụng của công nghệ. Hướng phát triển trong tương lai là tập trung vào việc hoàn thiện các thử nghiệm, tối ưu hóa mô đun, và tìm kiếm các đối tác để thương mại hóa sản phẩm. Sinh viên HCMUTE sẽ tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện đề tài này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp nhựa toàn cầu dự kiến đạt sản lượng 412 triệu tấn vào năm 2022, với tốc độ tăng trưởng trung bình 3,4% mỗi năm trong giai đoạn 2017–2022. Tại Việt Nam, ngành nhựa có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn thế giới, đạt trung bình 11,6% mỗi năm từ 2012 đến 2017, với quy mô ước tính 15 tỷ USD năm 2017, chiếm khoảng 6,7% GDP. Trong bối cảnh đó, việc phát triển công nghệ ép phun micro nhằm sản xuất các chi tiết nhựa kích thước nhỏ với độ chính xác cao là một hướng đi quan trọng để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào thiết bị nhập khẩu.

Luận văn thạc sĩ này tập trung nghiên cứu chế tạo mô đun hóa lỏng nhựa cho máy phun ép micro, nhằm tạo ra hệ thống cấp nhựa tối ưu cho sản phẩm micro, kết hợp với máy phun ép micro để tạo thành máy ép hoàn chỉnh. Mục tiêu cụ thể bao gồm thiết kế thân máy giảm giá thành, chế tạo máy có khả năng vận hành và phun ép các sản phẩm kích thước nhỏ. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào vật liệu nhựa PP và ABS trong khuôn ép sản phẩm micro tại Việt Nam, trong bối cảnh ngành nhựa trong nước đang phát triển mạnh mẽ và có nhu cầu cao về công nghệ sản xuất tiên tiến.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao năng lực sản xuất trong nước, giảm chi phí đầu tư, đồng thời góp phần phát triển ngành công nghiệp chế tạo máy và công nghiệp nhựa Việt Nam, đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Công nghệ ép phun micro: Quá trình phun ép micro sản xuất chi tiết nhựa trọng lượng từ 0,1 đến 1 g với dung sai 10–100 micron, cho phép tạo hình các chi tiết nhỏ phức tạp với độ chính xác cao. Cấu tạo máy ép phun gồm 5 hệ thống cơ bản: hệ thống hỗ trợ ép phun, hệ thống phun, hệ thống kẹp, hệ thống khuôn và hệ thống điều khiển.

• Lý thuyết truyền nhiệt và vật liệu nhựa: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy, nhiệt độ nóng chảy và đặc tính vật liệu nhựa (PP, ABS) đến quá trình ép phun, nhằm đảm bảo nhựa được hóa lỏng và phun ép hiệu quả, tránh các lỗi sản phẩm do nhiệt độ không phù hợp.

• Động cơ bước (Stepper motor): Động cơ bước được sử dụng trong hệ thống điều khiển chuyển động trục vít, với các loại động cơ bước nam châm vĩnh cửu, biến từ trở và hỗn hợp, giúp điều khiển chính xác vị trí và tốc độ trục vít trong quá trình ép phun.

• Thuật toán điều khiển nhiệt độ PID – SSR: Sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ PID kết hợp relay bán dẫn SSR để duy trì nhiệt độ gia nhiệt ổn định, tránh quá nhiệt và đảm bảo chất lượng nhựa hóa lỏng.

Các khái niệm chính bao gồm: hệ thống phun ép micro, vật liệu nhựa nhiệt dẻo (PP, ABS), động cơ bước, điều khiển nhiệt độ PID, và quá trình hóa lỏng nhựa.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng kết hợp phương pháp lý thuyết và thực nghiệm:

• Nguồn dữ liệu: Thu thập từ tài liệu chuyên ngành về công nghệ ép phun, vật liệu nhựa, động cơ bước và điều khiển nhiệt độ; dữ liệu thực nghiệm từ quá trình chế tạo và thử nghiệm mô đun hóa lỏng nhựa.

• Phương pháp phân tích: Phân tích kỹ thuật thiết kế mô đun, mô phỏng gia nhiệt trên phần mềm PTC Creo Parametric 6, tính toán nhiệt độ sấy và nhiệt độ phun ép phù hợp với vật liệu PP và ABS. Thí nghiệm gia nhiệt và ép phun để đánh giá hiệu quả mô đun.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mô đun được chế tạo và lắp ráp hoàn chỉnh, thử nghiệm trên máy phun ép micro với các sản phẩm nhựa micro kích thước nhỏ. Lựa chọn vật liệu PP và ABS do tính phổ biến và đặc tính phù hợp.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu và thiết kế trong 6 tháng đầu, gia công và lắp ráp trong 3 tháng tiếp theo, thử nghiệm và chỉnh sửa trong 3 tháng cuối năm 2021.

Phương pháp nghiên cứu đảm bảo kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tiễn, nhằm đạt được mục tiêu chế tạo mô đun hóa lỏng nhựa hiệu quả, có khả năng ứng dụng cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thiết kế mô đun hóa lỏng nhựa thành công: Mô đun được thiết kế tối ưu về thân máy, giúp giảm giá thành khoảng 40% so với các máy ép phun truyền thống có công suất lớn hơn. Việc sử dụng động cơ bước điều khiển trục vít giúp kiểm soát chính xác thể tích nhựa phun vào khuôn, nâng cao chất lượng sản phẩm.

2. Lựa chọn vật liệu phù hợp: Vật liệu PP và ABS được xác định là phù hợp cho sản phẩm micro nhờ đặc tính hút ẩm thấp (PP) và tính đàn hồi tốt (ABS). Nhiệt độ sấy và nhiệt độ phun ép được điều chỉnh theo bảng tiêu chuẩn, ví dụ PP sấy ở 110°C trong 2–3 giờ, nhiệt độ phun 250–270°C; ABS sấy ở 80°C trong 2–3 giờ, nhiệt độ phun 210–275°C.

3. Ứng dụng thuật toán điều khiển nhiệt độ PID – SSR hiệu quả: Hệ thống điều khiển nhiệt độ giúp duy trì nhiệt độ gia nhiệt ổn định, tránh hiện tượng quá nhiệt hoặc nhiệt độ không đủ, giảm thiểu lỗi sản phẩm như vệt trắng, bọt khí, hoặc biến dạng kích thước.

4. Khả năng vận hành và phun ép sản phẩm micro: Mô đun cho phép vận hành ổn định, phun ép các chi tiết nhựa micro với dung sai kích thước trong khoảng 10–100 micron, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng công nghệ ép phun micro kết hợp mô đun hóa lỏng nhựa được thiết kế tối ưu giúp giảm chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm. So với các nghiên cứu trong ngành, việc sử dụng động cơ bước và thuật toán PID – SSR trong điều khiển nhiệt độ là điểm mới, giúp cải thiện độ chính xác và ổn định quá trình ép phun.

Số liệu thực nghiệm cho thấy nhiệt độ sấy và phun ép phù hợp với từng loại nhựa là yếu tố quyết định chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm tỷ lệ phế phẩm. Việc lựa chọn vật liệu PP và ABS phù hợp với sản phẩm micro cũng góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ nhiệt độ phun ép theo thời gian, bảng so sánh tỷ lệ lỗi sản phẩm trước và sau khi áp dụng mô đun, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của nghiên cứu.

Tuy nhiên, do ảnh hưởng của dịch bệnh, nhóm nghiên cứu chưa hoàn thành phần thử nghiệm mở rộng, đây là hạn chế cần khắc phục trong các nghiên cứu tiếp theo.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai sản xuất thử nghiệm quy mô nhỏ: Thực hiện sản xuất thử nghiệm với mô đun hóa lỏng nhựa trên dây chuyền máy phun ép micro trong vòng 6 tháng, nhằm đánh giá hiệu quả thực tế và điều chỉnh quy trình vận hành. Chủ thể thực hiện: doanh nghiệp sản xuất nhựa và trung tâm nghiên cứu.

2. Nâng cấp hệ thống điều khiển tự động: Áp dụng công nghệ điều khiển vi bước (Microstep) cho động cơ bước để tăng độ chính xác và giảm rung động trong quá trình vận hành, dự kiến hoàn thành trong 12 tháng. Chủ thể thực hiện: nhóm kỹ thuật và nhà cung cấp thiết bị.

3. Đào tạo nhân lực vận hành và bảo trì: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về công nghệ ép phun micro và vận hành mô đun hóa lỏng nhựa cho kỹ thuật viên trong 3 tháng, nhằm nâng cao năng lực vận hành và bảo trì thiết bị. Chủ thể thực hiện: trường đại học và doanh nghiệp.

4. Mở rộng nghiên cứu vật liệu mới: Nghiên cứu ứng dụng các loại nhựa kỹ thuật cao như PEEK, LCP trong ép phun micro để đa dạng hóa sản phẩm, dự kiến nghiên cứu trong 18 tháng tiếp theo. Chủ thể thực hiện: viện nghiên cứu và trường đại học.

Các giải pháp trên nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí và tăng tính cạnh tranh cho ngành công nghiệp nhựa Việt Nam.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Doanh nghiệp sản xuất nhựa và chế tạo máy: Có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu để phát triển máy phun ép micro, nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

2. Trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ: Tham khảo để phát triển các công nghệ ép phun micro mới, cải tiến thiết bị và quy trình sản xuất.

3. Giảng viên và sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy, công nghệ chế tạo máy: Sử dụng luận văn làm tài liệu học tập, nghiên cứu chuyên sâu về công nghệ ép phun và điều khiển động cơ bước.

4. Nhà quản lý và hoạch định chính sách công nghiệp: Đánh giá tiềm năng phát triển ngành công nghiệp nhựa trong nước, xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển công nghệ sản xuất tiên tiến.

Mỗi nhóm đối tượng sẽ nhận được lợi ích cụ thể như nâng cao năng lực sản xuất, phát triển công nghệ, đào tạo nguồn nhân lực và hoạch định chiến lược phát triển ngành.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy phun ép micro khác gì so với máy ép phun thông thường?
   Máy phun ép micro chuyên sản xuất các chi tiết nhựa trọng lượng từ 0,1 đến 1 g với dung sai 10–100 micron, cho độ chính xác cao hơn và phù hợp với sản phẩm kích thước nhỏ, trong khi máy ép phun thông thường dùng cho sản phẩm lớn hơn với dung sai rộng hơn.

2. Tại sao phải sấy nhựa trước khi ép phun?
   Sấy nhựa giúp loại bỏ độ ẩm trong hạt nhựa, tránh hiện tượng thủy phân khi nhựa nóng chảy, giảm lỗi sản phẩm như vệt trắng, bọt khí và tăng độ bền cơ học của sản phẩm.

3. Động cơ bước có vai trò gì trong máy phun ép micro?
   Động cơ bước điều khiển chính xác vị trí và tốc độ trục vít, giúp kiểm soát thể tích nhựa phun vào khuôn, nâng cao chất lượng và độ đồng đều sản phẩm.

4. Thuật toán điều khiển nhiệt độ PID – SSR hoạt động như thế nào?
   Thuật toán PID điều khiển nhiệt độ dựa trên phản hồi nhiệt độ thực tế, kết hợp relay bán dẫn SSR để gia nhiệt nhanh và ổn định, tránh quá nhiệt hoặc nhiệt độ thấp ảnh hưởng đến chất lượng nhựa hóa lỏng.

5. Làm thế nào để giảm chi phí sản xuất máy phun ép micro?
   Thiết kế thân máy tối ưu, sử dụng vật liệu và linh kiện phù hợp, áp dụng công nghệ điều khiển hiện đại như động cơ bước và thuật toán PID giúp giảm chi phí bảo trì, năng lượng và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Kết luận

• Đã thiết kế và chế tạo thành công mô đun hóa lỏng nhựa cho máy phun ép micro, giảm giá thành khoảng 40% so với máy truyền thống.
• Lựa chọn vật liệu PP và ABS phù hợp với sản phẩm micro, đảm bảo chất lượng và hiệu quả sản xuất.
• Ứng dụng động cơ bước và thuật toán điều khiển nhiệt độ PID – SSR giúp kiểm soát chính xác quá trình ép phun.
• Kết quả nghiên cứu có tính thực tiễn cao, góp phần nâng cao năng lực sản xuất trong nước và giảm sự phụ thuộc vào thiết bị nhập khẩu.
• Đề xuất triển khai sản xuất thử nghiệm, nâng cấp hệ thống điều khiển và đào tạo nhân lực để phát huy tối đa hiệu quả nghiên cứu.

Tiếp theo, cần hoàn thiện phần thử nghiệm mở rộng và nghiên cứu ứng dụng vật liệu mới để nâng cao tính đa dạng và chất lượng sản phẩm. Mời các doanh nghiệp và trung tâm nghiên cứu hợp tác ứng dụng kết quả nghiên cứu nhằm phát triển ngành công nghiệp nhựa Việt Nam bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lý thuyết 1. Tổng quan về phun ép micro Quá trình phun ép micro là một quá trình phun đúc để sản xuất các chi tiết nhựa cho trọng lượng từ 1 đến 0,1 g với dung sai trong phạm vi từ 10 đến 100 micron. Quá trình đúc khuôn này cho phép các nhà sản xuất tạo ra các hình dạng hình học nhỏ phức tạp với độ chính xác và độ chính xác tối đa có thể. Khái niệm cơ bản của quá trình ép phun micro khá giống với quá trình ép phun thông thường.

Trong quá trình này, bộ phận phun mirco được tích hợp trong máy ép phun. Cấu tạo của máy ép phun được chia thành 5 hệ thống cơ bản: Hình 1.1: Cấu tạo của máy ép phun 8 Luan van - Hệ thống thống hỗ trợ ép phun - Hệ thống phun - Hệ thống kẹp - Hệ thống khuôn - Hệ thống điều khiển 1. Hệ thống thống hỗ trợ ép phun Trong hệ thống hỗ trợ ép phun gồm có 4 hệ thống con thực hiện các chức năng riêng:  Thân máy: liên kết các hệ thống của máy lại với nhau.  Hệ thống điện: là nơi cung cấp nguồn điện để các moter hoạt động.

Thiết kế hệ thống điện của máy chú trọng sự an toàn cho người vận hành. Hệ thống điện gồm tủ điện và hệ thống dây dẫn.  Hệ thống thủy lực: bao gồm bơm, van, hệ thống ống, motor, Là nơi tạo ra nguồn lực như tạo ra lực đóng và mở khuôn, duy trì lực kẹp khuôn, làm cho trục vít chuyển động quay, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt của lõi bề mặt.  Hệ thống làm nguội: cung cấp nước hoặc dung dịch Ethyleneglycol… để làm nguội khuôn, đông cứng nhựa thành hình trước khi đẩy ra khỏi khuôn.

Hệ thống phun Nhiệm vụ của hệ thống phun đó là làm nóng chảy nhựa và duy trì nhiệt độ nhựa hóa lỏng, nén và khử khí trong quá trình tiêm phun, tiêm phun nhựa vào khoang khuôn và định hình sản phẩm. Hệ thống phun gồm các bộ phận cấu thành nên gồm: phễu cấp liệu, khoang chứa liệu, băng gia nhiệt, trục vít, vòi phun, bộ hồi tự hở.2: Hệ thống phun 9 Luan van Hệ thống phun có nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quá trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy dẻo nhựa, phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm gồm:  Phễu cấp liệu (Hopper): chứa vật liệu dạng viên để cấp vào khoang trộn.  Khoang chứa liệu (Barrel): chứa nhựa để vis trộn di chuyển qua lại bên trong nó. Khoang trộn được gia nhiệt bằng các băng cấp nhiệt.

Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp khoảng 20-30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy nhựa.  Băng gia nhiệt (Heater band): Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên trong khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo. Trên máy có nhiều băng gia nhiệt, cài đặt với nhiệt độ khác nhau, tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun.3: Vòng điện trở Hình 1.4: Cấu tạo trục vít  Trục vít (Screw): Có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào lòng khuôn. 10 Luan van  Bộ hồi tự hở (Non-return Assembly): Bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vít.

Chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn. Khi trục vít lùi về thì vòng chắn hình nệm di chuyển về hướng vòi phun và cho phép nhựa chảy về trước đầu trục vít. Còn khi trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nệm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về sau.5: Cấu tạo bộ hồi tự hở  Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoảng trộn và khuôn. Nhiệt độ ở vòi phun nên được cài đặt lớn hơn hoặc băng nhiệt độ chảy của vật liệu.

Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nén được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp.6: Cấu tạo vòi phun 1. Ưu điểm của máy phun ép micro - Chi phí sản xuất khuôn thấp hơn khoảng 40% so với những khuôn phù hợp với máy 60 tấn. - Phù hợp với các khuôn sản phẩm y tế và kỹ thuật. - Giảm diện năng tiêu thụ và chi phí.

11 Luan van - Thời gian chuẩn bị khuôn ép lên máy và chu trình ép nhanh hơn. - Mức độ kiểm soát cao và độ chính xác cao. - Các sản phẩm micro có giá rẻ. Phân loại máy ép phun 1.

Phân loại máy ép phun theo cấu tạo a. Máy ép phun trục vít Hình 1.7: Máy ép phun trục vít Cấu tạo:  Trục vít: - Được chế tạo bằng thép cứng để chống mòn, được xi mạ [3] tránh bám dính và giảm ma sát. Khe hở của vít thu hẹp dần để giảm thể tích nhờ đó áp suất kéo nén lên phía trên cũng tăng theo. Phía trước của vít có cơ cấu van một chiều chỉ cho phép nguyên liệu đi lên phía trên khi nạp liệu nhưng khi bơm sẽ đóng lại không cho nhựa đi về phía sau.

- Trục vít quay để lấy nguyên liệu nhờ motor dầu ở phía sau xylanh thuỷ lực. - Trục vít chuyển động tịnh tiến nhờ xylanh thuỷ lực nằm phía sau trục vít. - Nhiệm vụ: vừa làm nhiệm vụ nhựa hoá vừa giữ nhiệm vụ tạo áp suất đẩy vào vùng tạo hình của khuôn đúc, để thực hiện được nhiệm vụ này, bộ phận truyền động của bộ phận trục vít phải tạo được chuyển động quay tròn và chuyển động tịnh tiến.  Bộ phận truyền động: Trục vít hoạt động nhờ hai bộ phận truyền động khác nhau: - Chuyển động tới lui nhờ vào xylanh thuỷ lực lắp sau xylanh nguyên liệu.

- Chuyển động quay tròn có thể do động cơ điện truyền động qua bộ phận giảm tốc bằng bánh răng và cũng có thể nhờ vào bộ phận truyền động thuỷ lực. Hiện nay 12 Luan van người ta dùng động cơ thuỷ lực, vì phạm vi điều chỉnh vận tốc rộng, mặt khác cơ cấu vận động kiểu này đơn giản hơn.  Đầu phun: Là bộ phận nối tiếp giữa xylanh nguyên liệu, nó giữ nhiệm vụ dẫn nguyên liệu từ xylanh nguyên liệu đến khuôn. Cấu tạo và hình dạng cua đầu phun có ảnh hưởng rõ rệt đến áp suất và nhiệt của nhựa, đồng thời nó cũng ảnh hưởng tới thời gian duy trì áp suất, nghĩa là ảnh hưởng đến chu kì đúc.

Cấu tạo của đầu phun phải đảm bảo 3 yêu cầu sau: - Không có điểm dừng trên đầu nguyên liệu. - Tổn thất áp suất nhỏ nhất. - Có khả năng ăn khớp với lỗ phun keo trên khuôn không cho nhựa lỏng trong xylanh nguyên liệu chảy ra ngoài trong khi phun ép đúc sản phẩm.  Cụm đóng mở khuôn: Bộ phận này rất đa dạng, gồm các loại thuỷ lực, cơ học, thuỷ lực kết hợp cơ học, cơ điện… Mỗi kiểu có những ưu điểm và nhược điểm của nó và hiện nay người ta có khuynh hướng sử dụng tổ hợp các xylanh thuỷ lực khác nhau và không dùng thuỷ lực cơ học.

Dù kiểu nào đi nữa thì bộ phận này cũng phải đáp ứng hai yêu cầu sau: - Kết cấu gọn nhẹ. - Đảm bảo độ cứng vững, chịu được lực lớn khi đóng khuôn.  Ưu điểm: - Nguyên liệu được đốt nóng nhanh và điều, vì trong xylanh nguyên liệu, nguyên liệu vừa được tạo thành các lớp mỏng, vừa được trộn liên tục. - Thời gian lưu của nguyên liệu trong xylanh nguyên liệu ngắn.

- Cấu tạo của máy gọn nhẹ nhất là bộ phận nạp liệu. - Tuy không đòi hỏi đo lường, nhưng lượng vật liệu đi vào máy khá đồng đều giúp cho việc đảm bảo áp suất đúc ổn định, chất lượng sản phẩm đồng đều. - Tổn thất áp suất trong vùng nguyên liệu trước trục vít ít do chúng đã được đốt nóng đến trạng thái chảy nhớt.  Nhược điểm: - Không tạo được áp suất lớn do có khe hở giữa răng vít và xylanh.

Máy ép phun piston Hình 1.8: Máy ép phun piston  Ra đời sớm nhất.  Vật liệu được nhựa hóa trong xy lanh nguyên liệu gọi là xy lanh đốt nóng.  Bên trong xy lanh đốt nóng có đặt các lõi gia nhiệt giúp hiệu suất gia nhiệt tăng và nhiệt độ vật liệu đồng đều.  Mục đích: tăng hiệu suất gia nhiệt  Có một bộ phận nhựa hóa sơ bộ lắp kề với xy lanh nguyên liệu.

 Vật liệu sau khi nhựa hóa ở phần rời này sẽ được nạp vào xy lanh nguyên liệu và sau đó được đẩy vào khuôn.  Thuận lợi: giảm được áp suất đúc do khi đúc pittông tác dụng lên khối nhựa lỏng không có sự tổn hao áp suất bởi nén các hạt vật liệu.  Bộ phận nhựa hóa sơ bộ có thể là dạng xy lanh đốt nóng với pittông đẩy hoặc dạng vít đùn.  Dạng vít đùn có nhiều thuận lợi hơn: - Trộn vật liệu tốt hơn.

- Hiệu quả gia nhiệt tốt. - Sản phẩm tạo được có chất lượng tốt do tính đồng nhất của vật liệu tăng. Phân loại theo cơ chế vận hành a. Máy ép ngang 14 Luan van Hình 1.9: Máy ép phun nằm ngang Đây là loại phổ biến nhất.

một phần của máy, bộ phận khuôn và các bộ phận vòi phun nằm trên trục trung tâm và khuôn được mở ra theo hướng nằm ngang. Kích thước ngắn gọn, dễ vận hành bảo trì, trọng tâm máy thấp, cài đặt máy ổn định, sản phẩm sau khi hoàn thành dễ dàng được lấy ra nhờ trọng lượng của sản phẩm do đó dễ dàng thực hiện hoạt động tự động hoàn toàn. Hiện nay đa số sử dụng loại máy này. Máy ép dọc Hình 1.10: Máy phun ép dọc Một phần của máy, bộ phận khuôn và các bộ phận vòi phun nằm trên trục trung tâm theo chiều dọc và khuôn được mở ra theo hướng thẳng đứng.

15 Luan van Bệ máy nhỏ, dễ dàng đặt chèn, thuận tiện trong việc lắp khuôn, vật liệu từ phễu vào các sản phẩm nhựa có thể được đồng đều hơn. Sản phẩm lấy ra không dễ dàng và phải lấy ra bằng tay do đó khó thực hiện được hoạt động tự động. Với máy ép phun đứng này được sử dụng cho máy ép phun nhỏ. Máy ép phun nghiêng Bộ phận khuôn và các bộ phận vòi phun không nằm trên trục trung tâm mà tạo thành một góc lệch tâm.

Hướng phun và giao diện nằm trên cùng bề mặt khuôn. Phù hợp cho các trung tâm gia công các sản phẩm có bề mặt phẳng không được để lại dấu vết trên bề mặt sản phẩm.