CHƯƠNG 1 GIỚI THIEU VE DE TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu chung về ngành công nghiệp nhựa Việt Nam và thé giới hiện nay 1.1 Tình hình ngành nhựa trên thé giới Trên thế giới, ngành công nghiệp nhựa dù còn non trẻ so với các ngành công nghiệp lâu đời khác như: cơ khí, điện - điện tử, hóa chất, dệt may. nhưng là một trong những ngành có tốc độ tăng trưởng 6n định của thế giới, trung bình 9% trong vòng 50 năm qua. Mặc dù cuộc khủng hoảng kinh tế 2008 tác động lớn tới nhiễu ngành công nghiệp, ngành nhựa vẫn tăng trưởng 3% trong năm 2009 và 2010. Tăng trưởng của ngành nhựa Trung Quốc và Ấn Độ đạt hơn 10% và các nước Đông Nam Á với gần 20% năm 2010.
Sự phát triển liên tục và bền vững của ngành nhựa là do nhu cau thế giới đang trong giai đoạn tăng cao. Sản lượng nhựa tiêu thụ trên thế giới ước tính đạt 500 triệu tan năm 2010 với tăng trưởng trung bình 5%/năm (theo BASF). Nhu cầu nhựa bình quân trung bình của thế giới năm 2010 ở mức 40 kg/năm, cao nhất là khu vực Bắc Mỹ và Tây Au với hơn 100 kg/năm. Du khó khăn, nhu cầu nhựa không giảm tại 2 thị trường này trong năm 2009 — 2010 và thậm chi tăng mạnh nhất ở khu vực châu A — khoảng 12-15%.2 Tình hình ngành công nghiệp nhựa Việt Nam trong những năm gân đây Ké từ năm 2000 trở lại đây, ngành công nghiệp sản xuất nhựa của Việt Nam đã duy trì tốc độ tăng trưởng cao nhờ tiêu dùng trong nước và xuất khâu khẩu tăng mạnh.
Tiêu thụ nhựa bình quân theo đầu người tại Việt Nam năm 1975 chỉ ở mức Ikg/năm và không có dấu hiệu tăng trưởng cho đến năm 1990. Tuy nhiên, ké từ năm 2000 trở đi, tiêu thụ bình quân đầu người đã tăng trưởng đều đặn va đạt ở mức 12kg/năm và bat đầu tăng vọt vào năm 2008 là 34kg/người. Đến năm 2010 sức tiêu thụ bình quân đầu người khoảng 40kg/năm. HVTH: Phan Thị Thúy Liễu | GVHD: PGS.Đặng Văn Nghìn Nghiên cứu cân bằng nhiệt trong khuôn ép phun kênh dẫn nóng 40+ E ——— — - ——“À___ 30 | = 4 _—_ 34 25 RE H — l 20 + - 7 | „ 12 — š 10 + 2= 1 1 4 —.
< Oo “ae” ———> == —— 1975 ¬ = ¬— 19895 1990 1995 2000 as — —— — .1 Tiêu thụ sản phẩm nhựa bình quân theo đầu người tại Việt Nam (don vị kg/người) (Nguồn: Bộ Công Thương ) Trong 10 năm trở lại đây, sản lượng nhựa của Việt Nam đã tăng trưởng nhanh và đều đặn với tốc độ trung bình là 15%/năm. Bat chấp suy thoái kinh tế toàn cầu và bién động giá vật liệu nhựa trong năm 2008, sản lượng nhựa Việt Nam vẫn đạt 2,3 triệu tấn tăng 22% so với năm 2007. Dự kiến tong sản lượng của cả nước sẽ tiếp tục tăng trong nhiều năm tới.2 San lượng nhựa Việt Nam giai đoạn 2000-2010 (don vị: nghìn tan) (Nguon: Hiệp hội nhựa Việt Nam) Trong tong sản lượng nhựa hang năm, sản phẩm nhựa bao bì chiém khoảng 36% trong khi nhựa vật liệu xây dựng, đồ gia dụng và các loại dành cho các ngành công nghiệp khác như điện tử, điện, giao thông vận tải lần lượt chiếm khoảng 16%, 36% và 12% tương ứng. HVTH: Phan Thị Thúy Liễu GVHD: PGS.Đặng Văn Nghìn Nghiên cứu cân bằng nhiệt trong khuôn ép phun kênh dẫn nóng Nói chung, rất nhiều công nghệ sản xuất nhựa tiên tiễn đang được áp dụng tại Việt Nam như Công nghệ phưn ép (Injection technology), Công nghệ din-thdi (Blow- Extrusion technology), Công nghệ sản xuất nhựa sử dụng thanh Profile (Profile Technology), tuy nhiên chưa được phố biến.
Từ năm 2005, nhiều nhà sản xuất nhựa tại Việt Nam đã dau tư đáng kể vào việc nâng cấp trang thiết bi sản xuất và máy móc của họ để cải thiện sản phẩm nhựa của họ về chất lượng và thiết kế, từ đó nâng cao khả năng cạnh tranh tại thị trường trong nước vả quốc tế. Theo các chuyên gia ngành nhựa, doanh nghiệp vẫn gặp không ít khó khăn trong công tác tạo khuôn mẫu. Đối với hang gia dung, mỗi sản phẩm can rất nhiều bộ khuôn, mẫu mã da dang, liên tục thay đối, năng suất cao nhưng nước ta ít có cơ sở dao tạo chuyền sâu, chu yếu copy mẫu của nước ngoài, chưa có nhiều sáng tạo, chất lượng còn kém. Bên cạnh đó giá cả của phần mén cũng như máy móc thiết bị con khá cao so với khả năng dau tư chung nên vẫn còn nhiều cơ sở nhỏ van còn sử dung các phương pháp thủ công - truyền thống để chế tạo khuôn mẫu.
Đây là những mặt hạn chế làm cho sản phẩm nhựa của nước ta cạnh tranh kém trên thị trường thế giới.2 Công nghệ sản xuất sản phẩm nhựa sử dụng công nghệ ép phun Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành cơ khí chế tạo máy nói chung và lĩnh vực khuôn mẫu nói riêng đã có những bước tiến quan trọng. Điều đó đã góp phân không nhỏ vảo việc tăng năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm và nâng cao chất lượng sản pham máy móc và thiết bị. Trong quá trình phát triển đó, ngành nhựa cũng đã có những bước phát triển mang tính đột phá; đó là việc sử dụng kênh dẫn nóng vào trong khuôn ép phun. Điều này giúp cho năng suất tăng lên rất nhiều (khoảng 30-40%), giảm chi phi sản xuất, kha năng thay đổi kiểu dáng nhanh chóng đồng thời chất lượng sản phẩm cũng được cải thiện hơn.
Trước đây, khi sử dụng khuôn thông thường có một số nhược điểm sau: các sản phẩm sau khi ép phun vẫn chưa tách khỏi hệ thống kênh nhựa (đuôi keo) mà cần có thao tác tháo gỡ thủ công (đối với khuôn hai tam) hoặc dé hệ thống tự cắt đuôi keo thì phải thiết kế khuôn phức tạp hơn và thời gian chu kỳ tăng lên (đối với khuôn 3 tắm). Ngoài ra, còn phải tốn công và chi phí dé tái chế lại nhựa cuống phun, lượng nhựa này sẽ chiếm tỉ trọng đáng kế so với sản phẩm trong trường hợp sản xuất các loại sản phẩm có kích thước nhỏ. Đặc biệt hơn là đối với các sản phẩm thành mỏng với dat độ bèn, độ bóng và tính thắm mỹ cao theo yêu cầu thì khuôn ép phun kênh dẫn nguội truyền HVTH: Phan Thị Thúy Liễu 3 GVHD: PGS.Đặng Văn Nghìn Nghiên cứu cân bằng nhiệt trong khuôn ép phun kênh dẫn nóng thống không thể đáp ứng được nhu cầu nên công nghệ kênh dẫn nóng được các nhà sản xuât xem xét sử dụng vì nhiêu tính năng nôi trội của nó.1 Khuôn ép phun sử dụng kênh dân nóng Hệ thống kênh dẫn nóng là một hệ thống kênh dẫn mà vật liệu nhựa trong các kênh phân phối được giữ ở trạng thái chảy suốt quá trình phun ép. Vật liệu nhựa trong hệ thống luôn giữ ở trạng thái chảy dẻo trong tam manifold nóng được gia nhiệt bởi các dây điện trở.
Áp suất ép đây vật liệu qua tắm manifold nóng và miệng phun để điền day chỉ tiết. Một hệ thống kênh dẫn nóng một đầu nói với vòi phun của máy ép còn các đầu kia phân phối nhựa đến các lòng khuôn. Sử dụng hệ thông Kênh dẫn nóng thì loại trừ được việc đây hệ thống kênh dẫn nhựa và cuồng phun. Đầu nổi điện Tâm khuôn bộ chia nhựa Kẹp dây điện Rãnh chứa dây —-—— x , : oe Tam kep trén Cặp nhiệt điện 1 ma Bo: —— — Ónglótbộchia ———— —- , nhựa | Miéng đỡ trên Hệ thống Van Piston = | xXylanh Mừng đệm Thợ a ——— kênh chia nhựa Võ voi phun , Bộ gia nhiệt : Kim phun ` : Bạc cuống phưn °— Vòng định vi Khe hở cách ly a Xw Kênh lam nguội Lễ ren lắp ghép T} Tam đỡ cách nhiệt tầm khuôn = — — Bulong lắp ghép — ci d Ty dẫn”ˆ { 4 Chốt định hướng Hình 1.3 Cấu trúc và thành phần của một hệ thống kênh nóng điền hình [Husky] HVTH: Phan Thị Thúy Liễu 4 GVHD: PGS.Đặng Văn Nghìn Nghiên cứu cân bằng nhiệt trong khuôn ép phun kênh dẫn nóng 1.2 Ung dung của công nghệ khuôn ép phun kênh dẫn nóng Được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau từ dé gia dụng — dụng cụ học tập, các loại nắp đậy và đóng gói đến thiết bị dùng cho ngành y khoa, điện tử, viễn thông, ô tô vì vậy điều này đồng nghĩa với việc sản phẩm khuôn ép phun đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc số chúng ta.3 Uu - nhược điểm của hệ thong kênh dẫn nóng Hệ thống kênh dẫn nóng là một hệ thống kênh dẫn mà vật liệu nhựa trong các kênh phân phối được giữ ở trạng thái chảy suốt quá trình phun ép.
Vật liệu nhựa trong hệ thống luôn giữ ở trạng thái chảy dẻo trong tam manifold nóng được gia nhiệt bởi các dây điện trở. Áp suất ép đây vật liệu qua tam manifold nóng và miệng phun dé điền day chi tiết. Một hệ thống kênh dẫn nóng một đầu nối với vòi phun của máy ép còn các đầu kia phân phối nhựa đến các lòng khuôn. Sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng thi loại trừ được việc đây hệ thống kênh dẫn nhựa và cuồng phun.
So với kênh dân nguội truyên thông thì kênh dân nóng có một sô những ưu và khuyết điểm như sau: HVTH: Phan Thị Thúy Liễu 5 GVHD: PGS.Đặng Văn Nghìn Nghiên cứu cân bằng nhiệt trong khuôn ép phun kênh dẫn nóng a. Về kinh té * Uy điểm: - Tiét kiệm nguyên vật liệu do không hình thành cuống phun va không tốn chi phí tái chế nhựa cuống phun như kênh dẫn nguội. - _ Thời gian chu trình ép phun ngắn hon, do thời gian điền day ngắn hơn (không qua hệ thống kênh dẫn), không tốn thời gian làm nguội hệ thống kênh dẫn và loại bỏ cuốn phun, hành trình khuôn ngắn hơn. - May phun có kích thước nhỏ hon do thé tích trên kênh dẫn nóng giảng (giảm lượng nhựa điền day cho hệ thống kênh dan) - Chat lượng sản phẩm cao hơn (áp suất được duy trì tốt nên sản phẩm ít bị cong vênh).
* Nhược điểm: - _ Kết cau khuôn phức tạp nên chi phí khuôn cao - Cac quá trình vận hành hệ thống phức tap hơn đòi hỏi người thợ vận hành máy có tay nghề cao hơn. - Chi phi lap dat, bao tri cao (chong rò ri nhựa, dé hư các thiết bị gia nhiệt, các đầu phun dễ bị mài mòn khi sản phẩm xuất nhiều) b. Về Công nghệ * Uu điểm: - C6 khả năng tự động hóa cao hơn, làm đơn giản hóa thiết kế một số loại khuôn do không cân phải tách nhựa điền day trong hệ thống kênh dẫn.