Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế Mô Hình Máy Phun Ép Nhựa Ngành Cơ Điện Tử

Đồ án tốt nghiệp ngành cơ điện tử trình bày thiết kế và chế tạo mô hình máy phun ép nhựa, ứng dụng công nghệ hiện đại trong sản xuất.

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Cơ Điện Tử
• Đề tài: Thiết Kế Mô Hình Máy Phun Ép Nhựa Tốt Nghiệp Ngành Cơ Điện Tử
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Hướng dẫn toàn tập về đồ án máy phun ép nhựa tốt nghiệp

Đề tài thiết kế mô hình máy phun ép nhựa tốt nghiệp ngành cơ điện tử là một lựa chọn phổ biến và mang tính ứng dụng cao cho sinh viên. Nó không chỉ tổng hợp kiến thức liên ngành về cơ khí, điện tử, và lập trình mà còn mở ra cơ hội tiếp cận với một trong những công nghệ sản xuất quan trọng nhất hiện nay. Ngành công nghiệp nhựa tại Việt Nam đang có tốc độ tăng trưởng ấn tượng, từ 16-18% mỗi năm, cho thấy nhu cầu lớn về máy móc, thiết bị và nhân lực chất lượng cao. Việc thực hiện một đồ án tốt nghiệp cơ điện tử về máy ép phun giúp sinh viên hiểu sâu sắc về quy trình công nghệ ép phun, từ khâu hóa dẻo vật liệu đến tạo hình sản phẩm trong khuôn kín. Mô hình này đòi hỏi sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa thiết kế cơ khí chính xác, hệ thống điều khiển tự động và kiến thức về vật liệu polymer. Một báo cáo đồ án máy ép nhựa hoàn chỉnh sẽ là minh chứng rõ ràng cho năng lực của sinh viên, sẵn sàng đáp ứng yêu cầu của các doanh nghiệp sản xuất.

1.1. Tầm quan trọng của thuyết minh đồ án tốt nghiệp

Bản thuyết minh đồ án tốt nghiệp không chỉ là một tài liệu kỹ thuật mà còn là sản phẩm trí tuệ, phản ánh toàn bộ quá trình nghiên cứu, tính toán và sáng tạo của sinh viên. Nó trình bày chi tiết từ cơ sở lý thuyết, mục tiêu đề tài, các phương án thiết kế được cân nhắc, đến quá trình lựa chọn linh kiện và xây dựng mô hình. Nội dung thuyết minh cần làm rõ nguyên lý máy ép phun nhựa, phân tích ưu nhược điểm của các cơ cấu khác nhau, và chứng minh tính khả thi của giải pháp đã chọn. Một bản thuyết minh chất lượng cao, được trình bày logic và khoa học, sẽ giúp hội đồng đánh giá cao nỗ lực và kiến thức chuyên môn của người thực hiện, là yếu tố quyết định đến kết quả bảo vệ tốt nghiệp của sinh viên ngành tự động hóa.

1.2. Tổng quan về công nghệ và các loại máy ép phun nhựa

Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy vào một khoang khuôn kín dưới áp suất cao. Sau khi nhựa nguội và đông đặc, khuôn được mở ra để lấy sản phẩm. Đây là phương pháp sản xuất hàng loạt hiệu quả cho các sản phẩm có hình dạng phức tạp. Máy ép phun được phân loại theo nhiều tiêu chí. Về cấu tạo, có máy ép phun trục vít và máy ép phun piston. Máy trục vít phổ biến hơn do khả năng hóa dẻo và trộn vật liệu đồng đều, tổn thất áp suất thấp. Về cơ chế vận hành, có máy ép ngang (phổ biến nhất, dễ tự động hóa), máy ép dọc (tiết kiệm diện tích, phù hợp cho việc đặt chi tiết chèn), và máy ép nghiêng. Việc nắm vững các loại máy này là nền tảng để thiết kế một mô hình máy ép nhựa mini hiệu quả cho đồ án.

II. Phân tích thách thức khi thiết kế mô hình máy ép nhựa

Việc thực hiện đề tài thiết kế mô hình máy phun ép nhựa đặt ra nhiều thách thức đòi hỏi sinh viên phải vận dụng kiến thức tổng hợp. Thách thức lớn nhất nằm ở việc tích hợp ba hệ thống chính: cơ khí, điện-điện tử và điều khiển. Về cơ khí, việc tính toán thiết kế khuôn ép nhựa và các cụm chức năng như cụm kẹp khuôn hay cụm phun nhựa đòi hỏi độ chính xác cao. Kích thước và dung sai phải được tính toán cẩn thận để đảm bảo mô hình hoạt động trơn tru và sản phẩm đạt chất lượng. Về điện tử, việc lựa chọn cảm biến, cơ cấu chấp hành như động cơ servo hay xylanh điện và thiết kế mạch điều khiển phù hợp là rất quan trọng. Thách thức cuối cùng và cũng là cốt lõi của ngành cơ điện tử là lập trình vi điều khiển và PLC để đồng bộ hóa hoạt động của toàn bộ hệ thống, đảm bảo máy vận hành đúng quy trình công nghệ ép phun một cách tự động và an toàn.

2.1. Yêu cầu kỹ thuật trong tính toán thiết kế khuôn ép nhựa

Khuôn ép nhựa là trái tim của máy, quyết định trực tiếp đến hình dạng và chất lượng sản phẩm. Việc tính toán thiết kế khuôn ép nhựa là một công đoạn phức tạp. Các yếu tố cần xem xét bao gồm: lựa chọn vật liệu làm khuôn (thép S45C, S50C, SKD11,...), thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa, miệng phun, hệ thống đẩy sản phẩm, và hệ thống làm mát. Áp suất trong lòng khuôn rất lớn, do đó kết cấu khuôn phải đủ cứng vững. Ngoài ra, việc tính toán độ co ngót của các loại vật liệu nhựa ABS, PP, PE khác nhau để thiết kế kích thước lòng khuôn phù hợp là cực kỳ quan trọng nhằm đảm bảo sản phẩm cuối cùng có kích thước chính xác. Các sai sót trong giai đoạn này có thể dẫn đến sản phẩm bị lỗi, bavia, hoặc không thể tháo ra khỏi khuôn.

2.2. Khó khăn khi tích hợp hệ thống cơ khí và tự động hóa

Tích hợp là bản chất của ngành cơ điện tử. Trong đồ án này, khó khăn thể hiện ở việc đồng bộ hóa hoạt động của các cơ cấu cơ khí (xylanh, trục vít) với hệ thống điều khiển (PLC, Arduino). Ví dụ, tín hiệu từ cảm biến hành trình phải được PLC xử lý chính xác để ra lệnh cho van điện từ điều khiển xylanh kẹp khuôn đúng thời điểm. Tương tự, nhiệt độ của cụm gia nhiệt phải được Arduino giám sát và điều khiển ổn định để nhựa được hóa dẻo hoàn toàn mà không bị cháy. Việc lập trình sai thuật toán hoặc đấu nối sai dây có thể gây ra va chạm cơ khí, làm hỏng thiết bị hoặc gây mất an toàn. Đây là bài toán đòi hỏi sinh viên ngành tự động hóa phải có tư duy hệ thống và kỹ năng gỡ lỗi tốt.

III. Phương pháp thiết kế cơ khí máy ép nhựa bằng Solidworks

Thiết kế cơ khí là nền tảng cho sự thành công của đồ án tốt nghiệp cơ điện tử về máy ép phun. Sử dụng phần mềm thiết kế máy ép nhựa bằng Solidworks cho phép sinh viên xây dựng mô hình 3D trực quan, kiểm tra động học và phát hiện các va chạm tiềm ẩn trước khi chế tạo. Quá trình thiết kế bắt đầu bằng việc phác thảo ý tưởng, sau đó đi vào chi tiết từng cụm. Cấu tạo máy ép nhựa gồm ba thành phần chính: đơn vị đóng mở (cụm kẹp khuôn), đơn vị ép phun, và bệ máy. Mỗi thành phần được thiết kế dưới dạng các Part riêng lẻ, sau đó được lắp ráp lại trong môi trường Assembly. Từ mô hình 3D, sinh viên có thể xuất ra các bản vẽ cad máy ép nhựa chi tiết để phục vụ cho công đoạn gia công cơ khí chính xác. Việc mô phỏng giúp tối ưu hóa kết cấu, giảm trọng lượng và đảm bảo độ cứng vững cho toàn bộ mô hình.

3.1. Phân tích cấu tạo máy ép nhựa cụm kẹp và cụm phun

Hai cụm chức năng quan trọng nhất là cụm kẹp khuôn và cụm phun nhựa. Cụm kẹp khuôn có nhiệm vụ giữ khuôn, đóng mở khuôn và tạo ra lực kẹp đủ lớn để chống lại áp suất phun. Trong mô hình, cơ cấu này thường sử dụng xylanh điện hoặc xylanh khí nén để đơn giản hóa. Cụm phun nhựa chịu trách nhiệm hóa dẻo hạt nhựa và phun vào khuôn. Nó bao gồm phễu cấp liệu, xylanh gia nhiệt, và trục vít. Trục vít vừa quay để tải và trộn nhựa, vừa chuyển động tịnh tiến để đẩy nhựa lỏng vào khuôn. Việc phân tích kỹ cấu tạo máy ép nhựa giúp xác định các thông số thiết kế quan trọng như lực kẹp cần thiết, thể tích phun, và công suất gia nhiệt.

3.2. Lựa chọn hệ thống thủy lực và động cơ servo phù hợp

Đối với các máy công nghiệp, hệ thống thủy lực máy ép nhựa được sử dụng phổ biến để tạo ra lực kẹp và lực phun lớn. Tuy nhiên, trong phạm vi đồ án mô hình, việc sử dụng xylanh điện hoặc khí nén kết hợp với động cơ servo hoặc động cơ bước là một giải pháp hợp lý hơn do tính gọn nhẹ, dễ điều khiển và chi phí thấp. Động cơ bước (stepper motor) thường được dùng để điều khiển chuyển động quay của trục vít trong cụm phun nhựa, đảm bảo lượng nhựa được nạp chính xác. Xylanh điện có thể được sử dụng cho cụm kẹp khuôn và cơ cấu đẩy sản phẩm, cho phép điều khiển vị trí chính xác thông qua việc lập trình vi điều khiển.

3.3. Quy trình gia công cơ khí chính xác các chi tiết máy

Từ các bản vẽ CAD máy ép nhựa, các chi tiết được đưa vào sản xuất. Gia công cơ khí chính xác là một bước không thể thiếu để đảm bảo mô hình hoạt động đúng như thiết kế. Các phương pháp gia công phổ biến bao gồm tiện, phay, khoan, mài để tạo ra các chi tiết như trục vít, xylanh, tấm gá khuôn. Đối với các chi tiết phức tạp như lòng khuôn, công nghệ phay CNC thường được sử dụng. Việc kiểm soát chặt chẽ dung sai và chất lượng bề mặt trong quá trình gia công sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, độ chính xác và hiệu suất hoạt động của toàn bộ mô hình máy ép nhựa mini.

IV. Bí quyết lập trình hệ thống điều khiển PLC máy ép nhựa

Hệ thống điều khiển là bộ não của máy ép phun, điều phối mọi hoạt động theo một chu trình định sẵn. Trọng tâm của hệ thống này là hệ thống điều khiển PLC máy ép nhựa. PLC (Programmable Logic Controller) nhận tín hiệu từ các cảm biến (cảm biến vị trí, nhiệt độ) và xuất tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành (van điện từ, động cơ). Việc lập trình vi điều khiển như Arduino cũng thường được tích hợp để xử lý các tác vụ chuyên biệt, ví dụ như điều khiển nhiệt độ PID cho cụm gia nhiệt, sau đó giao tiếp với PLC. Một chương trình điều khiển tốt phải đảm bảo chu trình hoạt động chính xác, ổn định, an toàn và linh hoạt, cho phép người vận hành dễ dàng thay đổi các thông số như nhiệt độ, thời gian và áp suất. Đây là phần thể hiện rõ nhất kỹ năng của sinh viên ngành tự động hóa.

4.1. Sử dụng vi điều khiển Arduino cho cảm biến nhiệt độ

Trong đồ án này, Arduino UNO R3 được sử dụng để giải quyết bài toán điều khiển nhiệt độ. Cảm biến nhiệt NTC-100K được kết nối với đầu vào analog của Arduino để đo nhiệt độ của băng gia nhiệt trên xylanh. Chương trình trên Arduino sẽ đọc giá trị cảm biến, so sánh với nhiệt độ cài đặt (ví dụ 250°C) và xuất tín hiệu PWM hoặc tín hiệu ON/OFF đến một rơle để đóng/ngắt nguồn cho băng gia nhiệt. Giải pháp này giúp duy trì nhiệt độ ổn định, một yếu tố quan trọng trong việc hóa dẻo vật liệu nhựa ABS, PP, PE. Ngoài ra, Arduino còn gửi tín hiệu đến PLC để báo rằng nhiệt độ đã đạt yêu cầu, cho phép chu trình ép phun bắt đầu.

4.2. Xây dựng lưu đồ thuật toán và chương trình cho PLC

Trước khi lập trình, việc xây dựng lưu đồ thuật toán là bước cực kỳ quan trọng. Lưu đồ mô tả tuần tự các bước của quy trình công nghệ ép phun: đóng khuôn, phun nhựa, giữ áp, làm nguội, mở khuôn và đẩy sản phẩm. Mỗi bước được kích hoạt bởi một sự kiện (ví dụ, cảm biến hành trình báo khuôn đã đóng) hoặc sau một khoảng thời gian định trước (thời gian làm nguội). Dựa trên lưu đồ, chương trình được viết bằng ngôn ngữ lập trình Ladder cho PLC (ví dụ PLC Samsung N70-α). Chương trình này sẽ điều khiển trực tiếp các van điện từ của xylanh kẹp khuôn, xylanh đẩy sản phẩm, và động cơ quay trục vít, đảm bảo toàn bộ mô hình máy ép nhựa mini hoạt động một cách tuần tự và nhịp nhàng.

V. Cách mô phỏng 3D và ứng dụng thực tiễn máy ép nhựa

Sau khi hoàn tất thiết kế và lập trình, bước tiếp theo là kiểm tra và vận hành. Mô phỏng 3D máy ép nhựa trên phần mềm như Solidworks Motion cho phép kiểm tra động học của các cơ cấu, phát hiện va chạm và tối ưu hóa chu trình trước khi lắp ráp thực tế. Việc mô phỏng giúp tiết kiệm thời gian, chi phí và giảm thiểu rủi ro hư hỏng thiết bị. Khi mô hình thực tế được chế tạo xong, quá trình vận hành thử nghiệm sẽ được tiến hành. Sinh viên sẽ nạp các loại vật liệu nhựa ABS, PP, PE vào phễu, cài đặt thông số và khởi động máy. Kết quả thu được là những sản phẩm nhựa thực tế. Việc đánh giá chất lượng sản phẩm (độ bóng, kích thước, khuyết tật) là cơ sở để hiệu chỉnh lại các thông số trên hệ thống điều khiển PLC máy ép nhựa và hoàn thiện báo cáo đồ án máy ép nhựa.

5.1. Tạo bản vẽ CAD và mô phỏng 3D máy ép nhựa chi tiết

Việc tạo ra một bộ bản vẽ CAD máy ép nhựa hoàn chỉnh là yêu cầu bắt buộc của một đồ án kỹ thuật. Các bản vẽ này bao gồm bản vẽ lắp tổng thể và bản vẽ chi tiết của từng linh kiện, ghi rõ kích thước, dung sai, vật liệu và các yêu cầu kỹ thuật khác. Dựa trên mô hình 3D, tính năng mô phỏng 3D máy ép nhựa giúp hình dung trực quan chuyển động của cụm kẹp khuôn khi đóng/mở, chuyển động tịnh tiến và quay của trục vít. Các phân tích về ứng suất, biến dạng trên các chi tiết chịu lực cũng có thể được thực hiện để đảm bảo độ bền và an toàn cho kết cấu.

5.2. Vận hành quy trình công nghệ ép phun với vật liệu nhựa

Vận hành thực tế là bước kiểm chứng cuối cùng. Quy trình công nghệ ép phun bắt đầu bằng việc đóng khuôn. Tiếp theo, trục vít đẩy nhựa nóng chảy vào khuôn. Giai đoạn làm nguội diễn ra để sản phẩm đông đặc. Cuối cùng, khuôn mở ra và sản phẩm được đẩy ra ngoài. Mỗi loại vật liệu như ABS, PP, PE có nhiệt độ nóng chảy, độ co ngót và các đặc tính khác nhau, đòi hỏi phải cài đặt thông số vận hành (nhiệt độ, áp suất, thời gian) phù hợp. Việc vận hành thành công mô hình và tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh là thành quả lớn nhất của đồ án tốt nghiệp cơ điện tử này, chứng tỏ khả năng ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn của sinh viên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 1.1 Giới thiệu về ngành nhựa Chất dẻo, hay còn gọi là nhựa hoặc polymer, được dùng làm vật liệu sản xuất nhiều loại vật dụng góp phần quan trọng vào phục vụ đời sống con người cũng như phục vụ cho sự phát triển của nhiều ngành và lĩnh vực kinh tế khác như; điện, điện tử, viễn thông, giao thông vận tải, thủy sản, nông nghiệp v. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, chất dẻo còn được ứng dụng và trở thành vật liệu thay thế cho những vật liệu truyền thống tưởng chừng như không thể thay thế được là gỗ, kim loại, silicat v. Do đó, ngành công nghiệp Nhựa ngày càng có vai trò quan trọng trong đời sống cũng như sản xuất của các quốc gia. Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, ngành công nghiệp Nhựa dù còn non trẻ so với các ngành công nghiệp lâu đời khác như cơ khí, điện - điện tử, hoá chất, dệt may v.v… nhưng đã có sự phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây.

Ngành Nhựa giai đoạn 2010 – 2015, là một trong những ngành công nghiệp có tăng trưởng cao nhất Việt Nam với mức tăng hàng năm từ 16% – 18%/năm (chỉ sau ngành viễn thông và dệt may), có những mặt hàng tốc độ tăng trưởng đạt gần 100% [1]. Với tốc độ phát triển nhanh, ngành Nhựa đang được coi là một ngành năng động trong nền kinh tế Việt Nam. Sự tăng trưởng đó xuất phát từ thị trường rộng, tiềm năng lớn và đặc biệt là vì ngành nhựa Việt Nam mới chỉ ở bước đầu của sự phát triển so với thế giới và sản phẩm nhựa được phát huy sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của đời sống bao gồm sản phẩm bao bì nhựa, sản phẩm nhựa vật liệu xây dựng, sản phẩm nhựa gia dụng và sản phẩm nhựa kỹ thuật cao. NT: ĐẶNG HOÀNG ANH -9- GVHD: TS.

NGUYỄN THỊ HIÊN DO.NHUA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY ÉP NHỰA Hình 1. 1: Số kg nhựa tiêu thụ trên đầu người từ năm 2010-2015[2] 1.2 Tổng quan về công nghệ ép phun 1.1 Giới thiệu về công nghệ ép phun Công nghệ ép phun là công nghệ truyền thống của ngành sản xuất nhựa, được phát triển qua 4 thế hệ máy, thế hệ thứ 4 là các loại máy ép điện, ép gaz đang dược áp dụng phổ biến ở các quốc gia có công nghiệp nhựa tiên tiến như Mỹ, Đức, Nhật… đang thâm nhập vào thị trường Châu Á. Loại công nghệ này phục vụ cho các ngành công nghiệp điện tử, điện dân dụng, sản xuất xe hơi và các ngành công nghiệp khác, đỉnh cao của công nghệ này là công nghệ nhựa vi mạch điện tử. Tại Việt Nam, hiện có gần 3000 thiết bị ép phun trong đó có 2000 máy ở thế hệ thứ 2, thứ 3.

trước đây công nghệ ép phun được sử dụng sản xuất hàng gia dụng nay đã chuyển sang hàng nhựa công nghiệp phục vụ cho các ngành công nghiệp khác, sản phẩm của nó được thay thế các chất liệu khác như gỗ, sắt, nhôm, trong công nghiệp bao bì và hàng tiêu dùng.2 Đặc điểm công nghệ ép phun. Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đẩy lỏng khuôn. Một khi nhựa được làm nguội và định hình lại trong lòng khuôn thì khuôn NT: ĐẶNG HOÀNG ANH - 10 - GVHD: TS. NGUYỄN THỊ HIÊN DO.NHUA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY ÉP NHỰA được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy, trong quá trình này không có bất cứ một phản ứng hóa học nào.

Bằng cách quan sát thông thường nhất chúng ta có thể lấy rất nhiều sản phẩm nhựa xung quanh chúng ta. Từ các sản phẩm đơn giản là các dụng cụ học tập như : thước, bút…đồ chơi cho đến các sản phẩm phức tạp như: Bàn ghế, máy tính…đều được làm bằng nhựa. Các sản phẩm này đều có màu sắc và hình dáng đa dạng chúng đã làm cho cuộc sống ta thêm đẹp và tiện nghi hơn. Điều này đồng nghĩa với sản phẩm nhựa mà phần lớn tạo ra bằng công nghệ ép phun đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta.

Với các tính chất như: độ dẻo dai, có thể tái chế, không phản ứng hóa học nào với không khí ở điều kiện thường…vật liệu nhựa đã đang thay thế dần các loại vật liệu như: sắt, nhôm, gang…đang ngày càn cạn kiệt trong tự nhiên. Ép phun ( đúc dưới áp suất hay đúc tiêm) là phương pháp gia công chủ yếu trong công nghiệp gia công polymer. Các nhựa nhiệt dẻo thường được gia cong bằng phương pháp này.Phương pháp ép phun thuộc nhóm 1 theo cách phân nhóm trạng thái vật liệu. Sản phẩm gia công có kích thước khá chính xác théo 3 chiều vi được tạo ra hình trong khuôn kín.

Quá trình gia công gồm 2 quá trình: * Nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu. * Tạo hình trong khuôn. Quá trình tạo hình chỉ tiến hành khi làm khít 2 nửa khuôn lại với nhau. Tùy theo nguyên liệu đúc, chế độ nhiệt độ của khuôn đúc khác nhau (nhựa nhiệt dẻo khác nhựa nhiệt rắn).

Vật liệu chảy vào khuôn qua các rảnh, cửa tiết diện nhỏ. Khi vùng tạo hình của khuôn đã được lấp đầy nguyên liệu thì khuôn mới chịu tác dụng của lực ép. Năng suất cao, chu kỳ ngắn. Gia công bằng phương pháp ép phun tiết kiệm được nhiều nguyên liệu.

Ít tốn công hoàn tất. Quá trình NT: ĐẶNG HOÀNG ANH - 11 - GVHD: TS. NGUYỄN THỊ HIÊN DO.NHUA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY ÉP NHỰA ép phun không ổn định về nhiệt độ và áp suất. Đây là một đặc điểm không thuận lợi của phương pháp và chất lượng sản phẩm chịu ảnh hưởng rất lớn đặc điểm này.3 Phân loại máy ép phun theo cấu tạo 1.1 Máy ép phun trục vít: Hình 1.

2: 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 tinh tiến. NT: ĐẶNG HOÀNG ANH - 12 - GVHD: TS. NGUYỄN THỊ HIÊN DO.NHUA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY ÉP NHỰA + 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 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. NT: ĐẶNG HOÀNG ANH - 13 - GVHD: TS.

NGUYỄN THỊ HIÊN DO.NHUA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY ÉP NHỰA * 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.2 Máy ép phun piton Hình 1.

3: Máy ép phun bằng piton - 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 NT: ĐẶNG HOÀNG ANH - 14 - GVHD: TS.

NGUYỄN THỊ HIÊN DO.NHUA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY ÉP NHỰA - 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.4 Phân loại theo cơ chế vận hành 1.1 Máy ép ngang Hình 1.