Cơ khí chế tạo máy - Chương 4: Công nghệ thổi (blow molding)

chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 1 C ƯƠ G 4 CÔ G G Ệ ỔH N : N N H TH I (BLOW MOLDING) 1.KHÁI NIỆM Gia nhieät baèng ñieän Cung caáp nhöïa Khuoân nhieät Truïc vít ñuøn Nöûa khuoân Nöûa khuoân Nöôùc laøm nguoäi khuoân Nöôùc laøm nguoäi khuoân Saûn phaåm Phôi Nguoàn khoâng khí chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 2 1.KHÁI NIỆM Là phương pháp mà trong đó phôi rỗng ở nhiệt độ thích hợp ( thấp) được đặt vào giữa hai nửa khuôn, khuôn được đóng lại và phôi được cắt khỏi ống đùn. Sau đó quá trình thổi được thực hiện và sản phẩm có hình dạng của lòng khuôn. Phương pháp Maùy ñuøn Khoâng khí form å này dùng để tạo các sản phẩm dạng rổng có dung tích nhỏ. Khuoân môû vaø phoâi ñöôïc ñuøn ra Khuoân ñoùng vaø chai ñöôïc taïo hænh Khuoân môû sau khi chai ñöôïc ñòng daïng vaø nguoâi Ba via Khuoân chai Lo gia nhieät TOÙM TAÉT QUAÙ TRÌNH THOÅI • - Noùng chaûy vaät lieäu. • - Taïo caùc phoâi ( parison) töø nhöïa noùng chaûy. Ñ ët i ø kh â• - a par son vao uon. • - Thoåi parions ôû trong khuoân. • - Laøm nguoäi saûn phaåm. • - Laáy saûn phaåm ra khoûi khuoân. • - Laáy bavia chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 3 KHAÛ NAÊNG COÂNG NGHEÄ • -Taïo caùc saûn phaåm roãng. • - Caùc saûn phaåm khoái laäp phöông hoaëc daïng truï. • - Caùc chai loï, caùc thuøng chöùa, boàn chöùa, caùc oáng daãn, caùc ñoà chôi. Caàn chuù yù khi gia coâng sao cho caùc goùc cuûa û h å kh â ù ûsan p am ong qua mong CAÙC SAÛN PHAÅM THOÅI Photo Courtesy of Phillips Petroleum Company chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 4 CÁC SẢN PHẨM CAÙC SAÛN PHAÅM THOÅI chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 5 2.VAÄT LIEÄU o Caùc vaät lieäu coù khaû naêng caêng vaø troïng löôïng phaân töû lôùn. o Haàu heát caùc nhöïa nhieät deûo ñeàu coù theå thoåi ñöôïc. o Yeâu caàu coù khaû naêng noùng chaûy laø ñieàu caàn thieát. o Khả năng giãn dài tốt và MW cao o Thường hay sử dụng : ƒ PVC thì nhaäy vôùi nhieät ñộ. ƒ HMWPE dùng làm vật liệu bao bì kích thước lớn. ƒ PP dùng cho các sản phẩm yêu cầu sự định hướng tốt. ƒ PET dùng làm chai đựng nước tinh khiết. chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 6 3.PHAÂN LOÏAI COÂNG NGHEÄ THOÅI ™Coâng ngheä ñuøn thoåi. ™C â h ä ù h åiong ng e ep t o . ™Thoåi nhieàu lôùp Chon coâng ngheä naøoï 3.PHAÂN LOÏAI COÂNG NGHEÄ THOÅI Ñuøn thoåi : Caùc ñöôøng laøm nguoäi Ép thoåi : Khuoân ñoùng eùp cuûa khoâng khí chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 7 Sản phẩm Xy lanh đùn Khuôn ống Khuôn đóng 4.COÂNG NGHEÄ ÑUØN THOÅI Đầu thổi Khuôn đóng Không khí (1) Đùn parison;(2) parison được kẹp ở trên và được bịt ở đáy xung quanh đầu thổi bằng kim loại khi hai nửa khuôn đóng lại; (3) Ống được thổi để có thể tạo được hình dáng của lòng khuôn (4) Khuôn được mở ra và sản phẩm được lấy ra khi đã đông cứng 4. ÑUØN THOÅI chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 8 • -Khoâng caàn chuù yù nhieàu ñeán vieäc laøm nguoäi • -Caàn laáy ba via 4.COÂNG NGHEÄ ÑUØN THOÅI Caàn laáy bavia chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 9 HÌNH DAÏNG Tyû soá thoåi= Ñöôøng kính khuoân Ñöôøng kính cuûa Parison 4.COÂNG NGHEÄ ÑUØN THOÅI Cấu tạo đầu đùn chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 10 • Các thông số quan trọng của quá trình đùn thổi – Sự kéo căng của phôi – Nhiệt độ của phôi và nhiệt độ không gian làm việc – Đặc tính chảy của nhựa nóng chảy 4.COÂNG NGHEÄ ÑUØN THOÅI – Tốc độ hình thành của phôi – Bản chất tinh thể của polymer – Khả năng nguội của khuôn – Dạng nhựa – Dạng thổi Áp suất thổi– – Tốc độ nguội của sản phẩm Phôi (Parison) • Các thông số của phôi 4.ÑUØN THOÅI • Điều khiển chiều dầy phôi • Các khó khăn về thông tin của phôi • Sự phồng của phôi • Sự nguội của phôi chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 11 Quá trình thay đổi chiều dầy của phôi 4.ÑUØN THOÅI Các xem xét khi thiết kế – Các chi tiết rỗng thường có hình dạng lập phương hoặc hình trụ – Sản phẩm có tính đối xứng – Chiếu dầy sản phẩm giới hạn 1 cm hoặc nhỏ hơn S th đổi hiề dầ ở đá ủ ả hẩ d hôi bị õ là ột khó khă 4.ÑUØN THOÅI – ự ay u y y c a s n p m o p v ng m n – Các góc và các cạnh cần phải có bán kính lớn để giảm sự kéo ảnh hưởng tới xung quanh các góc – Hình dáng của đáy cần phải có dạng lõm để đảm bảo chiều dầy ở đáy đồng đều hơn và tạo khả năng ổn định hơn ( không bị hiện tượng cứng ) – Việc mở ra ở đầu chai khi cắt có thể làm thay đổi kích thước của phôi – Thể tích chứa có thể điều chỉnh bằng cách sử dụng các chi tiết insert để giảm thể tích của lòng khuôn và có thể nhìn thấy sự lõm hình tròn trên sản phẩm – Các tay cầm của sản phẩm có thể tạo ra bằng cách thổi nhanh ở điểm cắt phôi. Tỷ ố thổi th ờ (1 5 đế 3 )– s ư ng . n common chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 12 4.ÑUØN THOÅI MAÙY THOÅI TROØN MAÙY THOÅI TROØN 4.ÑUØN THOÅI chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 13 5.ÉP THỔI (Injection Blow Molding) 5. EÙP THOÅI Quá trình ép thổi sẽ bắt đầu bằng cách ép phun parison trong lõi và sau đó đặt nó vào khuôn với phần ren đã được hình thành. Với cách này parison được hình thành có chiều dầy nhỏ hơn và đồng đều hơn. Trước khi thổi parison đặt vào lòng khuôn nó có thể bị căng cơ học nên các phân tử được định hướng theo hướng trục ( hiện tượng căng của sản phẩm thổi). Quá trình thổi tiếp theo sẽ tạo ra sự định hướng theo hướng tiếp tuyến ( theo phương ngang). Như vậy sản phẩm được định h ớ th h i t ê ó độ t ốt h h á đặ tí h hư ng eo a rục n n c rong su quang ọc cao ơn, c c c n cơ ọc tốt hơn( độ bền va đập) và tính thấm thấp hơn. Khi sử dụng công nghệ ép thổi thì sản phẩm cho phép có thể có tiết diện ngang thay đổi nhưng có chiều dầy đồng đều so với công nghệ đùn thổi. Ép phun Thổi và làm nguội Đẩy ra chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 14 ầ ổ Phôi ép phun trước khi thổi Không khí 5. EÙP THOÅI Khuôn ép Cụm ép Đ u th i Van không khí Khuôn thổi Sản phẩm sau khi thổi 5. EÙP THOÅI Phân loại Quá trình ép và thổi của công nghệ ép thổi không xảy ra cùng một lúc hoặc cùng một vị trí. DO VẬY công nghệ ép thổi được phân thành hai loại: liên tục và gián đọan chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 15 5. EÙP THOÅI • Form ñöôïc taïo ra baèng phun eùp Form ñöôc ñaët vaøo maùy thoåi• ï • Form ñöôïc gia nhieät • Form thoåi • Chi tieát ñöôïc laáy khoûi khuoân PET Preform EÙP THOÅI LIÊN TỤC 5. EÙP THOÅI chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 16 Phôi sau khi ép phun Lò Phôi sau khi phun ép EÙP THOÅI GIÁN ĐOẠN 5. EÙP THOÅI Gia nhiệt phôi Pittôn Pittôn kéo về Pittôn di chuyển Không khí Thổi và căng Khuôn Làm nguội và đẩy 5. EÙP THOÅI Đặt form vào khuôn Đặt form vào khuôn chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 17 Các chai được hình thành 5. EÙP THOÅI Khuôn của phôi 5.ÉP THỔI chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 18 • Sắp xếp vật liệu. ố 5. EÙP THOÅI Khuôn của phôi • T i ưu hóa việc căng. • Khuôn thổi khi làm việc chịu áp suất thấp hơn khuôn khi phun ép, do vậy khuôn thổi không yêu cầu có độ bền cao. Do vậy thường người ta sử dụng hợp kim nhôm là phổ biến, nó có thể được tạo hình bằng gia công hoặc đúc. ầ ổ 6. KHUÔN THOÅI • C n thoát khí cho khuôn trong quá trình th i. • Khuôn thường có tính đối xứng chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 19 6. KHUÔN THOÅI 6.KHUÔN THOÅI KHUÔN THỔI KHUÔN ĐÙN Dd đường kính trung bình của khuôn đùn Dpđường kính trung bình của phôi Ở cùng một thời điểm thì chiều dầy của sản phẩm thay đổi từ td đến tp do hiện tượng phồng chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 20 6.KHUÔN THỔI • Để tránh sự nổ của phôi ta có công thức quan hệ giữa độ bền của vật liệu, áp suất thổi đường kính và chiều dày t t pD 2 =σ , • Do vậy ứng suất cực đại sẽ xảy ra ngay trước khi phôI bị giãn nở đến kích thước của khuôn thổi, giải với phương trình trên ta có m m D tp σ2= Caùc con laên keïp 7. THỔI MÀNG Boä phaän cuoän Caùc con laên daãn höôùng OÁng thoåi Loõi Khoâng khí Maùy ñuøn Khuoân chương 4 công nghệ thổi PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ THỔI PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ 21 7. THỔI MÀNG 7. THỔI MÀNG Ñuøn vaø thoåi