Cơ khí chế tạo máy - Chương 6: Giới thiệu công nghệ ép phun

4/27/2010 1 CHƯƠNG 6 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ÉP PHUN PGS.TS. Thái Thị Thu hà 4/27/2010 1PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 1.LỊCH SỬ John Hyatt là người đầu tiên sáng chế ra máy ép phun đầu tiên và năm 1872. sau đó dã được chế tạo ở châu âu vào năm 1920s. VÀo năm 1951, William H. Willert đã phát minh ra máy dùng trục vít đầu tiên nhằm tạo quá trình cấp dòng nhựa liên tục.) Tôi cũng đã phát minh ra cách tổng hợp đầu tiên về vật liệu,Celluloid, Và nó đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp chất dẻo , bao gồm công nghiệp ép phun. John Hyatt William Willert Tôi đã phát minh ra thiết bị cho phép ép Phun liên tục nó áp dùng cho quá trình ép thổi nhanh và dể dàng . 4/27/2010 2PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 2.MỤC ĐÍCH z Tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao, z Mang lại lợi nhuận lớn bằng cách giảm chu kỳ sản suất z Thực hiện việc cân đối giữa chất lượng và giá thành 4/27/2010 3PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 2 Sản phẩm hình dáng phức tạp và tiết tiện ngang thay đổi kích thước sản phẩm từ ∼ 50 g) up tới o ∼ 25 kg Dung sai sản phẩm nhỏ, bề mặt có thể có hoa văn, hình dạng sắc nét, khuôn có thể chứa nhiều lòng khuôn 3.ƯU ĐIỂM Khả năng lặp lại của quá trình cao Giá thành thấp khi sản lượng là hàng khối Hầu hết các vật liệu nhựa nhiệt dẻo và một số nhựa nhiệt rắn có thể sử dụng được Khả năng tự động hóa cao, thời gian chu kỳ ∼10 đến 30 giây, hầu như không cần nguyên công gia công tinh 4/27/2010 4PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP Giá máy và khuôn cao Lượng phế liệu lớn Chỉ có tính kinh tế khi sản lượng lớn Mức độ cạnh tranh cao 4.NHƯỢC ĐIỂM Kích thước của sản phẩm bị giới hạn 4/27/2010 5PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 5.QUÁ TRÌNH SẢN SUẤT Thiết kế sản phẩm Khuôn Thiết bị Vật liệu 4/27/2010 6PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 3 6.THẾ NÀO LÀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN • Là quá trình ép nhựa nóng chảy vào khuôn để tạo hình dạng mong muốn. Khi nhựa nóng chảy đông đặc nó sẽ có hình dạng của lòng khuôn và sau đó được đẩy ra khỏi khuôn. z “ ép phun là quá trình mà vật liệu nhựa nhiệt dẻo được gia nhiệt cho đến khi ở trạng thái lỏng và sau đó được chuyển dưới một áp suất ( Phun ) vào lòng khuônvà sau đó được làm nguội trong khuôn cho đến khi nó lại trở lại trạng thái đông đặc một lần nữa và có hình dạng của lòng khuôn.” 4/27/2010 7PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 6.THẾ NÀO LÀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 4/27/2010 8PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 7.CÁC SẢN PHẨM DÙNG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 4/27/2010 9PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 4 7.CÁC SẢN PHẨM DÙNG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN ằ Vỏ máy bơm nướcPuli có chi tiết insert b ng nhôm Vỏ van Đường ống phân phối 4/27/2010 10PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 7.CÁC SẢN PHẨM DÙNG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 4/27/2010 11PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 7.CÁC SẢN PHẨM DÙNG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN Ñöôøng phaân phoái nöôùc Voû bôm nöôùc 4/27/2010 12PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 5 7.CÁC SẢN PHẨM DÙNG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 4/27/2010 13PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 8.MÁY ÉP PHUN 4/27/2010 14PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP Phễu cấp liệu và làm khô 8.MÁY ÉP PHUN Cụm phun • Hóa dẻo • Phun Khuôn • Lòng khuôn và chày khuôn • Hệ thống làm nguội và đẩy Cụm kẹp • Mở và đóng khuôn • Giữ khuôn 4/27/2010 15PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 6 GIA NHIEÄT XY LANH TRUÏC VÍT TAÁM TÓNH TAÁM DI ÑOÄNG 4 THANH DAÃN HÖÔÙNG TRUÏC VÍT KHUOÂN PHEÃU CAÁP LIEÄU XY LANH ÑEÅ CHUYEÅN ÑOÄNG TRUÏC VÍT VOØI PHUN XY LANH KEÏP 9.SƠ ĐỒ MÁY ÉP PHUN CUÏM PHUN CUÏM KEÏP XY LANH THUYÛ LÖÏC VAN MOÂ TÔ VAØ BAÙNH RAÊNG ÑEÅ QUAY TRUÏC VÍT 4/27/2010 16PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 10. PHÂN LỌAI MÁY ÉP PHUN Coù nhieàu caùch phaân loaïi maùy eùp phun nhöng ngöôøi ta coù theå phaân loaïi chuùng theo caùc ñaëc ñieåm sau: z Theo löïc ñoùng khuoân: Loaïi 50, 100, ..., 8000 taán. z Theo vò trí cuûa truïc vít: Loaïi truïc vít ñöùng, truïc vít ngang. Th l i í â h íz eo oaï p t tong ay truïc v t. z Theo heä thoáng keïp khuoân: Thuûy löïc, thuûy löïc vaø cô. z Theo soá löôïng truïc vít: Moät hoaëc hai truïc vít. z Theo troïng löôïng saûn phaåm moãi laàn phun toái ña: 1, 2, 3, 5, 8 ,10,..., 56, 120 oz (1 ounce = 28,349 gam) 4/27/2010 17PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 10.PHÂN LOẠI MÁY ÉP PHUN a/ Dạng trục vít tịnh tiến qua lại Chất dẻo nóng chảy được ép chảy vào khuôn nhờ trục vít. 4/27/2010 18PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 7 Hầu hết các máy ép phun hiện nay đều sử dụng dạng trục vít tịnh tiến qua lại do: -Nóng chảy thuận lợi hơn -Quá trình trộn nhựa với các phụ gia tốt hơn ấ ấ-Áp su t phun th p hơn -Thời gian chu kỳ nhanh hơn -Ứng suất trong sản phẩm thấp hơn -Cho phép chi tiết có diện tích lơn hơn 4/27/2010 19PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 10.PHÂN LOẠI MÁY ÉP PHUN b/ Dạng pittôn Chất dẻo được gia nhiệt trước ở trong phễu cấp liệu và được cấp vào bể chứa và sau đó được ép vào khuôn nhờ pittôn. 4/27/2010 20PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP MÁY ÉP PHUN DẠNG PITTÔNG Torpedo Nhựa nóng chảy Phễu pittông Giải gia nhiệt Đầu phun 4/27/2010 21PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 8 MÁY ÉP PHUN DẠNG TRỤC VÍT Giải gia nhiệtĐầu phun Phễu Shooting Pot Trục vít qua lại 4/27/2010 22PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 11.CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ MÁY ÉP PHUN •Thiết bị sấy •Thiết bị làm nguội •Hệ thống gia nhiệt Thiết bị nghiền• •Thiết bị trộn, pha trộn •Robot •Thiết bị thay khuôn 4/27/2010 23PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 12. CÁC QUÁ TRÌNH ÉP PHUN ĐẶC BIỆT Ép phun có sự hỗ trợ của khí ) 4/27/2010 24PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 9 z Quá trình phun ép có hỗ trợ dùng khí. • Dùng khí để tạo các chi tiết rỗng 12. CÁC QUÁ TRÌNH ÉP PHUN ĐẶC BIỆT 4/27/2010 25PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 12. CÁC QUÁ TRÌNH ÉP PHUN ĐẶC BIỆT Ép phun có sự hỗ trợ của khí ) 4/27/2010 26PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 12. CÁC QUÁ TRÌNH ÉP PHUN ĐẶC BIỆT 4/27/2010 27PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 10 z DÙNG HAI VẬT LIỆU KHÁC NHAU • TỪ HAI TRỤC VÍT KHÁC NHAU • Chọn hai vật liệu khác nhau( mầu, độ bền, tính mềm 12. CÁC QUÁ TRÌNH ÉP PHUN ĐẶC BIỆT 4/27/2010 28PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP Part 1 12. CÁC QUÁ TRÌNH ÉP PHUN ĐẶC BIỆT Part 2 4/27/2010 29PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP Quá trình ép phun kim lọai Kim lọai bột + Chất dính kết polymer 12. CÁC QUÁ TRÌNH ÉP PHUN ĐẶC BIỆT Ép phun tạo hình dáng Đốt chấy các dính kết and Sinter Metal 4/27/2010 30PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 11 13. HỆ THỐNG KẸP a/Chức năng: 1 . Mở và đóng khuôn (Mang các nửa khuôn lại với nhau nhanh chóng và đóng khuôn êm). 2. Tạo ra áp suất đủ để ngăn ngừa việc tạo bavia trong suốt quá trình điền đầy và giữ áp 3. Giữ hai nửa khuôn thẳng hàng với nhau. 4 Giữ khuôn đóng trong suốt quá trình đẩy bằng cách. sử dụng lực kẹp thích hợp để chống lại lực sinh ra do áp suất phun. 5. Điều quan trọng là duy trì áp suất đúng khi polymer được phun vào lòng khuôn 4/27/2010 31PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 13. HỆ THỐNG KẸP Cụm kẹp 4/27/2010 32PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP Tấm động Tấm tĩnh Tấm tĩnh KhuônKhuôn 13. HỆ THỐNG KẸP Xy lanh kẹp Khuôn Đòn liên kết Tấm động 4/27/2010 33PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 12 b/PHÂN LỌAI Theo khả năng kẹp: z Máy kích thước nhỏ 10-100 tons z Máy kích thước trung bình 100-500 tons z Máy kích thước lớn 500-10,000 tons Theo cơ cấu kẹp 13. HỆ THỐNG KẸP Các cụm: Cụm kẹp có thể làm việc theo nguyên tắc cơ, thủy. Hệ thống kẹp cơ dùng đòn khuỷu trong khi đó hệ thống kẹp thủy lực dùng xy lanh thủy lực. z Thủy lực z Đòn kẹp z Kết hợp cả hai 4/27/2010 34PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP a.HỆ THỐNG KẸP CƠ Hệ thống đòn kẹp hành trình dài ĐÒN KHUỶU 4/27/2010 35PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP a.HỆ THỐNG KẸP CƠ Hệ thồng đòn kẹp-pitton 4/27/2010 36PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 13 a.HỆ THỐNG KẸP CƠ Toggle Clamp Điều quan trọng là giữ áp suất ở bên phải khi polymer được phun Hydraulic Cylinder Hệ thống kẹp dòn khủyu: Nhanh nhưng lực kẹp kém Hệ thống kẹp cơ thủy lực Dùng cơ cấu đòn kẹp để di chuyển nhưng lực khóa thì dùng xy lan Hệ thống kẹp cơ: rẻ và nhanh 4/27/2010 37PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 13. HỆ THỐNG KẸP ĐÒN KHUỶU 4/27/2010 38PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 13. HỆ THỐNG KẸP ĐÒN KHUỶU 4/27/2010 39PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 4/27/2010 14 Hệ thống kẹp thủy lực b. HỆ THỐNG KẸP THỦY LỰC 4/27/2010 40PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP c/TÍNH LỰC KẸP z Lực kẹp • Lực kẹp để giữ các nửa khuôn với nhau trong khi nhựa được phun vào cũng như quá trính phun thêm, làm nguội cũng như giữ hai nửa khuôn khi mở khuôn và thực hiện đẩy sản phẩm. APF • Lực kẹp = Áp suất phun x tổng diện tích hình chiếu của khoang tạo hình • Diện tích hình chiếu là hình chiếu diện tích lên một mặt phẳng đó là diện tích lớn nhấ của sản phẩm. ×= 4/27/2010 41PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP d/.LỰC KẸP VÀ GIÁ MÁY 4/27/2010 42PGS.TS THÁI THỊ THU HÀ C6 CÔNG NGHỆ PHUN ÉP