Máy ép phun – đúc áp lực khuôn ép nhựa

1/ Phân loại máy

Có nhiều cách phân loại máy đúc áp lực, nhưng phổ biến có một số cách phân loại sau:

• Theo lực kẹp khuôn : Loại 50, 100, …, 8000 tấn.
• Theo trọng lượng sản phẩm một lần phun tối đa : 1, 5, 8, 10, …, 56, 120 oz
• Theo loại pittông hay trục vít.
• Kiểu trục vít.
• Loại trục vít nằm ngang hay thẳng đứng.

2/ Cấu tạo máy

Máy ép phun gồm các bộ phận chính sau: Hệ thống kẹp, khuôn, hệ thống phun,  hệ thống thuỷ lực, hệ thống điều khiển.

2.1/ Hệ thống kẹp

Có tác dụng mở và đóng khuôn đồng thời hỗ trợ việc dịch chuyển phần tử khuôn và tạo ra lực đủ lớn để giữ khuôn trong quá trình điền đầy khuôn đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn. Chuyển động của cụm thiết bị này là chuyển động tịnh tiến, vậy mọi cơ cấu tạo ra chuyển động này đều được phép áp dụng.

Các dạng thường gặp của cụm kẹp khuôn gồm:

• Cụm kẹp cơ khí.
• Cụm kẹp thuỷ lực
• Cụm kẹp kết hợp cơ khí thuỷ lực.

2.2/ Khuôn

Bao gồm 2 thành phần cơ bản là nửa cố định và nửa khuôn di động. Nửa khuôn di động thường mang theo phần lõi khuôn, còn nửa khuôn cố định thường mang phần lòng khuôn. Trong các tấm khuôn người ta bố trí hệ thống làm mát và kênh dẫn nhựa. Ngoài ra còn các thanh nối và các bộ phận khác như hệ thống gia nhiệt…

2.3/ Hệ thống phun

Hệ thống phun bao gồm 3 bộ phận chính là phễu cấp liệu, xi lanh nhiệt, trục vít, đầu trục vít và đầu phun.

• Phễu cấp liệu: Nhựa nhiệt dẻo được cấp vào dưới dạng những viên nhỏ. Phễu cấp liệu có tác dụng chứa những hạt vật liệu này. Những hạt vật liệu nhỏ này từ cửa của phễu cấp liệu đi vào trong xi lanh nhiệt.
• Xi lanh nhiệt: Xi lanh nhiệt gia nhiệt cho vật liệu làm cho vật liệu chảy lỏng ra. Nó được nung nóng bởi các may xo nhiệt.
• Trục vít: Trục vít bao gồm 3 đoạn
  • Đoạn nhập liệu: Ở gần phễu nhập liệu dùng để chuyển nguyên vật liệu về phía trước, ở cuối vùng này, nguyên liệu mềm và bắt đầu chảy (50%L).
  • Vùng nén ép: Ở giữa vít, dùng để nén ép nguyên liệu lỏng (25%L).
  • Vùng định lượng:Trộn và tạo đồng nhất vật liệu trước khi phun vào khuôn.

• Đầu phun: Là bộ phận gắn giữa đầu xi lanh và cuống phun của khuôn. Đầu phun phải có hình dạng thích hợp với sự chảy nguyên liệu và gắn chặt với cuống phun trong quá trình ép phun. Lỗ đầu phun nên nhỏ hơn lỗ cuống phun ở khuôn. Đầu phun có thể thay đổi và có vòng nhiệt riêng. Do các loại nhựa có đặc điểm khác nhau nên đầu phun cũng có kết cấu khác nhau để giúp cho quá trình phun nhựa vào khuôn được tốt nhất.

2.4/ Hệ thống thủy lực

Có nhiệm vụ cung cấp năng lượng để mở và đóng khuôn, giữ tải trọng kẹp chặt, làm quay trục vít, và tạo lực cho chốt đẩy để tách khuôn. Hệ thống thuỷ lực bao gồm bơm, van, động cơ thuỷ lực, hệ thống ống dẫn và hệ thống chứa.

2.5/ Hệ thống điều khiển

Có tác dụng làm cho quá trình vận hành máy ổn định và lặp đi lặp lại. Hệ thống hiển thị và điều khiển các thông số của quá trình ép phun như: Nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun, vị trí và tốc độ quay của trục vít, vị trí của hệ thống thuỷ lực. Quá trình điều khiển ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuối cùng của sản phẩm và tính kinh tế.

3/ Nguyên lý hoạt động – chu trình đúc phun

Giai đoạn 1: Nhựa hoá và chuyển hoá vật liệu sử dụng cho gia công ép phun sang trạng thái nóng chảy. Vật liệu chất dẻo được cho vào phễu định lượng và cấp liệu đặt trên xi lanh của máy đi vào rãnh vít của trục vít nằm trong xi lanh. Vật liệu nóng chảy được chuyển lên phía trước nhờ áp lực được hình thành trong quá trình quay của trục vít đồng thời trục vít bị kéo lùi về phía sau. Như vậy lượng vật liệu cần thiết để điền đầy khoang tạo hình của khuôn sẽ được tập kết ở khoảng trống phía trước trục vít.

Giai đoạn 2: Điền đầy khuôn hay còn gọi là giai đoạn bơm nhựa. Trong quá trình điền đầy khuôn, dưới tác dụng của xi lanh thủy lực trục vít thực hiện chuyển dịch dọc trục về phía trước và đẩy khối vật liệu nóng chảy qua vòi phun vào khuôn. Xi lanh tiếp tục giữ áp lực phun trong quá trình làm nguội để đảm việc điền đầy lòng khuôn.

Giai đoạn 3: Lấy sản phẩm ra khỏi khuôn. Sau khi sản phẩm nhựa đã được làm nguội trong khuôn, nhờ xi lanh thủy lực thì hai nửa khuôn được tách ra và hệ thống đẩy sẽ đẩy sản phẩm ra.