Nguyên tắc làm việc chính của máy ép phun là gì? Làm thế nào để nó biến đổi nguyên liệu thô nhựa thành các sản phẩm đúc?

Máy ép phun là một loại thiết bị thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm nhựa. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như ô tô, điện tử, bao bì và các sản phẩm hàng ngày. Nó chuyển đổi nguyên liệu thô thành các sản phẩm nhựa chính xác bằng cách sưởi ấm ở nhiệt độ cao và tiêm áp suất cao. Quá trình đúc phun là hiệu quả và tự động, và có thể tạo ra các bộ phận nhựa có hình dạng, kích thước và độ phức tạp khác nhau. Bài viết này sẽ thảo luận chi tiết về các nguyên tắc làm việc chính của máy ép phun và cách nó chuyển đổi nguyên liệu thô thành các sản phẩm đúc.

1. Cấu trúc cơ bản của máy ép phun
Máy ép phun chủ yếu bao gồm các thành phần lõi sau:

Đơn vị tiêm: Chịu trách nhiệm làm nóng, nóng chảy và phun nguyên liệu thô. Bao gồm vít, vùng gia nhiệt, hệ thống làm dẻo, v.v.
Hệ thống khuôn: Được sử dụng để xác định hình dạng và kích thước của sản phẩm cuối cùng. Khuôn bao gồm hai phần: khuôn cố định và khuôn di động.
Đơn vị kẹp khuôn: Chịu trách nhiệm đóng hai phần của khuôn chặt chẽ với nhau để đảm bảo niêm phong quá trình tiêm.
Hệ thống điều khiển: Kiểm soát toàn bộ quá trình ép phun thông qua hệ thống máy tính hoặc PLC, bao gồm các thông số như nhiệt độ, áp suất và tốc độ tiêm.
2. Quy trình làm việc của máy ép phun
Quá trình làm việc của máy ép phun có thể được chia thành một số bước chính, mỗi bước liên quan đến các quá trình cơ học và nhiệt động học phức tạp.

2.1 Chuẩn bị nguyên liệu nhựa
Đầu tiên, cho các hạt nhựa (như polyetylen, polypropylen, ABS, v.v.) vào phễu của máy ép phun. Các hạt nhựa đi vào vít qua phễu và vít sẽ đẩy các hạt nhựa về phía trước bằng cách quay.

2.2 Quá trình dẻo hóa
Dưới lực đẩy của vít, các hạt nhựa được nung nóng đến nhiệt độ nóng chảy. Thông thường, vít được làm nóng đến từ 200oC đến 300oC (nhiệt độ cụ thể thay đổi tùy theo vật liệu nhựa khác nhau). Tại thời điểm này, các hạt nhựa hoàn toàn tan chảy vào trạng thái nóng chảy đồng đều. Trong quá trình dẻo hóa, vít không chỉ chịu trách nhiệm làm nóng và nóng chảy nhựa mà còn giữ cho đồng nhất nhựa nóng chảy thông qua xoay vòng và chuyển động về phía trước để ngăn chặn sự phân bố vật liệu không đồng đều.

2.3 Quá trình tiêm
Khi nhựa bị tan chảy hoàn toàn, máy ép phun sẽ bắt đầu quá trình tiêm. Vít ngừng quay và đẩy nhựa nóng chảy vào khuôn ở tốc độ cao thông qua hệ thống thủy lực. Quá trình này thường được hoàn thành trong vòng vài giây và nhựa được tiêm vào khoang khuôn dưới áp suất cao để lấp đầy toàn bộ khoang khuôn.

Áp lực trong quá trình tiêm thường có thể đạt đến vài trăm MPa và tốc độ tiêm cũng khá cao, đảm bảo rằng nhựa có thể nhanh chóng lấp đầy toàn bộ khuôn và tránh các khoảng trống hoặc không đồng đều.

2.4 giữ áp lực và làm mát
Sau khi nhựa được tiêm vào khuôn, máy ép phun sẽ tiếp tục giữ nhựa nóng chảy, duy trì một áp suất nhất định, đảm bảo rằng nhựa lấp đầy từng chi tiết của khuôn và ngăn ngừa các khuyết tật do co rút. Trong quá trình áp lực giữ, nhựa nóng chảy bắt đầu nguội và tăng dần để tạo thành một phần nhựa rắn.

Thời gian làm mát phụ thuộc vào loại vật liệu nhựa, độ dày của khuôn và các yếu tố khác. Quá trình làm mát là rất quan trọng, ảnh hưởng đến sự ổn định kích thước và chất lượng bề mặt của sản phẩm đúc. Thông thường, sẽ có các kênh nước làm mát trong khuôn và dòng nước làm mát làm tăng tốc độ hóa rắn của nhựa.

2.5 Tháo khuôn và loại bỏ sản phẩm
Khi nhựa được làm mát và củng cố hoàn toàn, đơn vị kẹp sẽ tách khuôn thành hai phần: một khuôn cố định và khuôn có thể di chuyển. Tại thời điểm này, sản phẩm nhựa đúc được đẩy ra khỏi khuôn. Quá trình này thường được hoàn thành bởi một thanh đẩy hoặc một cánh tay robot để đảm bảo rằng sản phẩm được loại bỏ hoàn toàn khỏi khuôn.

3. Các yếu tố kiểm soát chính trong quá trình ép phun
Hiệu quả đúc của máy ép phun có liên quan chặt chẽ đến nhiều yếu tố, đặc biệt là các thông số chính sau:

3.1 Áp suất phun và tốc độ phun
Áp suất phun và tốc độ phun ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm đúc. Áp suất phun thích hợp có thể đảm bảo nhựa nóng chảy lấp đầy hoàn toàn khuôn để tránh bong bóng, thiếu vật liệu hoặc lỗ rỗng. Tốc độ phun quá nhanh hoặc quá chậm sẽ dẫn đến hiệu quả đúc kém, do đó cần phải kiểm soát chính xác.

3.2 Kiểm soát nhiệt độ
Kiểm soát nhiệt độ là rất quan trọng. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ gây ra phản ứng bất lợi cho nhựa trong quá trình ép phun. Hệ thống sưởi ấm của máy ép phun chịu trách nhiệm làm nóng nhựa đến nhiệt độ nóng chảy thích hợp, trong khi việc kiểm soát nhiệt độ của khuôn ảnh hưởng đến tốc độ làm mát và chất lượng sản phẩm.

3.3 Thiết kế khuôn
Thiết kế của khuôn quyết định hình thức và chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Thiết kế hệ thống làm mát, thiết kế người chạy và thiết kế ống xả của khuôn sẽ ảnh hưởng đến tính lưu động và tốc độ làm mát của nhựa, do đó ảnh hưởng đến độ chính xác và chất lượng bề mặt của sản phẩm cuối cùng.

3.4 Thời gian chu kỳ
Thời gian chu kỳ của quá trình ép phun thường dao động từ hàng chục giây đến vài phút. Thời gian chu kỳ quá dài sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất, trong khi thời gian chu kỳ quá ngắn có thể dẫn đến việc đúc sản phẩm không hoàn chỉnh. Do đó, việc lập kế hoạch thời gian chu kỳ hợp lý là rất quan trọng đối với cả hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.