giáo trình Công nghệ chất dẻo phần 6

Chia sẻ: Thái Duy Ái Ngọc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

272
lượt xem 137
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

. Phương pháp đẩy-thổi vật thể 10.1 Tổng quát Vật thể rỗng trên cơ bản có thể được sản xuất từ nhiều phương pháp khác nhau sau đây: Đẩy thổi vật thể liên tục, phun thổi vật thể, tạo dáng vật thể từ chuyển động quay chung quanh trục của chính nó, phương pháp kết hợp từ những phương pháp khác, ví dụ phun-nén, ép- hay

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: giáo trình Công nghệ chất dẻo phần 6

10 Hình 20: Dây chuyền thiết bị sản xuất màn nhựa ghép với nhiều máy đẩy liên hợp ( Coextrusion ) Hình 21: Sản xuất màng nhựa phẳng ghép liên hợp 3 máy đẩy Hình 22: Giao điểm của các đường dẫ n nhựa Hình 23: Dàn máy đẩy liên hợp (4 máy đẩy) Hình 24: Sơ đồ thượng diện liên hợp 5 máy đẩy Hình 25: sản phẩ m từ màng nhựa phẳng ghép Hình 26: Màng HIPS (High Impact Polystyrene) 5 lớp ghép PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
11 10. Phương pháp đẩy-thổi vật thể 10.1 Tổng quát Vật thể rỗng trên cơ bản có thể được sản xuất từ nhiều phương pháp khác nhau sau đây: Đẩy thổi vật thể liên tục, phun thổi vật thể, tạo dáng vật thể từ chuyển động quay chung quanh trục của chính nó, phương pháp kết hợp từ những phương pháp khác, ví dụ phun-nén, ép- hay biến đổi hình dáng. Tuy nhiên quan trọng và hiệu quả kinh tế nhất trong các phương thức tạo dáng vật thể rỗng nói trên vẫn là phương thức đẩy-thổi liên tục. Phạm trù đẩy-thổi vật thể trong công nghiệp nhựa được hiểu giới hạn trong các họ nhựa nhiệt (Thermoplast ). Nhựa nhão sau khi ra khỏi đầu khuôn có dạng hình ống được đưa tiếp tục vào bên trong khuôn thổi , kế đến bộ phận điều khiển đóng mở sẽ đóng kín khuôn lại, cùng lúc khí thổi được đưa vào để thổi với áp lực lớn khiến cho ống nhựa phình to ra, áp sát vào thành bên trong của khuôn. Như thế phương thức này bao gồm hai giai đọan chính: Giai đoạ n một gọi là giai đoạ n tạo ra ống nhựa bán thành phẫ m tương tự như giây chuyền sản suất ống nhựa từ máy đẩy đã tình bày ở phần trên. Giai đoạn hai cũng gọi là giai đọan gia công đổi dạng. Ống nhựa nhão sau khi ra khỏi đầu khuôn ống được chuyển hướng sang chiều thẳng đứng đi xuống thông qua đầu đổi hướng để vào trạm máy thổi được điều chỉnh tự động theo từng thời khoản nhất định. Trạm thổi bao gồm khuôn thổi, bộ phậ n đóng mở, máy thổi cùng với đầu thổi..vv…Trạm máy thổi cũng được chia ra thành nhiều nhóm tuỳ theo công suất và dung tích của vật thổi ( chai, lọ, bình chứa..vv…) 1. Vật thể rỗng cho bao bì đóng gói có dung tích to nhất khoảng 5 lít. 2. Bình chứa để chuyên chở có dung tích từ 10 đến 200 lít. 3. Thùng chứa lớn với dung tích từ 600 đến 3000 lít. Để sản suất hai loại vật thể rỗng 1. và 2. người ta cần những loại máy và khuôn thổi đặc biệt với nhiều góc cạnh có chi tiết phức tạp.Các loại nhựa được sử dụng thích hợp cho phương pháp thổi như PE ( khoảng 50 %), kế đến là PET với khoảng 40% trong lĩnh vực chai đựng các loại nước giải khác. Cuối cùng là các loại nhưa như PVC, PP, PC, PA. 10.2 Bộ phận chuyển hướng Nguyên tắc cũng tương tự như đầu khuôn chuyển hướng đã được trình bày trong phần màng nhựa thổi, đây là bộ phận có nhiệm vụ chuyển hướng dòng chảy của nhựa nhão từ chiều ngang sang thẳ ng đứng từ trên xuống, bên trong được thết kế thêm bộ phận điều chỉnh độ dày của thành ống sau khi ra khỏi đầu phun của máy đẩy nhựa. Bộ phận chuyển hướng dòng chảy cũng được thiết kế với nhiều phương thức khác nhau 10.2.1 Bộ phận chuyển hướng dòng chảy dạng vòng xoắn Bộ phận này cũng còn được gọi với tên đầu Pinolen, thích hợp cho gia công nhựa PE và PP, gồm hai phần. Phần xi-lanh bên ngoài nối tiếp với đầu xi-lanh máy đẩy nhựa, phần trong là lõi có rãnh để chuyển đổi dòng PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
12 chả y nhựa nhão. Giữa phần ngoài và trong là kênh dẫn nhựa nhão, ngoài ra người ta cũng có thể tạo nhiều rãnh hình tim vòng quanh thân lõi, có kích thước khác nhau để thích hợp với lượng nhựa và độ dày của thành ống. Phương thức điều chỉnh với đầu Pinole dể thực hiện vì khi di chuyển lõi bên trong xi-lanh người ta chỉ cần ứng dụng những phương thức kỹ thuật đơn giản của hệ thống thuỷ lực. Hình 19: lõi có rãnh vòng quanh hình trái tim Hình 20: Tiết diện cắt ngang bộ phậ n chuyển hướng dòng chả y với lõi có rãnh vòng chung quanh. 10.2.2 Bộ phận chuyển hướng dòng chảy chính giữa trục Người ta ứng dụng bộ phận này chủ yều cho các loạ i nhựa nhậ y nhiệt như PVC. Dòng nhựa nhão sau khi rời khỏi đầu máy đẩy sẽ được dẫn qua bộ phậ n chuyển hướng và đi thẳng vào đầu khuôn tạo ống , bên trong nó gồm vỉ nâng chốt và phần lõi có hình trái thủy lôi ( nguyên tắc tương tự như đầu khuôn tạo dáng ống đã trình bày trong phần trang thiết bị cho máy đẩy sản suất ống nhựa ). Bộ phận chuyển hướng dòng chảy giữa trục đôi khi cũng được ứng dụng với nhựa PE để tránh những chổ mỏng của thành ống trong khi phân lưu lượng nhựa thông qua các rảnh của vĩ nâng chốt. Sự điều chỉnh độ dày thành ống không thường xuyên cần thiết đối với PVC trong dây chuyền sản suất chai đựng nước giải khát ( dung tích khoả ng 2 lít ), vì PVC nóng nhão sẽ đông cứng rất nhanh so với các loạ i nhựa khác. Hình 21: Bộ phận chuyển hướng dòng chảy giữa trục cho nhựa PVC cùng với vỉ nâng lõi với những cầu nhỏ xen kẽ giữa những khe thoát. 10.3 Phòng tích trữ trung gian Ống nhựa sau khi ra khỏi bộ phậ n chuyển hướng dòng chả y được đưa vào trạm thổi để hoàn tất việc tạo dáng vật thể rỗng ( chai, lọ, bình chứa..vv..). Mổi chu trình thổi cần một thời gian nhất định và trong thời gian này máy đẩy nhựa vẫn tiếp tục hoạt động để đẩy nhựa về phía trước, nhựa nhão vẫn tiếp tục được đẩy vào bộ phận chuyển hướng. Trong trường hợp này người ta phải thiết kế thêm một bộ phận chuyển tiếp gọi là phòng trung gian, nằ m ngay trong bộ phận chuyển hướng dòng chảy, có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng nhựa nhão. Khi lượng nhựa nhão trở nên quá đầy chúng sẽ được thải bớt ra ngoài bởi pít-tông được điều khiển bằng hệ thống thủy lực PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
13 Hình 22: Phòng tích trữ trung gian cho dây chuyền đẩy-thổi vật thể lớn 1. Phần vỏ ngoài của bộ phận chuyển hướng 2. Lõi với vòng rãnh được bào theo hình thể thích hợp 3. Bộ phận hình nón cụt 4. Rãnh hình tim vòng chung quanh lõi 5. Kênh vòng bên trong 6. Vùng ranh của dòng chả y 7. Pít-tông chuyển động theo chiều thẳng đứng. 8. Phòng trung gian trữ nhựa nhão 9. Đĩa nâng giữ 10. Mệng ống thoát, chuyển động theo chiều ngang 11. Phần lõi, chuyển động lên xuống theo chiều thẳng đứng 12. Lỗ khoang dọc xuyên bên trong lõi. 10.4 Bộ phận điều chỉnh bề dày thành ống Đây là một bộ phận được thiết kế bên trong đầu khuôn có nhiệm vụ định dạng bề dày của thành ống nhựa theo từng phần dầy mỏng sao cho thích hợp với hình thể của với hình dáng chi tiết thay đổi của khuôn thổi. Chi tiết này rất quan trọng có liên quan đến phẩ m chất của thành phẩ m ( bề dày, đường nét, tiết diện…vv…). Đối với trường hợp điều chỉnh bề dày theo trục người ta có thể ứng dụng một cái chốt ( Hình 22 ) cố định hay chốt chuyển động theo chiều thẳng đứng lên xuống, có hình nón cụt đóng vai trò náp chận nơi đầu chốt. Khi chốt chuyển động xuống tạo khe hở lớn cho rãnh và lượng nhựa thoát ra nhiều sẽ gia tăng bề dày của thành ống, ngược lại nếu chốt chuyển động lên trên, khe hhở sẽ hẹp lại, lượng nhựa ít đi, làm cho bề dày thành ống giãm đi. Phương pháp này được ứng dụng cho các loạ i chai lọ có đường kính hay hình dạ ng bề ngang thay đổi, ví dụ như bình đựng ét-xăng xe ô-tô, bình chứa nguyên liệu đốt hay những dạng bình chứa tương tự…vv.. a b Hình 25: Tiết diện cắt của hai trường hợp Hình 23: điều chỉnh bề dày thành ống . a: Ống nhựa không có điều Hình 24: Ống nhựa và đường chỉnh độ dày viền của một cái chai với kích b: Ống nhựa với độ dày thước thổi khác nhau theo chiều được điều chỉnh thay ngang đổi khác nau PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
14 10.5 Bộ phận chuyển hướng cho màng nhự a ghép Bên cạnh những bộ phậ n chuyển hướng thông thường được ứng dụng trong tiến trình thổi các lọai chai có thành mỏng chúng ta cũng phả i kể đến các loạ i đầu chuyển hướng khác ứng dụng cho các loại chai hay lọ chứa với thành được liên hợp từ nhiều lớp nhựa ghép lạ i với nhau. Trong trường hợp này ống nhựa bán thành phẩ m được tạo ra từ máy đẩy nhựa liên hợp (co-extruder), được cấu tạo bởi nhiều lớp nhựa khác nhau thoát ra từ các xi-lanh khác nhau ( 2,3 hay 4 xi-lanh ) và đầu khuôn cũng tương ứng cho trường hợp này (Hình 15) các sản phẩm khác như tấm nhựa màng nhựa ghép được ứng dụng với phương pháp đẩy liên hợp cũng điều đều được thiết kế một phòng trữ nhựa tương tự giống nhau, nơi đây là điểm hội tụ của nhiều lớp nhựa nhão thoát ra từ nhiều đầu máy đẩy khác nhau. Các dòng chảy được phân luồng trong đầu khuôn thổi theo thứ tự được định trước để ống nhựa có thành được cấu tạo từ nhiều lớp kết dính lại với nhau trước khi ống được đưa vào trạm thổi. Hình 26: Cấu tạo của một lọ nhựa với nhiều lớp ghép khác nhau 1. lớp trang trí ngoài cùng 2. lớp liên hợp nhựa 3. và 5. lớp môi giới kết dính 4. lớp nhựa chắn cản 5. lớp tiếp giáp với chất được chứa bên trong, có khả năng chịu đựng được hoá và lý tính thích hợp với chất được chứa. 11. Trạm thổi Có chức năng điều phối từ giai đoạn đưa ống nhựa ( bán thành phẩ m ) vào khuôn thổi, khởi động tiến trình thổi cùng lúc với bộ phận đóng mở tự động. Cấu trúc trạm thổi rất đa dạng và tiến trình thổi thay đổi tuỳ theo nhà sản suất. Cấu trúc và tiến trình cũng lệ thuộc vào dung tích và hình thể thay đổi của thành phẩ m ( chai, bình chứa ) cũng như hình thể của ống nhựa được thổi. 11.1 Bộ phận di chuyển ống nhự a Do điều kiện thoát ra liên tục của ống nhựa nên các tiến trình tiếp theo sau đó của trạm thổi cũng phải đả m bảo tính liên tục. Khuôn thổi phải được đưa vào sát nơi miệng thóat ra của ống nhựa, kế đến bộ phận đóng kín kuôn được khởi động, khuông sau khi được đóng kín sẽ kẹp lấ y ống nhựa bên trong của nó, sau đó khuôn được di dời ra khỏi vị trí miệng thoát. Giai đoạn thổi bắt đầu và khuôn mở ra sau khi kết thúc. Thành phẩ m tự động rơi ra khỏi khuôn và khuôn chuyển động về lại vị trí lúc ban đầu để được đua vào sát miệng thoát ống nhựa và tiến trình thổi lập lại từ đầu. Hình 28: Nguyên tắc thổi 1. Khuôn thổi 2. Ống nhựa ( phôi ) 3. Kim thổi 4. Đường dẫn khí vào 5. Đường thoát khí 6. Van đóng mở Hình 27: Các giai đoạn chuyển động của khuôn thổi I. Chuyển động theo chiều thẳng đứng lên và xuống II. Chuyển động ngang hình cung và đóng mở ngang PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
15 12. Hiện tượng thổi ống nhự a tiền chế ( phôi ) Chai, bình đựng ét-xăng và các loại bình chứa có dạng tương tự đều cần một kim thổi có đường kính thích hợp với kính thước của miệng mở của vật thổi, kim thổi này đồng thời có thể đưa khí vào và có đường thoát khí ra. Kim thổi có thể được đưa vào bên trong phôi khi nó vừa vào bên trong khuôn thổi trong lúc khuôn mở ra hay cùng lúc khi khuôn thổi đóng lại. Đối với thổi chai thì phương cách sau thuận tiện hơn. Khí thổi ( từ 6 đến 8 bar ) có nhiệm vụ thổi phôi cho trương lớn ra và ép chặt vào thành viềng bên trong của phần rỗng khuôn thổi. Đối với các thành phẩ m kỹ nghệ hay các loại đồ chơi trẻ em không cần phải có miệng mở như chai lọ, bình chứa nên người ta ứng dụng kim thổi đơn giản hơn, và kim thổi sẽ được đâm thủng vào bên trong phôi sau khi khuôn thổi đóng lại. Tùy theo mổi dạng ứng dụng cho các vật thổi khác nhau sẽ để lại lỗ đâm trên vật thổi, và người ta phải tìm cách bít kín ( hàn kín ) lổ đâm này lại. Đối với các loại đồ chơi trẻ em thì lỗ đâm này không quan trọng và không bắt buộc phải hàn kín lại. 14. Bộ phận đóng mở Có nhiệm vụ đóng và mở hai phần nửa của khuôn thổi. Trong suốt thời gian đóng kín cho giai đoạ n thổi, bộ phận đóng phả i có một lực nén đủ mạ nh để chịu được lực thổi từ bên trong khuôn. Lực đóng có thể được điều khiển từ một hệ thống cơ động hay thủy động, đôi khi hệ thống khí ép cũng được ứng dụng cho trang thiết bị máy thổi có công suất nhỏ. Ngoài ra trong tiến trình thổi vật thể rổng phải thông qua các giai đoạn chuyển động như: chuyển động của kim thổi, cắt phôi, tách rời phần dư thừa ..vv..các máy thổi cũng được trang bị các cơ phận được truyền lực bởi hệ thống khí nén bên cạnh những hệ thống bằng điện. Vận tốc chuyển động của hai phần nửa của khuôn nổi luôn luôn phải bằng nhau trong suốt tiến trình thổi, điều kiện này giúp cho phôi ( được thổi ) không bị biến đổi dạ ng trước khi thổi. Hai phần nửa của khuôn thổi được giử bởi hai phần chuyển động riêng biệt được điều khiển bởi hệ thống thủy lực và chuyển động biệt lập không đồng bộ. Một bánh xe răng nối liền hai phầ n này lại với nhau thông qua hai cầu nối chuyển động ngược chiều sẽ giúp cho chúng chuyển động đồng bộ cùng vận tốc ( Hình 28 ). Mổi tấm giữ bán phần khuôn được nối vào 4 chốt định hướng hình trụ và được nâng bởi các khung chịu , có nhiệm vụ giúp cho chuyển động của hai bán phần khuôn đóng mở theo chiều ngang. . Hình 29: Khung nâng khuôn thổi, chuyển động ngang cùng lúc theo hai hướng đối xứng 1 : Đầu ra của ống nhựa nhão (bán thành phẩ m) 2 : Tấm nâng khuông thổi 3 : Pít-tông thủy động 15. Khuôn thổi Khuôn thổi thường được cấu tạo bởi hai phần đối xứng, chính giữa là phòng rỗng có hình thể khác nhau, được bào theo hình thể và đường viền tương ứng với hình thể vật thổi. Thông thường thì hai phòng rỗng ( phần âm ) của khuôn tương ứng với hai phần nửa của vật thổi ( phần dương ), có cấu tạo đối xứng và mặt phẳng phân cắt là đường ranh phân khuôn thành hai phần đối xứng bằng nhau. Để giúp cho hai phần khuôn chuyển động đóng mở chính xác người ta tạo thêm 2 hoặc 4 chốt dẫn hình trụ trên một phần nửa của khuôn Phần nửa bên kia là 2 hoặc 4 lỗ khoan tương ứng. Kim thổi ngoài nhiệm vụ thổi khí vào phòng rỗng của khuôn thổi còn có chức năng ép kín để tạo dáng vòng xoắn cho mặt ngoài chai giúp cho việc đóng mở nắp chai sau nầy. Khi hai phần nửa của khuôn thổi đóng lại sẽ ép kín hai đầu với đầu vào là kim thổi.tạo nên những vòng xoắn cuộn chung quang miệng chai. Tiến trình này cũng có thể thực hiện song song với ép nén các loại bình có quai hay tay xách hay ống lót được hàn vào bên trong của vật thổi. Trong trường hợp này vật lót phải có cùng vật liệu như vật thổi và trước đó phải được làm nhão để cho tiến trình kết dính được dể dàng. Khuôn thổi được làm từ thép hay các hợp kim không phải sắt. Những hợp kim không phải sắt hợp kim kẽm hay hợp kim nhôm có khả năng dẫn nhiệt cao nên chúng thường được lắp vào những tấ m lót khuôn ( tấm kim loại chưa mài nhẳn ) PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
16 Hình 30: khuôn thổi ở vị trí mở ra và đóng lại 1 Phôi. 2 khuôn. 3 kim thổi. 4 chai nhựa 5 định dạng kích thước cổ chai. 6 phần bịt kín đáy chai. Hình 31: một vài dạ ng khuôn thổi tiêu biểu từ nhỏ đến lớn như chai, bình đựng nước lọc, đựng chất lỏng. Hình thể của bộ phận cắt rời và ép dính luôn tạo ra mâu thuẩn giữa chức năng “cắt rời” và “ép dính”. Đây cũng là điều kiện đòi hỏi của chất lượng. Trong diều kiện hiệu quả kinh tế thì đây cũng là một yếu tố làm sao cho dấu vết cắt rời phải thật gọn đẹp và không cần phải thêm khâu gia công phụ như gọt viền.. Cạnh cắt không được sắc bén như dao trái lại phải có bề mặt rộng khoảng 0,1 đến 2 mm tùy theo mổi loại vật liệu và bề dày của thành vật thổi. Bề mặt bên trong khuôn thổi phải được mài nhẵn bóng với tiêu chuẩn cao, đặc biệt đối với các vật thổi từ nguyên liệu nhựa PVC-cứng. Trong trường hợp thổi ống nhựa, kim thổi cũng có lổ thoát khí theo chiều ngang ra chung quanh giúp cho khí nén được phân diều lên các vị trí bề mặt của vật thổi để tránh trường hợp bề mặt vật thổi bị nếp gấp, dợn sóng hay bề dày không cố định. Cách thức sắp xếp và xác định kích thước hệ thống làm nguội cũng là yếu tố quan trọng của khuôn thổi. Trong thực tế người ta khoan bên trong, ngay bên dưới bề mặt của khuôn thổi những kênh dẩ n nước lạnh liên kết lại với nhau, và phân phối hợp lý để làm nguội nhanh chóng bề mặt của khuôn thổi, những vị trí nơi cổ miệng và dáy vật thối cũng là chổ cạnh ép dính phải được đặc biệt làm nguội thật tốt vì nơi đây dể tạo ra hiện tượng nhựa bị dồn ứ. Hiên nay các máy thổi cũng được ứng dụng các loại khí lỏng như CO2 hay Nitrơ để làm nguội nhanh cổ và đáy vật thổi. Một khuôn thổi tiêu chuẩn cao cũng đòi hỏi bên cạnh đó một hệ thống kênh làm nguội hợp lý và chính xác. Hình 32: cạnh hàn kín dưới đáy chai I dạng thông thường II dạng có cạnh lồi Hình 33: tiết diện cắt khuôn thổi, chai bên trong cùng với cạnh hàn kín dáy PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
17 Hình 34: mô tả các bộ phận đầu xi-lanh và khuôn thổ i 1. máy đẩy trục thẳng đứng 2. vòng băng đốt nóng xi-lanh 3. vòi phun với vòng băng đốt nóng 4. dao cắt 5. Phôi 6. khuôn thổi 7. tấm lót khuôn thổi 8. trục nâng khuôn 9. trạm thổi 10. kim thổ i giữ luôn nhiệm vụ xác định kích thước đường kính cổ và miệng chai 11. dĩa ngăn 12. bộ phận chỉnh hướng để cắt rời phần viền ống Để giúp cho bề dày thành các vật thổi có thể tích lớn như bình đựng xăng hay thùng chứa lớn có hình thể 4 cạnh hay bầu dục…vv…được phân phối điều người ta thường banh rộng ống nhựa theo chiều ngang trước khi thổi (Hình 37). Động thái banh rộng này thường kết hợp với giai đoạn thổi trước trong lúc khuôn thổi còn mở, và như thế phần đáy của phôi phải được bịt kín để khí thổi không bị thoát ra ngoài. Mục đích của giai đoạn thổi trước để giúp cho ống nhựa giãn lớn ra gần với phòng rỗng bên trong khuôn thổi, ngoài ra giúp cho tiến trình thổi được rút ngắn đối với các vật thổi có thể tích lớn. Để tạo một dây chuyền sản xuất đại trà liên tục người ta cũng thiết kế nấc cắt trên kim thổi để khi khuôn thổi đóng kín lại trong quá trình thổi cũng đồng thời tạo dấu cắt nơi miệng vật thổi ngay sau đó (Hình 36). Hình 35: mô tả chi tiết của kim thổi với nấc cắt nơi miệng vật thổi ( chai, bình có cổ hẹp ) 1 khuôn thổi 2 phần cắt của vật thổi ( chai ) 3 vòng xoắ n quanh cổ chai 4 kim thổi xác định đường kính 5 nấc cắt của kim thổi 6 đường dẫn nước vào Hình 36: tiết diện cắt kim thổi. 7 đường thoát nước với nấc cắt nơi miệng vật thổi 8 đường dẫn không khí vào Hình 37: mô tả phương cách banh rộng phôi theo bề ngang trước khi thổi PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
18 16. Máy thổi vật thể rỗng Một máy thổi vật thể rỗng thông thường được tổng hợp từ các phần sau đây: Máy đẩy nhựa nối liền với bộ phận chuyển hướng dòng chảy và một trạm thổi với hệ thống đóng mở. Do các yếu tố thiết kế, diều khiển tự động, kích thước lớn nhỏ khác nhau tùy thuộc vào hình thể, độ lớn của vật thổi và phương thức trong dây chuyền sản xuất của các hãng chế tạo nên chúng ta không tìm gặp những điểm chi tiết chung nhất cho một máy thổi vật thể rỗng. Điều này nằ m ngoài yếu tố chi tiết cho một hệ thống thiết bị máy thổi với nhiều đầu thổi tương ứng với nhiều phầ n của khuôn thổi phức tạp được thiết kế trên một bàn quay hay một hệ thống dây chuyền thổi kết hợp với nhiều khuôn thổi khác nhau. Hình 38: sơ đồ một máy thổi 1 máy đẩy nhựa 2 đầu trữ nhựa nhão 3 phôi 4 khuôn thổi 5 tấm nâng khuôn 6 đơn vị đóng mở bằng thủy lực Hình 39: máy thổ i thùng chứa ( PE ) có dung Hình 40: máy thổ i chai ( PET ) đựng nước tích lớn từ 50 lít trở lên giải khác hay thực phẩm dạng lỏ ng Giai đoạn tách rời bịt kín tự động được xem là tiêu chuẩn phải có cho các máy thổ i hiện nay. Qua đó ống nhựa tiền chế sau khi ra khỏ i đầu chuyển hướng sẽ được tách rời khỏi bộ phận này, cùng lúc ống nhựa này được bộ phận cánh tay kẹp kín lại một đầu, di chuyển sang khuôn thổi, nơi đây đầu còn lại cũng sẽ một bộ phận của khuôn thổ i bịt kín trước khi giai đọan thổ i bắt đầu. Phương pháp này hiện nay rất thông dụng trong kỹ nghệ sản xuất các phụ tùng kỷ thuật đặc biệt cho kỷ nghệ cơ khí và kỷ nghệ xe ô-tô. Chúng thường xuất hiện dưới dạng ống hút thẳng, ống hút cong, cái cản xe ô-tô, ống nối, ống dẫn khí nóng và lạnh trong xe ô-tô..vv.. Ngoài ra các loại ống kết hợp cứng-mềm- cứng hay ống cong cứng-mềm cũng được sản xuất từ phương pháp đẩy liên hợp từng phần. Với phương pháp này ống tiền chế thoát ra từ máy đẩy nhựa cũng được cấu tạo bởi các phần khác nhau và được hàn gắn lại ( cứng-mềm.cứng ) trước khi đưa vào khuôn thổi. PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
19 Hình 41: Biến đổi hình thể của phôi Hình 42: ống dẫn không khí cấu tạo 1 đầu khuôn ống, 2 cánh tay cặp, 3 khuôn thổi, 3 phần cứng-mềm-cứng 4 bộ phận biến đổi bên trên, 5 bộ phận biến đổi bên dưới. Để cải tiến chất lượng và giá thành của thành phẩm người ta ứng dụng máy tính ( computer ) cùng với kỹ thuật tự động hoá vào các chu trình của máy thổ i cùng với ngân hàng trữ liệu và kỹ thuật số. Hiện nay các chương trình kiểm soát tự động hoá rất cần thiết cho những hệ thống điều khiển các dây chuyền thiết bị máy thổ i. Đặc biệt đối với các tóm lược tiến trình khoảng cách của chuyển động lúc đóng, mở khuôn và tiến trình đưa kim thổ i đi vào bên trong khuôn. Đối với các máy thổ i hiện đại người ta có thể ứng dụng kỹ thuật số, bàn phím, màn hình để điều chỉnh nhiệt độ, thông số thời gian cũng như thông số thời gian thổi, thời gia rút khí, thời gian đóng mở của đơn vị đóng mở ..vv.. cũng như điều chỉnh và kiểm soát liên tục bề dày thành vật thổi. Các tiến trình tự động hoá sau đây đang từng bước hoàn tất cho các máy thổ i. - Tiến trình tạo ống nhựa tiền chế từ máy đẩy, - Tiến trình thổi vật thể rỗng, - In ấn, trang trí bề mặt ngoài của vật thể rỗng, - Vô chai ( bình ) với chất liệu lỏng, - Đóng nắp chai ( bình ) hay hàn kín - Phân loại, bốc xếp và đóng gói để chuyên chở. Một vài con số tiêu biểu về dung tích các vật thể rỗng được sản xuất từ máy thổ i Chai đựng mỹ phẩm ( 0,05 đến 0,1 l ) Chai đựng dắm ( 0,5 đến 1 l ) Chai (bình) đựng thuốc rữa chén đĩa ( 1 đến 4 l ) Bình chứa nước ( 3 đến 8 l ) Bình đựng xăng ( 5 đến 10 l ) Bình rộng cổ ( 60 đến 200 l ) Bình lớn chứa dầu đốt ( 600 đến 2000 l ) PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
20 Hình 43: một số sản phẩm có hình thể khác nhau được gia công từ giây chuyền thiết bị máy thổi. Phân loại: - từ hình trụ đến khố i vuông, tròn, bầu và hình khối nhiều cạnh - cổ tròn có kích thước đường kính từ nhỏ đến lớn. 17. Phương pháp thổi từng giai đoạn tách rời nhau Phương pháp này giúp tiết kiệm được nhiên liệu trong quá trình thổi vật thể rỗng. Sự khác biệt của phương pháp thổi từng đoạn và thổ i liên tục như sau. Ngay sau khi ống nhựa tiền chế thành hình sẽ được cho vào khuôn thổi để tạo ra một vật thể rổng có hình dáng đơn giản đáy bít kín, trong thời gian nhiệt độ của vật thể rổng vẫn còn nóng và hiện diện dưới dạng mềm nhão, nó được đưa tiếp qua khuôn thổi lớn hơn có hình thể cố định cuố i cùng của thành phẩm để thổi lần thứ hai ( Hình 6.17 ). Trong giai đoạn thổi lần thứ nhất giúp cho các cấu thể đại phân tử của vật liệu được định dạng kéo dãn theo chiều dài và cả nhiều theo chiều ngang, điều kiện này giúp cho độ bền kéo, độ dai dập, độ trong suốt của vật liệu được gia tăng, ngoài ra cũng giúp cho tính chắn của vật liệu được gia tăng, chắn hơi nước, khí O2, CO2, mùi thơm ..vv.. Phương pháp thổ i từng giai đoạn được ứng dụng để thổi các loại chai đựng nước giải khát hay bình đựng các loại chất lỏng có chứa gaz, và các loại khí đã nói ở phần trên. Máy thổi từng giai đoạn cũng phải được thiết kế với hai trạm thổi. Trạm thổi thứ nhất đãm nhận vai trò thổi vật thể rỗng giản đơn với phần chi tiết kết thúc cổ và miệng chai. Đáy vật thổi được bít kín và tách rời khỏ i khuôn.Điểm quan trọng cần chú ý trong giai đoạn này là nhiệt độ phải được liên tục cung ứng cho khuôn để giữ cho vật thể rổng ở trạng thái mềm. Vật thổi sau khi tách rời khỏ i khuôn được đưa qua trạm thổi thứ hai. Nơi dây tiến trình thổ i được chia làm hai giai đoạn: 1. Giai đoạn 1: Căng vật thổi rỗng theo chiều dài bằng thanh kim loại hình hình trụ 2. Giai đọan 2: dùng khí nén để thổi vật thể rỗng theo nhiều hướng chung quanh Sau khi làm nguộ i người ta nhận được một vật thể rỗng chất lượng cao với thành bề dày mỏ ng và trong suốt, với ưu điểm này nó thường được ứng dụng dể đựng các loại thực phẩm dạng lỏng. Ví dụ như dầu ăn, nước uống hay các lọai nước giải khác. Thích hợp với phương pháp thổi từng giai đoạn này là các loại chai từ nhựa Polyester có phẩm chất cao và thông qua phương pháp thổi hai giai đoạn. Giai đoạn một, ống tiền chế được gia công từ giây chuyền máy phun-đúc với khuôn phức tạp. Trong giai đoạn hai ống nhựa tiền chế được cho lên bàn quay để làm nóng để mềm trở lại và sau đó được đưa vào khuôn thổi có dạng cuối cùng để thổi thành chai như đã định trước. PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
21 Hình 44: mô tả thứ tự tiến trình phương pháp thổi từng giai đoạn tách rời I Ống nhựa nhão tiền chế được tạo ra từ máy đẩy nhựa II Giai đọan thổi tạo dáng lần thứ nhất, tách rời và hàn kín đáy chai, xác định kích thước đường kính miệng và cổ của ống cao su tiền chế III Giai đoạn chuyển tiếp vật thổi tiền chế sang khuôn thổi thứ hai. IV Thổi theo chiều dài và chiều ngang của vật thổi để thành chai ép sát vào thành khuôn. V Tách rời chai khỏ i khuôn thổi. 18. Dây chuyền thiết bị sản xuất vỏ bọc dây dẫn điện. Đây là dây chuyền liên hợp gia công đồng bộ vận tốc của máy quay nhả dây kim lo ại và máy đẩy nhựa liên tục vào đầu khuôn bọc vỏ để cuối cùng cho ra thành phẩm dây kim có vỏ bọc bên ngoài. Hình 45: Sơ đồ một dây chuyền sản xuất dây kim loại có vỏ bọc ( hay dây dẫn điện ) 1 Máy quay nhả dây kim loại, 2 Dụng cụ chỉnh hướng dây kim loại, 3 dụng cụ đốt nóng dây kim loại, 4 Máy đẩy nhựa, 5 Đầu khuôn bọc dây kim lo ại, 6 Máy bơm tạo chân không, 7 Bồn nước làm nguộ i, 8 Máy kiểm soát chất lượng, 9 Máy kéo, 10 Máy cuốn dây. Hình 46: Dây chuyền gia công vỏ bọc Hình 48: Sản phẩm dây dẫn Hình 47: dây kim lọai ( dây dẫn điện ) dược bọc vỏ Đầu khuôn bọc vỏ PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
22 Các vật liệu dùng để chế tạo vỏ bọc dây dẫn điện thường là PE, PP và PVC. Vận tốc bọc quanh nhanh hay chậm cũng tùy thuộc vào hình thể, loại và độ lớn của dây kim loại được bọc bên trong. Thí dụ: vận tốc trung bình 2m/ phút đối với dây thừng kim loại cho ngành hàng hải và 1600 m/ phút đối với dây dẫn điện nhẹ. Thông thường người ta phân biệt hai loại hình máy quay nhả dây kim loại Máy quay với vận tốc nhanh được phép áp dụng với dây kim loại nhỏ. Đối với các loại dây thừng kim loại kết xoắn với đường kính lớn thì máy cuốn phải quay với vận tốc chậm và có khả năng làm giảm đi cuộn sóng của dây thừng. Ngoài ra người ta cũng ứng dụng một hệ thống truyền lực đồng bộ từ lực quay của máy đẩy có thể làm quay máy nhả và cuốn dây kim loại. Để ngăn cản lực xoắn vòng của dây hay những đoạn có vết gãy sau khi từ máy nhả dây, người ta dùng dụng cụ chỉnh hướng để làm cho dây thật thẳng sau đó dây được đưa tiếp vào kênh chính giữa đầu khuôn bọc dây. Đối với các dây dẫn điện thì người ta dùng dụng cụ đốt nóng dây kim lo ại trước khi dây được đưa vào đầu khuôn .Đầu khuôn bọc dây hay còn gọi là đầu khuôn phun hình T, nơi đây dây kim loại đi qua cùng lúc nhựa nhão được dẫn từ xi-lanh của máy đẩy vào để bọc kính chung quanh nó. Sau đó dây kim loại có vỏ bọc được kéo tiếp bào bồn nước làm nguộ i. Đối với vận tốc gia công nhanh phải cần một bồn nước làm nguội thật dài. Người ta chỉ cần một bồn nước làm nguộ i cho cùng lúc nhiều máy gia công bọc dây lim loại.Trước khi thành phẩm được máy quay cuốn lại người ta sửdụng một dụng cụ để kiểm soát lại đường đường kính cũng như độ dày và độ dai bền của lớp vỏ bọc. Đối với dây có kích thước đường kính nhỏ người ta dùng máy kéo băng cuốn, đối với dây thừng lớn thì sử dụng máy kéo bánh xích để kéo dây. Một cơ phận có hình dáng một cánh tay quay tròn chung quanh trong một thùng chứa lớn để giúp cho động thái cuốn dây được dể dàng hơn. Người ta có thể tìm thấy các phương pháp khác cũng tương tự như phương pháp bọc vỏ dây kim loại nói trên như: bọc vỏ dây ( không kim loại ), ống ( mềm và cứng ) hay các loại thanh gỗ, thép, nhôm , các phương pháp bọc vỏ bên ngoài này ngoài mục đích gia tăng thẩm mỹ còn có thêm chức năng gia tăng tính bền cũng như bảo vệ vật được bao bên trong. Qua đó các sản phẩm như đồ gỗ trang hoàng nộ i thất, hàng rào, thanh lót ghế băng, thanh chắn bao lơn… cũng được gia công phụ thêm bởi phương pháp bọc vỏ bên ngoài. Còn tiếp tục với Công nghệ chất dẻo ( phần 4 ) - Kỹ thuật đúc-phun ( Spritzgiesstechnik ) Tài liệu tham khảo: - Kunststoffverarbeitung, Schwarz/Ebeling/Furth, Vogel Fachbuch - Kunststoff-Verarbeitung im Gespraech, 2 Extusion der Firma BASF AG - Kunststoff-Verarbeitung im Gespraech, 3 Blasformen der Firma BASF AG - ER-WE-PA Coextrusionsplattenanlagen - http://www.extrudex.de - http://www.hansweber.de - http://www.kuststoffweb.de/bookshop/pdfs/46286lp.pdf - http://www.reifenhauser.com/de/extruder - http://plastics.bayer.com/plastics/emea/de/home/index.jsp - http://194.15.166.133/WEKA/Konstruktion/Praxis Trương Ngọc Giao K.S. Biến chế chất dẻo PDF wurde mit pdfFactory-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de
1 Công nghệ chất dẻo ( phần 4 ) 4. Kỹ thuật đúc-phun ( Spritzgiesstechnik ) 4.1 Tổng quát Đúc-phun là phương pháp thường gặp nhiều nhất trong công nghệ gia công chất dẻo. Phương pháp này hoạt động không liên tục như phương pháp đẩy ( Extrusionsverfahren ), đã được trình bày ở Công nghệ chất dẻo ( phần 2 và 3 ), trái lại nó được vận hành theo từng chu kỳ dể sản xuất các vật thể chất dẻo. Các vật thể này được sử dụng như những sản phẩm cung ứng cho kỹ nghệ hàng tiêu dùng, hàng gia dụng, sản phẩm kỹ thụât và sản phẩm phụ tùng trong các ngành công nghiệp khác. Phương pháp đúc-phun tạo ra sản phẩm đủ các lọai, từ thật nhỏ như bánh xe răng đến những vật thật lớn như thùng chứa rác, cảng bảo vệ va chạm của xe ô-tô. Trong nhiều trường hợp thông thường phương pháp đúc-phun có hiệu quả kinh tế cao với lợi thế có thể thay thế các sản phẩm trước đây được làm bằng nhiên liệu cổ điển khác như gỗ, sứ, kim loại..vv. Chúng có thể được sản xuất đại trà với độ chính xác cao và không đòi hỏi các khâu xử lý phụ. Nguyên tắc cơ bản của phương pháp đúc-phun chủ yếu bao gồm các giai đoạn sau đây: Nấu chảy nguyên liệu chất dẻo dưới dạng bột hay hạt. Chất dẻo nóng chảy được vận chuyển với vận tốc rất nhanh và được ép vào hốc khuôn với áp xuất thật cao, ngay sau đó vật thể đúc phun được làm nguộ i (đối với nhựa nhiệt dẻo), hay tự đông cứng lại ở nhiệt độ cao ( đối với nhựa nhiệt cứng ), sau đó vật thể đúc-phun dược tách rời ra khỏ i khuôn. Tiến trình hoàn thành việc sản xuất một thành phẩm đúc- phun đòi hỏ i phải hoàn toàn tự động và tạo nên mộ t chu trình khép kín từ đầu dến cuối. Các loại chất dẻo như nhựa nhiệt dẻo ( Thermoplast ), nhựa nhiệt cứng ( Duroplast ) và nhựa đàn hồ i ( Elastomere ), duới dạng hạt hay bột, đều có thể đựợc gia công bằng phương pháp đúc-phun. Nhựa nhiệt dẻo được nấu chảy trước khi đưa vào tiến trình đúc-phun để cho ra thành phẩm, và có thể gia công lại nhiều lần. Chúng có màu sắc tự nhiên hay được nhuộ m màu, hoặc được tăng cường với chất phụ gia hay với chất xúc tác. Dựa theo cấu trúc phân tử người ta phân biệt hai loại nhựa nhiệt dẻo khác nhau: không định hình và kết tinh từng phần. Phương pháp đúc-phun đố i với nhựa nhiệt cứng và nhựa đàn hồ i hoàn toàn khác với nhựa nhiệt dẻo, đối với hai loại nhựa này nhiệt độ sẽ tác động trực tiếp lên phản ứng kết mạng, khi đạt được nhiệt độ nhất định, tiến đến hoá cứng thành vật thể. Sau đó vật thể không thể nấu chảy lại được nữa do bởi tính năng của chúng ( đã được trình bày trong công nghệ chất dẻo phần 1, vật lý chất dẻo ). Hình 1: Giai đoạn phun Trục trôn ốc chuyển động thẳng đẩy nhựa nóng chảy vào hốc khuôn. 1 Phễu chứa nguyên liệu 2 Xy-lanh 3 Vòng băng đốt nóng 4 Trục trôn ốc 5 Khuôn đúc-phun 6 Cuốn nố i 7 Nhựa nóng chảy lấp đầy hốc khuôn Hình 2: Giai đoạn đúc Trục trôn ốc quay chung quanh trục của chính nó và lùi dần về phía sau tạo ra hai động tác, ép nhựa nóng chảy với áp suất cao vào hốc khuôn, kéo hạt nhựa trên phễu chứa xuống đưa vào bên trong xy-lanh cùng lúc đẩy dần ra phía trước. PDF wurde mit pdfFactory Pro-Prüfversion erstellt. www.context-gmbh.de