ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1. GIớI THIệU Về NGÀNH NHựA KINH Tế HộI NHậP
Bộ thương mại dự báo năm 2006, xuất nhập khẩu sản phẩm nhựa của Việt
Nam sẽ đạt 500 triêu USD và năm 2010 sẽ tăng lên 1,3 tỷ USD. Mặt hàng nhựa Việt
Nam có khả năng xuất khẩu với qui mô lớn do nhu cầu nhập khẩu trên thế giới rất
cao (200 tỷ USD năm 2005 tăng 8% so với năm trước).
Theo qui hoạch phát triển ngành nhựa đến năm 2010 của bộ công nghiệp,
ngành nhựa Việt Nam có được sự tăng trưởng ổn định và lâu dài. Trong những năm
qua tăng trưởng của ngành nhựa vẫn giữ ở mức 20 – 25%/ năm và dự kiến sẽ giữ
vững tốc độ này đến năm 2010.
Đặt biệt từ nay đến năm 2010 ngành ô5i địa hoá nguyên vật liệu nhựa lên trên
50% và dần dần thay thế nguyên liệu nhập khẩu. Ngoài ra, chính phủ cũng đã thông
qua kế hoạch dành gần 1 tỷ USD để hỗ trợ việc xây doing và cải tạo nhà máy sản
xuất nguyên vật liệu thô như PE và PP để có thể đáp ứng 50 -60% nhu cầu nguyên
vật liệu thô ngành nhựa.
2. TổNG QUAN Về CÔNG NGHệ ÉP PHUN – THổI
2.1. Công nghệ ép phun
2.1.1 Giới thiệu
Công nghệ ép phun là công nghệ truyền thống của ngành sản xuất nhựa, được
phát triển qua 4 thế hệ máy, thế hệ thứ 4 là các loại máy ép điện, ép gaz đang dược
áp dụng phổ biến ở các quốc gia có công nghiệp nhựa tiên tiến như Mỹ, Đức,
Nhật… đang thâm nhập vào thị trường Châu Á. Loại công nghệ này phục vụ cho các
ngành công nghiệp điện tử, điện dân dụng, sản xuất xe hơi và các ngành công
nghiệp khác, đỉnh cao của công nghệ này là công nghệ nhựa vi mạch điện tử. Tại
Việt Nam, hiện có gần 3000 thiết bị ép phun trong đó có 2000 máy ở thế hệ thứ 2,
thứ 3. trước đây công nghệ ép phun được sử dụng sản xuất hàng gia dụng nay đã
chuyển sang hàng nhựa công nghiệp phục vụ cho các ngành công nghiệp khác, sản
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
2
phẩm của nó được thay thế các chất liệu khác như gỗ, sắt, nhôm, trong công nghiệp
bao bì và hàng tiêu dùng.
2.1.2 Đặc điểm công nghệ
Ép phun (đúc dưới áp suất hay đúc tiêm) là phương pháp gia công chủ yếu
trong công nghiệp gia công polymer.
Các nhựa nhiệt dẻo thường được gia công bằng phương pháp này.
Phương pháp ép phun thuộc nhóm 1 theo cách phân nhóm trạng thái vật liệu.
Sản phẩm gia công có kích thước khá chính xác theo 3 chiều vì được tạo hình
trong khuôn kín.
Quá trình gia công gồm 2 quá trình:
* Nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu.
* Tạo hình trong khuôn.
Quá trình tạo hình chỉ tiến hành khi làm khít 2 nửa khuôn lại với nhau.
Tùy theo nguyên liệu đúc, chế độ nhiệt độ của khuôn đúc khác nhau (nhựa
nhiệt dẻo khác nhựa nhiệt rắn).
Vật liệu chảy vào khuôn qua các rảnh, cửa tiết diện nhỏ.
Khi vùng tạo hình của khuôn đã được lấp đầy nguyên liệu thì khuôn mới chịu
tác dụng của lực ép.
Năng suất cao, chu kỳ ngắn.
Gia công bằng phương pháp ép phun tiết kiệm được nhiều nguyên liệu. Ít tốn
công hoàn tất.
Quá trình ép phun không ổn định về nhiệt độ và áp suất. Đây là một đặc điểm
không thuận lợi của phương pháp và chất lượng sản phẩm chịu ảnh hưởng rất lớn
đặc điểm này.
2.1.3 Máy ép phun
Các loại máy: Máy đúc piston, máy đúc có bộ phận gia nhiệt sơ bộ và máy đúc
trục vít.
2.1.3.1 Phân loại máy
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
3
Năng suất máy biểu diễn theo: Lượng nhựa đúc được tối đa 1 lần, theo công
suất nhiệt và theo lực đóng khuôn.
2.1.3.2 Cấu tạo
2.1.3.2.1 Máy ép phun trục vít:
Cụm nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu:
+ Phễu nạp liệu: đưa nguyên liệu vào
+ Xy lanh nguyên liệu:
* Cấu tạo:làm bằng thép đúc bề mặt trong được tôi cứng và xi mạ nhẵn
bóng để thuận lợi cho việc thay đổi màu nguyên liệu không bám dính, giảm ma sát
tránh tổn thất. Phía ngoài có gắn các vòng điện trở để gia nhiệt. Xylanh khá dài vì
phải có chỗ chứa keo phía trước để phun ép.
* Nhiệm vụ quan trọng: tạo bề mặt truyền nhiệt.
+ Trục vít:
* Cấu tạo:được chế tạo bằng thép cứng để chống mòn, được xy mạ tránh
bám dính và giảm ma sát. Khe hở của vít thu hẹp dần để giảm thể tích nhờ đó áp
suất kéo nén lên phía trên cũng tăng theo. Phía trước của vít có cơ cấu van một chiều
chỉ cho phép nguyên liệu đi lên phía trên khi nạp liệu nhưng khi bơm sẽ đóng lại
không cho nhựa đi về phía sau.
* Trục vít quay để lấy nguyên liệu nhờ motor dầu ở phía sau xylanh thuỷ
lực.
* Trục vít chuyển động tịnh tiến nhờ xylanh thuỷ lực nằm phía sau trục
vít.
* Nhiệm vụ: vừa làm nhiệm vụ nhựa hoá vừa giữ nhiệm vụ tạo áp suất
đẩy vào vùng tạo hình của khuôn đúc, để thực hiện được nhiệm vụ này, bộ phận
truyền động của bộ phận trục vít phải tạo được chuyển động quay tròn và chuyển
động tinh tiến.
+ Bộ phận truyền động: Trục vít hoạt động nhờ hai bộ phận truyền động
khác nhau:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
4
* Chuyển động tới lui nhờ vào xylanh thuỷ lực lắp sau xylanh nguyên
liệu.
* Chuyển động quay tròn có thể do động cơ điện truyền động qua bộ phận
giảm tốc bằng bánh răng và cũng có thể nhờ vào bộ phận truyền động thuỷ lực. Hiện
nay người ta dùng động cơ thuỷ lực, vì phạm vi điều chỉnh vận tốc rộng, mặt khác
cơ cấu vận động kiểu này đơn giản hơn.
+ Đầu phun: Là bộ phận nối tiếp giữa xylanh nguyên liệu,nó giữ nhiệm vụ dẫn
nguyên liệu từ xylanh nguyên liệu đến khuôn. Cấu tạo và hình dạng cua đầu phun có
ảnh hưởng rõ rệt đến áp suất và nhiệt của nhựa, đồng thời nó cũng ảnh hưởng tới
thời gian duy trì áp suất, nghĩa là ảnh hưởng đến chu kì đúc. Cấu tạo của đầu phun
phải đảm bảo 3 yêu cầu sau:
* Không có điểm dừng trên đầu nguyên liệu.
* Tổn thất áp suất nhỏ nhất.
* Có khả năng ăn khớp với lỗ phun keo trên khuôn không cho nhựa lỏng
trong xylanh nguyên liệu chảy ra ngoài trong khi phun ép đúc sản phẩm.
Cụm đóng mở khuôn:
Bộ phận này rất đa dạng, gồm các loại thuỷ lực,cơ học, thuỷ lực kết hợp cơ
học,cơ điện… Mỗi kiểu có những ưu điểm và nhược điểm của nó và hiện nay người
ta có khuynh hướng sử dụng tổ hợp các xylanh thuỷ lực khác nhau và không dùng
thuỷ lực cơ học. Dù kiểu nào đi nữa thì bộ phận này cũng phải đáp ứng hai yêu cầu
sau:
+ Kết cấu gọn nhẹ.
+ Đảm bảo độ cứng vững, chịu được lực lớn khi đóng khuôn.
- Ưu và nhược điểm của máy ép phun trục vít:
+ Ưu điểm:
* Nguyên liệu được đốt nóng nhanh và điều, vì trong xylanh nguyên liệu,
nguyên liệu vừa được tạo thành các lớp mỏng,vừa được trộn liên tục.
* Thời gian lưu của nguyên liệu trong xylanh nguyên liệu ngắn.
* Cấu tạo của máy gọn nhẹ nhất là bộ phận nạp liệu.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
5
* Tuy không đòi hỏi đo lường, nhưng lượng vật liệu đi vào máy khá đồng đều
giúp cho việc đảm bảo áp suất đúc ổn định, chất lượng sản phẩm đồng đều.
* Tổn thất áp suất trong vùng nguyên liệu trước trục vít ít do chúng đã được
đốt nóng đến trạng thái chảy nhớt.
+ Nhược điểm:
* Không tạo được áp suất lớn do có khe hở giữa răng vít và xylanh.
2.1.3.2.2 Máy ép phun pitton:
- Ra đời sớm nhất.
- Vật liệu được nhựa hóa trong xy lanh nguyên liệu gọi là xy lanh đốt nóng.
- Bên trong xy lanh đốt nóng có đặt các lõi gia nhiệt giúp hiệu suất gia nhiệt tăng
và nhiệt độ vật liệu đồng đều.
2.1.3.2.3 Máy đúc có bộ phận nhựa hóa sơ bộ
- Mục đích: tăng hiệu suất gia nhiệt
- Có một bộ phận nhựa hóa sơ bộ lắp kề với xy lanh nguyên liệu.
- Vật liệu sau khi nhựa hóa ở phần rời này sẽ được nạp vào xy lanh nguyên liệu
và sau đó được đẩy vào khuôn.
- Thuận lợi: giảm được áp suất đúc do khi đúc pittông tác dụng lên khối nhựa
lỏng không có sự tổn hao áp suất bởi nén các hạt vật liệu.
- Bộ phận nhựa hóa sơ bộ có thể là dạng xy lanh đốt nóng với pittông đẩy hoặc
dạng vít đùn.
- Dạng vít đùn có nhiều thuận lợi hơn:
+ Trộn vật liệu tốt hơn
+ Hiệu quả gia nhiệt tốt
+ Sản phẩm tạo được có chất lượng tốt do tính đồng nhất của vật liệu tăng.
2.1.4 Khuôn đúc
2.1.4.1 Phân loại khuôn đúc.
- Khuôn kết cấu khối: không có lỏi tạo hình
+ Khuôn 2 mảnh: Loại 1 lỗ khuôn và nhiều lỗ khuôn