Hcmute thiết kế chế tạo module rung động ứng dụng vào nghiên cứu ảnh hưởng của dao động đến độ bền đường hàn trong sản phẩm ép nhựa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MODULE RUNG ĐỘNG
ỨNG DỤNG VÀO NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA
DAO ĐỘNG ĐẾN ĐỘ BỀN ĐƯỜNG HÀN
TRONG SẢN PHẨM ÉP NHỰA

MÃ SỐ: SV2020-109

SKC 0 0 7 4 0 5

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2020

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MODULE RUNG ĐỘNG ỨNG DỤNG VÀO
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA DAO ĐỘNG ĐẾN ĐỘ BỀN ĐƯỜNG
HÀN TRONG SẢN PHẨM ÉP NHỰA

109

Chủ nhiệm đề tài : VÕ MINH HIẾU – 16144048
Khóa : K16
Ngành : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

TP Hồ Chí Minh, 07/2020

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MODULE RUNG ĐỘNG ỨNG DỤNG VÀO
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA DAO ĐỘNG ĐẾN ĐỘ BỀN ĐƯỜNG
HÀN TRONG SẢN PHẨM ÉP NHỰA
109
Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật
SV thực hiện: Võ Minh Hiếu
Nam, Nữ:
Nam
Dân tộc: Kinh
Lớp, khoa: 16144CL4
Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4
Ngành học:
Cơng nghệ kỹ thuật cơ khí
Người hướng dẫn : TS. LÊ MINH TÀI

TP Hồ Chí Minh, 07/2020

i

Luan van


MỤC LỤC
DANH SÁCH BẢNG BIỂU

v

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

vi

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ

vii

THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

ix

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI

xi

Chương 1

1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHUN ÉP NHỰA

1

1.1. Cơng nghệ ép phun nhựa

1

1.1.1. Tìm hiểu về cơng nghệ ép phun

1

1.1.2. Máy ép phun

1

1.2. Quy trình ép phun

2

1.3 Một số khuyết tật trên sản phảm ép phun

5

1.4. Đường hàn trong sản phẩm ép phun

9

1.5. Tính cấp thiết đề tài

11

1.6.Mục đích nghiên cứu

13

ii

Luan van


1.7. Phạm vi nghiên cứu đề tài

13

1.8.Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

13

1.9 Nội dung nghiên cứu

14

1.10 Bố cục đề tài

14

Chương 2

15

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

15

2.1. Rung động

15

2.1.1 Biên độ

15

2.1.2 Tần số

16

2.2. Ứng dụng của rung động

16

2.3. Vật liệu nhựa phục vụ nghiên cứu

18

2.3.1 Nhựa PC

18

2.3.2 PA6 (polyamide 6)

20

2.3.3 Nhựa ABS

21

2.3.4. Nhựa PP

24

2.4 Giới thiệu và giải thích kết cấu khn tích hợp hệ thống rung

29

2.5. Mẫu thử ISO 527

29
iii

Luan van


Chương 3

31

THÍ NGHIỆM ÉP NHỰA

31

3.1. Thiết bị thí nghiệm

31

3.1.1. Máy phát điện tùy chỉnh

31

3.1.2. Bộ khuếch đại công suất E- 470.20

32

3.1.3. Đầu rung Piezo P-225 PICA

34

3.2. Tiến hành thí nghiệm

35

3.2.1. Thơng số đầu vào

35

3.2.2. Các bước tiến hành thí nghiệm

37

3.3. Kết quả và đánh giá

42

Chương 4

43

THỬ NGHIỆM ĐỘ BỀN KÉO

43

4.1. Thiết bị thí nghiệm

43

4.2. Tiến hành thí nghiệm

43

4.3 Kết quả và đánh giá thí nghiệm

46

4.3.1. Kết quả thí nghiệm

46

4.3.2. Đánh giá kết quả thí nghiệm

51
iv

Luan van


Chương 5

55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

55

5.1. Kết luận

55

5.2. Hướng phát triển đề tài

56

TÀI LIỆU THAM KHẢO

57

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Bảng thống kê một số loại nhựa

Bảng 2.2: Thống kê một số loại nhựa
Bảng 2.3: Độ co ngót của nhựa
Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của Piezo P-225.10 Pica
Bảng 3.2: Thông số máy rung
Bảng 3.3 Thông số ép của từng loại nhựa.
Bảng 4.1 Kết quả thử nghiệm độ bền kéo

v

Luan van


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
CAE: Computer-Aided Engineering
CAD: Computer Aided Draft hoặc Computed Assisted Design
CAM: Computer-Aided Manufacturin
FFPP: Fiber-Filled Polypropylene
FF: Fiber-Filled
GFPPA: Glass Fiber-Filled Polyphthalamide
LCP: Liquid Crystalline Polymer
HIPS: High Impact Polystyrene
HIPS: High Impact Polystyrene
IRPS: Ignition Retardant Polystyrene
IM: Injection Molding
MR: Micareinforced
PC: Polycarbonate
PP: Polypropylen
PA: Polyamide
PPA: Polyphthalamide
PZT: Piezoelectric Actuator

RJII: RHEOJECTOR II
SCORIM: Shear Controlled Orientation in Injection Molding
VAIM: Vibration Assisted Injection Molding
TFPP: Talc-Filled Polypropylene
TA: Talc

vi

Luan van


DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1 : Các bộ phận của máy ép phun
Hình 1.2 : Hệ thống kẹp của máy ép phun
Hình 1.3 : Hệ thống phun của máy ép phun
Hình 1.4 : Khn được làm nguội bằng khí
Hình 1.5 : Khn được làm nguội bằng nước
Hình 1.6 : Cụm kìm sử dụng cơ cấu trục khuỷu
Hình 1.7 : Hệ thống đẩy bằng ty đẩy
Hình 1.8 : Máy tạo hạt
Hình 1.9 : Hình ảnh sản phẩm bị cong vênh
Hình 1.10 : Hình ảnh sản phẩm bị lõm bề mặt
Hình 1.11 : Hình ảnh sản phẩm bị thiếu liệu
Hình 1.12 : Hình ảnh sản phẩm bị rỗ khí
Hình 1.13 : Hình ảnh sản phẩm bị bavia
Hình 1.14 : Sự hình thành đường hàn
Hình 1.15 : Sơ đồ hệ thống hai piston SCORIM
Hình 1.16 : So sánh độ bền kéo giữa SCORIM và ép phun với đường hàn
Hình 1.17 : Sơ đồ Push - Pull
Hình 1.18 : Sơ đồ hệ thống Push-Pull

Hình 1.19 : Sơ đồ đơn vị kỹ thuật di chuyển ranh giới (một pin)
Hình 1.20 : Sơ đồ đơn vị kỹ thuật di chuyển ranh giới (hai pin)
Hình 1.21 : So sánh độ bền kéo
Hình 1.22 : Sơ đồ của RHEOJECTOR II (a & b) và II-A (c & d)
Hình 1.23 : So sánh độ bền kéo giữa ép phun và RHEOMOLDING với đường hàn
Hình 1.24 : Áp suất khoang trong q trình ép phun thơng thường
Hình 1.25 : Áp suất khoang trong VAI
Hình 1.26 : Sơ đồ đơn vị kỹ thuật ranh giới di chuyển (hai pin)
Hình 1.27 : So sánh độ bền kéo
Hình 2.1 : Ảnh một hệ dao động điều hịa đơn giản
Hình 2.2 : Tần số rung động
Hình 2.3 : Phễu rung cấp liệu
Hình 2.4 : Cơng nghệ rung siêu âm làm chảy nhựa
vii

Luan van


Hình 2.5 : Sản phẩm nhựa PC
Hình 2.6 : Sản phẩm điển hình của nhựa PC
Hình 2.7 : Sản phẩm điển hình của nhựa PA6
Hình 2.8 : Cơng thức cấu tạo nhựa ABS
Hình 2.9 : Hạt nhựa ABS
Hình 2.10 : Sản phẩm điển hình của nhựa ABS
Hình 2.11 : Cấu trúc hóa học nhựa PP
Hình 2.12 : Kí hiệu nhựa PP trên bao bì
Hình 2.13 : Ứng dụng nhựa PP
Hình 3.1 : Máy phát điện tùy chỉnh AFG1022
Hình 3.2 : Bộ khuếch đại cơng suất E-470.20
Hình 3.3 : Bản vẽ đầu rung P-225 PICA

Hình 3.4 : Sấy nhựa.
Hình 3.5 : Gá đặt khn
Hình 3.6 : Lắp đặt bộ điều khiển
Hình 3.7 : Thiết lập thơng số bộ dao động
Hình 3.8 : Thiết lập thơng số ép
Hình 3.9 : Tiến hành ép nhựa
Hình 3.10 : Sản phẩm sau khi ép ABS khơng rung
Hình 3.11 : Phân loại mẫu thử
Hình 4.1 : Máy đo độ bền kéo
Hình 4.2 : Vạch mẫu chi tiết
Hình 4.3 : Hiệu chỉnh máy
Hình 4.4 : Kẹp mẫu thử
Hình 4.5 : Mẫu thử sau thử nghiệm
Hình 4.6 : Kết quả thử nghiệm PA6 0% thay đổi tần số
Hình 4.7 : Kết quả thử nghiệm PA6 0% thay đổi biên độ
Hình 4.8 : Kết quả thử nghiệm PC có dao động
Hình 4.9 : Kết quả thử nghiệm PC khơng dao động
Hình 4.10 : Kết quả thử nghiệm ABS khơng dao động
Hình 4.11 : Kết quả thử nghiệm ABS có dao động
Hình 4.12 : Ảnh hưởng của tần số tới độ bền kéo
Hình 4.13 : Ảnh hưởng của biên độ dao động tới độ bền kéo
Hình 4.14 : Ảnh hưởng của vật liệu tới độ bền kéo
viii

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Thiết kế chế tạo module rung động ứng dụng vào nghiên cứu ảnh hưởng của dao động
đến độ bền đường hàn trong sản phẩm ép nhựa
- Chủ nhiệm đề tài:

Võ Minh Hiếu

- Lớp: 16144CL4

Mã số SV: 16144048

Khoa: Đào tạo Chất lượng cao

- Thành viên đề tài:
Stt

Họ và tên

MSSV

Lớp

Khoa

1

Lê Minh Đức

16144039

16144CL4

Đào tạo CLC

2

Lưu Gia Hòa

16144053

16144CL4

Đào tạo CLC

- Người hướng dẫn: T.S Lê Minh Tài
2. Mục tiêu đề tài: Chế tạo Module rung động tích hợp vào khn ép nhựa.
3. Tính mới và sáng tạo: Ứng dụng rung động vào khuôn ép nhựa. Xác định mối tương quan giữa tần
số dao động và vật liệu trong việc cải thiện độ bền đường hàn.
4. Kết quả nghiên cứu: Xác định được ảnh hưởng của giao động đến độ bền đường hàn trong sản
phẩm ép phun. Từ đó xác định được tần số và biên độ dao động tối ưu của một số loại nhựa cụ thể.
5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng
của đề tài: Mở ra hướng đi mới trong việc khắc phục những vấn đề còn hạn chế trong lĩnh vực phun ép
nhựa, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng khắt khe của xã hội về hình dáng, mẫu mã, thẩm mỹ và độ bền
sản phẩm ép phun
6. Công bố khoa học của SV từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ tên tạp chí nếu có) hoặc nhận
xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):
Ngày
tháng
năm

SV chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài
(kí, họ và tên)

ix

Luan van


Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài (phần này do
người hướng dẫn ghi):

Ngày
tháng
năm
Người hướng dẫn
(kí, họ và tên)

x

Luan van


TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC

Trong nước:
Luận văn tốt nghiệp Đại học của nhóm sinh viên Bùi Thanh Tuấn, Vịng Viễn
Giang, Phan Dỗn Lợi, và Trần Văn Dũng tại Đại học SPKT TPHCM với đề tài:
“Thiết kế và chế tạo khuôn ép dùng trong nghiên cứu đường hàn trên sản phẩm

nhựa”. Trong luận văn này, nhóm nghiên cứu đã bước đầu nâng cao nhiệt độ lên
90 độ C và theo dõi sự thay đổi của đường hàn. Kết quả cho thấy khi nâng cao
nhiệt độ khn, tính thẩm mỹ của đường hàn được cải thiện, đường hàn cũng từ
đó mà mờ đi.
- Ngồi nước:
Hiện nay, ngành cơng nghiệp nhựa ngày càng có vai trị quan trọng trong đời sống
cũng như sản xuất của các quốc gia. Đi kèm với đó là những vấn đề cịn tồn đọng
trong cơng nghệ ép phun. Đường hàn là một trong số đó. Vì thế trên tồn thế giới
hiện nay, các nhà nghiên cứu ngày càng nghĩ ra nhiều cách để cải thiện vấn đề
này. Cụ thể như:
VAIM (Vibration Asssisted Injection Molding): Công nghệ ép phun được hỗ trợ
rung ban đầu được phát triển bằng cách sử dụng khái niệm về RHEOMOLDING.
Hệ thống này sử dụng trục vít phun để áp dụng năng lượng rung cho polymer nóng
chảy trong chu kỳ đúc, do đó khơng cần phải sửa đổi phần cứng máy hoặc khn.
Q trình này bao gồm các vít bơm polymer nóng chảy vào khn. Tại một thời
điểm xác định trước, vít sẽ bắt đầu một chuyển động dao động nén-giải nén. Điều
này có thể xảy ra trong khi làm đầy hoặc sau khi khoang nhựa đã đầy. Vít tiếp tục
dao động tuyến tính, cho đến khi áp suất của chu trình bão áp được thực hiện. Quá
trình tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa các phần của khoang, dẫn đến chuyển động
của sự tan chảy polymer.
SCORIM (Shear Controlled Orientation in Injection Molding): gọi là Định hướng
có kiểm sốt trong khn ép phun, hệ thống được phát minh bởi Allan et al. tại
Đại học BruneiI ở Anh và được cấp bằng sáng chế đầu tiên ở Hoa Kỳ năm 1990
(Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 4.925.161). Hệ thống SCORIM gồm hai pít tơng. Q
trình bắt đầu với việc trục vít bơm polymer nóng chảy vào một hoặc cả hai buồng.
Các piston sau đó được kích hoạt để lấp đầy lịng khn. Các piston sau đó được
kích hoạt theo cách lệch pha, khiến cho dòng chảy hoạt động qua lại giữa các
piston.
Push-Pull: Quá trình ép phun kéo đẩy đã được cấp bằng sáng chế tại Hoa Kỳ vào
năm 1991 (Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 5.074.772). Gutjahr if KlocknerFerromaticDesma, Erlanger, KY, đã tạo ra phương pháp này. Nó giống với

SCORIM, ở chỗ nó có hai bộ truyền động làm chuyển động các phân tử polymer.
Tuy nhiên, đối với quá trình này, các bộ truyền động là các trục vít của các máy
-

xi

Luan van


ép phun riêng biệt Lúc đầu, trục vít chính làm đầy khn và tiếp tục đổ đầy cho
đến khi vít đồng hành được lấp đầy. Sau đó, các trục vít di chuyển qua lại để dao
động sự tan chảy polymer.
Các phương án trên đều ít nhiều cải thiện được độ bền đường hàn trên sản phẩm.
Ví dụ như nghiên cứu của VAIM đã tăng từ 25% - 67% độ bền đường hàn.
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
-

-

Khắc phục những vấn đề tồn đọng trong lĩnh vực phun ép nhựa.
Khả năng ứng dụng rung động vào khuôn ép nhựa
Mối tương quan giữa tần số dao động và vật liệu trong việc cải thiện độ bền đường
hàn.
Khả năng đáp ứng nhu cầu ngày càng khắt khe của xã hội về hình dáng, mẫu
mã, thẩm mỹ và độ bền sản phẩm ép phun.
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Chế tạo Module rung động tích hợp vào khn ép nhựa.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN
CỨU

-

Phương pháp nghiên cứu
+ Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu:
Thu thập, phân tích và biên dịch tài liệu liên quan tới kỹ ảnh hưởng của dao động
đến độ bền đường hàn trong sản phẩm phun ép nhựa: đảm bảo tính đa dạng, đa
chiều và tận dụng được các kết quả của các nghiên cứu mới nhất, phù hợp với nội
dung nghiên cứu của đề tài.
+ Phương pháp phân tích thực nghiệm:
- Dựa trên các kết quả và thất bại trong thực nghiệm, lựa chọn được cấu hình thiết
bị phù hợp, tối ưu hóa được quy trình thu thập kết quả thí nghiệm.
- Áp dụng quy trình thí nghiệm trên các thiết kế khác nhau của khn (có rung
động và khơng có rung động)
+ Phương pháp phân tích so sánh:
Dựa trên các kết quả về mô phỏng và thực nghiệm so sánh giữa 2 thiết kế của
khn (có rung động và khơng có rung động) về các yếu tố:
- Thay đổi giá trị biên độ và tần số thiết bị rung.
xii

Luan van


- Thay đổi vật liệu nhựa.
Từ đó làm sáng tỏ lý thuyết và kết quả có tính thuyết phục cao.
- Phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Dao động hỗ trợ trong quá trình phun ép nhựa.
-Cụ thể: Lắp đặt hệ thống rung động hỗ trợ phun ép nhựa hợp lý, từ đó tiến hành thí
nghiệm để đưa ra các số liệu, thơng tin thực tế sau đó phân tích, so sánh kết quả thí
nghiệm khi phun ép nhựa trong trường hợp có và khơng có dao động hỗ trợ. Cuối
cùng đưa ra kết luộn về tính khả thi cũng như ưu, nhược điểm về các kết quả sau khi

ứng dụng hệ thống rung động hỗ trợ.

xiii

Luan van


Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ PHUN ÉP NHỰA
1.1. Cơng nghệ ép phun nhựa
1.1.1. Tìm hiểu về cơng nghệ ép phun
Công nghệ ép phun là một kỹ thuật được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm nhựa.
Mặc dù đây là một quy trình có ngun lý đơn giản nhưng nó phải trải qua nhiều bước
để tạo ra được sản phẩm cuối cùng.
Ép phun là một quy trình sản xuất phổ biến, được sử dụng để tạo ra các sản phẩm
nhựa. Nó là q trình phun nhựa nóng chảy vào lịng khn để tạo ra hình dáng sản phẩm
mong muốn. Nhiều vật dụng hàng ngày chúng ta sử dụng được sản xuất theo phương
pháp ép phun. Từ những chi tiết máy có hình dáng phức tạp như bánh răng, pulley đến
những sản phẩm đồ gia dùng thường ngày như ly nhựa, chén nhựa, bàn, ghế,...
Cơng nghệ ép phun có khả năng tạo ra những sản phẩm có hình dáng đơn giản đến
phức tạp, khả năng tự động hóa cao và rất phù hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc hoặc
hàng khối.
1.1.2. Máy ép phun
Máy đúc nhựa hay còn được gọi là máy ép phun, bao gồm hai bộ phận chính: Bộ
phận phun và bộ phận kẹp. Khn ép có thể được gá chặt vào máy ép phun ở vị trí thẳng
đứng hoặc nằm ngang, phụ thuộc vào kích thước hoặc yêu cầu kỹ thuật trong quá trình
ép. Các hệ thống kênh dẫn nóng hoặc kênh dẫn nguội có thể được lựa chọn phù hợp tùy
thuộc vào sản phẩm được ép.
Có nhiều loại máy ép phun khác nhau, một số loại điển hình như: khí nén, cơ khí,
điện,...

Hình 1.1: Các bộ phận của máy ép phun
1

Luan van


1.2. Quy trình ép phun
Một quy trình ép phun bao gồm 3 bước: vật liệu nhựa được bơm vào lòng khn, làm
nguội, lấy sản phẩm. Tuy nhiên, có 6 bước phức tạp khác bên trong các bước này.
Quá trình kẹp
Bộ phận kẹp bao gồm các tấm kim loại. Trong quá trình kẹp, 2 phần khn sẽ được
kẹp chặt lại với nhau dưới lực kẹp thích hợp để phù hợp với quá trình phun nhựa và quá
trình làm mát.

Hình 1.2: Hệ thống kẹp của máy ép phun

Quá trình phun
Vật liệu nhựa đã được làm nóng chảy trong khoang chứa liệu của máy ép, được bơm
dưới áp suất phun cao vào lòng khn thơng qua 1 trục vít.

Hình 1.3: Hệ thống phun của máy ép phun
2

Luan van


Q trình bão áp
Khi nhựa nóng chảy đã được bơm vào lịng khn, áp suất sẽ được tạo nhiều hơn để
đảm bảo vị trí các hốc trong lịng khn được điền đầy. Quá trình này sẽ tạo áp suất từ

phương pháp thủy lực hoặc cơ khí.
Q trình làm nguội
Sau khi kết thúc quá trình bão áp, nhựa sẽ được làm nguội và đơng cứng bên trong
lịng khn. Có 2 phương pháp làm nguội phổ biến trong khuôn ép phun:
 Làm nguội bằng khí nhờ vào sự bức xạ nhiệt của thép làm khn ra mơi trường
xung quanh.

Hình 1.4: Khn được làm nguội bằng khí
 Làm nguội bằng nước hoặc hỗn hợp ethylene glycol và nước thông qua các kênh
dẫn chứa chất làm nguội được bố trí trong các tấm khn.

Hình 1.5: Khuôn được làm nguội bằng nước

3

Luan van


Q trình mở khn
Trong q trình mở khn, tấm di động sẽ được tách ra khỏi tấm cố định nhờ lực kéo
từ cụm kìm của khn. Cụm kìm của khn thường có 2 loại chính: loại sử dụng cơ cấu
trục khuỷu và loại sử dụng cơ cấu thủy lực.

Hình 1.6: Cụm kìm sử dụng cơ cấu trục khuỷu
Quá trình đẩy sản phẩm
Quá trình đẩy được thực hiện nhờ vào hệ thống đẩy sản phẩm, trong quá trình này
sản phẩm sẽ được đẩy rớt ra khỏi lịng khn. Hệ thống đẩy sản phẩm rất đa dạng, một
số dạng thông dụng thường được sử dụng như: ty đẩy, tấm đẩy, khí nén.

Hình 1.7: Hệ thống đẩy bằng ty đẩy

4

Luan van


Sau quy trình ép phun, đối với nhựa nhiệt dẻo thì kênh dẫn và cuống phun cịn sót lại
sau qua trình ép cùng với những sản phẩm khơng đạt chất lượng sẽ được tái chế bằng
cách đặt vào máy nghiền nhựa, còn được gọi là máy Regrind hoặc máy tạo hạt, sẽ biến
sản phẩm phế liệu thành dạng viên. Tuy nhiên, q trình này có thể làm giảm chất lượng
của vật liệu nhựa ban đầu. Do đó, trong q trình tạo hạt cần phải được trộn với nguyên
liệu thô theo tỷ lệ thích hợp để nhựa có thể tái sử dụng trong quá trình ép phun.

Hình 1.8: Máy tạo hạt
1.3 Một số khuyết tật trên sản phảm ép phun
Cong vênh
Mô tả: Cong vênh là hiện tượng mà sản phẩm nhựa sau khi ép xong, đưa ra ngồi mơi
trường tự nhiên bị cong vênh so với thiết kế. Khuyết tật này thường thấy ở những sản
phẩm nhựa dạng tấm dài, dạng bưởng trên ô tô,…
Nguyên nhân gây ra cong vênh sản phẩm nhựa:
Thường là do bản thân sản phẩm bị co ngót q lớn, co ngót khơng đều giữa các phần
dẫn đến cơ chế tác động của ứng suất dư (residual stresses) tạo thành trong quá trình ép.
Mức độ cong vênh phụ thuộc vào hệ số co ngót của nguyên liệu.
- Các nguyên nhân khác như:
+ Độ dày sản phẩm không đồng nhất, thiếu gân tăng cứng (đối với các sản phẩm dạng
hộp, có thành mỏng và kích thước tương đối lớn).
+ Hình dạng, vị trí, số lượng, vị trí đặt kênh dẫn nhựa (channel), vị trí cổng phun (gate)
khơng thích hợp. [2]

5

Luan van


Hình 1.9 : Hình ảnh sản phẩm bị cong vênh
Lõm trên bề mặt sản phẩm
Mô tả: Đây là hiện tượng sản phẩm sau khi ép nhựa, trên bề mặt của nó xuất hiện một
số vị trí bị lõm một phần xuống so với bề mặt xung quanh nhìn giống như các vũng
nước để lại trên mặt đất sau khi trời mưa. Hiện tượng lõm bề mặt này thường xảy ra ở
những vị trí có thành dày trên sản phẩm hoặc có độ chênh lệch độ dày thành quá lớn.
Các vị trí có gân (stiff) dày cũng rất dễ xảy ra lỗi này. Khuyết tật lõm trên bề mặt sản
phẩm có thể khơng làm ảnh hưởng đến kích thước tổng thể hay làm ảnh hưởng, giảm
hoặc mất đi chức năng của sản sản phẩm nhưng sẽ gây mất thẩm mỹ bên ngoài sản phẩm
và những nguy cơ tiềm ẩn trong quá trình sử dụng nó nên phải khắc phục ngay khi phát
hiện thấy.[2]
Nguyên nhân: Hiện tượng lõm trên bề mặt sản phẩm thực chất là do hiện tượng co ngót
(shrinkage) của nhựa gây ra. Co ngót thường tập trung ở các khu vực chứa nhiều vật liệu.
Trong thời gian làm nguội thì độ co ngót ở đây tăng lên đột ngột nhưng dịng nhựa nóng
khơng tiếp tục được bơm vào do q trình hóa rắn gần như đã kết thúc, áp suất q trình
ép phun khơng cịn tác dụng.

Hình 1.10: Hình ảnh sản phẩm bị lõm bề mặt
6

Luan van


Thiếu liệu
Mơ tả: Hiện tượng này xảy ra khi vì một nguyên nhân nào đó, nhựa nóng chảy được
phun vào lịng khn nhưng lại khơng thể điền đầy khơng gian bên trong lịng, hoặc các

lịng khn khiến cho khi lấy sản phẩm ra, sản phẩm khơng hồn thiện do thiếu một phần
nào đó và trở thành phế phẩm.
Nguyên nhân: Có rất nhiều nguyên nhân dẫn tới hiện tượng không điền đầy như:
- Vận tốc, áp suất phun vào chưa đạt, chưa đủ điền đầy nhựa vào lịng khn.
- Nhiệt độ của khuôn thấp do thời gian làm mát dài (cooling time), thấp hơn cả nhiệt
độ nóng chảy của nhựa, độ nhớt quá thấp dẫn đến nhựa chưa được điền đầy đã bị làm
nguội và hóa rắn, khi đó dịng nhựa nóng chảy bị phần nhựa hóa rắn ngăn cản khơng
điền đầy nốt phần cịn lại.
- Khử khí, thốt khí trong lịng khn khơng tốt khiến hiện tượng air, khí chiếm thể
tích lịng khn khơng cho nhựa vào điền đầy.
- Thành sản phẩm quá mỏng khiến nhựa khó điền đầy.
- Cổng phun quá bé.[2]

Hình 1.11 : Hình ảnh sản phẩm bị thiếu liệu
Bọt khí – rỗ khí
Mơ tả: Hiện tượng này gây ra các túi bọt khí nhỏ mắc kẹt bên trong thành sản phẩm
hoặc các lỗ nhỏ li ti trên bề mặt sản phẩm.
Ngun nhân:
+ Sự hóa rắn khơng đồng nhất về tính chất giữa phần vật liệu bên ngồi thành và bên
trong sản phẩm.
+Lực kẹp không đủ khiến không khí trong khn dễ bị bẫy trong q trình hóa rắn.
+ Nhựa đầu vào bị ẩm, chưa được sấy khô trước khi gia nhiệt.
+ Độ kín khít, chính xác giữa các tấm khn khơng cao khiến khí lọt vào.
+ Hệ thống thốt khí khơng tốt.

7

Luan van

+ Cấu tạo kênh dẫn cua gấp khúc nhiều làm thay đổi dòng chảy đột ngột liên tục, tại
các vị trí đó sẽ có khí cuốn theo dịng chảy nhựa vào khn.

Hình 1.12 : Hình ảnh sản phẩm bị rỗ khí
Xì bavia
Mơ tả: Bavia được hình thành trên mặt phân khn hoặc tại vị trí đặt hệ thống thốt
khí. Bavia là hệ quả của việc đóng khn khơng kín, hoặc do áp suất, lực kẹp khn có
vấn đề.
Ngun nhân: Ngun nhân chủ yếu của hiện tượng này là do khoảng hở của 2 linh
kiện hoặc 2 mặt phân khuôn chưa tương ứng với độ nhớt của nguyên liệu thành hình.
Những loại nhựa có độ nhớt thấp thường rất dễ chảy nên chúng có khả năng lấp đầy cả
những khe hở rất nhỏ như đường thốt khí và tạo ra bavia. Ngồi ra, nếu mặt đóng khn
bị hở do lực kẹp khn yếu hoặc bị cấn thì cũng dễ xảy ra hiện tượng bavia P/L (Parting
Line).[2]

Hình 1.13 : Hình ảnh sản phẩm bị bavia

8

Luan van


1.4. Đường hàn trong sản phẩm ép phun
Quá trình hình thành đường hàn

Hình 1.14: Sự hình thành đường hàn
Vấn đề đường hàn thường được hình thành bởi hai hoặc nhiều dịng vật liệu nóng
chảy tránh vật cản và gặp lại nhau. Những nguyên nhân của các đường hàn là thiết kế
của sản phẩm làm dòng chảy nhựa tách ra và khi gặp lại nhau gây ra đường hàn, hoặc do
khả năng dịng chảy của vật liệu nóng chảy kém, có lẫn khơng khí...

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền đường hàn và cách cải thiện:
+ Vật liệu nhựa
Nguyên nhân
Cách khắc phục
Vật liệu có lẫn các tạp chất hoặc các vật
Kiểm tra lại vật liệu ban đầu
liệu phế thải khác
Sử dụng phụ gia hoặc thay đổi nguyên liệu
Khả năng chảy lỏng của vật liệu kém
khác
Nguyên liệu không được sấy khô hồn
Sấy khơ nhựa hồn tồn
tồn và cịn chứa khí gây ra đường hàn
Tình trạng nóng chảy của vật liệu khơng Tăng nhiệt độ vật liệu, áp suất ngược hoặc
tốt
tốc độ vịng của trục vít
+ Thơng số ép
Ngun nhân

Cách khắc phục

9

Luan van


Ngun liệu khơng nén tốt vì áp suất
ngược kém
Dịng chảy vật liệu chậm do không đủ
tốc độ phun hoặc áp suất phun

Nhiệt độ khn q thấp nên có thể gây
ra đường hàn khi vật liệu nóng chảy chảy
vào vị trí điền đầy cuối cùng
Vật liệu nguội bị kẹt ở phía đầu barrel có
thể gây ra đường hàn
Khơng làm sạch chất trợ tháo khuôn sau
khi sử dụng
Nhiệt độ vật liệu quá thấp và khả năng
chảy lỏng kém.

Tăng áp suất ngược
Tăng tốc độ phun hoặc áp suất phun
Tăng nhiệt độ khuôn
Tăng nhiệt độ của chu kỳ ép thứ hai
Nên hạn chế sử dụng chất trợ tháo khuôn
Tăng nhiệt độ barrel

+ Khuôn
Nguyên nhân
Đường kính của cổng phun hoặc cuống
phun quá nhỏ và áp suất phun cần đáp
ứng cao hơn
Việc thiết kế hệ thống thốt khí được
thiết lập đúng cách để khí sinh ra khi
phun vật liệu nóng chảy vào trong khn
được thốt ra ngoài hoàn toàn
Đường hàn ở gần cổng phun

Cách khắc phục
Tăng đường kính của cả cổng phun và

cuống phun
Rửa sạch bụi bao phủ trên lỗ thốt khí
hoặc cải thiết kết ban đầu

Thay đổi vị trí của các cổng phun

Hệ thống cấp nước làm nguội khơng hợp
lý, nhiệt độ q thấp
Vị trí của các cổng phun không hợp lý
Cổng phun được thiết kế để vào nhựa ở
bên cạnh mỏng của khuôn; vật liệu bị

Cải thiện thiết kế hệ thống cấp nước làm
mát
Cải thiện thiết kế càng sớm càng tốt
Thay đổi vị trí của hệ thống cổng phun

10

Luan van