ÉP PHUN CÓ TRỢ KHÍ - GAIM (GAS ASSISTED INJECTION MOLDING)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG
o0o
BÀI BÁO CÁO MÔN THIẾT KẾ - CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA
CHỦ ĐỀ SỐ :
ÉP PHUN CÓ TRỢ KHÍ - GAIM
(GAS ASSISTED INJECTION MOLDING)
GVHD: Trần Minh Thế Uyên
1
I. GIỚI THIỆU
I.1 Giới thiệu chung
Trong lĩnh vực sản xuất nhựa, ép phun có trợ khí là một công nghệ tương đối mới và đã
nhanh chóng phát triển. Nguyên lý thực hiện của nó gần giống với khuôn thổi, vì vậy đôi khi
nó gây ra sự nhầm lẫn giữa ép phun có trợ khí và khuôn thổi.
Hình I.1-1: Sơ đồ khuôn ép phun có trợ khí
2
Đường khí
vào
Hình I.1-2: Khuôn thổi chai nhựa
Khi lần đầu tiên được áp dụng, ép phun có trợ khí chỉ được xem như một giải pháp tạm
thời nhằm giải quyết các vấn đề trong ép các chi tiết nhựa có bề dày lớn. Tuy nhiên, ngày nay,
nó đã trở thành một lĩnh vực riêng trong ngành nhựa nói chung.
Như đã biết, trong phun ép sản phẩm nhựa, chi tiết có bề dày càng lớn, hệ số co rút càng
cao. Điều này dẫn đến các khuyết tật lõm và cong vênh. Hơn nữa trong các khuôn lớn với chi
tiết có kết cấu phức tạp, khả năng điền đầy là rất thấp. Do đó, công nghệ ép phun có trợ khí
được đưa ra và đã giải quyết rất tốt các vấn đề này.
3
Hình I.1-3: Một số lỗi trên sản phẩm nhựa
Nguồn: Structure of gas-assisted injection moulded parts , trang 139

An overview of gas-assisted injection molding, trang 6
Giáo trình công nghệ ép phun, chương 6- xử lý các khuyết tật trên sản phẩm.
/>I.2 Khái niệm
Ép phun có trợ khí là một công nghệ trong sản xuất khuôn nhựa được áp dụng trong ép
các chi tiết có bề dày lớn và cho phép có lỗ rỗng bên trong (các loại tay cầm nhựa, tay đỡ nhựa,
các loại ống ). Bằng cách bơm khí vào và giữ áp lực, hỗn hợp nhựa nóng chảy có khả năng
điền đầy vào các vị trí góc cạnh của khuôn, giữ áp lực khí trong quá trình làm lạnh làm cho chi
tiết tránh được các khuyết tật lõm co và cong vênh, cho bề mặt sản phẩm đẹp. Khí thường sử
dụng là nitơ. Trong các trường hợp đặc biệt, có thể sử dụng chất lỏng (nước) để thay cho khí.
Ngày nay, ép phun có trợ nước cũng đã phát triển và nằm trong nhóm phương pháp ép phun có
trợ chất lưu động (fluid assisted injection molding). Chất lưu động ở đây có thể là khí, nước,
hoặc dung dịch đặc biệt khác. (có video đi kèm)
4
Hình I.2-1: Sản phẩm ép phun có trợ khí điển hình
5
Hình I.2-2: Sản phẩm nhựa khuôn thổi điển hình
Vì sản phẩm của ép phun có trợ khí và khuôn thổi đều có lỗ rỗng nên nó gây ra sự nhầm
lẫn với nhau. Tuy nhiên, điểm khác biệt giữa ép phun có trợ khí và khuôn thổi là tiết diện mặt
cắt lỗ và chức năng của lỗ. Sản phẩm ép phun có trợ khí có một bức tường thành khá dày xung
quanh lỗ tương đối nhỏ. Nhìn chung, trong ép phun có trợ khí, sản phẩm giảm đi 10% trọng
lượng cho lỗ, trong khi đó, ở sản phẩm khuôn thổi, đến hơn 80% tiết diện mặt cắt ngang là lỗ.
Sau này, người ta nhận thấy có khả năng giảm hơn nữa trọng lượng sản phẩm nên để tiết kiệm
vật liệu và rút ngắn thời gian làm mát, các sản phẩm ép phun có trợ khí giảm đi nhiều về trọng
lượng nhưng vẫn đạt được mục đích công nghệ. Về chức năng, lỗ trong sản phẩm ép phun có
trợ khí và khuôn thổi cũng không giống nhau. Lỗ trong sản phẩm ép phun của trợ khí là thành
phần phụ được đưa vào nhằm mục đích nâng cao chất lượng bề mặt và tiết kiệm nguyên liệu,
còn đối với sản phẩm khuôn thổi, lỗ là một yêu cầu kỹ thuật rất quan trọng (thể tích, đường
kính lỗ, miệng lỗ…), và nó chính là mục đích sử dụng của sản phẩm. Vì vậy, đây chính là đặc
điểm phân biệt giữa ép phun có trợ khí và khuôn thổi.
Nguồn: An overview of gas-assisted injection molding, trang 6

Airmould, trang 9
I.3 Mục đích, ưu-nhược điểm của ép phun có trợ khí
I.3.1 Mục đích
6
Trong ép các sản phẩm nhựa, việc giải quyết các vấn đề về hệ số co rút rất khó khăn. Hệ
số co rút là một thông số phụ thuộc vào nhiều yếu tố (nhiệt độ, thể tích, thành phần nhựa, áp
lực ép…) và việc tính toán phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm của người hoạt động trong lĩnh
vựa khuôn ép nhựa. Hiện nay, các phần mềm CAE là một công cụ hỗ trợ đắc lực trong việc
phân tích. Hệ số co rút không chỉ làm giảm cơ tính sản phẩm mà nó còn là nguyên nhân chủ
yếu làm cho bề mặt sản phẩm không đẹp. Đặc biệt, trong sản xuất nhựa, kiểu dáng và thẩm mỹ
là một trong những yếu tố được quan tâm hàng đầu. Vì thế, việc giải quyết các lỗi phát sinh do
hệ số co rút là rất quan trọng.
Trong sản xuất nhựa, các sản phẩm có bề dày càng lớn, hệ số co rút càng lớn gây nên các
khuyết tật lõm co, cong vênh, hơn nữa với chi tiết phức tạp việc điền đầy hỗn hợp nhựa là rất
khó khăn. Do đó, công nghệ ép phun ra đời nhằm mục đích giải quyết vấn đề này trên các sản
phẩm cho phép có lỗ rỗng ở giữa. Đây chính là mục đích quan trọng nhất cho sự ra đời của
công nghệ ép phun có trợ khí.
I.3.2 Ưu-nhược điểm của phương pháp ép phun có trợ khí
I.3.2.a Ưu điểm
Công suất máy không quá lớn vì hỗn hợp chỉ cần đưa vào trong khuôn chứ không cần ép
để đi hết chiều dài khuôn.
Lực ép nhỏ vì khí với áp suất cao phân bố lực đều lên khắp thành khuôn.
Chất lượng sản phẩm được cải thiện do được điền đầy và khắc phục được các khuyết tật,
nâng cao chất lượng bề mặt.
Khả năng của phương pháp sản xuất được sản phẩm đa dạng.
Giảm thời gian của chu trình ép (so với các phương pháp khác khi ép các sản phẩm có
cùng độ lớn) và so với chi tiết đặc có cùng kích thước vì thời gian làm nguội chi tiết đặc lâu
hơn.
Độ bền cơ học cao so với chi tiết đặc do trọng lượng được giảm đi, lực chỉ phân bố lên
thành sản phẩm.

Giảm thiểu, khử các khuyết tật lõm và cong vênh do giữ áp suất khí trong quá trình làm
lạnh.
Ứng suất dư nhỏ đảm bảo sự ổn định về kích thước sản phẩm.
Đảm bảo độ dẻo, độ đàn hồi sản phẩm.
Có thể thay thế cho hệ thống kênh dẫn nóng làm giảm chi phí khuôn.
Các sản phẩm ứng dụng công nghệ phun ép có trợ khí: các loại dụng cụ cầm tay, công
nghiệp đồ chơi, vỏ tivi, cần gậy đánh golf, tấm ván sau rổ bóng rổ, một số đồ trang trí nội thất,
khay đĩa CD… và đặc biệt là các sản phẩm trang trí xe hơi (gương chiếu hậu, đèn xe, tay nắm
cửa…), các sản phẩm yêu cầu độ bóng bề mặt. Hình I.3-1 là thể hiện một số sản phẩm ứng
dụng công nghệ ép phun có trợ khí.
7
Nguồn: Know how for gas assisted injection molding technology, trang 3,4,5
An Overview of Gas-Assist Injection Molding trang 15

Hình I.3-1: Một số ứng dụng của công nghệ ép phun có trợ khí
I.3.2b Nhược điểm
Vấn đề bản quyền sở hữu, các chi tiết quan trọng như đầu phun khí…, các phần mềm
CAE hỗ trợ thường do một số nhà cung cấp nắm bản quyền.
Chi phí sản xuất khá cao ($30,000 đến $85,000) do phải trang bị thêm một hệ thống phun
và kiểm soát áp suất khí phức tạp.
Khí sử dụng trong ép phun có trợ khí là nitơ tuy rẻ nhưng là một loại khí nguy hiểm nên
gây ô nhiễm.
Việc chế tạo đầu phun khí phát sinh nhiều chi phí phụ.
Phương thức đưa khí vào có ý nghĩa quan trọng đối với cả quá trình (nguyên nhân sẽ
được trình bày ở phần III.2), nếu đầu phun nhựa và phun khí trùng nhau thì việc chế tạo rất khó
khăn.
Nguồn: An Overview of Gas-Assist Injection Molding trang 15,16

8
II. Nguyên lý hoạt động của phương pháp ép phun có trợ khí

II.1 Nguyên lý chung
Nhìn chung, nguyên lý hoạt động của phương pháp ép phun có trợ khí gần giống với
khuôn thổi, điểm khác nhau cơ bản là trong khuôn thổi, phôi được gia công riêng sau đó đem
gia nhiệt và thổi thành sản phẩm. Ép phun có trợ khí trải qua 2 quá trình:
 Hỗn hợp nhựa dẻo được đưa vào khuôn
Hình II.1-1: Biểu diễn dòng nhựa dẻo vào khuôn
 Khí được đưa vào bên trong lớp vật liệu nhựa sẽ đi đến nơi có lực cản nhỏ nhất (áp
suất cản nhỏ và nhiệt độ cao). Khi đó khí sẽ tạo lõi bằng cách choáng chỗ phần vật
liệu bị đẩy đi.
Hình II.1-2: Biểu diễn khí đưa vào lòng khuôn
Nguồn: An Overview of Gas-Assist Injection Molding trang 6

II.2 Quá trình hoạt động của phương pháp ép phun có trợ khí
Tùy vào sản phẩm, tùy vào thiết bị và tùy vào cách phân chia mà quá trình ép phun có trợ
khí có thể chia thành 3, 4 hoặc 5 giai đoạn. Hình II.2-2 mô tả một cách đầy đủ toàn bộ chu trình
hoạt động của một quá trình ép phun có trợ khí. Đối với bộ khuôn đơn giản, quá trình này được
chia làm 4 bước (hình II.2-1):
9
 Đóng khuôn và phun keo
 Bơm khí và điền đầy
 Giữ khí, bịt kín và làm lạnh
 Mở khuôn, lói sản phẩm
Đầu tiên, hỗn hợp nhựa dẻo được đưa vào khuôn (hình II.2-1a)
Khí không được ngay lập tức bơm vào mà sau một khoảng thời gian trễ (rất ngắn, khoảng
vài giây) mới được đưa vào (hình II.2-1b). Khoảng thời gian trễ này nhằm thiết lập lớp vật liệu
rắn bên ngoài sản phẩm gọi là lớp vỏ. Độ dày lớp vỏ tùy thuộc vào khoảng thời gian trễ, thời
gian trễ ngắn làm cho lớp vỏ có bề dày mỏng hơn mong muốn. Độ dày của lớp vỏ cũng phụ
thuộc vào thể tích hỗn hợp lỏng trong lòng khuôn. Nhiệm vụ của lớp vỏ là ngăn áp lực khí
xuyên thủng sản phẩm.
Hình II.2-1: Các bước của quá trình ép phun có trợ khí

10
Áp lực khí tăng dần lên (hình II.2-1c), dòng khí có xu hướng đi đến những nơi có lực cản
thấp (các góc cạnh của khuôn) giúp tối ưu quá trình điền đầy làm cho hỗn hợp nhựa bị thổi đi
xa tới các thành khuôn, lớp vỏ sản phẩm được hình thành với bề dày tăng dần.
Cuối cùng là pha giữ (hình II.2-1d), hỗn hợp điền đầy vào khuôn dưới lực ép của khí, khí
ngăn cản sự hình thành các vết lõm trên bề mặt sản phẩm và lớp vỏ đạt đến bề dày cuối cùng,
đi kèm với nó là quá trình làm lạnh.
Hình II.2-2: Chu trình ép phun có trợ khí hoàn chỉnh cho một sản phẩm
Bảng II.2-2: Giải thích các thuật ngữ trong hình II.2-2
Thứ tự Thuật ngữ Ý nghĩa
1 Begin Cycle Bắt đầu chu trình phun ép
2 Close Mold Đóng khuôn
3 Unit Forward
Chuyển tiếp, gắn đầu phun vào
miệng khuôn
4 Resin Injection Phun hỗn hợp nhựa nóng chảy
5 Delay Time Thời gian trễ
6 Gas injection Phase Pha phun khí
7
Gas Pressure Holding
Phase
Pha giữ áp lực khí
8 Gas Pressure Release Xả áp lực khí
9 Unit Back Rút đầu phun
10 Remaining Cooling Thời gian giữ làm lạnh
11
time
11 Open Mold Mở khuôn
12 Part Injection Lói sản phẩm
Nguồn: Structure of gas-assisted injection moulded parts , trang 139,140

Gas-Assist InjectionMolding: An InnovativeMedical Technology
Những mô phỏng cho quá trình GAIM được sử dụng để dự đoán trước về nhựa và dòng
khí thổi trong lòng khuôn, các dạng phần mềm CAE sử dụng trong khuôn mẫu rất hữu ích
trong lĩnh vực này. Nó có thể dự đoán hỗn hợp nóng chảy trong lòng khuôn sẽ thay đổi như thế
nào trong các pha của quá trình và khí sẽ được phân phối ra sao trong khối sản phẩm. Các phần
mềm này được sử dụng để phân tích các quá trình phun ép thông thường và một số quá trình
phun ép đặc biệt khác để đánh giá chất lượng sản phẩm phun ép ví dụ như một số lỗi có thể xảy
ra đối với sản phẩm. Chương trình mô phỏng cũng có thể dùng để nghiên cứu quá trình làm
lạnh trong phun ép, điều rất quan trọng để có thể đạt được những sản phẩm tốt.
Ngoài các phần mềm mô phỏng, kinh nghiệm là yếu tố rất quan trọng trong việc hình
dung ra quá trình. Nó cho thấy sự khác nhau giữa ép phun có trợ khí và trợ nước.
III. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép phun có trợ khí
III.1 Nhiệt độ hỗn hợp dẻo
Nhiệt độ của hỗn hợp có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc tế vi từ đó ảnh hưởng đến cơ tính
của sản phẩm. Thí nghiệm trên nguyên liệu nhựa polypropylen đã cho thấy điều này. Sản phẩm
là tay cầm xe đẩy trẻ em (hình III.1-1), được sản xuất với các thông số được đơn giản hóa để
thuận tiện cho việc thiết kế và thí nghiệm (thời gian phun: 4s; áp suất giữ: 5Mpa; thời gian giữ:
41s; thời gian trễ: 2s)
12
Sản phẩm được ép phun có trợ khí với 2 nhiệt độ là 175
0
C và 225
0
C, hình III.1-2 (a và b),
đem so sánh và cho thấy kết quả.
13
Hình III.1-1: Bộ khuôn và sản phẩm tay cầm xe đẩy trẻ em cho thí nghiệm
Hình III.1-2: mặt cắt ngang sản phẩm được phun ép ở nhiệt độ 175
0
C và 225

0
C
Đạt được kết cấu tốt tại tiết diện mặt cắt là một điều rất quan trọng để làm tăng cơ tính
của sản phẩm. Kết cấu này chịu ảnh hưởng của các tham số quá trình cũng như ảnh hưởng của
dòng chảy hỗn hợp nhựa trong hệ thống dẫn hoặc trong lòng khuôn. Trong quá trình GAIM,
tốc độ ép được tăng cường bởi sự thâm nhập của khí. Hệ quả là, trong những khoảng tốc độ ép
khác nhau, các kết cấu khác nhau được định hình đó là: cấu trúc dạng tấm được định hình ở lớp
vỏ, cấu trúc kiểu thịt nướng ở kế tiếp lớp vỏ và tinh thể hình cầu phổ biến trong vùng dọc theo
kênh khí. Tốc độ làm lạnh có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành cấu trúc tinh thể, hình thái cấu
trúc sản phẩm trong ép phun thông thường và ép phun có trợ khí là khác nhau.
Ở hình III.1-3 cho thấy ở nhiệt độ thấp, sản phẩm có lõi khí lớn và ít xuất hiện các bong
bóng khí, cấu trúc tinh thể nhận được đều và ổn định. Hơn nữa nếu phân tích kỹ sẽ thấy cấu
trúc hạt, bề dày lớp hạt và đường kính hạt cũng khác nhau. Để hiểu rõ hơn vấn đề này, mời bạn
đọc bài viết “Structure of gas-assisted injection molding” trang 141, 142,143,144 sẽ trình
bày rõ hơn. Trên đây chỉ là một ví dụ để chứng minh rằng nhiệt độ có ảnh hưởng đến chất
lượng sản phẩm, việc quyết định các khoảng nhiệt độ này phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm
người tiến hành trải qua nhiều lần thí nghiệm. Vì vậy, trong ép phun có trợ khí, cần khống chế
nhiệt độ cho hỗn hợp dẻo để đạt được cấu trúc tốt nhất ứng với từng loại nguyên liệu.
Nguồn: Structure of gas-assisted injection molding trang 141, 142
III.2 Phương thức đưa khí vào
14
Tùy vào độ phức tạp và yêu cầu thẩm mỹ của sản phẩm (độ bóng bề mặt) mà ta chọn
các kiểu đưa khí vào khác nhau. Một số cách đưa khí vào:
III.2.1 Phun khí trực tiếp vào thông qua cổng phun nhựa
Ưu điểm:
• Không yêu cầu thay đổi công cụ hoặc những bộ phận đặc
biệt, hệ thống phụ trợ có giá tương đối rẻ.
Nhược điểm:
• Khí và nhựa được đưa vào thông qua một vị trí nên hiệu
quả kiểm soát không cao

• Không thể dùng kết hợp với hệ thống kênh dẫn nóng do hệ
thống dẫn ảnh hưởng đến dòng khí
• Bộ điều khiển thường phải liên kết với máy ép phun đặc
biệt
• Rất khó kết hợp với khuôn nhiều tầng do khó khăn trong
việc theo dõi đường dẫn khí và hỗn hợp nhựa nên dễ xảy ra
mất cân bằng dòng chảy và quá trình điền đầy chi tiết
Hình III.2-1: Sơ đồ phun khí trực tiếp vào khuôn qua cổng phun nhựa
III.2.2 Phun khí trực tiếp vào sản phẩm hoặc gián tiếp vào khuôn qua hệ thống dẫn
Hình III.2-2: biểu diễn phun khí tại một điểm đặc biệt
15
Hình III.2-3: Sơ đồ phun khí qua hệ thống dẫn
Ưu điểm:
 Khí được đưa trực tiếp vào khuôn nên có thể đưa đến những nơi tùy ý theo mong
muốn
 Thời gian phun khí và áp suất có thể được thiết lập riêng rẽ cho từng vị trí phun
 Có thể kết hợp với hệ thống kênh dẫn nóng
 Có thể sử dụng trong khuôn nhiều tầng.
Nhược điểm:
 Chi phí cho công nghệ rất tốn kém
Nguồn : Ami_gas_assisted, chương 5: Gas entrances
An Overview of Gas-Assist Injection Molding, trang 8,9,10,11
Injection Molding Gas Assist Technology Guide, GE plastic

III.3 Phương thức thực hiện quá trình
Có 2 phương pháp thực hiện quá trình phun trợ khí: phun khí sinh áp suất trong và phun
khí sinh áp suất ngoài. Trong đó phương pháp phun khí sinh áp suất trong được sử dụng phổ
biến, phương pháp phun khí sinh áp suất ngoài chỉ sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt.
III.3.1 Quá trình phun khí sinh áp suất trong (process with internal gas pressure)
Ở phương pháp này, khí được cấp vào trong lòng hỗn hợp nóng chảy. Phương pháp này

được chia ra thành nhiều phương pháp nhỏ:
16
 Bắn phun khí (short shot process): sản phẩm được điền đầy một phần sau đó phun khí vào để
hoàn tất quá trình điền đầy. Hình III.3-1 trình bày sơ đồ bắn phun khí
Hình III.3-1: Sơ đồ bắn phun khí
 Quá trình phun hoàn toàn (full shot process): hỗn hợp nhựa dẻo điền đầy hoàn toàn vào khuôn,
sau đó khí được phun vào để tránh co rút. Hình III.3-2 biểu diễn quá trình phun khí hoàn toàn.
Hình III.3-2: Sơ đồ quá trình phun khí hoàn toàn
 Quá trình phun tràn (overflow process): hỗn hợp nhựa nóng chảy điền đầy hoàn toàn vào
khuôn, sau đó khí được phun vào để tăng áp suất ép, phần vật liệu bị choáng bởi khí đưa vào sẽ
tràn ra ngoài qua khe tràn. Hình III.3-3 biểu diễn quá trình phun tràn.
Hình III.3-3: Sơ đồ quá trình phun tràn
 Quá trình phun khí từ lưng (back-to-screw process): hỗn hợp nhựa điền đầy hoàn toàn sau đó
phun khí vào tạo thành ống khí ở giữa. Hình III.3-4 biểu diễn quá trình phun khí từ lưng.
17
Hình III.3-4: Sơ đồ quá trình phun khí từ lưng
 Quá trình phun ngược (core-back process): quá trình điền đầy hoàn toàn được thực hiện ngay
khi thể tích nó đang giảm, sự phun khí được thực hiện cùng lúc với quá trình rút khí. Hình
III.3-5 biểu diễn quá trình phun ngược.
Hình III.3-5: Sơ đồ quá trình phun ngược
 Quá trình phun kết hợp (multifoam process): là quá trình phun khí kết hợp phun nhiều loại vật
liệu khác vào lõi. Hình III.3-6 biểu diễn quá trình phun kết hợp.
Hình III.3-6: Sơ đồ quá trình phun kết hợp
III.3.2 Quá trình phun khí sinh áp suất ngoài
Đây là một dạng khá mới của ép phun có trợ khí. Loại này chủ yếu được dùng
trong tạo gân trợ lực cho chi tiết. Hình III.3-7 biểu diễn quá trình phun khí sinh áp suất ngoài.
18
Hình III.3-7: Sơ đồ quá trình phun khí sinh áp suất ngoài
Nguồn: Airmould
III.4 Kiểm soát lượng khí đưa vào khuôn

Có 2 cách kiểm soát lượng khí trong ép có trợ khí đó là: giữ nguyên thể tích (constant
volume) và giữ nguyên áp suất (constant compressure).
Trong quá trình giữ nguyên thể tích, thể tích xilanh được xác định trước để thiết lập áp
suất trước cho khí, piston đẩy khí vào sản phẩm. Áp suất trong sản phẩm phụ thuộc vào mối
quan hệ giữa thể tích vật thể và thể tích xilanh. Thời gian giữ khí được xác định và tốc độ
piston kiểm soát biên dạng sản phẩm. Đồ thị trên hình III.4-1 biểu diễn sự thay đổi áp suất theo
thời gian trong lòng sản phẩm, đối với mỗi chu trình ép, áp suất phải được xác định trước.
Hình III.4-1: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi áp suất khí trong quá trình ép giữ nguyên thể tích (A)
và giữ nguyên áp suất (B)
Phương pháp giữ nguyên áp suất được đặc trưng với hệ thống các cảm biến đo áp suất
được lắp đặt nhằm lấy tín hiệu điều tiết lượng khí nitơ theo một áp suất được đặt trước. Hệ
19
thống điều tiết khí sẽ cung cấp một áp suất nhất định lên hệ thống các van. Biên độ áp suất đạt
được thông qua sự điều chỉnh áp suất khí đi vào van và sự đóng mở các van. Đồ thị trên hình
III.4-2 thể hiện sự thay đổi áp suất khí trong suốt chu kỳ ép.
Nguồn: An Overview of Gas-Assist Injection Molding trang 7,8,9
Ami_gas_assisted trang 14,15
III.5 Tính toán lượng nhựa đưa vào lòng khuôn
Giống như các quá trình phun ép nhựa khác, quá trình ép phun có trợ khí phụ thuộc vào
rất nhiều thông số (thời gian phun nhựa, lượng nhựa phun, thời gian trễ, áp suất khí phun, kiểu
phun, vị trí đặt đầu phun, thời gian làm lạnh…). Do đó việc lựa chọn các thông số phụ thuộc rất
nhiều vào kinh nghiệm của người hoạt động trong lĩnh vự này. Thông thường người ta tiến
hành lựa chọn các thông số thông qua phân tích trêm CAE (moldflow,visi flow, modex3d ),
mô phỏng, đánh giá quá trình và tiến hành cải tiến. Đối với việc tính toán lượng nhựa đưa vào
lòng khuôn, người ta thường chọn nó nằm trong khoảng 40% đến 90% thể tích sản phẩm, sau
đó thông qua CAE để lựa chọn ra con số thích hợp nhất dựa trên việc đánh giá chất lượng sản
phẩm sau quá trình mô phỏng CAE. Vì vậy, ở đây không có một công thức cụ thể nào cho việc
tính toán lượng nhựa đưa vào khuôn buộc ta phải lựa chọn thông qua thí nghiệm hoặc mô
phỏng. Vấn đề CAE trong ép phun có trợ khí nói riêng và trong khuôn nhựa nói chung sẽ được
đề cập đầy đủ hơn ở chủ đề số 19.

Hình III.5-1: Hình ảnh mô phỏng trên phần mềm CAE khi đánh giá khả năng điền đầy của
nhựa vào khuôn và đường đi của khí
Nguồn: Gas Assisted Injection Molding optimization with M.O.G.A.
IV. Các trang thiết bị công nghệ cho ép phun có trợ khí
20
Tùy vào sản phẩm, tùy vào quá trình và tùy vào phương thức thực hiện cũng như các yếu
tố kỹ thuật mà một hệ thống ép phun có trợ khí sẽ có những thành phần, thiết bị phụ trợ khác
nhau và kích cỡ, năng suất cũng khác nhau. Tuy nhiên, về cơ bản, một hệ thống ép phun có trợ
khí bao gầm các thành phần sau được cung cấp bởi nhà sản xuất thiết bị ép phun có trợ khí nổi
tiếng, hãng Airmould– Enquiry Form.
IV.1 Hệ thống sinh khí nitơ (nitrogen generators)
Như ta biết, nitơ là một loại khí chiếm 4/5 thể tích khí quyển, vì vậy nó là một loại khí rẻ
tiền. Tuy nhiên, thiết bị sinh khí nitơ thì không hề rẻ. Hệ thống này bao gồm thiết bị sinh khí
nitơ từ khí quyển, hệ thống hóa lỏng nitơ và bình chứa nitơ. Hình IV.1-1 là hình ảnh về hệ
thống sinh khí nitơ trong nhóm thiết bị SE do hãng Airmould sản xuất, hệ thống này có công
suất 130 đến 500 lít khí một phút.
21
Hình IV.1-1: Hệ thống sinh khí nitơ
IV.2 Hệ thống sinh áp suất khí (pressure generators)
Hệ thống sinh áp suất một đầu kết nối với bộ sinh khí nitơ, một đầu nối với máy phun ép,
cổng giao tiếp của nó kết nối với bộ điều khiển áp suất nhằm lấy khí và sinh áp suất phun theo
tín hiệu từ bộ điều khiển áp suất. Hình IV.2-1 là hình ảnh về hệ thống sinh áp suất khí, áp suất
mà hệ thống này sinh ra có thể lên đến 500bar.
22
Hình IV.2-1: Bộ sinh áp suất khí SE
IV.3 Hệ thống điều khiển áp suất khí
Có 2 loại: hệ thống điều khiển áp suất khí tĩnh và động. Nó có nhiệm vụ phát tín hiệu điều
khiển áp suất đến bộ sinh áp suất và nhận tín hiệu hồi tiếp đưa lên màn hình monitor giúp kiểm
soát áp suất phun trong suốt quá trình. Một bộ điều khiển áp suất có thể kết nối với một hoặc
nhiều hệ thống sinh áp suất khí. Bộ điều khiển áp suất khí tĩnh có thể được gắn trên máy ép, bộ

sinh áp suất khí động có thể di chuyển. Hình IV.3-1 (a và b) là hình ảnh bộ điều khiển áp suất
khí tĩnh và động.
23
Hình IV.3-1: hệ thống điều khiển áp suất khí tĩnh (a) và động (b), cổng giao tiếp (c)
IV.4 Đầu phun khí (Airmould nozzles)
Có 2 loại: đầu phun khí chung với đầu phun nhựa và đầu phun khí riêng để cấp khí vào
những điểm đặc biệt. Nhiệm vụ của nó là nhận khí từ hệ thống sinh áp suất khí và cấp khí vào
sản phẩm. hình IV.4-1 (a và b) là hình ảnh về 2 loại đầu phun khí này.
Hình IV.4-1 : Đầu phun khí chung (a) và riêng (b)
Nguồn : Airmould
24
IV.5 Một số hình ảnh về hoạt động của hệ thống ép phun có trợ khí
25