Các chú ý thiết kế sản phẩm trong công nghệ ép phun

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM
TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

BÁO CÁO


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM
 GVHD:Ths. TRẦN MINH THẾ UYÊN

TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN
 Trong quá trình phân tích sản phẩm, nến áp suất điền đầy cao hay suất hiện

các khuyết tật như : sản phẩm không điền đầy, bavia, xuất hiện đường hàn…
Thì không nên thay hình học sản phẩm mà ưu tiên thay đổi các thông số gia
công hay chọn lại vật liệu nhựa.
 Nếu thay đổi các thông số gia công vẫn không được cải thiện được vấn đề
trên thì nên thay đổi hình học của chi tiết.Thay đổi sẽ ảnh hưởng đến nhiều
chi tiết lắp, tính thẩm mỹ, độ bền của chi tiết

GỒM CÓ 8 VẤN ĐỀ CHÚ Ý ĐẾN :
1.GÓC THOÁT KHUÔN
GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 2

CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN
•

Đối với sản phẩm có gân, vấu lồi, rãnh sâu… hay có bề mặt vát ta nên thiết
kế góc vát theo hướng mở của khuôn để sản phẩm có thể thoát khỏi khuôn 1
cách dễ dàng.

Chi tiết không góc vát

Chi tiết có góc vát

Sai

Đúng

Sai

Đúng

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 3


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Sai

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Đúng

Page 4


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Đồ thị giúp thiết kế góc vát cho phù hợp.
Giá trị góc vát phụ thuộc vào cơ tính co rút của nhựa và chiều cao vát
(thường từ 0.25-30) .
• Khi không thiết kế góc thoát khuôn hay thiết kế không đúng thì ma sát giữa
bề mặt sản phẩm và mặt khuôn sẽ rất lớn. khi đó sản phẩm sẽ bị kẹt lại trong
khuôn, hay nếu đẩy được ra ngoài thì sản phẩm cũng bị lỗi bởi lực chốt đẩy
quá lớn làm thụn bề mặt.
•

2.BỀ DÀY
a.Hiệu quả thiết kế:
•
•
•
•

Rút ngắn thời gian chu kì ép phun và chế tạo khuôn
Giảm giá thành sản phẩm và khuôn
Tiết kiệm vật liệu mà vẫn hiệu quả
Tránh cong vênh, lỗ khí, vết lõm, đường hàn…

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 5


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Đây là các khuyết tật thường gặp khi thiết kế bề dày sản phẩm không phù hợp

•

Nếu phần vật liệu bên trong lõi sản phẩm nguội chậm hơn vật liệu bên trên
bề mặt, sẽ tạo ra sự co rút không đồng đều sản phẩm. Sự co rút này sẽ gây ra
công vênh sản phẩm

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 6


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Sản phẩm bị công vênh

•

Khắc phục sự cong vênh cần thiết kế bề dày đồng nhất, sau đây là phương
pháp giúp thiết kế sản phẩm đồng nhất: tạo vùng chuyển tiếp giữa hai vùng
có bề dày khác nhau

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 7


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

b.Một số điều cần chú ý:
Tùy thuộc vào từng loại sản phẩm mà bề dày sẽ khác nhau. Tuy nhiên trong
một số trường hợp cần cách điện, chịu nhiệt, chống mài mòn… thì có thể
dày hơn.
• Bề mặt của sản phẩm làm càng mỏng khi có thể và càng đồng đều càng tốt
giúp việc điền đầy lòng khuôn và sự co rút của nhựa lỏng sẽ tốt nhất, ứng
suất trong cũng giảm đáng kể.
• Khi nhận thấy sản phẩm không đủ bề dày thì ta có thể:
o Tăng bề dày
o Dùng vật liệu khác bền hơn
o Tạo các gân tang cứng hoặc các góc bo để tang bền
• Việc đảm bảo sản phẩm có bề dày đồng đều là rất quan trọng vì thời gian
đông cứng của sản phẩm là khác nhau tại những nơi có bề dày khác nhau.
Khi không đảm bảo được đều này thì các khuyết tật rất dễ xảy ra. Tuy nhiên
ta có thể giảm bớt hỏng hóc bằng việc thiết kế các đoạn chuyển tiếp.
•

Các cách thiết kế bề dày đồng nhất
GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 8


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

3.GÓC BO
a.Hiệu quả thiết kế:
•
•
•
•
•

Sản phẩm được làm nguội đồng đều
Giảm khả năng sản phẩm bị cong vênh
Giảm sự cản dòng
Giảm sự tập trung ứng suất
Nhựa lỏng dễ điền đầy lòng khuôn

•
b.Giải pháp thiết kế góc bo:

Bán kính bo nằm trong phạm vi từ 25% đến 60% bề dày sản phẩm, nhưng
tốt nhất là 50%.
• Bán kính ngoài nên bằng bán kính trong cộng thêm bề dày sản phẩm: R=r+T
•

Một khi đều này không được thỏa mãn thì sản phẩm dễ bị cong vênh bởi sự
nguội không đều, sự co rút không đều. thêm vào đó thì ứng suất tập trung
cũng tăng lên.
• Để giữ cho bề dày sản phẩm đồng nhất thì phải thiết kế bán kính cong ở cả 2
góc.
•

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 9


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Quá mỏng

Quá dày

Các khuyết tật thường gặp phải:

Hình (a) là vết nứt.
Hình(b) là vết khía hình.
Hình (c) là nếp gấp bề mặt.

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 10


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

4.GÂN
a.Hiệu quả thiết kế:
Giúp tăng bền và tăng khả năng chống uốn của sản phẩm.
b.các loại sản phẩm cần gân tăng bền:
•

c.Thiết kế gân:

Thiết kế sao cho bề dày sản phẩm càng mỏng càng tốt. (độ cứng vững tăng khi
khoảng cách gân giảm lại)
Bề dày, góc côn, độ cao liên quan đến nhau, nếu bề dày gân quá lớn dẫn đến vếch
lõm và góc côn quá lớn sẽ khó khăn điền đầy khuôn
Độ nghiêng mỗi bên khoảng 10, bề dày đấy gân max là 0.8 độ dày sản phẩm nơi
đặt gân (0.5-0.8)
Gân tăng bền phải nằm thẳng hướng với hướng mở khuôn

d.Một số yêu cầu cần chú ý:
Bề dày của gân không vượt quá ½ bề dày đặt gân nhưng ở chỗ vật liệu ít co
rút và không ảnh hưởng đến tính thẫm mỹ thì có thể dảy hơn 1 chút.
• Bề dày gân còn tác động đến sự ưu tiên dòng chảy trong quá trình ép phun
(nguyên nhân đưa đến các khuyết tật đường hàn và rỗ khí).
•

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 11


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Các thông số hình học của gân
Trong đó:
o
o
o
o
o

Bề dày gân: t
Chiều cao gân: H
Bán kình góc bo: r
Góc nghiêng: ϴ
Khoảng cách giữa các gân: S

Các gân nên thiết kế song song, khoảng các giữa các gân nên bằng ít nhất 2
lần bề dày. Giúp giảm bớt các rãnh làm nguội và hệ thông thoát khí trong
khuôn.
• Các gân nên đặt dọc theo 1 hướng để đạt độ cứng vững tốt (nên đặt dọc).
•

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 12


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Các kiểu đặt gân
• Ngoài việc thiết kế gân để tăng bền, ta có thể thay thế gân bằng các nếp gấp
để tăng độ cứng vững và tình thẫm mỹ.

Các kiểu nếp gấp
Khi thiết kế gân chéo nhau thì chỗ chuyển tiếp nên là 1 điểm để đảm bảo độ
cứng và khả năng chống lại ứng suất cho sản phẩm.
• Gân tăng cứng: dùng để tăng cứng cho các góc, mặt bên, vấu lồi của sản
phẩm.
•

5.VẤU LỒI
Các vấu lồi thường dùng để bắt vít hay các chốt để bắt vít lại với nhau.
Bề dày của vấu nên nhỏ hơn 75% bề dày đặt vấu, khi bề dày vấu vượt quá 50% dễ
đưa đến các vết lõm trên bề mặt vì ứng suất tập trung tăng.

Hình trên là các
thông số thiết kế
vấu lồi

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 13


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

•

Bán kính ngoài chuyển tiếp nên bằng 0.25% bề dày đặt vấu hay ít nhất
cũng bằng 0.4mm để giảm ứng suất. Một khi ta tăng chiều sâu vấu
nên làm bán kính chuyển tiếp để giảm bớt sự chuyển động hỗn loạn
của vật liệu trong quá trình ép phun và giữ ứng suất ở mức nhỏ nhất.
Tuy nhiên, làm cho bề mặt đối diện dễ bị khuyết tật.

Các góc côn ngoài ở mặt bên nên nhỏ nhất là 0.5 0 góc côn trong nhỏ
nhất nên là 0.250 để đảm bảo sự thoát khuôn.
• Để bền hơn thì các vấu lồi đặt xa thành sản phẩm nên thiết kế thêm
các gân tăng cứng. Các vấu này nên đặt cách thành ít nhất 3mm để tiết
kiệm vật kiệu và giảm thời gian chu kì. Khoảng cách giữa 2 gân nên
bằng ít nhất 2 lần bề dày thành sản phẩm, vì nếu đặt quá gần sẽ khó

nguội.
•

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 14


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Để sản phẩm không bị các vết lõm ở chân núm chúng ta cần phải tạo 1 vòng
lõm ngay chân núm để tránh sự tập trung vật liệu.

6.LỖ TRÊN SẢN PHẨM
a.Lỗ không suốt
• Chiều sâu của lỗ thường không vượt quá 3 lần đường kính lỗ. Đối với các lộ

có đường kính nhỏ hơn 5mm thì tỉ lệ này là 2. Bề dày của phần vật liệu dưới
cùng nên lớn hơn 20% đường kính lỗ để loại trừ khuyết tật cho mặt đối diện.
• Một thiết kế tốt là bề dày của thành lỗ luôn đồng đều và không có các góc sắc
cạnh nơi tập trung nhiều ứng suất.

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 15


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Các thống số thiết kế lỗ không suốt

b.Lỗ suốt
•

Khoảng cách giữa 2 lỗ hoăc giữa các lỗ với mép ngoài của sản phẩm nên
bằng 2 lần bề dày hay bằng 2 lần kích thước lớn nhất được đo theo chu vi
của lỗ.

Các thống số thiết kế lỗ suốt
•

Thiết kế để hướng của dòng chảy dọc xuống theo lỗ để tránh đường hàn.
Nếu đường hàn ở mức không thể chấp nhận được thì ta không nên thiết kế lỗ
mà sẽ khoan lỗ cho sản phẩm sau khi ép phun. Bên trong thành lỗ nên bóng
nhẵn để tăng khả năng điền đầy.

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 16


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Kí hiệu bề mặt lỗ

7.THIẾT KẾ SẢN PHẨM CÓ REN
a.biên dạng ren

Ren phi tiêu chuẩn
d.Một số yêu cầu cần chú ý:

Bán kính đỉnh ren và chân ren nên rất lớn nhất có thể để tránh sự tập trung
ứng suất.
• Đoạn cuối ren nên làm tròn để tránh tuôn ren, hư ren.
•

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 17


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Tạo đường trơn cuối cùng của ren
Tránh thiết kế đoạn ren có bước ren nhỏ hơn hay bằng 1mm để tránh
tuôn ren và dễ chế tạo khuôn.
• Khi thiết kế ren nhựa lắp với ren kim loại (trong ống nước) ta nên
thiết kế ren ngoài cho sản phẩm nhựa và ren trong cho kim loại để
tránh ren kim loại làm hỏng ren nhựa.
• Ren cho sản phẩm nhựa đôi khi không cần theo tiêu chuẩn để dễ chế
tạo khuôn.
•

8.UNDERCUT
•

Undercut là phần trên sản phẩm gay ra khó khăn khi tách khuôn, như lỗ
ngang trên sản phẩm, hay là những lỗ song song với mặt phân khuôn. Để tạo
được những lỗ như thế này chúng ta phải đặt lõi và khi tách khuôn lấy sản
phẩm ta phải rút lõi trước rồi mới tách khuôn lấy sản phẩm.

Một số yêu cầu cần chú ý:
Tránh thiết kế undercut để khuôn bớt phức tạp ,tiết kiệm được chi phí chế
tạo.
• Bề dày Undercut không lớn hơn 0.7 lần bề dày sản phẩm tại nơi dặt
Undercut
•

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 18


CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN
•
•

Cách cạnh của Undercut nên được bo cung và nằm nghiêng
Phẩn tháo Undercut khi tháo ra phải đủ nóng để có thể kéo giãn và trở lại
bình thường

Ví dụ: Ban đầu không thể tháo sản phẩm ra khỏi khuôn

Sản phẩm sao khi thiết kế lại có thể tháo sản phẩm ra khỏi khuôn

Ví dụ: Biến đổi lỗ thành ba đường bao đối diện nhau

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 19

CÁC CHÚ Ý THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN

Page 20