ỨNG DỤNG PROENGINEER THIẾT kế KHUÔN CHO sản PHẨM hộp NHỰA sử DỤNG TRONG lò VI SÓNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

LỜI MỞ ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển và kèm theo đó là nhu cầu cuộc sống của con người
ngày càng nâng cao.Ngành sản xuất đồ gia dụng và công nghiệp cũng nhờ đó mà phát
triển đi lên,trong đó không thể không nói đến ngành nhựa.
Sự hiện diện của các sản phẩm nhựa trong đời sống với vô số những ưu điểm nổi
trội hơn so với các sản phẩm cùng loại nhưng được làm từ các vật liệu khác đã nói lên
tiềm năng to lớn của ngành nhựa trong tương lai. Công nghệ phun ép nhựa cũng là một
trong những lĩnh vực quan trọng hàng đầu của ngành nhựa . Hiện này người ta không
những yêu cầu các loại sản phẩm nhựa phải có mẫu mã đẹp , đa dạng mà họ còn quan
tâm đến chất lượng của nó, nhất là trong lĩnh vực công nghiệp.
Trong khuôn khổ luận văn này em sẽ thực hiện đề tài “Ứng dụng Pro/Engineer để
thiết kế khuôn ép nhựa cho sản phẩm hộp nhựa dùng trong lò vi sóng . Đây là một đề
tài rất hay , nó vừa giúp em thực hành thiết kế , tính toán khuôn nhựa, vừa giúp em
tìm hiểu được quy trình sản xuất của khuôn ép nhựa trong thực tế.
Nội dung báo cáo tốt nghiệp gồm có 5 chương:

− Chương 1 : Tổng quan về ngành nhựa
− Chương 2 :Chất dẻo thường dùng trong sản xuất các chi tiết dân dụng.
− Chương 3 :Các loại khuôn ép nhựa ,chức năng các bộ phận của khuôn.
− Chương 4 :Ứng dụng phần mềm Pro/Engineer thiết kế khuôn cho sản phẩm hộp nhựa
dùng trong lò vi sóng.
− Chương 5 : Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn.
 Các bản vẽ chính:
Các bản vẽ sơ đồ nguyên lý,sơ đồ minh họa,sơ đồ lắp

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Mục Lục

Trang

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Danh Sách Hình Vẽ

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA
1.1. Tổng quan về ngành nhựa.
1.1.1. Tình hình phát triển ngành nhựa trên thế giới
Ngành nhựa là một trong những ngành tăng trưởng ổn định của thế giới, trung
bình 9% trong vòng 50 năm qua. Mặc dù cuộc khủng hoảng kinh tế 2008 tác động
lớn tới nhiều ngành công nghiệp, ngành nhựa vẫn tăng trưởng 3% trong năm 2009
và 2010. Tăng trưởng của ngành nhựa Trung Quốc và Ấn Độ đạt hơn 10% và các
nước Đông Nam Á với gần 20% năm 2010.
Sự phát triển liên tục và bền vững của ngành nhựa là do nhu cầu thế giới đang
trong giai đoạn tăng cao. Sản lượng nhựa tiêu thụ trên thế giới ước tính đạt 500 triệu
tấn năm 2010 với tăng trưởng trung bình 5%/năm (theo BASF). Nhu cầu nhựa bình
quân trung bình của thế giới năm 2010 ở mức 40 kg/năm, cao nhất là khu vực Bắc
Mỹ và Tây Âu với hơn 100 kg/năm. Dù khó khăn, nhu cầu nhựa không giảm tại 2 thị
trường này trong năm 2009 – 2010 và thậm chí tăng mạnh nhất ở khu vực châu Á –
khoảng 12-15%. Ngoài yếu tố địa lý, nhu cầu cho sản phẩm nhựa cũng phụ thuộc vào
tăng trưởng của các ngành tiêu thụ sản phẩm nhựa (end-markets) như ngành thực
phẩm (3.5%), thiết bị điện tử (2.9%), xây dựng (5% tại châu Á). Nhu cầu cho sản
phẩm nhựa tăng trung bình 3.8%/năm trong ngành chế biến thực phẩm, 3.1% trong
ngành thiết bị điện tử và 6-8% trong ngành xây dựng (Mỹ) là yếu tố quan trọng đẩy
tăng nhu cầu nhựa thế giới.
Nhu cầu và giá thành nguyên liệu sẽ tiếp tục tăng trong năm 2011 trong khi
nguồn cung sẽ gặp khó khăn do bất ổn tại Trung Đông: Dự báo nhu cầu cho hạt nhựa
trong năm 2011-2012 sẽ tăng mạnh nhất ở Châu Á. Nhựa tái chế sẽ có tăng trưởng
mạnh và bền vững nhất trong thời gian tới: Thêm vào đó, xu hướng sử dụng và sản
xuất nhựa tái chế đang ngày càng phổ biến với sản lượng tăng trung bình 11%/năm
và hiện nguồn cung nhựa tái chế vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu. Nhu cầu tái chế nhựa
tăng cao một phần là nhờ chính sách khuyến khích của chính phủ các nước trong quá
trình giảm thiểu mức độ ô nhiễm môi trường do sản phẩm nhựa gây ra. Các nước
Úc, Ireland, Ý, Nam Phi, Đài Loan, … đã chính thức cấm sử dụng túi nylon. Danh

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

sách sản phẩm nhựa không được lưu dùng của Trung Quốc đã dẫn tới sự sụp đổ của
nhà máy sản xuất bao bì nhựa mềm lớn nhất Trung Quốc - Suiping Huaqiang Plastic
năm 2008. Và ngày càng nhiều nước đưa ra chính sách khuyến khích sử dụng nhựa
tái chế, trong đó có Việt Nam. Xu hướng này mới bắt đầu khoảng 10 năm trở lại đây
và đòi hỏi công nghệ mới và phức tạp hơn để sản xuất nhựa tái chế. (Nguồn: báo cáo
triển vọng ngành nhựa SMES)

1.1.2. Tình hình phát triển ngành nhựa ở Việt Nam
Trước sự phát triển mạnh mẽ như vũ bão của ngành nhựa thế giới , ngành
nhựaViệt Nam trong những năm gần đây đã có tốc độ phát triển khá cao , và bắt đầu
hồi sinh từ năm 1989 . Tổng sản lượng nhựa tăng từ 50.000 tấn (năm 1989) lên
400.000 tấn ( năm 1996). Tổng sản lượng tăng trưởng bình quân 35%/năm, trong
những năm 1989-1998 và mức sản phẩm nhựa tính theo đầu người từ 0,9 lên 2,8 Kg.
Tổng số vốn đầu tư nước ngoài và trong nước đạt 2 tỷ USD , trong đó đầu tư trong
nước 300 triệu USD . Nhờ có đầu tư mà máy móc trang thiết bị được thay mới cũng
như công nghệ sản xuất khuôn mẫu được nâng cao nhờ ứng dụng được những phần
mềm như Pro/Engineer, MasterCam, SoildWork…với máy móc CNC hiện đại , thiết
kế và chế tạo khuôn tự động độ chính xác cao. Theo đánh giá của các ngành kinh tế
kỹ thuật , ngành nhựa Việt Nam đạt 95% tự động hóa thiết bị máy móc . Vì vậy sản
phẩm nhựa của Việt Nam sản xuất ra có mẫu mã đẹp , chất lượng sản phẩm đã được

nâng cao. Đặc biệt là những năm gần đây , hàng tiêu dùng và một số mặt hàng công
nghiệp được thay thế bằng các sản phẩm nhựa vừa nhẹ, bền , đẹp , đáp ứng được nhu
cầu của người tiêu dùng, có khả năng cạnh tranh với sản phẩm của các nước trong
khu vực như : Thái Lan, Đài Loan, Trung Quốc…do nhu cầu sử dụng sản phẩm nhựa
ở nước ta hiện nay rất cao.Một số công ty lớn như công ty CP nhựa cao cấp hàng
không (Aplaco) , Rạng Đông , Tân Tiến, Tiền Phong….Theo thống kê chưa đầy đủ ,
sản phẩm nhựa ở thành phố Hồ Chí Minh chiểm khoảng 80% tổng sản phẩm trên
toàn quốc ,các tỉnh phía bắc tập trung ở Hà Nội.
Nhìn chung , tốc độ phát triển của ngành nhựa nước ta khá nhanh . Các công ty
nhựa trong nước đáp ứng được về số lượng và chủng loại sản phẩm, nhưng chủ yếu

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

là sản phẩm dân dụng với chất lượng chưa cao . Do vậy ngành nhựa Việt Nam cần
phấn đấu hơn nữa để đếm năm 2012 phải đạt 1,8 triệu tấn, chỉ số chất dẻo trên đầu
người phải đạt được 50Kg/người và cần chuyển đổi cơ cấu sản phẩm, từ đồ dùng gia
đình chuyển sang đồ dùng điện tử , thông tin , vật liệu xây dựng , vật liệu bao bì ,
công nghiệp…Từ tiêu thụ trong nước chuyển sang tiêu thụ nước ngoài , từ mô phỏng
sản phẩm sang thiết kế sản phẩm mới . Hơn nữa Việt Nam đã ký hiệp định thương
mại song phương với Hoa Kỳ mở đường cho thị trường Việt Nam khai thác một lãnh
vực xuất khẩu rộng lớn và khu mậu dịch tự do Đông Nam Á AFTA bắt đầu hoạt
động từ năm 2003 Việt Nam mở cửa thị trường cho hàng hóa lưu thông tự do trong
khu vực.

Ngoài ra , trong kỳ họp ở Singapore của liên đoàn khối ASEAN , nước ta được
giữ chức chủ tịch hiệp hội nhựa ASEAN từ năm 2001, việc này tạo điều kiện cho ta
mở rộng mối quan hệ không chỉ với các nước ASEAN mà còn với các nước khác
ngoài khu vực giúp chúng ta tiếp cận được với thị trường thế giới . Như vậy so với
thế giới và khu vực , ngành nhựa của nước ta vẫn còn yếu nhưng với tốc độ phát triển
và nhu cầu như hiện nay thì chẳng mấy chốc ngành nhựa Việt Nam có thể vững
mạnh.

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

CHƯƠNG: II CHẤT DẺO THƯỜNG DÙNG TRONG SẢN
XUẤT CÁC CHI TIẾT DÂN DỤNG
2.1 Tìm hiểu vật liệu polymer
2.1.1 Khái niệm chất dẻo
Chất dẻo (Plastics) là loại vật liệu được tạo thành bởi nhiều phần tử (các cao
phân tử Polyme). Nó có thể được tổng hợp hoặc thay đổi từ thành phần nhỏ (gọi là
Monome). Chất dẻo là vật rắn (có thể là trạng thái lỏng trong quá trình gia công).
Định nghĩa chất dẻo (nhựa) có thể phân loại bằng sự phân loại theo biểu đồ dưới đây:
Vật liệu các loại
Vật liệu vô cơ
Vật liệu hữu cơ

Vật liệu gốm sứ

Vật liệu kim loại
Vật liệu cao phân tử
Vật liệu thấp phân tử

Sợi
Cao su
Chất dẻo
Chất kết dính
Nhựa nhiệt dẻo
Tái sinh
Nhựa nhiệt rắn
Không tái sinh

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Các cao phân tử Polyme thường được cấu tạo từ những thành phần có cấu trúc
giống nhau gọi là đoạn mạch thành phần ( monome).
Cao phân tử có nguồn gốc từ thiên nhiên: Cenllulo, len, cao su thiên nhiên…
Cao phân tử có nguồn gốc nhân tạo được tổng hợp từ các monome.

Phân loại

Trọng lượng phấn tử

Thấp phân tử

Trọng lượng phân tử dưới 1000

Cao phân tử thường

Trọng lượng phân tử 1000-10.000

Cao phân tử có trọng lượng lớn

Trọng lượng phân tử 10.000-80.000

Siêu cao phân tử

Trọng lượng phân tử trên 1000.000

Người ta phân loại các chất cao phân tử căn cứ vào trọng lượng phân tử:

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 8

Hình 2. : Trọng lượng phân tử[1]


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Các tính chất của chất dẻo được điều chế từ một nhóm đơn phân tử chủ yếu do
độ dài của mạch phân tử quyết định. Độ lớn của mạch phân tử được xác định bằng
phân tử lượng trung bình (M) hoặc độ trùng hợp trung bình (P).
Độ trùng hợp trung bình được biểu diễn qua trọng lượng phân tử và phân tử
lượng của monomer.
Các Polyme được tạo thành từ các monomer nhờ các phản ưng trung hợp, trùng
phối, trùng ngưng, đồng trùng hợp.

• Sự trùng hợp.
Trong quá trình trùng hợp các cao phân tử được tạo thành từ các đơn phân tử
trong phản ứng mạch không có sự tạo thành các sản phẩm phẩm. Điều kiện của phản
ứng trùng hợp là các đơn phân tử phải có liên kết không bão hoà.

• Sự trùng phối.
Trùng phối cũng xảy ra giống trùng hợp vì trong quá trình xảy ra phản ứng hoá
học không xuất hiện các sản phẩm phụ có phân tử nhỏ.Trong quá trình trùng phối
người ta có thể sử dụng hai đơn phân tử khác nhau. Quá trình trùng phối hợp các chất
đơn phân tử có sự đổi chỗ các nguyên tử.

• Sự trùng ngưng.
Phản ứng trùng ngưng được hình thành từ các chất đơn phân tử mà phản ứng
hóa học của nó xảy ra sẽ tạo thành các phân tử nhỏ khác (như nước). Khi trùng
ngưng sẽ xuất hiện các Polyme có cấu trúc lưới. Trùng ngưng có thể thực hiện theo
từng giai đoạn. Ví dụ trong quá trình tạo nhựa Phenol, giai đoạn đầu kết thúc ở phần
tạo vật liệu ép. Sau đó dưới tác dụng của áp lực và nhiệt độ quá trình tạo vật liệu ép
sẽ kết thúc ở trong khuôn.

• Đồng trùng hợp.
Các chất dẻo khác nhau có thể liên kết với nhau tạo ra chất dẻo mới copolymer
(Polyme đồng trùng hợp).

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Trong quá trình đồng trùng hợp các chất đơn phân tử phàn lớn liên kết các mạch
với nhau tạo thành mảng. Cũng có trường hợp các Polyme này liên kết vào mạch sẵn
của Polyme khác. Quá trình đó gọi là đồng trùng hợp ghép cấy.
Chất dẻo (Plastics, nhựa tổng hợp) là vật liệu được tạo thành bởi nhiều phần tử
hữu cơ (cao phần tử Polyme). Các phần tử Polyme này được tổng hợp từ các thành
phần nhỏ khác gọi là Monome. Chất dẻo là vật liệu dạng rắn trong điều kiện thường
và có tính dẻo hoặc chảy lỏng khi được nung nóng ở nhiệt độ nhất định. Có thể minh
hoạ chất dẻo qua biểu đồ sau:
Các cao phần tử Polyme có nguồn gốc nhân tạo thường được tổng hợp từ các
Monome, còn cao phân tử Polyme có nguồn gốc thiên nhiên thì gồm: Xenlulô, Len,
Cao su thiên nhiên.
Các cao phân tử có tính chất tuỳ thuộc vào độ dài của các mạch phân tử, độ dài
này được xác định bằng các phân tử lượng trung bình. Sự tạo thành phân tử Polyme
từ các Monome nhờ các phản ứng hoá học như: sự trùng hợp, sự trùng ngưng, đồng
trùng hợp.

Cấu tạo của Polyme thành phần hoá học của nó và các phản ứng hoá

học là các yếu tố quyết định cơ - lý - hoá của từng loại vật liệu
2.1.2 Phân loại và tính chất

1. Phân loại
- Dựa trên tính chất vật lí, tính chất hoá học, cấu trúc phân tử, khả năng gia
công và các yếu tố tác động lên vật liệu mà người ta phân loại chất dẻo theo nhiều
phương pháp khác nhau như: phân loại chất dẻo theo cấu trúc hoá học (Polyme kết
tinh, polyme định hình), phân loại chất dẻo theo công nghệ (nhựa nhiệt dẻo, nhựa
nhiệt rắn), phân loại chất dẻo theo hình dạng mạch đại phân tử, phân loại chất dẻo
theo công dụng (nhựa thông dụng, nhựa kĩ thuật, nhựa kĩ thuật chuyên dùng).
a. Phân loại chất dẻo theo cấu trúc hoá học.
- Trong các vật liệu Polyme,tuỳ theo trạng thái sắp sếp chuỗi mạch của nó mà ta
có thể phân ra loại nhựa có dạng kết tinh hay không kết tinh (vô định hình).

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

- Nếu chuỗi các mạch của vật liệu Polyme được xếp khít nhau theo một trật tự
nhất định thì ta có vật liệu Polyme kết tinh.
- Nếu chuỗi các mạch của vật liệu Polyme được sắp xếp không theo một trật tự
nhất định nào thì ta có Polyme định hình. Polyme kết tinh không có nghĩa là toàn bộ
khối Polyme đều ở trạng thái kết tinh mà trong đó vẫn có thể có những pha vô định
hình.
- Các Polyme ở trạng thái kết tinh thường ở trạng thái đục mờ. Các Polyme ở
trạng thái không kết tinh có độ trong suốt. Ví dụ như nhựa PPMA còn có độ trong
suốt hơn cả thuỷ tinh. Nó cho phép 73% tia cực tím xuyên qua trong khi đó thuỷ tinh
Silicat (vô cơ) chỉ cho13% tia cực tím đi qua.

b. Phân loại chất dẻo theo công nghệ.
Chất dẻo được chia thành 2 loại: Chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn.
- Chất dẻo nhiệt dẻo:
Là loại vật liệu Polyme có khả năng lập lại nhiều lần quá trình chảy mềm dưới
tác dụng của nhiệt vầ trở nên cứng rắn (định hình ) khi được làm nguội.Trong quá
trình tác dụng của nhiệt nó chỉ thay đổi tính chất vật lí chứ không có phản ứng hoá
học xảy ra.
- Chất dẻo nhiệt rắn:
Là loại vật liệu Polyme khi bị tác dụng của nhiệt hoặc các giải pháp xử lí hoá
học sẽ trở nên cứng rắn (định hình sản phẩm). Nhựa nhiệt rắn sau khi nóng chảy và
đóng rắn nó không còn khả năng chảy sang trạng thái chảy mềm dưới tác động của
nhiệt nữa. Do vậy nhựa nhiệt rắn không có khả năng tái sinh các loại phế phẩm, phế
liệu hoặc các sản phẩm đã qua sử dụng.
c. Phân loại chất dẻo theo hình dạng mạch phân tử.
Theo cách này có thể phân biệt các loại Polyme có hình dạng sợi tuyến tính,
hình dạng sợi phân nhánh, cấu trúc lưới không gian, cấu trúc hình dây thang,cấu trúc
lưới phẳng, cấu trúc hình sao, cấu trúc răng lược…

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

d. Phân loại chất dẻo theo công dụng:
Trong thực tế sản xuất và sử dụng nhựa thường được phân thành 3 loại: Nhựa
thông dụng,nhựa kĩ thuật và nhựa hỗn hợp.

Nhựa kĩ thuật: Là loại nhựa có nhiều đặc tính ưu việt hơn nhựa thông dụng như
độ bền ké, bền va đập, độ kháng nhiệt…Loại nhựa này thường để sản xuất các chi
tiết máy hoặc các chi tiết có yêu cầu tính năng cao.
- Nhựa - Nhựa thông dụng: Là loại nhựa được sử dụng rộng rãi nhất trên thế
giới với khối lượng lớn có ưu điểm là giá thành thấp và dễ gia công thành sản phẩm.
- Nhựa kĩ thuật chuyên dùng: Là loại nhựa có trọng lượng phân tử rất cao
(1.000.000 hoặc lớn hơn). Mỗi loại chỉ được sử dụng ở một số lĩnh vực riêng biệt
2.Tính chất hoá học
a. Tính chịu hoá chất
Khác với kim loại, đa số các loại nhiệt thường bền khi chịu tác động của môi
trường khí quyển. Hơn nữa chúng còn bền với các loại hoá chất như axit, kiềm, muối
và nhiều hoá chất khác.
b. Tính chịu thời tiết khí hậu
Tính chịu thời tiết khí hậu là tính thay đổi về chất lượng độ bền của sản phẩm
dưới ảnh hưởng của ánh sáng (tia cực tím), nhiệt độ không khí (Oxy, Ozon…). quá
trình giảm độ bền dưới tác động của khí hậu gọi là sự lão hoá của nhựa.
Để giảm lão hoá người ta thường dùng thêm một số chất phụ gia. Các chất phụ
gia này có tác dụng hạn chế sự lão hoá của nhựa.
2.1.3 Chất phụ gia trong chất dẻo
1. Chất bôi trơn.
Chất bôi trơn trong nhằm giảm ma sát giữa các mạch hay đoạn mạch cao phân
tử của chất dẻo và cải thiện tính chất chảy dưới tác dụng của nhiệt.
Chất bôi trơn ngoài nhằm làm tránh sự bám dính giữa nhựa với bề mặt trong
lòng xy lanh, bề mặt trục vít và lòng khuôn.

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 12

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Các loại bôi trơn gồm có:Rượu béo, axit béo, xà phòng kim loại…
2. Chất hoá dẻo.
Chất hoá dẻo có trong nhựa nhằm cải thiện sự dẻo hoá, dễ dàng điền đầy vào
khuôn tạo ra sự mềm dẻo của sản phẩm.
Chất hoá dẻo gồm:Este của axit hay rượu, dầu thơm và béo Parafin, các loại
rượu như Butanol, Glycol…
3. Chất ổn định.
Gồm các loại ổn định nhiệt, ổn định tia tử ngoại, chất chống lão hoá…Nhằm
mục đích tránh phá huỷ đặc biệt do nhiệt trong quá trình gia công hoặc sử dụng sản
phẩm chất dẻo.
a. Chất ổn định nhiệt.
Chủ yếu dùng cho nhựa PVC cứng và PVC mềm nhằm tránh tạo thành nối đuôI
trong quá trình gia công.Chất ổn định nhiệt đưa vào trong nhựa nhằm ổn định tính
chất của chất dẻo trong quá trình gia công.
Các chất ổn định nhiệt gồm:Chất hữu cơ, muối Cadmium, Calcium…
b. Chất ổn định ánh sáng.
Chất ổn định ánh sáng dùng để bảo vệ chất dẻo dưới ánh nắng mặt trời bằng
cách làm chậm quá trình giảm chất lượng khi sử dụng ngoài trời.
Các chất ổn định ánh sáng gồm:Các bon đen, bột màu…
c. Chất ổn định chống lão hoá.
Chất phong chống lão hoá nhằm mở rộng khoảng nhiệt độ sử dụng cho chất
dẻo, tạo ra chất dẻo có tuổi thọ sử dụng tăng lên hạn chế hay làm chem. Phản ứng
phát triển do Oxy hay Peroxit tác động vào.
Chất phòng lão gồm: Phòng lão Fenolic, phòng lão Amin…
4. Chất chống tĩnh điện

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Sự tích điện trên bề mặt vật liệu không dẫn điện có thể được khử bằng cách sử
dụng chất chống tĩnh điện để tạo nên một lớp bề mặt háo nước.
Các chất chống tĩnh điện gồm các chất hoạt động bề mặt, muối vô cơ…
5. Chất làm chậm cháy.
Chất làm chậm cháy tạo nên sự kháng cháy cho chất dẻo.Cơ chế của chất chậm
cháy là không cho phát triển phản ứng oxy trên bề mặt chất dẻo tiếp xúc với lửa hoặc
sức nóng bằng cách tạo ra trên lớp bề mặt một lớp bảo vệ.
Các chất chậm cháy thường có chứa Aluminium, Autimon,Brom…Chất chem.
Cháy thường dưới dạng oxit vô cơ hay phân tử hữu cơ có chứa yếu tố halogen.
6. Chất tạo xốp
Chất tạo xốp làm cho sản phẩm chất dẻo có những lỗ xốp bên trong.
Có hai loại chất tạo xốp:
Chất tạo xốp vật lí: Các lỗ xốp tạo thành do thay đổi trạng tháI vật lí của chất
xốp như sự giãn nở khí nén, bốc hơi chất lỏng, hoà tan của chất rắn.
Chất tạo xốp hoá học: Các chất xốp tạo thành do sự phóng thích khí khi chất
tạo xốp bị phân huỷ dưới tác dụng của nhiệt.
7. Chất tạo màu

• Màu được chia làm hai loại là: thuốc nhuộm và chất màu.
• Thuốc nhuộm là chất hữu cơ tan trong nhựa,nhưng không bền nhiệt.

• Chất màu là loại chất vô cơ không tan trong nhựa, kháng nhiệt hơn thuốc nhuộm
màu.
8. Chất độn
Chất độn là chất trơ thêm vào trong chất dẻo để cải thiện độ bền và các yêu cầu
khác trong khi sử dụng. Chất độn cũng làm cho giá thành của sản phẩm giảm. Có
chất độn vô cơ và hữu cơ. Chất độn cacbonat canxi và cao lanh, bột tan…được sử
dụng nhiều hơn cả.

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

CHƯƠNG: III CÁC LOẠI KHUÔN ÉP NHỰA,CHỨC
NĂNG NHIỆM VỤ CÁC BỘ PHẬN CỦA KHUÔN
3.1. Khái niệm chung về khuôn ép nhựa
Khuôn ép nhựa là một hệ thống dùng để định hình ra một sản phẩm nhựa. Nó
được thiết kế sao cho có thể sử dụng cho một số lượng chu trình sản xuất nhất định.
Kích thước và kết cấu của khuôn phụ thuộc vào kích thước và hình dáng sản phẩm.
Tuỳ thuộc vào số lợng và độ phức tạp của sản phẩm yêu cầu mà kết cấu của khuôn có
thể đơn giản hay phức tạp. Khuôn gồm nhiều chi tiết lắp với nhau, ở đó nhựa được
phun vào, được làm nguội để định hình sản phẩm rồi đẩy sản phẩm ra. Sản phẩm
được tạo hình giữa hai phần của khuôn. Khoảng trống giữa hai phần đ ược điền đầy
nhựa mang hình dạng của sản phẩm.

• Thân khuôn: Nơi có bố trí lòng khuôn, thân khuôn được phân ra làm hai

nửa, một nửa tĩnh tại và một nửa di động.
• Đế khuôn: Kẹp chặt khuôn vào trong các bàn máy.

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

• Hệ thống cấp nhựa: bao gồm cuống phun, kênh nhựa, cổng nhựa.Mục đích của cuống
phun , kênh nhựa, và hệ thống cổng nhựa là dẫn vật liệu chảy đều với áp suất và nhiệt
độ tối thiểu giảm dần tới mỗi lòng khuôn , hoặc tới điểm xa hơn tại một lòng khuôn
lớn.
• Hệ thống đẩy sản phẩm: Chức năng của hệ thống đẩy là lấy sản phẩm ra
sau khi khuôn mở.
• Hệ thống làm nguội khuôn.
3.2. Các dạng khuôn chính.
3.2.1 Khuôn hai tấm
Khuôn hai tấm: là dạng thông thường nhất, dạng này cuống phun được kéo ra
khỏi lỗ phun trong khi khuôn đang mở và cuống phun có thể rơi xuống cùng chi tiết.

Phương pháp dùng khuôn hai tấm rất thông dụng trong hệ thống khuôn ép phun
.Khuôn gồm có hai phần , khuôn trước và khuôn sau. Kết cấu khuôn đơn giản dễ chế
tạo , do đó khuôn hai tấm thường chỉ sử dụng để tạo ra những sản phẩm dễ bố trí
cổng vào nhựa.
Đối với khuôn hai tấm có một lòng khuôn thì không cần đến kênh dẫn nhựa mà
nhựa sẽ điền đầy trực tiếp vào lòng khuôn thông qua bạc cuống phun.

Hình 3. :Kết cấu khuôn hai tấm[2]

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

1-Bạc cuống phun

6-Tấm khuôn sau

2-Vòngđịnh vị

7-Tấm đỡ

3-Tấm kẹp phía trước

8-Tấm đẩy

4-Tấm khuôn trước

9-Khối đỡ

5-Chốt dẫn hướng

10 - Bạc dẫn hướng

Phương pháp dùng hai tấm rất thông dụng trong hệ thống khuôn. Tuy nhiên, đối
với sản phẩm loại lớn không bố trí được miệng khuôn ở tâm, hoặc sản phẩm có nhiều
miệng phun hoặc khuôn nhiều lòng khuôn, cần nhiều miệng phun ở tâm thì kết cấu
khuôn có thể thay bằng hệ thống khuôn ba tấm.

3.2.2 Khuôn ba tấm

Hình 3. : Kết cấu cơ bản khuôn ba tấm[2]
Khuôn ba tấm với cổng nhựa ở giữa các lòng khuôn. Mục đích chính của thiết kế
này là tự động phân ra kênh dẫn nhựa và cổng nhựa theo các chi tiết trong lúc khuôn
đang

mở.
Khuôn ba tấm cũng được sử dụng khi cần thiết khi bố trí cổng nhựa ở trung tâm

hoặc nhiều cổng nhựa cho các đường chảy riêng vào trong lòng khuôn.Đối với những

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

chi tiết vách mỏng có dòng chảy nhựa rộng và dài. Hai hoặc nhiều cổng nhựa có
hướng vào trong chi tiết có thể tạo nên lưu lượng dòng chảy bằng nhau và tránh được

hiện tượng phân luồng dòng chảy. Khuôn ba tấm rất phù hợp với nhiều trường hợp.
Hệ thống này gồm khuôn sau, khuôn trước và hệ thống thanh đỡ. Nó được tạo
ra hai khoảng sáng khi khuôn mở. Một khoảng sáng để lấy sản phẩm ra và khoảng
sáng kia để lấy kênh nhựa ra . Nhược điểm của hệ thống khuôn ba tấm là khoảng cách
giữa vòi phun của máy và lòng khuôn rất dài, nó làm giảm áp lực khi phun khuôn và
tạo ra nhiều phễu liệu của hệ thống kênh nhựa.

3.2.3 Khuôn nhiều tầng.
Khi yêu cầu một số lượng sản phẩm lớn và để giữ giá thành sản phẩm thấp,hệ
thống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy. Với loại hệ thống khuôn
này chúng ta có một hệ thống đẩy ở mỗi mặt của khuôn.

Hình 3. : Khuôn nhiều tầng[2]

3.2. Chức năng của các bộ phận trong khuôn nhựa
3.2.1. Các bộ phận cơ bản của khuôn

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Khuôn gồm hai phần chính: Một phần là lõm và sẽ xác định hình dạng ngoài của
sản phẩm được gọi là lòng khuôn, phần xác định hình dạng bên trong của sản phẩm
được gọi là lõi.
Phần tiếp xúc giữa lõi và lòng khuôn được gọi là mặt phân khuôn.

Ngoài lõi và lòng khuôn còn có các bộ phận khác, chức năng của chúng được
chỉ ra trong hình sau.

Hình 3. : Cấu tạo sơ bộ

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Hình 3. :Các bộ phận cơ bản của khuôn

1. Tấm kẹp trước
2. Tấm khuôn trước
3. Vòng định vị
4. Bạc cuống phun
5. Sản phẩm
6. Bộ định vị
7. Tấm đỡ
8. Khối đỡ
9. Tấm kẹp sau
10. Chốt đẩy sản phẩm

11.Tấm giữ
12. Tấm đẩy
13. Bạc dẫn hướng chốt

14. Chốt hồi về
15. Bạc mở rộng
16. Chốt đỡ
17. Tấm khuôn sau
18. Bạc dẫn hướng
19. Chốt dẫn hướng

3.2.2. Chức năng của các bộ phận cơ bản của khuôn
- Tấm kẹp phía trước: Kẹp phần cố định của khuôn vào máy.
- Tấm khuôn trước: Là phần cố định của khuôn tạo thành phần trong và phần
ngoài của sản phẩm.

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

- Vòng định vị: Đảm bảo vị trí thích hợp của khuôn với vòi phun.
- Bạc cuống phun: Nối vòi phun với kênh nhựa với nhau qua tấm kẹp phía
trước và tấm khuôn trước.
- Bộ định vị: Đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần cố định và phần chuyển động của
khuôn.
- Tấm đỡ: Giữ cho mảnh ghép của khuôn không bị rơi ra ngoài.
- Khối đỡ: Dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía sau để cho tấm đẩy
hoạt động được.
- Tấm kẹp phía sau: Kẹp phần chuyển động của khuôn vào máy.

- Chốt đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn bị mở.
- Tấm giữ: Giữ chốt đẩy vào tấm đẩy.
- Tấm đẩy: Đẩy chốt đẩy đồng thời với quá trình đẩy.
- Bạc dẫn hướng chốt: Để tránh hao mòn và hỏng chốt đỡ, tấm đẩy và tấm giữ do
sự chuyển động giữa chúng.
- Chốt hồi về: Làm cho chốt đẩy có thể quay trở về khi khuôn đóng lại.
- Bạc mở rộng: Dùng làm bạc kẹp để tránh mài mòn, hỏng tấm kẹp phía sau
khối đỡ và tấm đỡ.
- Chốt đỡ: Dẫn hướng chuyển động và đỡ cho tấm đẩy, tránh cho tấm khuôn
khỏi bị cong vênh do áp lực đẩy cao.
-Tấm khuôn sau: Là phần chuyển động của khuôn, tạo nên phần trong
và phần ngoài của sản phẩm.
- Bạc dẫn hướng: Để tránh mài mòn nhiều làm hỏng tấm khuôn sau.
- Chốt dẫn hướng: Dẫn phần chuyển động tới phần cố định của khuôn.

3.3.

Các yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn ép nhựa.
- Đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dáng, biên dạng của sản phẩm

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

-Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả bề mặt của lòng khuôn và lõi khuôn để đảm

bảo độ bóng của sản phẩm.
+ Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai nửa khuôn.
+ Đảm bảo lấy sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng.
+ Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia công.
+ Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững khi làm việc, tất cả các bộ phận của
khuôn không được biến dạng hay lệch khỏi vị trí cần thiết khi chịu lực ép lơn.
+ Khuôn phải có hệ thống làm mát bao quanh lòng khuôn sao cho lòng khuôn
phải có một nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ điền đầy vào lòng khuôn và định hình
nhanh chóng trong lòng khuôn, rút ngắn chu kỳ ép phun và tăng năng suất.
+ Khuôn phải có kết cấu hợp lý không quá phức tạp phù hợp với khả năng công
nghệ hiện có.

• Hệ thống đẩy.
Chức năng của hệ thống đẩy là lấy sản phẩm ra sau khi khuôn mở.

Hình 3. :Hệ thống đẩy[2]

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

- Khoảng đẩy A phải lớn hơn từ 5-10 mm so với chiều cao của sản phẩm.Không
lên làm khoảng đẩy quá dài , chốt đẩy đôi khi rất nhỏ và nếu khoảng đẩy quá dài thì
chúng sẽ làm yếu hệ thống đẩy.
- Chốt hồi B:Sau khi sản phẩm được đẩy ra , hệ thống đẩy phải trở về vị trí ban

đầu để các chốt đẩy không làm hỏng các lòng khuôn của khuôn trước khi đóng khuôn
. Vì thế cần một chốt hồi ký hiệu “B”. Chốt đẩy và chốt hồi được đặt cùng trên một
tấm gọi là tấm đẩy. Tấm đẩy là tấm mà phải chuyển tất cả áp lực đẩy và nếu tấm đẩy
quá mỏng thì nó sẽ bị uốn cong và lực đẩy sẽ không đều trên toàn bộ bề mặt của sản
phẩm vì vậy độ dày của tấm đẩy cũng rất quan trọng , ta có thể lấy độ dày tấm đẩy
dựa vào bề mặt sản phẩm theo kinh nghiệm sau:
Bề mặt sản phẩm

Độ dày tấm đẩy

2

(cm )

(mm)

5

12

10

15

25

20

50

30

100

50

- Kích thước của chốt đẩy phụ thuộc vào kích thước sản phẩm , nhưng đường
kính phải lớn hơn 3mm, trừ khi điều đó cần thiết cho hình dạng sản phẩm.
- Thiết kế hệ thống đẩy phải đảm bảo không làm yếu khuôn sau, nhờ có vị trí
của sản phẩm và vị trí của chốt hồi có khoảng trống cần thiết dưới tấm đỡ thường
rộng và có thể làm cho tấm đỡ bị uốn cong nếu áp lực phun quá lớn . Vì vậy để làm
chắc tấm khuôn sau có thể thêm vào khối đệm.
- Khi những sản phẩm có hành trình đẩy dài hoặc có những chốt đẩy nhỏ, thì
lên có những chốt dẫn hướng trong hệ thống đẩy.

a) Các chốt đẩy tròn.
Đây là kiểu đẩy thông thường , nói chung là rất đơn giản để đưa vào trong
khuôn , những lỗ tròn và chốt tròn rất dễ gia công.

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Mặc dù những lỗ tròn dễ gia công, nhưng để gia công được những lỗ vừa dài và
chính xác thì rất tốn kém. Do đó phải doa rộng các lỗ chốt đẩy , chiều dài của các lỗ

doa có đường kính D được lấy phụ thuộc vào chiều dài.
Đối với những sản lỗ nhiệt luyện trước khi gia công : L = 4D
Đối với những lỗ đã nhiệt luyện : L = 3D
Lmax = 20 mm
Lmax = 6 mm
Việc đảm bảo di chuyển nhẹ nhàng giữa lỗ chốt đẩy và lỗ doa để tránh làm
hỏng chốt đẩy và dễ lắp cũng rất quan trọng.
Chú ý : đối với những khuôn đã tôi mà vật liệu phun vào khuôn là :Polyacetal,
Polyamide hoặc Polycarbonate, thì các lỗ phải để lượng dư trước khi nhiệt luyện để
sau này còn mài.

b) Lưỡi đẩy.
Lưỡi đẩy tạo ra nhiều bề mặt hơn là chốt đẩy hình tròn như đối với chi tiết
mỏng. Có điều bất lợi là những lỗ đẩy hình chữ nhật rất khó làm và cần đặt chúng từ
các miếng ghép lên đường phân khuôn.
Chú ý: Việc mài các lỗ đẩy là để tạo lên một bề mặt rất phẳng cho các lưỡi đẩy
đi qua . Các lưỡi đẩy cũng yếu hơn các chốt đẩy tròn, nhưng có thể tăng cứng vững.

c) Các ống đẩy.
Các ống đẩy rất thuận lợi cho quá trình đẩy quanh các chốt lõi . Khi dùng hệ
thống đẩy này , góc thoát có thể giảm xuống đến 5 độ để tránh các vết chìm để lại
trên bề mặt phía trên.

d) Thanh đẩy.
Thanh đẩy dùng cho các sản phẩm lớn. Để tránh làm hỏng lõi trong khi đẩy và
lùi về , thanh đẩy phải đặt cách bề mặt thẳng đứng của khuôn ít nhất 0.5 mm. Cũng vì
lý do đó thanh đẩy phải được hướng dọc theo khoảng đẩy.

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:TS.PHẠM HOÀNG VƯƠNG

Các ứng dụng khác của thanh đẩy . Đối với kiểu này cần có quá trình đẩy kép
để đẩy sản phẩm ra hoàn chỉnh , thanh đẩy thường được gắn vào thanh nối bằng các
vít chìm , nhưng nếu sản phẩm phủ lên bề mặt đỉnh của thanh đẩy thì sẽ sử dụng lắp
gộp. Hệ thống này không tạo ra sự dẫn hướng tốt đến khoảng đẩy nhưng vẫn có thể
dùng được khi thanh đẩy nằm xa bề mặt thẳng đứng của lòng khuôn.

e) Tấm tháo.
Tấm tháo là một trong những hệ thống đẩy tốt nhất . Trong trường hợp này việc
dẫn hướng để tránh làm hỏng lõi khuôn cũng rất quan trọng.

f) Các van đẩy.
Hệ thống van đẩy không thông dụng trong chế tạo khuôn nhựa. Nó thường
được dùng bằng các vật hình cốc và trợ giúp sự thông khí trong quá trình đẩy có hiệu
quả . Một van đẩy cũng rẻ tiền hơn so với dùng tấm tháo. Tuy nhiên phải có một góc
lớn hơn 2 độ.

g) Sự đẩy cuống phun –kênh nhựa.
Sự đẩy cuống phun
Hệ thống này phải thực hiện hai hành động, vừa kéo cuống phun ra ngoài khuôn
khi mở vừa đẩy kênh nhựa, cuống phun và miệng phun ra khỏi khuôn sau. Đối với
hành động đầu tiên thì bộ phận kéo cuống phun kiểu chữ Z là kiểu đơn giản và được
sử dụng thông dụng.
- Sự đẩy kênh nhựa

Đối với khuôn có nhiều sản phẩm , và hệ thống kênh nhựa lớn thì ta làm hệ
thống đẩy kênh nhựa gồm nhiều chốt đẩy, điều đó làm cho quá trình đẩy từ khuôn
sau được êm .

- Sự đẩy ép
Đôi khi cần phải đẩy sản phẩm ra bằng hai chuyển động khác nhau và riêng rẽ .
Khi cần đẩy nặng thì lợi dụng tấm tháo (tấm đẩy). Nhưng nếu dùng một phần nhỏ
của sản phẩm trong tấm đẩy làm cản trở việc rơi tự do của sản phẩm , thì cần có một
quá trình đẩy nốt sản phẩm ra khi sản phẩm bị mắc kẹt hoặc dính trên các chốt đẩy.

SVTH:Phạm Văn Quang

Trang 25