THIẾT kế máy ép NHỰA

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trên thế giới đã và
đang phát triển mạnh mẽ, không ngừng vươn tới những đỉnh cao trong đó
có những thành tựu tiên tiến về tự động hoá sản xuất. Việc tăng năng suất
lao động nhằm cho ra đời nhiều sản phẩm có hiệu quả kinh tế lớn nhất là
mục tiêu mà tất cả các ngành sản xuất đều nhắm tới. Trong bối cảnh đó,
mọi ngành sản xuất không ngừng áp dụng mọi thành tựu khoa học kỹ thuật
vào lónh vực của mình để đạt sự tiến bộ nhất. Riêng công nghệ sản xuất các
sản phẩm từ nhựa trên thế giới đã đạt những thành tựu hết sức to lớn.
Ở nước ta hiện nay nhu cầu về sản phẩm từ nhựa rất cao, nhưng máy
móc thiết bò sử dụng cho ép nhựa nói riêng còn hạn chế so với các nước
trong khu vực nói riêng và trên thế giới nói chung.
Với mong muốn góp phần vào sự phát triển của ngành nhựa Việt
Nam, em đã nhận đề tài “THIẾT KẾ MÁY ÉP NHỰA”. Đây là một máy
đã có từ lâu nhưng còn khá hạn chế ở nước ta, do đó đây là một đề tài lớn
và mới mẽ đối với một sinh viên sắp ra trường như em.
Với điều kiện hẹp hòi về thời gian, các điều kiện về thông tin, kinh
nghiệm và tài liệu hỗ trợ còn nhiều hạn chế, nên trong đề tài này chỉ là
một sự tìm hiểu, phân tích, tính toán còn non nớt và có vài bộ phận lấy số
liệu từ thực tế để giải quyết được phần tổng thể máy.
Trong luận văn tốt nghiệp này phân tích về các kết cấu cơ khí truyền
thống, cơ cấu thuỷ lực để áp dụng điều kiển bán tự động vào trong thiết bò


như góp một chút nhỏ nhoi vào công cuộc chung nhằm sự tiến bộ trong
ngành cơ khí nước ta hiện nay.
Do trình độ còn hạn chế chắc chắn trong luận văn này còn nhiều
thiếu sót, kính mong nhận được sự phê bình và chỉ bảo của q thầy cô để
em có nhiều kinh nghiệm hơn cho các công việc sau này.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy TS.Phan Tấn Tùng đã
tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành luận văn này.

Em xin chân thành cám ơn các thầy cô đã dạy dỗ và truyền đạt cho
em những kiến thức quý báo, giúp em thêm vững bước trong công việc sau
này.
Em xin chân thành cảm ơn.

Tp.HCM, ngày 4 tháng 1 năm 2008
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Hoàng Tú.


MỤC LỤC
Trang
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA ...........................................7
I. Giới thiệu tổng quan về các loại nhựa ................................................7
1. Các tính chất cơ bản, ưu nhược điểm của Polymer ..................7
2. Phân loại nhựa ..........................................................................8
3. Một số loại nhựa thông dụng hiện nay ...................................10
II. Quy trình công nghệ để tạo thành sản phẩm nhựa ..........................19
1. Sấy khô ...................................................................................20
2. Nấu chảy nhựa ........................................................................20
3. Đưa nhựa vào khuôn đúc ........................................................21
4. Giữ nguyên áp lực phun .........................................................22
5. Giữ nguyên chi tiết trong khuôn .............................................22
6. Mở khuôn và tháo sản phẩm ..................................................22
7. Chu trình sản xuất sản phẩm nhựa .........................................24
III. Giới thiệu một số công nghệ gia công chất dẻo ............................25
1. Công nghệ thổi(Blow molding) ..............................................25
2. Công nghệ cán (Calendaring).................................................27
3. Công nghệ tráng phủ ..............................................................29
4. Công nghệ ép phun .................................................................31

Chương 2. CHỌN NGUYÊN LÝ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA
MÁY ÉP NHỰA.......................................................................35
I. Tham khảo một số máy ép nhựa trên thò trường ..............................35


II. Chọn thông số làm việc của máy thiết kế.......................................38
1. Những thông số cơ bản của máy ép nhựa TNR120 ...............38
2. Những thông số cơ bản của máy thiết kế ...............................39
III. Phân loại máy ép nhựa ...................................................................39
1. Phân loại theo lực đóng khuôn ...............................................40
2. Phân loại theo khối lượng sản phẩm lớn nhất/1 lần ép .........40
3. Phân loại theo loại nhựa gia công ..........................................40
4. Phân loại theo kiểu cụm phun ................................................40
5. Phân loại theo phương làm việc của trục vít ép nhựa ............42
IV. Chọn sơ đồ nguyên lý và sơ đồ dộng .............................................46
A. Chọn sơ đồ nguyên lý hoạt động ...............................................46
B. Chọn sơ đồ động ........................................................................48
1. Phân tích phương án cơ cấu phần ép nhựa .............................48
2. Phân tích phương án cơ cấu phần đóng khuôn .......................52
3. Chọn sơ đồ động cho máy thiết kế .........................................58
Chương 3. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC
CỦA MÁY ÉP NHỰA .............................................................60
Phần 1. Tính toán động học cơ cấu đóng mở khuôn .............................60
I. Phân tích động học cơ cấu máy ......................................................60
II. Phân tích động học cơ cấu tay quay con trượt ...............................63
1. Tính hành trình của con trượt..................................................63
2. Tính vận tốc con trượt theo vận tốc tay quay ........................64
3. Các trường hợp đặc biệt của tay quay con trượt .....................65

III. Phân tích động học cơ cấu Culít ...................................................68
1. Xác đònh vò trí giữa OA và con trượt A ..................................69
2. Vận tốc con trượt và tay quay ................................................69
3. Các trường hợp đặc biệt .........................................................71
IV. Tính động học cơ cấu máy ...........................................................75
1. Xác đònh kích thướt cơ cấu .....................................................75
2. Hành trình của cơ cấu .............................................................76
3. Khoảng chạy của Piston .........................................................77
4. Góc lắc có được của Piston .....................................................77
5. Tính vận tốc cơ cấu .................................................................78
6. Tính vận tốc trung bình cơ cấu ...............................................80
Phần 2. Tính toán động lực học cơ cấu đóng khuôn..............................81
I. Xác đònh nhiệm vụ kỹ thuật ...........................................................81
1. Tính toán điều kiện làm việc .................................................82
2. Lực mở khuôn .........................................................................83
3. Lực đóng khuôn ......................................................................90
4. Thiết kế cơ khí ........................................................................95
Chương 4. TÍNH TOÁN CỤM PHUN VÀ CƠ CẤU ÉP NHỰA ..............99
1. Trục vít ....................................................................................99
2. Xylanh bơm nhựa ..................................................................100
Chương 5. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THUỶ LỰC VÀ
SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN .............................................................112


I. Đặc điểm hệ thống thuỷ lực ............................................................112
II. Nguyên lý hoạt động của hệ thống thuỷ lực .................................115
III. Tính toán thiết kế hệ thống thuỷ lực ............................................117
1. Tính toán chọn Xylanh trong máy ........................................118
2. Chọn động cơ thuỷ lực quay trục vít.....................................122
3. Chọn bơm thuỷ lực cho hệ thống..........................................122

4. Chọn động cơ điện ...............................................................124
IV. Sơ đồ mạch điện ...........................................................................124
1. Sơ đồ mạch điện ...................................................................124
2. Nguyên lý hoạt động ............................................................126
KẾT LUẬN ..............................................................................................130
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................131


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 7

Chương 1.
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA
I. Giới thiệu tổng quan về các loại nhựa.
1.

Các tính chất cơ bản, ưu - nhược điểm của vật liệu Polymer.

[Tài liệu 12]
Ưu điểm.
 Dễ dàng tạo sản phẩm sắc nét.
 Mật độ thấp, tính dẫn điện và dẫn nhiệt kém.
 Có tính chòu ăn mòn về hoá chất.
 Tỷ số của độ bền và khối lượng tốt khi có dùng sợi gia cố.
 Được dùng rộng rãi trong vật liệu Composite.
 Chất dẻo và Polymer có những đặc tính duy nhất và nhiều
tính chất khác vượt trội so với kim loại.
 Giảm tiếng ồn.
 Có khả năng tạo màu dễ dàng và độ trong suốt cao.

 Polymer có thể có được hình dạng phức tạp dễ dàng.
 Nhiều chất dẻo có thể được tạo ra với hình dạng sắc nét mà
không cần nguyên công hoàn tất.
 Nhiệt là cần thiết cho quá trình tạo sản phẩm nhưng nhỏ hơn
rất nhiều so với quá trình tạo sản phẩm bằng kim loại.
 Giá thành tương đối thấp.
 Có khả năng tạo ra các sản phẩm xốp hoặc có tính linh hoạt.
Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 8

Nhược điểm.
 So với kim loại thì Polymer có độ bền và độ cứng thấp hơn.
 Mun đàn hồi thấp.
 Phạm vi sử dụng ở nhiệt độ thấp.
 Hệ số giãn nỡ nhiệt cao.
 Độ ổn đònh kích thướt theo thời gian kém và thường bò dão.
 Dễ bốc cháy.
 Khó sữa chữa.
 Có thể là các sản phẩm độc hay nguy hiểm, có thể là do mùi
hoặc khói trong quá trình hình thành sản phẩm.
 Hút ẩm.
 Đặc tính nhớt dẻo là giới hạn chòu tải rõ rệt khi sử dụng làm
các ổ.
 Một số loại Polymer có thể bò phân hủy dưới ánh nắng mặt

trời hoặc một số tia bức xạ.
2. Phân loại nhựa.
a. Phân loại nhựa theo khả năng chòu nhiệt.
Theo khả năng chòu nhiệt, nhựa được chia làm 2 loại:
Nhựa nhiệt dẻo (ThermoPlastic-TP).
Nhựa nhiệt dẻo có thể ở nhiều dạng khác nhau: hạt, bột(1100microns). Nhựa nhiệt dẻo có thể mềm khi gia nhiệt (chỉ khoảng vài
trăm độ), nhờ tính chất này mà TP có thể được đònh dạng lại lần thứ 2 nhờ
nhiệt thành 1 sản phẩm khác.

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 9

Các đặc tính này cho phép nhựa TP có thể tạo hình dáng dễ dàng và
có tính kinh tế khi gia công.
Các

loại

nhựa

TP

thông

dụng

như:

PS(PolyStyrene),

PP(PolyPropylene), PE(PolyEtylene), Recyclable Food Containers…
Nhựa nhiệt rắn(ThermoSetting-TS).
Nhựa nhiệt rắn có hình dáng cố đònh, nó không thể mềm khi gia
nhiệt lần thứ 2. Có độ cứng và giòn.
Mức độ liên kết ngang cao (còn các vật liệu đàn hồi thì có liên kết
ngang ở mức độ thấp) chính vì có mức độ liên kết ngang cao mà Polymer
trở nên cứng hóa học. Vì vậy, khi phản ứng thì không thể xảy ra ngược lại,
do cấu trúc của Polymer cố đònh, nếu gia nhiệt lần thứ 2 nói5 phá huỷ hoặc
bò cháy hơn là nóng chảy.
Các loại nhựa TS thông dụng như: Epoxise, Polyesters.
b. Phân loại nhựa theo công dụng.
Trong thực tế sản xuất và sử dụng, Nhựa thường được phân thành 3
loại sau:
Nhựa thông dụng: là nhựa được sử dụng với một lượng lớn,
bao gồm những loại nhựa như: PE, PP, PS, PVC, ABS, PMMA .
Nhựa kỹ thuật: là loại nhựa có chất lượng vượt trội hơn những
loại thông dụng như PE, PS trong quá trình hoạt động các tính chất cũng
như độ bền, độ dẻo dai, độ kháng nhiệt ít thay đổi. Nó dùng trong sản xuất
các chi tiết máy và các chi tiết yêu cầu tính năng cao. Các loại nhựa tiêu
biểu là PA , PC, PPS, PPO biến tính, Polyester bão hòa,...

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa

Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 10

Nhựa chuyên dùng: là loại nhựa có phân tử lượng cực lớn, nó
không thuộc trong các loại nhựa thông dụng và kó thuật, mỗi loại nhựa chỉ
sử dụng trong một số lónh vực riêng biệt. Tiêu chuẩn là FET (Fluoringted
Ethler Propylene), SI (silicon).
3. Một số loại nhựa thông dụng hiện nay. [Tài liệu 4]
a. Nhựa PE (PolyEtylene):
Các thông số kỹ thuật.
 Nhiệt độ chảy nhựa: 180  2200 C
 Áp suất phun: 600 1500kg / cm2
 Nhiệt độ khn : 50  600 C


Độ co ngót : 1,5  3%

Các tính chất của PE.
Bảng 1.1 Các tính chất của PE

Tỉ trọng

0.92

0.935

0.95

0.96

Độ kết tinh (%)

65

75

85

95

Độ cứng tương đối

1

2

3

4

Nhiệt độ mềm

100

110

120

130

Lực kéo (Kg/cm3)

140

180

250

140

Độ giãn dài (%)

500

300

100

20

Biến dạng nhiệt (t0)

45.5

85

65

80

Tính chất

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 11

 Màu trắng mờ, tỷ trọng nhỏ hơn 1.
 Cấu trúc có nhiều nhánh, độ kết tinh thấp hơn, nhiệt độ
mềm và lực kéo thấp.
 Cháy được và có mùi parafin.
 Không thấm nước, kháng hoá chất, cách điện và nhiệt tốt.
 Dòn ở nhiệt độ thấp.
 Rất dễ cháy.
 Hệ số giãn nở nhiệt cao.
 Độ bám dính kém.
Ứng dụng.
 Những sản phẩm cần độ bền kéo cơ học. Như là búa nhựa,
vật liệu cách điện và nhiệt, bồn tắm, ống nước, chi tiết xe hơi…
 Sản phẩm cần kháng dung môi. Như là thùng chứa dung
môi, chai lọ, màng mỏng bao bì…
 Sản phẩm dùng cho cách điện. Như là dùng cho dụng cụ
điện chòu tần số cao như dây cáp, chi tiết điện, băng keo cách điện…

b. Nhựa PP (PolyPropylene):
Các thông số kỹ thuật.
 Nhiệt độ chảy nhựa: 200  2500 C
 Áp suất phun : 1000 1800kg / cm2
 Nhiệt độ khuôn: 50  600 C
 Độ co ngót : 1  2%

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 12

Đặc tính.
 Giống PE nhưng có độ cứng cao hơn.
 Cách điện tần số cao tốt, lực va chạm ở nhiệt độ cao tốt.
 Tính chất phụ thuộc vào cấu trúc đồng phân lập thể
(Isotatic, Atatic hay Syndiotatic)
Tính chất.
 Tính chất nhiệt:
 Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặc biệt tính chất cơ học tốt ở
nhiệt độ cao.
 Dòn ở nhiệt độ thấp.
 Dễ cháy.
 Tính chất cơ học:
 Bề ngoài: không màu, bán trong suốt.
 Tỷ trọng: chất dẻo có trọng lượng nhẹ.

 Độ bền kéo, độ cứng: cao hơn PE.
 Tính chất điện:
 Cách điện tốt ở tần số cao.
 Lực hấp dẫn nội phân tử và độ kết tinh:
 Isotalic, Syndiotalic: kết tinh tỷ trọng cao và cứng.
 Atalic, Syndiotalic: tỷ trong thấp, lực kéo cơ học kém
không thích hợp cho gia công ép phun, đàn hồi tốt.
 Tính ứng suất nứt tốt.
Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 13

 Tính bám dính kém.
 Tính chất gia công ép phun tốt.
 Các tính chất khác như: không mùi, không vò, không độc, rẻ.
Ứng dụng.
 Độ cứng: nắp chai nước ngọt, thân và nắp bút mực, hộp
đựng nữ trang, két bia, hộp đựng thòt…
 Kháng hoá chất: chai lọ thuốc y tế, màng mỏng bao bì, ống
dẫn, nắp thùng chứa dung môi…
 Cách điện tần số cao: làm vật liệu cách điện tần số cao,
tấm, vật kẹp cách diện…
 Dùng trong ngành dệt, sợi dệt PP, dép giả da.
c. Nhựa PS (PolyStyrene):
Các thông số kỹ thuật.

 Nhiệt độ chảy nhựa: 150  2700 C
 Áp suất phun : 800  1200kg / cm2
 Nhiệt độ khn : 50  700 C
 Độ co ngót : 0,5%
Cấu trúc phân tử và tính chất.
 Phân cực và kết tinh: không phân cực, tính cách điện tốt,
độ kết tinh thấp, độ trong suốt cao.
 Tính chất cơ học: không màu, trong suốt, dễ tạo màu, độ
bền cơ học thấp, độ giãn dài thấp, độ bền va đập kém.

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 14

 Tính chất nhiệt: nhiệt độ biến dạng nhiệt thấp.
 Tính cách điện: có khả năng cách điện tần số cao tốt.
 Hoà tan trong benzen, aceton, MEK (MethylEthyle Keton)
 Ép phun: dễ cháy và ổn đònh ở nhiệt độ cao, dễ gia công
ép phun loại GP (General purpose) các sản phẩm thông dụng.
Ứng dụng.
 Sản phẩm rẻ tiền: sản phẩm nhựa tái sinh: ly, hộp.
 Cách điện tần số cao: vỏ hộp, thùng điện, ống, vật liệu
cách điện.
 Sơn: nhựa Alkyd biến tính styren–sơn Epoxy biến tính
styren.

 Nhựa trao đổi ION – PS nối ngang mạch điện tử.
d. Nhựa ABS (Poly Acrylonitrile Butadien Styrene):
Các thông số kỹ thuật.
 Nhiệt độ chảy nhựa: 200  2300 C
 Áp suất phun : 800  1500kg / cm2
Đặt trưng.
 Độ trùng hợp, độ kết tinh thấp.
Tính chất.
Tuỳ thuộc vào thành phần của các chất đồng trùng hợp.
 Tính chất ABS: thường (25:25:50).

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 15

 Khi hàm lượng acrylonitrile tăng:
 Giảm độ bền kéo, modul đàn hồi, độ cứng và độ cách điện
tăng.
 Tăng độ bền va đập, kháng dung môi và kháng nhiệt.
 Khi hàm lượng Butadien tăng:
 Giảm độ bền kéo, modul đàn hồi và độ cứng.
 Tăng độ bền va đập, kháng mài mòn và độ giản dài.
 Khi hàm lượng styrene tăng:
 Tăng độ chảy khi gia nhiệt.
 Độ phân cực và kết tinh:

 Có phân cực, độ kết tinh thấp.
 Tính chất cơ học:
 Trắng đục, bán trong suốt, độ nhớt, độ bền cao hơn PS.
 Tính chất nhiệt:
 Nhiệt độ biến dạng do nhiệt: 600C – 1200C, cháy được.
e. Nhựa PVC (PolyVinylCloride):
Các thông số kỹ thuật.
 Nhiệt độ chảy nhựa: 165 1850 C
 Áp suất phun : 1000 1500kg / cm2
Trong các loại chất dẻo đã nêu trên đây thì PVC là loại nhựa thông
dụng và được sử dụng rộng rãi nhất.

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 16

Công nghệ về hoá chất PVC đang và sẽ phát triển rất mạnh là vì PVC
có đặc điểm tốt như: ổn đònh hoá học, bền cơ học, dễ gia công ra các sản
phẩm thông dụng như bao, gói, áo mưa, dép, ống, các chi tiết của thiết bò
trong công nghiệp hoá học,…
Nhưng PVC có nhược điểm là chòu nhiệt kém, chỉ sử dụng tốt trong
khoản nhiệt độ từ 600C – 700C và tan kém trong các dung môi thông
thường, khi gia công có sự thoát khí HCL và CO, do đó phải chú ý thiết bò
phải dùng một lượng hoá dẻo tương đối lớn.
Các tính chất của PVC.

 Là loại bột màu trắng.
 Bền ở nhiệt độ thấp.
 Mềm dẻo khi dùng thêm hoá chất.
 Kháng thời tiết tốt.
 Độ bền sử dụng cao.
 Dễ tạo màu sắc.
 Trọng lượng nặng hơn so với một số chất dẻo khác.
 Cách điện kém, độ bền chòu nhiệt kém.
 Độ bền va đập kém, độc.
 PVC là nguyên liệu không dễ cháy, nhiệt độ bốc cháy của
PVC cao hơn nhiệt bốc cháy của gỗ.

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 17

Bảng 1.2 Bảng so sánh nhiệt độ bốc cháy của nhựa PVC và gỗ.
PPASTMD 1929(0C)

PVC cứng PVC đã hoá dẻo

Gỗ

Nhiệt độ bốc cháy

400

330-380

210-270

Nhiệt độ tự bốc cháy

500

420-480

400

Ứng dụng.
 Sản phẩm cứng: ống nước, màng mỏng cứng, tấm cứng.
 Sản phẩm mềm: ống nước, tấm.
 Không độc dùng: chai lọ chất dẻo, thùng chứa thực phẩm,
bao bì thực phẩm.
f. Nhựa PC (PolyCarbonate):
Các thông số kỹ thuật.
 Nhiệt độ chảy nhựa: 260  3100 C
Cấu trúc phân tử và tính chất.
 Phân cực phân tử: chứa nhóm phân cực mạnh (nhóm
carbon).
 Tương tác nội phân tử và kết tinh: cứng độ kết dính cao
(O-R-O).
 Tính chất cơ học:
- Tính cơ học: độ giãn dài cao, độ bền uốn, độ nén áp cao.
- Độ bền va đập: cao hơn PA.

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 18

- Chòu tải liên tục: yếu khi chòu tải liên tục cho nên không làm chi tiết
chòu tải liên tục và chòu liên tục.
 Tính chất nhiệt: độ bền nhiệt tốt, chòu lạnh bền đến -1100C
không cháy và tự tắt.
 Tính chất điện: là vật liệu cách điện tốt.
 Tính chất hoá học:
- Kháng hoá chất: tan trong dung môi thơm và Hydrocacbon chứa
CL, kháng Hydrocacbon béo.
- Hấp thụ nước: 0.1 – 0.1%.
- Ép phun: độ nhớt cao, chảy chậm.
Ứng dụng.
 Nắp motor, Vỏ điện thoại.
 Vật liệu cách điện cho đường ray xe lửa, bảng chỉ lối đi.
 Vỏ Tivi và Radio.
g. Nhựa PA (PolyAmide):
Các thông số kỹ thuật.
 Nhiệt độ chảy nhựa: 200  2700 C
 Áp suất phun : 800  1400kg / cm2
 Nhiệt độ khn : 60 1000 C
 Độ co ngót: 0,8  3%

Cấu trúc phân tử và tính chất
Cấu trúc phân tử và độ kết tinh: có kết tinh.
Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 19

 Tính chất cơ học: trắng sửa, tỷ trọng 1,13 – 1,17, độ giãn
dài cao, độ bền va đập, độ kháng mài mòn thấp, độ hấp thụ nước cao.
 Độ biến dạng nhiệt tốt.
 Tính chất điện: cách điện tốt.
 Hoá tính: kháng hoá chất tốt (kháng yếu đối với phenol,
acid mạnh), độ hấp thu nước cao từ 1,3 – 1,9%.
 Ép phun: tạo nhanh, độ kết tinh cao, giảm độ nhớt ở điểm
nóng chảy.
 Không vò, không độc, đắt tiền.
Ứng dụng.
Dùng sản xuất các chi tiết chòu cơ học, chi tiết cho phụ tùng xe hơi,
ống dẫn, tấm, sợi nylon.

II. Quy trình công nghệ để tạo thành sản phẩm nhựa.
Quy trình công nghệ để tạo các sản phẩm nhựa PA, PE, PS, PP gồm có
các bước như sau:
 Nhựa hạt được sấy khơ.
 Nhựa được đưa qua buồng nấu chảy và tích tụ cho đủ trọng lượng sản
phẩm.

 Nhựa dạng chảy được đưa vào khn dưới áp lực phù hợp đến khi
điền đầy lòng khn.
 Giữ ngun áp lực phun ở một thời gian nhất định.
 Thơi áp lực phun nhưng sản phẩm vẫn được giữ trong khn ở thời
gian nhất định.
Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 20

 Mở khn và tháo chi tiết ra.
1. Sấy khơ:
Sấy khơ là một cơng việc vơ cùng quan trọng trong cơng nghệ ép. Nếu
sản phẩm nhựa được ép từ loại nhựa ẩm thì thơng thường dẫn đến những
khuyết tật sau:
 Làm sản phẩm bị bọt khí.
 Sản phẩm khơng điền đầy.
 Chất lượng bề mặt sản phẩm khơng tốt.
Tùy theo mỗi loại nhựa mà ta sấy ở một nhiệt độ thích hợp (thơng thường
( 60 0 C  800 C ) ở thời gian 6-8 giờ). Với thiết bị sấy chun dùng có đồng hồ đo
nhiệt tự động. Theo u cầu trong dây chuyền cơng nghệ thì bất cứ loại nhựa
nào dù mới nhập đều nên qua ngun cơng sấy vì điều kiện khí hậu ở nước ta
là ẩm và mơi trường bảo quản chưa tốt.
2. Nấu chảy nhựa:
Nhựa sau khi được sấy khơ sẽ được tải vào buồng nấu với các ngăn
buồng có nhiệt độ khác nhau, để cho nhựa đi từ đầu buồng đến cuối buồng sẽ

biến từ trạng thái rắn sang lỏng. Trong ngun cơng này cũng là ngun cơng
khá quan trọng. Về kết cấu buồng để nhựa chảy đều, đồng thời khơng bị q
nhiệt, và ở những ngăn cần phải làm nguội để sao cho nhựa ở ngăn đó phải là
trạng thái rắn. Ngăn làm nguội mục đích để nhựa có thể di chuyển vào vùng
khơng gian tải liệu ở dạng hạt thể rắn.
Về sự chảy đều là một kết quả do sự tính toán lẫn kinh nghiệm trong
điều kiện gia nhiệt, kết cấu trục tải liệu, tốc độ tải liệu. Nếu như tốc độ tải liệu
q nhanh sẽ dẫn đến lớp nhựa tiếp xúc bên ngòai sẽ chảy lỏng còn bên trong
vẫn dạng rắn. Hoặc do lớp nhựa q dày và tốc độ đi q nhanh cũng xảy ra
trường hợp trên. Lớp nhựa q dày còn dẫn đến hậu quả lớp nhựa bên trong

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 21

muốn được chảy lỏng thì bên ngồi phải gia nhiệt q lâu, chưa kể rơle nhiệt
khơng khống chế được chính xác.
Trường hợp kết cấu trục vít tải liệu khơng hợp lý sẽ dẫn đến nhựa sẽ
khơng đưa vào được buồng nhiệt hoặc đưa vào với tổn thất lớn. Ngồi ra ngăn
đầu tiên ln ở trạng thái nguội, nếu khơng liệu từ ngồi đưa vào khơng xuống
được.
Ngồi ra ở ngun cơng này, buồng nhiệt phải được khống chế bằng
đồng hồ chỉnh nhiệt, có như vậy thì khi chỉnh ép sản phẩm, người thợ mới
khống chế được tất cả thiếu sót do tính tóan lẫn chế tạo, đồng thời khống chế
các hiện tượng q hay thiếu nhiệt.

Mặt khác, trong ngun cơng này phần đầu buồng, nhiệt ở đây cũng khá
quan trọng để đóng mở kịp thời khơng gây hiện tượng khơ cứng đầu buồng
nhiệt.
3. Đưa nhựa vào khn đúc:
Sau khi nhựa được nấu chảy và đưa vào buồng tích tụ đủ lượng sản phẩm
thì lượng nhựa ấy được ép phun ra khỏi buồng với áp lực phù hợp của từng
loại nhựa để đưa vào khn.
Trong ngun cơng này sẽ có một số trường hợp sai hỏng xảy ra là do
lượng nhựa tích tụ khơng đủ sẽ gây ra sản phẩm thiếu tình dạng, hoặc do áp
thiếu hơn qui định của từng loại nhựa cũng dẫn đến tình trạng sản phẩm
khơng ổn định về hình dáng, và cũng có trường hợp khơng ra sản phẩm. Nếu
áp dư và lượng nhựa thừa, cũng dễ sinh ra sản phẩm có bavia… Do vậy ở
cơng đọan này máy khi thiết kế cần phải thay đổi áp suất ép được, đồng thời
phải có cử hành trình khống chế lượng nhựa đưa vào khn.

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 22

4. Giữ ngun áp lực phun:
Sau khi bơm lượng nhựa vào khn đủ rồi thì để sản phẩm ổn định về
kích thước, hình dáng; áp lực ấy phải được duy trì trong thời gian nhất định
nào đó tùy vào loại nhựa, nếu ta khơng có áp lực duy trì ấy, sản phẩm thành
hình sẽ khơng đạt u cầu chính xác về kích thước và hình dáng. Đối với các
sản phẩm cao cấp, áp lực giữ sau khi phun là rất cần thiết. Nên trên máy thiết

kế của ta phải có bộ phận điều chỉnh và duy trì áp lực đó một cách tự động.
5. Giữ chi tiết trong khn :
Sau thời gian duy trì áp lực nhất định nào đó, áp lực sẽ được loại bỏ
bằng cách đầu phun và khn sẽ rời xa ra. Đồng thời lúc ấy bầu phun sẽ tải
liệu tiếp tục.
Tuy đã thơi áp lực nhưng sản phẩm vẫn phải giữ trong khn một thời
gian cho nhiệt độ giảm xuống và khi đã ổn định hồn tồn, sản phẩm mới
được tháo ra khỏi khn.
Do đó trên máy ta đặt đồng hồ thời gian, đóng mở bằng tay hay tự động,
ngồi ra để rút ngắn thời gian để nguội này đồng thời bảo đảm sự ổn định của
sản phẩm, trên máy thiết kế bộ phận bơm nước lưu thơng qua khn để làm
nguội nhanh.
6. Mở khn và tháo sản phẩm:
Chi tiết sản phẩm đến giai đoạn này xem như đã thành hình và bước qua
phần tháo khn. Khn được cơ cấu mở khn tách ra tại mặt phân khn.
Trong q trình mở khn, khn di động sẽ được lói sản phẩm thiết kế ngay
trong khn.
Sau đó máy tiếp tục chu trình cơng nghệ tiêu biểu chung cho tất cả các
loại nhựa ép ra chi tiết sản phẩm. Khi sử dụng riêng một loại nhựa với đặc
tính nhựa đã cụ thể để ép ra sản phẩm, người ta chọn một qui trình cơng nghệ
đã được lựa chọn, tính tốn và có thể điều chỉnh số liệu theo kinh nghiệm.
Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 23

Các thơng số cần thiết như áp lực phun, nhiệt độ gia nhiệt, tốc độ ép phun,
thời gian định hình và ổn định cũng như kết cấu chi tiết sản phẩm đều có quan
hệ và khống chế lẫn nhau. Khơng có một cơng thức cụ thể nào nói lên tồn bộ
sự liên hệ và khống chế nghĩa là khó định ra một sự khn mẫu cho nột qui
trình cơng nghệ cụ thể.
Do đó, tồn bộ q trình từ khi thiết kế khn mẫu, lọai nhựa cho sản
phẩm đến hình thành quy trình cơng nghệ và tiến hành ép ra sản phẩm bị chi
phối bởi nhiều yếu tố mà người làm cơng nghệ cần am hiểu và đúc kết.

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 24

7. Chu trình sản xuất sản phẩm nhựa.
Nhựa lãnh từ kho

Nhựa được sấy khô

Tải liệu và đưa nhựa
vào buồng nhiệt

p nhựa vào khuôn

Giữ áp lực

Giữ nguyên sản
phẩm trong khuôn

Tháo gỡ sản phẩm

Gọt tỉa Bavia, cuốn

Tinh chế: phun màu, ép
nóng, mạ, tăng bền…
(có thể có)

Lưu kho

Hình 1.1 Chu trình sản xuất sản phẩm nhựa.

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa


Chương 1. Tổng quan về ngành nhựa.

Trang 25

III. Giới thiệu một số công nghệ gia công chất dẻo.
Có nhiều công nghệ khác nhau để gia chất dẻo nhưng nhìn chung thì
có các công nghệ thông dụng sau đây: [Tài liệu 12]
Đùn.
Ép phun.
Thổi.

Đònh dạng nhiệt.
Cán .
Hàn.
Công nghệ khuôn quay.
Công nghệ tạo mẫu nhanh.
Công nghệ tái sinh.
Sau đây là một số công nghệ sản xuất-gia công chất dẻo thông
thường hiện nay.
1. Công nghệ thổi (Blow Molding). [Tài liệu 12]
Tóm tắt quá trình thổi như sau:
 Nóng chảy vật liệu.
 Tạo các phôi (Parison) từ nhựa nóng chảy.
 Đặt Parison vào khuôn.
 Thổi Parison ở trong khuôn.
 Làm nguội sản phẩm.

Luận văn tốt nghiệp

Thiết kế Máy ép nhựa