Giáo trình Thiết kế chế tạo khuôn cho sản phẩm nhựa

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................. 9 
Chương 1 VẬT LIỆU NHỰA................................................................... 11 
1.1. Thành phần của nhựa .................................................................... 11 
1.1.1. Polymer ..................................................................................... 11 
1.1.2. Chất phụ gia .............................................................................. 12 
1.1.3. Chất tăng bền............................................................................. 13 
1.2. Phân loại vật liệu nhựa ................................................................... 13 
1.2.1. Phân loại theo công nghệ .......................................................... 13 
1.2.2. Phân loại theo phạm vi sử dụng ................................................ 14 
1.3. Tính chất của vật liệu nhựa............................................................ 15 
1.3.1. Đặc tính ..................................................................................... 15 
1.3.2. Tính chất kỹ thuật ..................................................................... 16 
1.4. Ứng dụng và phương pháp gia công vật liệu nhựa....................... 22 
1.4.1. Ứng dụng một số loại nhựa thông dụng.................................... 22 
1.4.2. Phân loại phương pháp gia công ............................................... 24 
Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH SẢN PHẨM NHỰA .. 26 
2.1. Chuẩn bị nguyên liệu ...................................................................... 26 
2.2. Công nghệ ép đùn ........................................................................... 26 
2.2.1. Giới thiệu chung ........................................................................ 26 
2.2.2. Vật liệu ...................................................................................... 27 
2.2.3. Quá trình ép đùn ........................................................................ 27 
2.2.4. Thiết bị ép đùn .......................................................................... 28 
2.2.5. Sản phẩm của quá trình ép đùn ................................................. 33 
2.3. Công nghệ ép phun ......................................................................... 37 
2.3.1. Giới thiệu chung ........................................................................ 37 
2.3.2. Vật liệu ...................................................................................... 37 
2.3.3. Quá trình ép phun ...................................................................... 37 
2.3.4. Công nghệ ép phun nhiều màu.................................................. 40 
2.4. Công nghệ đúc ép, đúc biến đổi hình ............................................. 46 
2.4.1. Giới thiệu chung ........................................................................ 46 

2.4.2. Vật liệu ...................................................................................... 47 
3


2.4.3. Quá trình đúc ép, đúc biến đổi hình .......................................... 47 
2.4.4. Phân loại .................................................................................... 49 
2.5. Công nghệ cán ................................................................................. 51 
2.5.1. Giới thiệu chung ........................................................................ 51 
2.5.2. Vật liệu ...................................................................................... 52 
2.5.3. Quá trình công nghệ cán ........................................................... 52 
2.6. Công nghệ thổi ................................................................................ 52 
2.6.1. Giới thiệu chung ........................................................................ 52 
2.6.2. Vật liệu ...................................................................................... 53 
2.6.3. Quá trình công nghệ thổi........................................................... 53 
2.7. Công nghệ phủ chất dẻo ................................................................. 56 
2.7.1. Giới thiệu chung ........................................................................ 56 
2.7.2. Vật liệu ...................................................................................... 56 
2.7.3. Quá trình công nghệ phủ ........................................................... 56 
2.8. Công nghệ khuôn quay ................................................................... 58 
2.8.1. Giới thiệu chung ........................................................................ 58 
2.8.2. Vật liệu ...................................................................................... 58 
2.8.3. Quá trình công nghệ khuôn quay .............................................. 58 
2.9. Tạo hình sản phẩm nhựa bằng nhiệt ............................................. 59 
2.9.1. Giới thiệu chung ........................................................................ 59 
2.9.2. Vật liệu ...................................................................................... 60 
2.9.3. Quá trình tạo hình ..................................................................... 60 
Chương 3 THIẾT KẾ HÌNH HỌC SẢN PHẨM NHỰA ...................... 63 
3.1. Lưu ý khi thiết kế sản phẩm nhựa ................................................. 63 
3.2. Thiết kế bề dày ................................................................................. 64 
3.2.1. Hiệu quả thiết kế ....................................................................... 64 

32.2. Lưu ý khi thiết kế ....................................................................... 64 
3.3. Thiết kế góc bo................................................................................. 66 
3.3.1. Hiệu quả khi thiết kế ................................................................. 66 
3.3.2. Lưu ý khi thiết kế ...................................................................... 67 
3.4. Thiết kế gân ..................................................................................... 68 
3.4.1. Hiệu quả khi thiết kế gân .......................................................... 68 
4


3.4.2. Lưu ý khi thiết kế ...................................................................... 68 
3.3.3. Gân tăng cứng ........................................................................... 69 
3.5. Thiết kế vấu lồi ................................................................................ 70 
3.5.1. Hiệu quả khi thiết kế vấu lồi ..................................................... 70 
3.5.2. Lưu ý khi thiết kế ...................................................................... 70 
3.6. Thiết kế lỗ trên sản phẩm ............................................................... 72 
3.6.1. Hiệu quả khi thiết kế lỗ ............................................................. 72 
3.6.2. Lưu ý khi thiết kế ...................................................................... 72 
3.7. Khoảng cắt phía sau trên sản phẩm ............................................... 73 
3.7.1. Hiệu quả khi thiết kế ................................................................. 73 
3.7.2. Giải pháp tránh khoảng cắt ....................................................... 74 
3.8. Góc vát thoát khuôn ........................................................................ 74 
3.8.1. Hiệu quả khi thiết kế góc vát ................................................... 74 
3.8.2. Lưu ý khi thiết kế ...................................................................... 74 
3.9. Thiết kế sản phẩm dùng cho lắp ráp .............................................. 75 
3.9.1. Hiệu quả khi thiết kế. ................................................................ 75 
3.9.2. Lưu ý khi thiết kế ...................................................................... 75 
3.10. Dung sai cho sản phẩm nhựa ....................................................... 76 
Chương 4 THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN ............................................. 78 
4.1. Kết cấu cơ bản và quy trình thiết kế khuôn ép phun .................... 78 
4.1.1. Kết cấu cơ bản khuôn ép phun .................................................. 78 

4.1.2. Quy trình thiết kế khuôn ép phun ............................................. 80 
4.1.3. Một số vấn đề lưu ý khi thiết kế................................................ 80 
4.1.4. Xác định thông số máy ép phun ................................................ 81 
4.2. Lựa chọn khuôn khi thiết kế .......................................................... 82 
4.2.1. Khuôn sử dụng hệ thống kênh dẫn nguội ................................. 82 
4.2.2. Khuôn sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng .................................. 83 
4.2.3. Hệ thống khuôn nhiều tầng ....................................................... 85 
4.3. Thiết kế lòng khuôn, lõi khuôn ...................................................... 86 
4.3.1. Tính toán kích thước ................................................................. 86 
4.3.2. Tính toán số lượng .................................................................... 87 
4.3.3. Phân bố lòng khuôn, lõi khuôn ................................................. 88 
4.4. Thiết kế hệ thống dẫn nhựa............................................................ 89 
5


4.4.1. Miệng phun ............................................................................... 89 
4.4.2. Cân nhắc khi thiết kế miệng phun............................................. 95 
4.4.3. Bạc cuống phun ......................................................................... 96 
4.4.4. Kênh dẫn nguội ......................................................................... 97 
4.4.5. Hệ thống kênh dẫn nóng ......................................................... 100 
4.5. Thiết kế dẫn hướng và hệ thống lõi mặt bên ............................. 103 
4.5.1. Thiết kế hệ thống dẫn hướng .................................................. 103 
4.5.2. Thiết kế hệ thống lõi mặt bên ................................................. 103 
4.5.3. Kết cấu tháo lõi mặt bên ......................................................... 105 
4.6. Thiết kế hệ thống làm nguội ......................................................... 109 
4.6.1. Tính toán hệ thống làm nguội ................................................. 109 
4.6.2. Chi tiết khuôn cần làm nguội .................................................. 111 
4.6.3. Tính toán thời gian làm nguội. ................................................ 114 
4.7. Thiết kế hệ thống gia nhiệt trên khuôn ........................................ 115 
4.7.1. Phương pháp gia nhiệt ............................................................ 115 

4.7.2. Chi tiết trong hệ thống gia nhiệt ............................................. 115 
4.8. Thiết kế hệ thống thoát khí ........................................................... 119 
4.9. Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm ................................................... 120 
4.9.1. Những điều cần lưu ý khi thiết kế ........................................... 120 
4.9.2. Phương pháp đẩy sản phẩm .................................................... 121 
4.10. Thiết kế hệ thống hồi. ................................................................. 125 
4.11. Thiết kế khuôn cho sản phẩm có ren ......................................... 126 
4.11.1. Lưu ý khi thiết kế sản phẩm có ren ....................................... 126 
4.11.2. Kết cấu khuôn cho sản phẩm có ren ..................................... 128 
4.11.3. Phương pháp tháo sản phẩm ................................................. 131 
Chương 5 PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG TRONG
THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN ......................................... 136 
5.1. Yêu cầu kỹ thuật và vật liệu .......................................................... 136 
5.1.2. Vật liệu chế tạo ....................................................................... 136 
5.1.3. Tính công nghệ........................................................................ 138 
5.2. Chuẩn bị công nghệ ...................................................................... 139 
5.2.1. Quá trình công nghệ ................................................................ 139 
5.2.2. Phương pháp chọn lựa phôi ................................................... 142 
6


5.2.3. Gia công chuẩn bị ................................................................... 142 
5.2.4. Chuẩn định vị .......................................................................... 143 
5.3. Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CAE/CNC ............................... 144 
5.3.1. Công nghệ CAD ...................................................................... 144 
5.3.2. Công nghệ CAM ..................................................................... 146 
5.3.3. Công nghệ mô phỏng số(CAE) ............................................... 150 
5.3.4. Công nghệ CNC ...................................................................... 153 
5.4. Công nghệ ngược .......................................................................... 155 
5.4.1. Vai trò của công nghệ ngược .................................................. 155 

5.4.2. Quy trình công nghệ ngược..................................................... 156 
5.4.3. Một số phần mềm hỗ trợ ......................................................... 158 
5.4. Công nghệ gia công tia lửa điện................................................... 159 
5.4.1. Bản chất vật lý ......................................................................... 159 
5.4.2. Phương pháp gia công ............................................................. 159 
5.4.3. Vật liệu chế tạo điện cực ......................................................... 160 
5.4.4. Ứng dụng ................................................................................. 163 
5.5. Phương pháp nâng cao chất lượng khuôn ép phun ................... 165 
5.5.1. Thấm nitơ ................................................................................ 165 
5.5.2. Mạ crom và mạ niken.............................................................. 165 
5.5.3. Phun phủ bề mặt khuôn ........................................................... 166 
5.5.4. Đánh bóng khuôn .................................................................... 167 
5.6. Bảo dưỡng, bảo quản khuôn ........................................................ 167 
5.6.1. Nguyên tắc .............................................................................. 167 
5.6.2. Duy trì, bảo quản khuôn .......................................................... 169 
Chương 6 MÁY ÉP PHUN VÀ CÁC THÔNG SỐ .............................. 171 
6.1. Cấu tạo và phân loại ..................................................................... 171 
6.1.1. Cấu tạo chung máy ép phun .................................................... 171 
6.1.2. Phân loại máy ép phun ............................................................ 171 
6.2.
Hệ
thống
phun………………………………………………………………..152
6.2.1. Phễu cấp liệu ........................................................................... 174 
6.2.2. Khoang chứa liệu .................................................................... 174 
6.2.3. Băng gia nhiệt ......................................................................... 175 
7


6.2.4. Trục vít .................................................................................... 175 

6.2.5. Vòi phun .................................................................................. 177 
6.3. Hệ thống kẹp ................................................................................. 179 
6.3.1. Cơ cấu đẩy, Cơ cấu kẹp .......................................................... 180 
6.3.2. Tấm di động, tấm cố định, thanh nối ...................................... 181 
6.4. Hệ thống điều khiển và hỗ trợ ép phun...................................... 182 
6.5. Lựa chọn máy ép phun ................................................................ 184 
6.5.1. Thông số cơ bản ...................................................................... 184 
6.5.2. Máy ép phun nhiều màu .......................................................... 185 
6.6. Thông số công nghệ cơ bản của quá trình ép phun .................. 186 
6.6.1. Thông số công nghệ ................................................................ 186 
6.6.2. Thời gian chu kỳ ép phun........................................................ 188 
Chương 7 KHUYẾT TẬT TRÊN SẢN PHẨM NHỰA....................... 194 
7.1. Nguyên nhân và phân loại khuyết tật .......................................... 194 
7.1.1. Nguyên nhân ........................................................................... 194 
7.1.2. Phân loại .................................................................................. 196 
7.2. Biện pháp khắc phục..................................................................... 203 
7.2.1. Biện pháp khắc phục trên khuôn ............................................. 203 
7.2.2. Biện pháp khắc phục trên máy ép phun .................................. 206 
7.2.3. Biện pháp khắc phục khi sử dụng vật liệu .............................. 209 
7.2.4. Biện pháp khắc phục khi thiết kế sản phẩm............................ 209 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................... 211 

8


LỜI NÓI ĐẦU
Trong một vài năm từ đầu thập kỉ 90 trở lại đây, lĩnh vực khuôn
mẫu đã xuất hiện ở Việt Nam và dần dần khẳng định được vai trò trong
sản xuất với các sản phẩm khuôn chất lượng cao, các loại sản phẩm nhựa
trong gia dụng và kỹ thuật. Sự phát triển của kĩnh vực này cũng đã kéo

theo sự phát triển của ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong gia công
và chế tạo.
Tại Việt Nam, do hạn chế về năng lực thiết kế và chế tạo, các doanh
nghiệp hiện mới chỉ đáp ứng được một phần sản xuất khuôn phục vụ cho
chế tạo các sản phẩm tiêu dùng, kỹ thuật. Trong khi đó, một phần lớn thị
phần sản xuất khuôn cao cấp được nắm giữ các công ty liên doanh nước
ngoài. Với những sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật cao hầu hết phải nhập bán
thành phẩm hoặc nhập khuôn từ nước ngoài.
Một trong những nguyên nhân cần được đề cập đến là các doanh
nghiệp SXKM trong nước hiện đa phần hoạt động ở tình trạng khép kín,
chưa có sự phối hợp, liên kết với nhau để đi vào thiết kế và sản xuất chuyên
sâu vào một hoặc một số mặt hàng cùng chủng loại. Bên cạnh đó, trang
thiết bị ở hầu hết các cơ sở thuộc trình độ công nghệ thấp, hoặc có nơi đã
đầu tư trang thiết bị công nghệ cao, nhưng sự đầu tư lại trùng lặp do chưa
có sự hợp tác giữa các doanh nghiệp trong sản xuất. Nguyên nhân kế tiếp
là do nguồn nhân lực thiết kế, chế tạo và chuyển giao công nghệ bị phân
tán.
Giáo trình này phục vụ cho công tác đào tạo ngành cơ khí kỹ sư chế
tạo máy tại Học viện kỹ thuật quân sự (KTQS). Mục đích là cung cấp
những hiểu biết chung nhất về các phương pháp tạo hình sản phẩm nhựa,
kiến thức cần có khi thiết kế khuôn ép phun, các phương pháp công nghệ
trong gia công khuôn của sản phẩm nhựa cũng như phục vụ cho môn học
“Thiết kế chế tạo khuôn mẫu”. Giáo trình gồm 07 chương:
Chương 1.Vật liệu nhựa
Chương 2. Phương pháp tạo hình sản phẩm nhựa
Chương 3. Thiết kế hình học sản phẩm nhựa
9


Chương 4. Thiết kế khuôn ép phun

Chương 5. Phương pháp công nghệ ứng dụng trong thiết kế, chế
tạo khuôn ép phun.
Chương 6. Máy ép phun
Chương 7. Khuyết tật trên sản phẩm nhựa
Giáo trình là tài liệu có thể có ích cho các kỹ thuật viên phân xưởng
khi muốn tìm hiểu về khuôn ép phun cho sản phẩm nhựa.
Giáo trình là kết quả của nhiều năm nghiên cứu trong lĩnh vực
khuôn ép phun cho sản phẩm nhựa. Tuy nhiên lần đầu tiên xuất bản chắc
vẫn còn sai sót. Chúng tôi mong nhận các ý kiến đóng góp để hoàn thiện
cho những lần tái bản. Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Chế tạo máy, Khoa Cơ khí,
Học viện KTQS
Các tác giả

10


Chương 1 VẬT LIỆU NHỰA
1.1. Thành phần của nhựa
Nhựa hay còn gọi chất dẻo là hợp chất được tạo thành từ các
polymer cùng với các chất phụ gia, chất tăng bền và các chất khác.
Nhựa có thể được tạo hình với một số lượng lớn các loại sản phẩm
như các chi tiết ép phun, ép đùn, màng mỏng và tấm mỏng, lớp bọc dây
điện và sợi cho nghành dệt. Hơn nữa, nhựa là thành phần cơ bản trong các
vật liệu khác như: sơn, vecni, keo dán và các hợp chất composit. Sự tạo
hình các sản phẩm từ nhựa đóng vai trò quan trọng vì các lý do sau:
- Sự đa dạng của các quá trình tạo hình và sự đa dạng không giới về
hình dáng, hình học chi tiết gia công.
- Nhiều sản phẩm nhựa được tạo hình chỉ bằng khuôn, không cần có
các bước gia công tiếp theo.
- Do nhiệt độ gia công thấp nên quá trình xử lý nhiệt đơn giản hơn.

Nhiều phương pháp gia công sản phẩm nhựa chỉ cần một nguyên công.
- Trong một số trường hợp, sản phẩm nhựa không cần lớp sơn phủ.
1.1.1. Polymer
Polymer là hợp chất hữu cơ mà được hình thành do sự liên kết hoá
học bền vững giữa các đơn vị polymer với công thức phân tử hoàn toàn
giống nhau. Các đơn vị này nối với nhau thành chuỗi dài( còn gọi là mạch)
chứa hàng ngàn đơn vị nên phân tử polymer còn được gọi là cao phân tử.
Các polymer được tạo thành từ các monome nhờ các phản ứng trùng hợp,
sự trùng phối, sự trùng ngưng, đồng trùng hợp .
- Sự trùng hợp: Trong phản ứng 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 phụ. 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
11


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 hoá học của nó xảy ra sẽ tạo thành các phân
tử nhỏ khác (như nước). Khi trùng ngưng sẽ xuất hiện các Polymer có cấu
trúc lưới. Sự trùng ngưng có thể thực theo từng giai đoạn.
- Đồng trùng hợp: Các chất dẻo khác nhau có thể liên kết với nhau
tạo ra chất dẻo mới copolymer (Polymer đồng trùng hợp). Trong quá trình
đồng trùng hợp các chất đơn phân tử phần lớn liên kết các mạch với nhau
tạo mạch mảng. Cũng có trường hợp các Polyme này liên kết vào mạch sẵn
của Polymer khác. Quá trình đó gọi là đồng trùng hợp ghép cấy.

1.1.2. Chất phụ gia
Chất phụ gia là các chất được trộn thêm vào trong chất dẻo, thường
là các chất hữu cơ nhằm cải thiện tính chất cơ – lý – hoá của polymer. Đôi
khi chất phụ gia có độc tính nên cần tuân thủ các tiêu chuẩn về sử dụng
chất phụ gia. Việc cho thêm chất phụ gia phụ thuộc vào mục đích sử dụng
khác nhau như chỉ tiêu về lý tính, yêu cầu về khả năng tạo hình, tuổi thọ,
giá thành.
- Chất tăng dẻo: Chất tăng dẻo là chất hoà tan, được đưa vào trong
polymer nhằm phá vỡ một phần tác dụng tương hỗ làm vật liệu chuyển từ
trạng thái có độ dai lớn trở thành vật liệu mềm dẻo, dễ biến dạng, dễ uốn
hơn. Nồng độ chất tăng dẻo tăng sẽ làm giảm độ dai đồng thời giảm nhiệt
độ hóa giòn.
- Chất ổn định: Chất ổn định có tác dụng làm chậm và ngăn cản
quá trình biến đổi cấu trúc khi tạo hình và khi sử dụng. Người ta sử dụng
hỗn hợp nhiều chất ổn định khác nhau nhằm đạt được yêu cầu kỹ thuật đối
với vật liệu. Có thể kể đến như chất ổn định nhiệt, chất ổn định ánh sáng
- Chất chống oxy: Chất chống oxy hoá thường dùng cho các
polymer như PE, PP, cao su. Các chất này làm chậm quá trình oxy hoá
nhiệt trong quá trình tạo hình và trong khi sử dụng. Các chất thường sử
dụng là phênon, metan, photphit…
12


- Chất giảm chấn: Chất này có tác dụng tăng độ bền cho sản phẩm
nhựa dưới tác dụng của tải trọng va đập, cải thiện khả năng giảm chấn.
- Chất chống tĩnh điện: Chất chống tĩnh điện cho phép hạn chế việc
tích tụ điện tích trên bề mặt sản phẩm và từ đó hạn chế các hiện tượng khác
như bám bụi.
- Chất chống cháy: Chất này có tác dụng hạn chế quá trình bắt lửa,
bốc cháy, ức chế quá trình oxy hoá, hoặc chuyển hoá sang chất khí. Nó có

khả năng hấp thụ năng lượng nhiệt, hạn chế quá trình trao đổi giữa khí và
polymer.
1.1.3. Chất tăng bền
Chất tăng bền là chất cho vào trong chất dẻo để tăng tính năng cơ
học. Chất tăng bền được sử dụng với vai trò vật liệu nền, làm cốt chịu lực.
Chất tăng bền tồn tại dưới các dạng sau: dạng sợi, sợi hữu cơ, sợi vô cơ,
dạng vải, dạng thanh, dạng hạt như bi thuỷ tinh, graphit…Một số chất tăng
bền như:
- PTFE tồn tại dưới dạng vải được dùng trong điều kiện làm việc
chịu tải lớn, hệ số ma sát cao. PTFE còn được dùng dưới dạng bột.
- Cacbon được dùng trong chất dẻo dưới hai dạng: sợi cacbon và
graphit làm chất bôi trơn. Cacbon được dùng dưới 3 dạng: sợi cắt ngắn
30µm đến 3mm, sợi dài từ 5mm đến 20mm và sợi dệt thành vải.Graphit
dùng làm chất giảm ma sát, tăng khả năng mài mòn trong các chi tiết trục.
Người ta dùng graphit làm chất tăng bền cho các polymer đã có độ bền cao.
- Amiang làm tăng khả năng chống cháy và chịu nhiệt của polymer.
Chúng được sử dụng trong các sản phẩm như má phanh ôtô, tấm lợp.
1.2. Phân loại vật liệu nhựa
1.2.1. Phân loại theo công nghệ
Nhựa được chia làm 2 loại: nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn.
a, Nhựa nhiệt dẻo
Là loại vật liệu có khả năng lặp lại nhiều lần quá trình chảy mềm
dưới tác dụng của nhiệt và trở thành dạng rắn khi bị làm nguội. Trong quá
13


trình tác dụng nhiệt chúng chỉ thay đổi tính chất vật lí chứ không thay đổi
tính chất hóa học. Trong loại nhựa nhiệt dẻo, theo trạng thái pha, có thể
chia thành 2 loại:
- Nhựa có cấu trúc vô định hình : Nhựa có cấu trúc vô định hình

(PS, PC, SAN …) dễ dàng nhận thấy bởi tính chất cứng và trong suốt. Màu
sắc tự nhiên của loại này là trắng như nước hoặc gần như cát vàng hoặc
màu mờ đục. Loại nhựa này có độ co ngót rất nhỏ, chỉ bằng 0,5 - 0,8%. Vật
liệu này được ưa thích trong sản xuất hành công nghiệp và gia dụng.
- Nhựa có cấu trúc tinh thể: Nhựa có cấu trúc tinh thể (PP, PE, PA,
LDPE, HDPE…) là loại nhựa này thường cứng và bền dai, nhưng không
trong suốt, thường được dùng trong làm đồ gia dụng.
Một loại nhựa nhiệt dẻo nữa là chất nhiệt dẻo đàn hồi (Elastomer
thermorplastic). Loại vật liệu này có tính chất đàn hồi tương tự cao su, như
SBR, EPDM, FPM...
b, Nhựa nhiệt rắn
Là loại nhựa khi bị tác dụng của nhiệt hoặc các xử lý hóa học trở
nên cứng hơn thông thường. Nhựa nhiệt rắn khi bị chảy lỏng và đóng rắn,
không còn khả năng chảy sang trạng thái chảy mềm dưới tác dụng của
nhiệt nữa. Do đó vật liệu nhựa nhiệt rắn khi sử dụng rồi sẽ không còn khả
năng tái tạo.
1.2.2. Phân loại theo phạm vi sử dụng
Theo phạm vi sử dụng, có thể chia thành 2 loại
a, Nhựa gia dụng
Nhựa gia dụng(PP, PS, PE, PVC)dùng để chế tạo các chi tiết hay
các sản phẩm có độ chính xác và cơ tính không yêu cầu cao như vỏ bọc dây
điện, dép nhựa, thau giặt đồ, ống nước
b, Nhựa kỹ thuật
Nhựa kỹ thuật(PC, PA, ABS, PPO) dùng để chế tạo các chi tiết
máy, các chi tiết lắp hay các sản phẩm có yêu cầu về độ chính xác, chịu
mòn, chống va đập, bền chắc như bánh răng, bu lông, đai ốc, vỏ máy…
14


1.3. Tính chất của vật liệu nhựa

1.3.1. Đặc tính
a, Cơ tính
Cơ tính là kể đến sự biến dạng hoặc bị đứt vỡ của chất dẻo do sự
thay đổi cơ học như khi đặt tải trọng chẳng hạn. Cơ tính của chất dẻo phụ
thuộc vào nhiệt độ, tải trọng tác dụng và khoảng thời gian chịu tải trọng.
Cơ tính cũng có thể bị tác động do bức xạ tia cực tím khi sử dụng ngoài
trời.
b, Tính chất nhiệt
Đặc tính về nhiệt bao gồm khả năng chịu nhiệt và khả năng bắt lửa
của chất dẻo. Nhựa nhiệt dẻo có hệ số giãn nở nhiệt lớn hay có tính dễ bắt
lửa và tính dẫn nhiệt hay nhiệt dung nhỏ hơn vật liệu khác như kim loại.
c, Tính chất hóa học
Độ bền hóa học, khả năng chống nứt do môi trường hoặc khả năng
chịu được sự thay đổi của môi trường đó là các đặc tính hóa học. Khi nhựa
tiếp xúc với các hóa chất, sẽ một có sự thay đổi nào đó. Sau khi nhựa tiếp
xúc với hóa chất khoảng một tuần, sự thay đổi sẽ xuất hiện, khối lượng và
kích thước có thay đổi. Những thay đổi này được xem như tính chất hóa
học của nó.
d, Đặc tính về điện
Đặc tính về điện của chất dẻo thường được xem như những tính
điện từ. Tính chất điện bao gồm tính cách điện, độ dẫn điện, độ tích điện
tĩnh. Nhờ có tính cách điện tốt, nên nhựa thường được sử dụng trong lĩnh
vực điện. Tuy nhiên, nếu chất dẻo có những khuyết tật, chúng cũng dễ bị
nhiễm điện.
e, Lý tính
Trọng lượng riêng, hệ số khúc xạ và tính hút ẩm chúng được gọi là
tính chất vật lý của nhựa. Trọng lượng riêng của nhựa thường là nhỏ và
thay đổi phụ thuộc vào đặc tính của Polymer, hoặc tác động nhiệt và cơ đối
với chất dẻo.
15

1.3.2. Tính chất kỹ thuật
a, Khối lượng riêng
Khối lượng riêng còn được gọi là trọng lượng đổ đầy, chỉ có ý
nghĩa với vật liệu rời. Khối lượng riêng là tỷ số giữa khối lượng của vật
liệu và thể tích mà khối vật liệu chiếm chỗ.
ρg =

m
(g/cm3)
Vg

Trong đó:
m: Khối lượng vật liệu.
Vg: Thể tích vật liệu chiếm chỗ.
Khối lượng riêng phụ thuộc vào hình dáng, kích thước, mức độ sắp
xếp của vật liệu. Khối lượng riêng có ý nghĩa khi tính toán phần chứa
nguyên liệu của thiết bị.
b, Thành phần cỡ hạt, kích cỡ hạt
Đối với các loại vật liệu dạng hạt thì sự khác nhau về kích thước
hạt. đường kính hạt là yếu tố quan trọng khi gia công vật liệu. Đặc trưng
này có thể nhận biết qua thành phần cỡ hạt. Nguyên liệu có kích cỡ hạt
đồng đều sẽ thuận lợi khi gia công như trộn lẫn đồng đều, gia nhiệt đồng
nhất hơn.
c, Hàm lượng ẩm và chất dễ bay hơi
Khi hơi ẩm và chất dễ bay hơi hiện diện trong nhựa quá giới hạn
cho phép, dẫn đến chất lượng sản phẩm cong vênh, bề mặt sần sùi, có màu
sắc ánh bạc trên sản phẩm. Đồng thời cần duy trì áp suất trong khi ép. Hàm
lượng ẩm và chất dễ bay hơi được xác định bằng độ chênh khối lượng mẫu

trước và sau khi sấy ở điều kiện, nhiệt độ xác định. Do vậy cần sấy vật liệu
đạt tới hàm lượng ẩm và chất dễ bay hơi cho phép trước khi gia công.
d, Độ linh động
Độ linh động là đại lượng đặc trưng cho khả năng chảy của vật liệu
dưới tác dụng áp suất và nhiệt độ. Độ linh động cao ảnh hưởng đến khả
năng chảy nhanh, không đòi hỏi áp suất cao, khuôn lâu mòn, kích thước và
16


hình dạng chính xác, chất lượng đồng đều. Tuy nhiên, nếu độ linh động quá
cao sẽ gây ra hiện tượng ba via, do vật liệu thoát ra ở mặt phân khuôn. Độ
linh động của vật liệu phụ thuộc vào:
- Bản chất của nhựa.
- Bản chất và hình dạng, kích thước chất phụ gia.
- Tỷ lệ nhựa và phụ gia.
- Nhiệt độ gia công.
- Hàm lượng chất bốc hơi, hoá dẻo, chất bôi trơn.
- Vận tốc chuyển trạng thái.
- Bề mặt khuôn.
Độ linh động tăng khi cho thêm các chất bôi trơn, chất hoá dẻo. Độ
linh động giảm khi cho thêm các chất độn, đặc biệt là các chất độn dạng sợi
dài, dạng hạt lớn. Biết được độ linh động của nguyên liệu cho phép ta chọn
lựa chế độ gia công phù hợp. Khi gia công các sản phẩm phức tạp, ta nên
chọn lựa loại nhựa có độ linh động cao.
Để xác định độ linh động của nhựa nhiệt rắn, phương pháp Rasiga
được sử dụng. Rãnh tạo hình của khuôn có tiết diện elip, đầu trên cùng có
kích thước 4x6 mm, đầu dưới 1x4 mmm và chiều cao 250mm. Vật liệu
được ép với áp suất 500kg/cm2, lấy khối lượng 7,5 g, đốt nóng đến nhiệt
độ 150 – 1600C, ép trong 3 phút dưới áp suất 300 kg/cm2. Chiều cao của
thanh sản phẩm trong khuôn thể hiện độ linh động vật liệu. Chiều cao càng

lớn, độ linh động càng cao.
Đối với nhựa nhiệt dẻo, thường dùng đại lượng gọi là chỉ số nóng
chảy, là số gam nhựa dẻo đùn được trong 10 phút ở điều kiện chuẩn định
bằng nhớt kế mao quản áp suất không đổi. Tải trọng thường dùng chủ yếu
cho các loại nhựa:
G0 = 2160 – G +10 (g), với G: Tải trọng của piston.
Đối với các loại nhựa không ổn định nhiệt, người ta sử dụng giá trị
tải trọng sau:
G1 = 5000 – G ± 10(g)
17


G2 = 10000 – G ± 15(g)
G3 = 21600 – G ± 20(g)
Điều kiện nhiệt độ và tải trọng cho các loại nhựa khác nhau thường
theo các tiêu chuẩn như hãng ASTM standar plastic.
Để giảm sai số trong việc xác định độ linh động, người ta thường
dùng các mao quản dài có tỷ số, L/D = 15 – 30.
e, Vận tốc đóng rắn, thời gian đóng rắn
Thời gian đóng rắn là thời gian cần thiết để vật liệu dưới tác dụng
của nhiệt độ, áp suất chuyển thành trạng thái có tính chất sử dụng tốt nhất.
Vận tốc đóng rắn biểu thị tốc độ chuyển trạng thái của vật liệu, phụ thuộc
bản chất vật liệu. Thời gian đóng rắn còn phụ thuộc bề dày sản phẩm gia
công, do thời gian làm nguội.
Bảng1-1
Thông số kiểm tra độ linh động hãng ASTM Standar Plastic

18

Điều kiện

Nhiệt độ(0C)

Tải trọng(g)

Áp
suất(kg/cm2)

A

125

325

0,475

B

125

2160

3,041

C

150

2160

3,041

D

190

325

0,475

E

190

2160

3,041

F

190

21600

03,41

G

200

5000

7,031

H

230

1200

1,687

I

230

3600

3,343

J

265

12500

17,50

K

275

325

0,457

L

230

2160

3,041


Trong quá trình đóng rắn vật liệu, do sự hình thành mạng lưới
không gian, độ nhớt của vật liệu sẽ tăng do đó ứng suất trượt sẽ tăng. Tuy
nhiên đối với một số loại vật liệu bên cạnh quá trình đóng rắn còn quá trình
phân huỷ nhiệt độ làm giảm độ nhớt vật liệu.
Bảng 1-2
Điều kiện đo một số loại nhựa
Loại nhựa

Điều kiện đo

ABS

H,I

PP

L

PS

G, H, I

PA

K

PE

A,B,D,E,F

Thời gian đóng rắn có thể xác định bằng phương pháp ép từng bậc.
Theo phương pháp này, mẫu vật liệu được tiến hành ở điều kiện, nhiệt độ
xác định nhưng ở thời gian khác nhau. Sau đó, tiến hành đo tính năng sử
dụng của mẫu này. Thời gian đóng rắn là thời gian ép của mẫu có tính năng
sử dụng cao nhất.
f, Độ co thể tích
Độ co thể tích biểu diễn sự giảm thể tích sản phẩm so với kích
thước cơ bản của vùng tạo hình khuôn sau khi đạt tới nhiệt độ bình thường.
Độ co thể tích có hai ảnh hưởng ngược nhau: dễ dàng lấy sản phẩm ra khỏi
khuôn và gây ra sự thiếu kích thước của sản phẩm. Ngoài ra, khi độ co rút
khá lớn còn gây ra khuyết tật khác như cong vênh, rạn nứt.
Độ co thể tích được biểu hiện bằng công thức:
σ=

D−M

%
D

Trong đó:
D : Kích thước của khu vực lòng khuôn ở nhiệt độ thường.
M: kích thước của sản phẩm ở nhiệt độ thường.
19


Độ co thể tích phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bản chất của nhựa, sự
hiện diện của chất độn (Chất độn thường làm giảm độ co thể tích), bản chất
vật liệu làm khuôn, điều kiện gia công(nhiệt độ và thời gian làm nguội), sự
mất ẩm và chất dễ bay hơi trong quá trình gia công, phương pháp tạo hình
sản phẩm nhựa.
Khi tăng áp suất ép phun, nhiều vật liệu được đưa vào trong khuôn
làm độ co giảm. Nếu tăng thời gian thì hiệu quả cũng tương tự. Việc duy trì
áp lực khi phun làm cho vật liệu đi vào lòng khuôn nhiều hơn, độ co sẽ
giảm. Khi nhiệt độ nhựa nóng chảy cao hơn nhiệt độ khuôn, độ nhớt của
nhựa sẽ giảm đi, vật liệu đưa vào lòng khuôn nhiều hơn, do đó độ co giảm.
Bảng 1-3
Độ co và khối lượng riêng một số loại nhựa

20

STT

Nhựa

Độ co(%)

Khối lượng
riêng(g/cm3)

1

PS

0,3 – 0,6

1,05

2

ABS

0,4 – 0,7

1,06

3

LDPE

1,5 – 5,0

0,954

4

HDPE

1,5 – 3,0

0,92

5

PP

1,0 – 3,5

1,15

6

PVC mềm

> 0,5

1,38

7

PVC cứng

0,5

1,38

8

PMPA

0,1 – 0,8

1,18

9

POM

1,9 – 3,3

1,42

10

PPO

0,5 – 0,7

1,06

11

PC

0,8

1,2

12

PA6

0,5 – 3,3

1,14

13

PA66

0,5 – 3,5

1,15

14

PF

1,2

1,3

15

MF

1,2 – 2,0

1,5


16

MPF

0,8 – 1,8

1,6

17

UP

0,5 – 0,8

2.0

Các chi tiết càng dày thì độ co lớn hơn. Khi nhựa nóng chảy bị
đông cứng ở mặt ngoài, lớp vỏ cứng sẽ tăng dần về phía tâm chi tiết. ở một
số điểm đông cứng, miệng phun đông cứng sẽ làm ngăn cách vật liệu trong
lòng khuôn với hệ thống kênh nhựa. Khi đó, nhựa nóng chảy trong lớp vỏ
cứng se ảnh hưởng đến giá trị độ co của sản phẩm. Sản phẩm càng lớn,
lượng nhựa nóng chảy cao hơn, độ co lớn hơn.
g, Nhiệt độ gia công
Nhiệt độ gia công phụ thuộc vào bản chất của từng loại nhựa, hình
dáng, kích thước sản phẩm, phương pháp được chọn để gia công, loại thiết
bị dùng để gia công. Việc chọn lựa đúng nhiệt độ gia công không chỉ thu

được sản phẩm chất lượng tốt mà còn tăng năng suất gia công. Trái lại chọn
nhiệt độ gia công không thích hợp sẽ gây ra các khuyết tật như: thiếu kích
thước, tính chất cơ lý giảm, trong nhiều trường hợp không tiến hành gia
công được. Nhiệt độ gia công được xác định bằng thực nghiệm và được
cho bởi tài liệu của các nhà sản xuất.
Bảng 1-4
Nhiệt độ gia công một số loại nhựa
STT

Nhựa

Nhiệt độ
khuôn

Nhiệt độ ở cuối
piston - vít

1

PP

10 - 80

220 - 235

2

PS

10 - 75

200 - 280

3

ABS

10 - 80

200 - 280

4

PVC

20 - 60

170 - 200

5

PMMA

30 - 70

190 - 240

6

PA 6

50 - 80

250 - 280

7

PA 66

50 - 80

250 - 280

8

PPO

40 - 80

300 - 330
21


9

PC

70 - 115

300 - 350

10

POM

60 - 90

190 - 210

1.4. Ứng dụng và phương pháp gia công vật liệu nhựa
Phương pháp gia công gắn liền với thiết bị thực hiện quá trình gia
công, có liên quan đến sự biến đổi trạng thái vật liệu trong thiết bị. Trong
công nghiệp để dễ nắm bắt quá trình gia công, phân loại phương pháp gia
công vật liệu nhựa theo nhiệm vụ từng quá trình, hoặc trạng thái vật lý của
nguyên liệu trong quá trình gia công.
1.4.1. Ứng dụng một số loại nhựa thông dụng
a, Một số loại nhựa gia dụng
- PA (Poly Amide): Còn gọi là nylon, có cấu trúc tinh thể, màu từ
trắng đục đến vàng xám, độ bền cao, chống va đập tốt nhưng dễ lão hoá bởi
ánh sáng, các loại tia. Nhựa PA dùng để chế tạo bánh răng, ổ lăn, ổ trượt,
đai ốc… các chi tiết trong máy dệt, ống dẫn xăng, vật liệu trong các sợi dệt,
dây cước, độn với cao su làm vỏ xe…
- PC (Poly Cacbonat): Có cấu trúc phân tử, độ cứng cao nên khó
gia công, ổn định kích thước khá cao, lão hoá chậm, độ dãn dài cao và chịu
va đập tốt nhưng chịu tải có chu kỳ yếu, tính cách điện ở nhiệt độ cao tốt.
Nhựa PC dùng để chế tạo các chi tiết giống như nhựa PA.
- PE (Poly Etylen): Không màu, độ cứng không cao, dạng tinh thể,
oxy hoá chậm ở nhiệt độ thấp nhưng tương đối nhanh ở nhiệt độ cao. PE
bền trong nước, chống thấm khí tốt. Do độ bền không cao nên dùng để chế
tạo các sản phẩm dạng màng, các sợi, dây bọc dây điện, các ống dẫn nước

chịu áp lực không cao, chế tạo các chai lọ bằng phương pháp thổi …
- PP( Poly Propylen): Trong suốt, không màu, dạng tinh thể, độ dai
va đập kém, có độ bền kéo và độ ổn định nhiệt cao, khó dán. Nhựa PP dùng
làm nắp chai, vỏ bút, chai lọ trong y tế, bao bì, dùng trong ngành dệt, giả
da, bọc dây điện
- PS (Poly Styren): Không màu, dạng vô định hình, có độ cứng khá
tốt, độ dai va đập kém, dễ gia công bằng phương pháp ép phun hoặc đúc áp
22


lực, chịu ăn mòn hoá học tốt. Nhựa PS dùng làm các sản phẩm gia dụng,
bàn ghế, ly tách hoặc kết hợp với cao su làm vỏ ruột xe có tính đàn hồi
cao…
- PVC (Poly Vinyclorid): Màu trắng, dạng vô định hình, độ bền
thấp, kháng thời tiết tốt, ổn định kích thước, độ bền sử dụng cao, dễ tạo
màu sắc. Nhựa PVC có thể cán mỏng 0,01 - 0,05 mm, làm ống nước bằng
phương pháp đùn liên tục, các sản phẩm dạng tấm, cách điện, có thể cán
lên vải …
- PET (Poly Etylen Terephatale): Có cấu trúc tinh thể, trong suốt,
khá bền. Thường dùng để tạo màng mỏng, kéo dài thành các sợi có tính co
giãn như len, tơ… Nhựa PET chủ yếu dùng trong công nghiệp sản xuất các
loại chai, lọ, bình chứa.
b, Một số loại nhựa kỹ thuật
- PA6 (Polyamide 6, hay Nylon 6, hay Polycaprolactam): Phân tử
gồm các nhóm amide (CONH), có độ bền, độ cứng cao, chịu nhiệt tốt. PA6
được sử dụng làm khung, dầm, các giá đỡ cần độ bền và độ cứng vững cao.
- PA 66 (Polyamide hay Nylon 6,6): Có độ bền và độ cứng cao, là
một trong các loại nhựa có nhiệt độ nóng chảy cao nhất, hấp thụ độ ẩm
trong quá trình ép phun. Thuỷ tinh là chất thêm vào thông dụng nhất để
tăng cơ tính vật liệu, ngoài ra còn thêm các chất đàn hồi như: EPDM, SBR

để tăng độ bền. PA66 có độ nhớt thấp, dễ dàng chảy vào lòng khuôn, do đó
cho phép tạo các vật có thành mỏng. Độ co rút từ 1% đến 2%. Nhựa PA66
dùng để chế tạo các chi tiết trong xe hơi, dùng làm vỏ các thiết bị máy
móc…
- POM (Poly Acetatic): Nhựa Acetals có hai loại Homopolymers và
Copolymers. Homopolymer có độ bền kéo tốt, độ bền mỏi cao, cứng nên
khó gia công. Copolymers ổn định nhiệt tốt, ít bị ảnh hưởng bởi hoá chất,
dễ gia công. Cả hai nhựa Homopolymers và Polymers là nhựa tinh thể, hút
ẩm kém. Nhựa Acetals có hệ số ma sát thấp và ổn định kích thước tốt, nên
thích hợp cho việc chế tạo bánh răng và trục. Nhựa Acetals chịu nhiệt tốt,
nên được sử dụng chế tạo các chi tiết trong máy bơm, van…
23


- ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene): Được tạo từ ba đơn phân
tử: acrylonitrile, butadiene, và styrene. Mỗi đơn phân tử có tính chất khác
nhau như: tính cứng, bền với nhiệt độ và hoá chất là của acrylonnitrile, dễ
gia công, độ bền của styrene và độ dẻo độ dai va đập của butadiene. Nhựa
ABS dùng để chế tạo các chi tiết trong xe hơi (nắp của các ngăn chứa, vỏ
bánh xe…), tủ lạnh, các thiết bị trong gia đình (máy sấy tóc, các thiết bị chế
biến thực phẩm, bàn phím máy tính, điện thoại bàn, ván trượt tuyết…)
- PMMA (Polymethyl Methacrylate): Có tính chất quang học rất đặc
biệt, có thể truyền ánh sáng trắng cao đến 92%, các chi tiết đúc có thể có
tính lưỡng chiết rất thấp, do đó rất lý tưởng để chế tạo các đĩa hát. Nhựa
PMMA dùng trong xe hơi (các thiết bị báo hiệu, các bảng dụng cụ…), công
nghiệp (đĩa hát, các kệ trưng bày …), y tế…
- PBT (Polybutylene Terephthalates): Là một trong những nhựa
nhiệt dẻo kỹ thuật có cơ tính rất cao. PBT là một loại nhựa bán tinh thể, có
tính kháng hoá chất rất tốt, hút ẩm rất ít, có tính trở nhiệt và trở điện cao,
ổn định dưới các điều kiện môi trường. Nhựa PBT dùng để chế tạo các thiết

bị, dụng cụ trong gia đình và công nghiệp (lưỡi trong các thiết bị chế biến
thực phẩm, các chi tiết trong máy hút bụi, quạt, máy sấy tóc, cửa, vỏ máy,
các chi tiết trong xe hơi …), các thiết bị trong ngành điện (công tắc, vỏ cầu
chì, bàn phím máy tính, đầu nối).
1.4.2. Phân loại phương pháp gia công
a, Phân loại theo nhiệm vụ
Các quá trình gia công thường được xếp thành ba nhiệm vụ chính :
- Nhóm phương pháp tạo hình: Nhóm này có nhiệm vụ tạo cho vật
liệu có hình dáng sử dụng. Nhóm các phương pháp này bao gồm: ép phun,
ép đùn, thổi, đúc dưới áp suất.
- Nhóm các phương pháp lắp ghép: Nhóm này có nhiệm vụ tạo liên
kết giữa chi tiết sản phẩm với nhau. Trong nhóm này có thể kể đến như:
hàn, phủ bề mặt bao gồm dán và phun.

24


- Nhóm các phương pháp biến tính: Nhóm này có nhiệm vụ thay
đổi cấu trúc, trạng thái của nhựa bằng phương pháp vật lý, phản ứng hoá
học như phương pháp trộn, hoạt hoá bề mặt.
b, Phân loại theo trạng thái vật liệu và điều kiện gia công
- Nhóm 1: Gồm các phương pháp gia công ở trạng thái nhiệt độ, áp
suất cao, vật liệu ở trạng thái chảy nhớt trong quá trình gia công. Thuộc
nhóm này cần kể đến như: ép phun, đúc dưới áp suất, ép đùn.
- Nhóm 2: Gồm các phương pháp gia công khi vật liệu ở trạng thái
mềm cao, phổ biến là phương pháp gia công vật liệu ở dạng tấm. Áp suất
tạo hình phụ thuộc vào quá trình nung nóng, độ dày tấm vật liệu.
- Nhóm 3: Gồm các phương pháp gia công ở điều kiện nhiệt độ, áp
suất gần như bình thường. Vật liệu gia công cũng giữ nguyên cấu trúc ban
đầu.

- Nhóm 4: Vật liệu gia công ở trạng thái lỏng hoặc mềm ở nhiệt độ
cao, hoặc nhiệt độ không cao lắm(thường được nung nóng sơ bộ). Thuộc
nhóm này phải kể đến như công nghệ khuôn quay, đúc không áp suất.
-Nhóm 5: Gồm phương pháp hàn và dán, nhằm mục đích liên kết
các sản phẩm. Trong quá trình hàn, liên kết tại bề mặt tiếp xúc được tạo ra
bởi quá trình khuyếch tán của các mạch phân tử tại bề mặt tiếp xúc nhờ vào
sự hoà tan dung môi ở nhiệt độ thường.
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Khái niệm về nhựa? phân loại theo công nghệ và phạm vi sử
dụng? Phân loại các phương pháp gia công sản phẩm nhựa?
2. Khái niệm về độ co thể tích? Độ co thể tích phụ thuộc vào những
yếu tố nào?
3. Khái niệm về nhiệt độ gia công? Cơ sở để chọn lựa nhiệt độ gia
công? Ảnh hưởng của nhiệt độ gia công đến quá trình hình thành sản phẩm
trong khuôn?
4. Một số loại nhựa sử dụng trong gia dụng và công nghiệp? ứng
dụng cụ thể của từng loại đó?
25


Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH
SẢN PHẨM NHỰA
2.1. Chuẩn bị nguyên liệu
Công nghệ chuẩn bị vật liệu hay sơ chế là công nghệ cần thiết để
điều chế nguyên liệu, đảm bảo định lượng đúng thành phần, độ hạt, độ
sạch, độ đồng nhất nguyên liệu. Các công nghệ thường dùng:
Nghiền nhỏ
Pha trộn
Làm nhuyễn
Tạo hạt

Nguyên công nghiền nhỏ có nhiệm vụ băm nhỏ kích thước của các
phần tử vật liệu cứng, vật liệu tái chế, tạo thành hạt, miếng có kích cỡ theo
yêu cầu. Công nghệ thường dùng là nghiền kiểu trục, nghiền kiểu búa đập,
nghiền kiểu dao.
Nguyên công pha trộn có mục đích trộn đều các thành phần của vật
liệu. Người ta sử dụng công nghệ trộn đều tuỳ thuộc vào trạng thái, độ nhớt
của vật liệu. Công nghệ thường dùng là khuấy, trộn lệch tâm, khuấy trục
khuỷ, khuáy trộn trục vít, cán.
Làm nhuyễn: Trộn và khuấy có thể làm đều vật liệu, đồng thời vật
liệu dẻo và nhuyễn.
Để cung cấp nguyên liệu công nghiệp người ta đem vật liệu chất
dẻo pha sẵn tạo thành vật liệu dạng hạt cung cấp người sử dụng. Trong sản
xuất hiện đại, các nhà sản xuất chất dẻo đã tạo ra các hạt hoặc bột với các
thành phần pha sẵn, theo tiêu chuẩn về nguyên vật liệu. Để tiết kiệm
nguyên liệu, hạ giá thành sản xuất sản phẩm có thể thêm các vật liệu tái
sinh hoặc các chất phụ gia.
2.2. Công nghệ ép đùn
2.2.1. Giới thiệu chung
Ép đùn là quá trình nén ép vật liệu chảy qua một lỗ khuôn để tạo ra
các sản phẩm dài liên tục. Hình dáng mặt cắt ngang của sản phẩm được xác
26


định bởi hình dáng của lỗ khuôn. Vì vậy, hình dáng mặt cắt ngang sẽ không
đổi trên toàn bộ sản phẩm. Các sản phẩm được đùn theo một quá trình liên
tục, được làm lạnh và cắt theo chiều dài xác định.
2.2.2. Vật liệu
Ép đùn là quá trình tạo hình cơ bản với kim loại, gốm và nhựa. Ép
đùn được sử dụng cho nhựa nhiệt dẻo, cao su để sản xuất hàng loạt các sản
phẩm như: các loại ống, thanh kết cấu, các tấm màng mỏng, lớp nhựa bọc

dây điện, dây cáp….

Hình 2-1. Một đầu khuôn ép đùn Hình 2-2. Sản phẩm công nghệ
ép đùn
2.2.3. Quá trình ép đùn
Nguyên liệu nhựa ở dạng hạt hoặc dạng bột được dẫn vào trong xy
lanh. Vật liệu dịch chuyển dọc theo xylanh dưới tác động của trục vít. Hệ
thống gia nhiệt sẽ làm nóng chảy vật liệu. Nóng chảy trong máy đùn xảy ra
khi nhựa đạt đên nhiệt độ nóng chảy. Vật liệu được dịch chuyển về phía lỗ
khuôn do tác động quay của trục vít. Do lực ma sát nhựa sẽ vận chuyển dọc
theo chiều dài của trục vít. Khi trục vít quay, lực ma sát giữa nhựa và trục
vít đẩy vật liệu lên phía trước.
Có hai dạng nóng chảy xảy ra trong máy đùn: nóng chảy tiếp giáp,
nóng chảy phân tán. Nóng chảy tiếp giáp là quá trình các hạt vật liệu rắn bị
nén chặt, quay dọc theo chiều dài của trục vít. Một lớp nhựa nóng chảy
mỏng hình thành giữa các hạt rắn và thân máy đùn. Nóng chảy tiếp giáp
thường xảy ra giữa bề mặt có sự tiếp xúc giữa hạt rắn và màng nhựa nóng
chảy. Nhựa tiếp tục nóng chảy được thu vào trong màng nhựa, nhưng bị
27