Quy trình làm nhựa ép phun là gì và nó hoạt động như thế nào? Tin tức sản phẩm       14/11/2023

Những thành phần nhựa được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Từ ô tô đến điện gia dụng và thiết bị y tế, các thành phần từ nhiều loại nhựa được sử dụng để bảo vệ, cải thiện và xây dựng một loạt lớn sản phẩm. Tuy nhiên, rất ít nhà sản xuất biết chính xác cách thành phần nhựa của họ được sản xuất.

Với hiệu suất đáng tin cậy và chất lượng cao, kỹ thuật ép phun là một trong những quy trình phổ biến nhất được sử dụng để sản xuất các thành phần nhựa. Thực tế, tỷ lệ tăng trưởng hàng năm hợp nhất (CAGR) của thị trường nhựa ép phun dự kiến sẽ tăng 4,6% đến năm 2028.

Tuy nhiên, mặc dù có khả năng sản xuất số lượng lớn các thành phần nhựa một cách nhanh chóng, quy trình ép phun cần được kiểm soát chặt chẽ để duy trì chất lượng của các bộ phận cuối cùng. Bài viết này sẽ giải thích cách quy trình ép phun hoạt động và cách những nhà sản xuất có kinh nghiệm kiểm soát quy trình để sản xuất các thành phần nhựa chất lượng tốt nhất. Chúng tôi sẽ bao gồm:

Ép phun nhựa là gì?

Ép phun nhựa là quy trình chế biến phức tạp. Sử dụng máy ép phun đặc biệt với động cơ thủy lực hoặc điện, quy trình này làm tan chảy, ép và đặt nhựa thành hình dạng của khuôn kim loại được lắp đặt trong máy.

Ép phun nhựa là quy trình sản xuất thành phần phổ biến nhất vì nhiều lý do, bao gồm:

1. Tính linh hoạt: Nhà sản xuất có thể chọn thiết kế khuôn và loại nhựa nhiệt độ mà sử dụng cho mỗi thành phần. Điều này có nghĩa là quy trình ép phun có thể sản xuất nhiều thành phần khác nhau, bao gồm cả những bộ phận phức tạp và chi tiết cao.
2. Hiệu suất: Sau khi quy trình đã được thiết lập và kiểm tra, máy ép phun có thể sản xuất hàng nghìn sản phẩm mỗi giờ. Sử dụng máy ép phun điện cũng làm cho quy trình trở nên tương đối tiết kiệm năng lượng.
3. Tính nhất quán: Nếu các tham số quy trình được kiểm soát chặt chẽ, quy trình ép phun có thể sản xuất hàng nghìn thành phần nhanh chóng với chất lượng nhất quán.
4. Hiệu quả chi phí: Sau khi khuôn (là phần đắt nhất) đã được xây dựng, chi phí sản xuất cho mỗi thành phần là tương đối thấp, đặc biệt là khi sản xuất ở số lượng lớn.
5. Chất lượng: Quy trình ép phun có thể sản xuất các thành phần chất lượng cao một cách lặp lại, phù hợp với yêu cầu của nhà sản xuất, từ bền, đàn hồi đến chi tiết cao cấp.

Các ưu điểm về chi phí, hiệu suất và chất lượng thành phần là một số lý do mà nhiều ngành công nghiệp chọn sử dụng các bộ phận ép phun nhựa cho sản phẩm của họ.

Quy trình ép phun nhựa hoạt động như thế nào?

Mặc dù ban đầu có vẻ như quy trình ép phun nhựa là đơn giản, nhưng có nhiều tham số cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng tổng thể của các bộ phận nhựa được sản xuất. Hiểu rõ quy trình và các tham số một cách sâu sắc sẽ giúp những nhà sản xuất nhận biết được các nhà sản xuất thành phần nhựa có thể cung cấp chất lượng và tính nhất quán mà họ cần.

Bước 1: Chọn nhựa nhiệt và khuôn đúng

Trước khi quy trình thực sự bắt đầu, việc quan trọng là chọn hoặc tạo ra nhựa nhiệt và khuôn đúng, vì đây là các yếu tố quan trọng tạo ra và hình thành các thành phần cuối cùng. Để chọn đúng, nhà sản xuất cần xem xét cách nhựa nhiệt và khuôn tương tác với nhau, vì một số loại nhựa có thể không phù hợp với thiết kế khuôn cụ thể.

Mỗi công cụ khuôn được tạo ra từ hai phần: khuôn và lõi. Khuôn là một phần cố định mà nhựa được ép vào, và lõi là một phần chuyển động phù hợp vào khuôn để giúp hình thành hình dạng cuối cùng của thành phần. Tùy thuộc vào yêu cầu, công cụ khuôn có thể được thiết kế để sản xuất nhiều hoặc nhiều thành phần phức tạp. Các áp lực và nhiệt độ cao lặp đi lặp lại mà công cụ khuôn phải chịu đựng đồng nghĩa với việc chúng thường được làm từ thép hoặc nhôm.

Do mức độ thiết kế và chất lượng vật liệu cao, việc phát triển công cụ khuôn là quá trình kéo dài và tốn kém. Vì vậy, trước khi tạo ra khuôn cuối cùng, nên tạo ra công cụ, làm nguyên mẫu và kiểm tra sử dụng công nghệ thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) và công nghệ in 3D. Những công cụ này có thể được sử dụng để phát triển hoặc tạo ra một khuôn nguyên mẫu có thể được kiểm tra trong máy với nhựa nhiệt đã chọn.

Kiểm thử công cụ với nhựa nhiệt đúng là quan trọng để đảm bảo rằng thành phần cuối cùng có các tính chất đúng. Mỗi loại nhựa nhiệt có các đặc tính khác nhau, chống nhiệt và áp suất khác nhau do cấu trúc phân tử của chúng. Nhựa với cấu trúc phân tử có trật tự được gọi là nhựa bán tinh thể và những loại có cấu trúc lỏng hơn được gọi là nhựa không tình thể.

Các tính chất của từng loại nhựa sẽ khiến chúng phù hợp cho việc sử dụng trong các khuôn và thành phần cụ thể. Một số loại nhựa nhiệt phổ biến được sử dụng trong quy trình ép phun và các tính chất của chúng bao gồm:

• Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS): có bề mặt mịn, chắc chắn và cứng, thích hợp cho các thành phần đòi hỏi độ bền và ổn định.
• Nylons (PA): có nhiều loại, các loại nylon khác nhau cung cấp các tính chất khác nhau. Thông thường, nylon có độ chống nhiệt và chống hóa chất tốt và có thể hấp thụ nước.
• Polycarbonate (PC): là một loại nhựa hiệu suất cao, nhẹ, chống va đập và ổn định, cùng với một số tính chất điện tốt.
• Polypropylene (PP): có độ bền và kháng nhiệt tốt, PP có tính chất nửa cứng, trong suốt và chắc chắn.

Việc chọn lựa nhựa nhiệt cuối cùng sẽ phụ thuộc vào các tính chất mà nhà sản xuất cần từ thành phần cuối cùng của họ và thiết kế của công cụ khuôn. Ví dụ, nếu nhà sản xuất cần một bộ phận nhẹ với tính chất điện, thì PC sẽ phù hợp, nhưng chỉ khi công cụ không cần hoạt động ở trên 135 độ C hoặc ở áp suất rất cao, điều mà nhựa sẽ không chịu được.

Sau khi nhựa nhiệt và khuôn đã được kiểm tra và chọn lựa, quy trình ép phun nhựa có thể bắt đầu.

Bước 2: Cung cấp và làm tan nhựa nhiệt

Máy ép phun có thể được điều khiển bằng thủy lực hoặc điện. Ngày càng, Essentra Components đang thay thế các máy thủy lực của mình bằng máy ép phun điện, mang lại sự tiết kiệm chi phí và năng lượng đáng kể. Ở mức cơ bản, những máy này bao gồm một bình chứa hoặc ‘treo’ ở đầu máy; một thùng nhiệt dài, trụ nóng, trong đó có ốc ép lớn; một cổng, ở cuối thùng; và công cụ khuôn đã chọn, mà cổng kết nối đến.

Để bắt đầu quy trình, hạt nhựa nhiệt đã chọn được đưa vào bình chứa ở đầu máy. Khi ốc quay, những hạt này được đưa dần vào trong thùng máy. Sự quay của ốc và nhiệt từ thùng dần dần làm nóng và làm tan nhựa nhiệt cho đến khi nó trở thành chất lỏng.

Việc duy trì nhiệt độ đúng trong phần này của quy trình là quan trọng để đảm bảo nhựa có thể được ép phun một cách hiệu quả và thành phần cuối cùng được hình thành chính xác.

Bước 3: Ép phun nhựa vào khuôn

Khi nhựa nóng chảy đến cuối ống, cổng (điều khiển việc tiêm nhựa) đóng cửa và trục di chuyển ngược lại. Điều này kéo qua một lượng nhựa cố định và tạo áp suất trong trục sẵn sàng cho quá trình tiêm. Đồng thời, hai phần của công cụ khuôn đóng lại và được giữ dưới áp suất cao, được biết đến là áp suất kẹp.

Áp suất tiêm và áp suất kẹp phải được cân bằng để đảm bảo phần hình thành đúng và không có nhựa nào rò rỉ khỏi công cụ trong quá trình tiêm. Khi đạt được áp suất đúng trong công cụ và trục, cổng mở, trục di chuyển về phía trước và nhựa nóng được tiêm vào khuôn.

Bước 4: Thời gian giữ và làm mát

Sau khi hầu hết nhựa được tiêm vào khuôn, nó được giữ dưới áp suất trong một khoảng thời gian nhất định. Điều này được biết đến là ‘thời gian giữ’ và có thể kéo dài từ mili giây đến vài phút tùy thuộc vào loại nhựa nhiệt độ và phức tạp của bộ phận. Thời gian giữ này quan trọng để đảm bảo rằng nhựa đóng gói công cụ và được tạo ra đúng cách.

Sau giai đoạn giữ, trục rút lại, giải phóng áp suất và cho phần được làm mát trong khuôn. Điều này được biết đến là ‘thời gian làm mát’, có thể kéo dài từ vài giây đến vài phút và đảm bảo rằng bộ phận đặt đúng trước khi được đẩy ra và hoàn thiện trên dây chuyền sản xuất.

Bước 5: Quá trình đẩy ra và hoàn thiện

Sau khi các giai đoạn giữ và làm mát đã qua và bộ phận đã được hình thành chủ yếu, các chốt hoặc tấm đẩy các bộ phận ra khỏi công cụ. Chúng rơi vào một ngăn hoặc trên băng tải ở dưới máy. Trong một số trường hợp, các quy trình hoàn thiện như đánh bóng, nhuộm hoặc loại bỏ nhựa thừa (được biết đến là răng) có thể được yêu cầu, có thể được thực hiện bởi các máy móc hoặc người điều khiển. Sau khi các quy trình này hoàn tất, các thành phần sẽ sẵn sàng để được đóng gói và phân phối đến các nhà sản xuất.