Ép phun là một phương pháp để thu được các sản phẩm đúc bằng cách bơm vật liệu nhựa nóng chảy bằng nhiệt vào khuôn, sau đó làm mát và đông đặc chúng.
Phương pháp này phù hợp với việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm có hình dạng phức tạp và chiếm phần lớn trong lĩnh vực gia công nhựa.
Chu trình xử lý
Chu kỳ quy trình ép phun rất ngắn, thường từ 2 giây đến 2 phút và bao gồm bốn giai đoạn sau:
kẹp - Trước khi bơm vật liệu vào khuôn, trước tiên phải đóng chặt hai nửa khuôn bằng bộ phận kẹp. Mỗi nửa khuôn được gắn vào máy ép phun và một nửa được phép trượt. Bộ phận kẹp được hỗ trợ bằng thủy lực đẩy các nửa khuôn lại với nhau và tác dụng đủ lực để giữ cho khuôn được đóng chặt trong khi vật liệu được bơm vào. Thời gian cần thiết để đóng và kẹp khuôn phụ thuộc vào máy - máy lớn hơn (máy có lực kẹp lớn hơn) sẽ cần nhiều thời gian hơn. Thời gian này có thể được ước tính từ thời gian chu kỳ khô của máy.
Mũi tiêm - Nguyên liệu nhựa thô, thường ở dạng viên, được đưa vào máy ép phun, và được bộ phận phun ép tiến về phía khuôn. Trong quá trình này, vật liệu bị nóng chảy và áp suất. Sau đó, nhựa nóng chảy được bơm vào khuôn rất nhanh và sự tích tụ của các gói áp suất và giữ vật liệu. Lượng vật liệu được tiêm được gọi là shot. Thời gian phun rất khó tính toán chính xác do dòng chảy phức tạp và thay đổi của nhựa nóng chảy vào khuôn. Tuy nhiên, thời gian tiêm có thể được ước tính bằng thể tích phun, áp suất phun và công suất phun.
làm mát - Nhựa nóng chảy bên trong khuôn bắt đầu nguội ngay khi tiếp xúc với bề mặt khuôn bên trong. Khi nhựa nguội đi, nó sẽ đông lại thành hình dạng của bộ phận mong muốn. Tuy nhiên, trong quá trình làm mát, một số co ngót của bộ phận có thể xảy ra. Việc đóng gói vật liệu trong các giai đoạn ép phun cho phép vật liệu bổ sung chảy vào khuôn và giảm lượng co ngót có thể nhìn thấy được. Không thể mở khuôn cho đến khi hết thời gian làm mát cần thiết. Thời gian làm mát có thể được ước tính từ một số tính chất nhiệt động của nhựa và độ dày thành tối đa của bộ phận.
phóng - Sau khi đủ thời gian, bộ phận đã nguội có thể được đẩy ra khỏi khuôn bằng hệ thống đẩy, được gắn vào nửa sau của khuôn. Khi khuôn được mở ra, một cơ cấu được sử dụng để đẩy chi tiết ra khỏi khuôn. Phải dùng lực để đẩy chi tiết ra vì trong quá trình làm mát, chi tiết co lại và dính vào khuôn. Để tạo điều kiện đẩy chi tiết ra, một chất giải phóng khuôn có thể được phun lên bề mặt của khoang khuôn trước khi bơm vật liệu. Thời gian cần thiết để mở khuôn và đẩy bộ phận ra có thể được ước tính từ thời gian chu kỳ khô của máy và phải bao gồm cả thời gian để bộ phận rơi ra khỏi khuôn. Sau khi bộ phận được đẩy ra, khuôn có thể được kẹp lại để tiêm lần bắn tiếp theo.
Sau chu trình ép phun, một số xử lý hậu kỳ thường được yêu cầu. Trong quá trình làm mát, vật liệu trong các rãnh của khuôn sẽ đông đặc lại và gắn vào chi tiết. Vật liệu dư thừa này, cùng với bất kỳ tia sáng nào đã xảy ra, phải được cắt bỏ khỏi bộ phận, thường là bằng cách sử dụng máy cắt. Đối với một số loại vật liệu, chẳng hạn như nhựa nhiệt dẻo, vật liệu phế liệu thu được từ quá trình cắt tỉa này có thể được tái chế bằng cách cho vào máy nghiền nhựa, còn được gọi là máy nghiền lại hoặc máy tạo hạt, giúp nghiền lại vật liệu phế liệu thành dạng viên. Do một số tính chất của vật liệu bị suy giảm, vật liệu nghiền lại phải được trộn với nguyên liệu thô theo tỷ lệ nghiền lại thích hợp để được tái sử dụng trong quy trình ép phun.
dụng cụ
Quá trình ép phun sử dụng khuôn, thường được làm bằng thép hoặc nhôm, làm công cụ tùy chỉnh. Khuôn có nhiều thành phần, nhưng có thể được chia thành hai nửa. Mỗi nửa được gắn bên trong máy ép phun và nửa sau được phép trượt để có thể mở và đóng khuôn dọc theo đường chia khuôn. Hai thành phần chính của khuôn là lõi khuôn và lòng khuôn. Khi khuôn được đóng lại, khoảng trống giữa lõi khuôn và khoang khuôn tạo thành khoang chi tiết, khoang này sẽ được lấp đầy bằng nhựa nóng chảy để tạo ra chi tiết mong muốn. Khuôn nhiều khoang đôi khi được sử dụng, trong đó hai nửa khuôn tạo thành một số khoang giống hệt nhau.
Mỗi lõi khuôn và khoang khuôn được gắn vào đế khuôn, sau đó được cố định vào các trục lăn bên trong máy ép phun. Nửa trước của đế khuôn bao gồm một tấm đỡ để gắn khoang khuôn, ống lót phun, trong đó vật liệu sẽ chảy từ vòi vào, và một vòng định vị, để căn chỉnh đế khuôn với vòi. Nửa sau của đế khuôn bao gồm hệ thống đẩy mà lõi khuôn được gắn vào đó và một tấm đỡ. Khi bộ phận kẹp tách các nửa khuôn, thanh đẩy sẽ kích hoạt hệ thống đẩy. Thanh đẩy đẩy tấm đẩy về phía trước bên trong hộp đẩy, từ đó đẩy các chốt đẩy vào phần đúc. đầu phunchốt đẩy phần đông đặc ra khỏi khoang khuôn mở.
Để nhựa nóng chảy chảy vào các khoang khuôn, một số kênh được tích hợp vào thiết kế khuôn. Đầu tiên, nhựa nóng chảy đi vào khuôn thông qua ống dẫn. Các kênh bổ sung, được gọi là đường chạy, mang nhựa nóng chảy từ ống dẫn đến tất cả các lỗ hổng phải được lấp đầy. Ở cuối mỗi đường chạy, nhựa nóng chảy đi vào khoang thông qua một cổng điều hướng dòng chảy. Nhựa nóng chảy đông đặc bên trong các thanh trượt này được gắn vào bộ phận và phải được tách ra sau khi bộ phận được đẩy ra khỏi khuôn. Tuy nhiên, đôi khi các hệ thống chạy nóng được sử dụng để làm nóng các kênh một cách độc lập, cho phép vật liệu bên trong bị nóng chảy và tách ra khỏi bộ phận. Một loại kênh khác được tích hợp vào khuôn là các kênh làm mát. Các kênh này cho phép nước chảy qua thành khuôn, tiếp giáp với khoang và làm mát nhựa nóng chảy.
Ngoài đường dẫn và cổng, còn có nhiều vấn đề thiết kế khác phải được xem xét khi thiết kế khuôn. Thứ nhất, khuôn phải cho phép nhựa nóng chảy dễ dàng chảy vào tất cả các khoang. Điều quan trọng không kém là việc loại bỏ phần đông đặc ra khỏi khuôn, vì vậy phải áp dụng một góc nháp cho thành khuôn. Thiết kế của khuôn cũng phải phù hợp với bất kỳ tính năng phức tạp nào trên bộ phận, chẳng hạn như đường cắt hoặc ren, điều này sẽ yêu cầu các miếng khuôn bổ sung. Hầu hết các thiết bị này trượt vào khoang bộ phận thông qua mặt bên của khuôn, và do đó được gọi là thanh trượt hoặc hành động phụ. Loại hành động phụ phổ biến nhất là lõi phụ cho phép tạo khuôn phần gạch dưới bên ngoài. Các thiết bị khác đi vào qua phần cuối của khuôn dọc theo hướng phân khuôn, chẳng hạn như bộ nâng lõi bên trong, có thể tạo thành một đường cắt bên trong. Để đúc các ren vào bộ phận, cần có một thiết bị tháo vít, thiết bị này có thể xoay ra khỏi khuôn sau khi các ren đã được hình thành.