Khuôn nhựa là một loại công cụ được sử dụng để gia công các sản phẩm nhựa, cung cấp cho các sản phẩm nhựa một cấu hình hoàn chỉnh và kích thước chính xác. Khuôn nhựa có nhiều loại và cấu trúc khác nhau, chủ yếu phụ thuộc vào loại nhựa, phương pháp gia công và cấu trúc của sản phẩm nhựa. Khuôn nhựa là một loại khuôn nhựa, được sử dụng rộng rãi trong ép khuôn, ép đùn, ép phun, thổi khuôn và khuôn bọt thấp.
Khuôn nhựa thông thường bao gồm hai phần, khuôn di động và khuôn cố định, khuôn di động được gắn trên tấm di động của máy ép phun, và khuôn cố định được gắn trên tấm cố định của máy ép phun. Trong quá trình ép phun, khuôn di động và khuôn cố định được đóng lại để tạo thành hệ thống đổ và khoang, và khi khuôn được mở ra, khuôn di động và khuôn cố định được tách ra để lấy sản phẩm nhựa ra.
1. Phân loại khuôn nhựa
Theo các phương pháp tạo hình khác nhau, các loại khuôn nhựa tương ứng với các yêu cầu quy trình khác nhau có thể được chia ra, chủ yếu bao gồm khuôn ép phun, khuôn ép đùn, khuôn hút nhựa, khuôn tạo hình polystyrene cao, v.v.
1.1 Khuôn ép phun nhựa
Khuôn ép phun nhựa là khuôn tạo hình được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất các bộ phận nhựa nhiệt dẻo. Thiết bị gia công tương ứng cho khuôn ép phun nhựa là máy ép phun nhựa. Nhựa được đun nóng và tan chảy trong thùng đun nóng ở đáy máy ép phun. Sau đó, được điều khiển bởi vít hoặc pít tông của máy ép phun, nhựa đi vào khoang khuôn thông qua vòi của máy ép phun và hệ thống đổ của khuôn, nhựa được làm mát và cứng lại để tạo hình, và sản phẩm hoàn thiện được lấy ra khỏi khuôn.
Khuôn ép phun nhựa thường bao gồm các bộ phận tạo hình, hệ thống đổ, các bộ phận dẫn hướng, cơ chế đẩy, hệ thống điều chỉnh nhiệt độ, hệ thống thoát khí, các bộ phận hỗ trợ, v.v. Vật liệu sản xuất thường sử dụng các mô-đun thép khuôn nhựa. Các vật liệu thường được sử dụng chủ yếu là thép kết cấu carbon, thép công cụ carbon, thép công cụ hợp kim, thép tốc độ cao, v.v.
Phương pháp gia công ép phun thường chỉ phù hợp cho sản xuất các sản phẩm nhựa nhiệt dẻo. Các sản phẩm nhựa được sản xuất bằng quy trình ép phun rất đa dạng, từ đồ dùng hàng ngày đến các bộ phận máy móc phức tạp, thiết bị điện, các bộ phận vận chuyển, v.v., đều được tạo hình bằng khuôn ép phun. Đây là phương pháp gia công được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất các sản phẩm nhựa.
1.2 Khuôn ép nhựa
Khuôn ép nhựa bao gồm hai loại khuôn cấu trúc: ép khuôn và ép phun áp lực. Chúng là một loại khuôn chủ yếu được sử dụng để tạo hình nhựa nhiệt rắn, và thiết bị tương ứng của chúng là máy ép áp lực.
Phương pháp ép khuôn theo đặc điểm của nhựa, khuôn sẽ được đun nóng đến nhiệt độ tạo hình (thường là 103 ° - 108 °), sau đó bột nhựa đã được đo lường được đưa vào khoang khuôn và buồng nạp, đóng khuôn lại, nhựa dưới tác động của nhiệt độ cao, áp lực cao sẽ chảy mềm, sau một khoảng thời gian nhất định sẽ cứng lại và tạo hình, trở thành sản phẩm có hình dạng mong muốn. Ép phun áp lực và ép khuôn khác nhau ở chỗ có buồng nạp riêng biệt, khuôn được đóng lại trước khi tạo hình, nhựa trong buồng nạp hoàn thành quá trình đun nóng trước khi chảy mềm, được điều chỉnh dưới áp lực và ép vào khoang khuôn, cứng lại và tạo hình.
Khuôn ép áp lực chủ yếu bao gồm khoang, buồng nạp, cơ chế dẫn hướng, các bộ phận phóng, hệ thống sưởi và v.v. Khuôn ép áp lực được sử dụng rộng rãi trong việc đóng gói các linh kiện điện tử. Vật liệu được sử dụng trong sản xuất khuôn ép áp lực về cơ bản giống như khuôn ép phun.
1.3 Khuôn ép đùn nhựa
Khuôn ép đùn nhựa được sử dụng để tạo hình sản xuất các sản phẩm nhựa có hình dạng liên tục, còn được gọi là đầu ép đùn, được sử dụng rộng rãi trong ống, thanh, sợi đơn, tấm, màng, vỏ dây và cáp, các cấu hình và các quy trình khác.
Với khuôn ép đùn nhựa tương ứng với thiết bị sản xuất là máy ép đùn nhựa, nguyên lý là nhựa rắn trong điều kiện đun nóng và áp lực xoay của vít máy ép đùn, tan chảy, nhựa hóa, thông qua một hình dạng cụ thể của miệng khuôn và tạo thành các sản phẩm nhựa liên tục có hình dạng cùng với miệng khuôn.
Vật liệu sản xuất khuôn ép đùn nhựa chủ yếu là thép kết cấu carbon, công cụ hợp kim, v.v. Một số khuôn ép đùn cần các bộ phận chịu mài mòn cũng sẽ được gắn kim cương và các vật liệu chịu mài mòn khác. Quy trình ép đùn thường chỉ áp dụng cho sản xuất các sản phẩm nhựa nhiệt dẻo, cấu trúc của nó và khuôn ép phun và khuôn ép có sự khác biệt rõ rệt.
1.4 Khuôn thổi nhựa
Khuôn thổi nhựa được sử dụng để tạo hình các sản phẩm rỗng như chai nước giải khát, đồ dùng hàng ngày và các bao bì khác. Hình thức thổi khuôn theo nguyên lý quy trình chủ yếu là thổi khuôn ép đùn, thổi khuôn ép phun, thổi khuôn ép phun, thổi khuôn kéo ép phun (thường được gọi là 'thổi kéo ép'), thổi khuôn nhiều lớp, thổi khuôn tấm và các loại thổi khuôn khác. Thiết bị tương ứng với thổi khuôn các sản phẩm rỗng thường được gọi là máy thổi khuôn nhựa, và thổi khuôn chỉ áp dụng cho sản xuất các sản phẩm nhựa nhiệt dẻo. Cấu trúc của khuôn thổi tương đối đơn giản, và vật liệu sử dụng chủ yếu là thép carbon.
1.5 Khuôn hút nhựa
Khuôn hút nhựa là một tấm nhựa, vật liệu tấm làm nguyên liệu để tạo hình một số sản phẩm nhựa đơn giản, nguyên lý là sử dụng phương pháp nở chân không hoặc phương pháp tạo hình bằng khí nén để làm tấm nhựa cố định trong khuôn lõm hoặc khuôn lồi, trong trường hợp làm mềm biến dạng khi đun nóng và dán vào khoang khuôn để có được sản phẩm đúc yêu cầu, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất một số đồ dùng hàng ngày, thực phẩm, đồ chơi, sản phẩm đóng gói. Khuôn hút nhựa có áp lực tạo hình thấp, vì vậy vật liệu khuôn chủ yếu được sử dụng là nhôm đúc hoặc vật liệu phi kim loại, cấu trúc tương đối đơn giản.
Khuôn đúc polystyrene tạo bọt cao
Khuôn polystyrene tạo bọt cao là một loại khuôn áp dụng nguyên liệu polystyrene có thể mở rộng (vật liệu hạt bao gồm polystyrene và chất thổi) để tạo khuôn các vật liệu đóng gói bọt khác nhau theo các hình dạng yêu cầu. Nguyên lý là polystyrene có thể bay hơi có thể được tạo hình thành hơi nước bên trong khuôn, bao gồm hai loại khuôn vận hành bằng tay đơn giản và khuôn bọt thẳng qua máy ép thủy lực, chủ yếu được sử dụng để sản xuất các sản phẩm đóng gói cho hàng hóa công nghiệp. Vật liệu để sản xuất loại khuôn này là nhôm đúc, thép không gỉ, đồng và v.v.
2. Nguyên lý làm việc của khuôn nhựa
Khuôn nhựa thường bao gồm đế khuôn (khuôn cố định), lõi khuôn (khuôn di động), chốt đẩy, thanh đẩy và các thành phần khác. Nguyên lý làm việc của nó là vật liệu nhựa được đun nóng và nóng chảy và bơm vào khuôn, sau đó được tạo hình bởi áp lực, nhiệt độ và các yếu tố khác.
Trong bước đầu tiên, vật liệu nhựa được đun nóng đến một nhiệt độ nhất định để nó trở nên nóng chảy và có thể được bơm vào khuôn.
Trong bước thứ hai, vật liệu nhựa ở trạng thái nóng chảy được bơm vào khuôn.
Bước thứ ba, chờ vật liệu nhựa đông đặc và tạo khuôn, sau đó dỡ sản phẩm hoàn thiện.
3. Quy trình làm khuôn nhựa
Quá trình sản xuất khuôn nhựa có thể chia thành ba giai đoạn: thiết kế khuôn, gia công khuôn và thử khuôn. Trong đó, thiết kế khuôn là một trong những khâu quan trọng nhất, cần phải xem xét đầy đủ hình dạng, kích thước, độ dày, cấu trúc và các yếu tố khác của sản phẩm nhựa, theo nhu cầu thực tế để thiết kế cấu trúc khuôn phù hợp.
Giai đoạn gia công khuôn cần dựa vào thiết bị gia công CNC và nhiều công cụ cắt khác nhau để hoàn thành. Thông thường, độ chính xác của gia công khuôn rất cao để đảm bảo rằng chất lượng cuối cùng của các sản phẩm nhựa được sản xuất là tốt.
Giai đoạn thử khuôn là để kiểm tra xem khuôn có hoạt động đúng hay không, thường sử dụng nguyên liệu nhựa để thử khuôn để kiểm tra xem khuôn có đáp ứng nhu cầu sản xuất thực tế hay không.
4. Yêu cầu về vật liệu của khuôn nhựa
Điều kiện làm việc của khuôn nhựa và khuôn đột nguội khác nhau, thường phải làm việc ở nhiệt độ 150°C - 200°C, ngoài áp lực nhất định, còn phải chịu tác động của nhiệt độ. Theo điều kiện sử dụng khuôn đúc nhựa, các phương pháp xử lý khác nhau sẽ tóm tắt các yêu cầu hiệu suất cơ bản của thép khuôn nhựa dưới đây.
- Độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn đủ
Độ cứng của khuôn nhựa thường dưới 50-60HRC, sau khi xử lý nhiệt khuôn phải có đủ độ cứng bề mặt để đảm bảo khuôn có đủ độ cứng. Khuôn trong quá trình làm việc do sự lấp đầy và dòng chảy của nhựa phải chịu áp lực nén và ma sát lớn hơn, yêu cầu khuôn phải duy trì độ chính xác hình dạng và độ ổn định của độ chính xác kích thước, để đảm bảo khuôn có tuổi thọ đủ. Khả năng chống mài mòn của khuôn phụ thuộc vào thành phần hóa học của thép và độ cứng của xử lý nhiệt, do đó cải thiện độ cứng của khuôn sẽ giúp cải thiện khả năng chống mài mòn của nó.
- khả năng gia công cắt tuyệt vời
Hầu hết các khuôn tạo hình nhựa, ngoài việc xử lý EMD còn cần phải thực hiện một lượng cắt nhất định và sửa chữa kẹp. Để kéo dài tuổi thọ của công cụ cắt, cải thiện hiệu suất cắt và giảm độ nhám bề mặt, độ cứng của thép cho khuôn nhựa phải phù hợp.
- khả năng đánh bóng tốt
Các sản phẩm nhựa chất lượng cao, yêu cầu giá trị độ nhám bề mặt của khoang khuôn nhỏ. Ví dụ, giá trị độ nhám bề mặt khoang khuôn ép nhựa yêu cầu phải nhỏ hơn mức Ra0.1 ~ 0.25, bề mặt quang học yêu cầu Ra<0.01nm, khoang phải được đánh bóng, giảm giá trị độ nhám bề mặt. Vì lý do này, việc lựa chọn thép yêu cầu ít tạp chất vật liệu, tổ chức vi mô đồng đều, không có hướng sợi, đánh bóng không xuất hiện khuyết tật lỗ hoặc vỏ cam.
- khả năng ổn định nhiệt tốt
Các bộ phận khuôn ép nhựa thường có hình dạng phức tạp, khó gia công sau khi tôi luyện, vì vậy nên cố gắng sử dụng độ ổn định nhiệt tốt, khi quá trình tạo hình khuôn sau xử lý nhiệt do hệ số giãn nở tuyến tính nhỏ, biến dạng xử lý nhiệt nhỏ, tỷ lệ thay đổi kích thước do chênh lệch nhiệt độ nhỏ, tổ chức luyện kim và kích thước khuôn ổn định, có thể giảm hoặc không cần gia công lại, có thể đảm bảo độ chính xác kích thước và yêu cầu độ nhám bề mặt của khuôn.
5. Sử dụng khuôn nhựa
Khuôn nhựa được sử dụng trong sản xuất các vật dụng hàng ngày, sản xuất công nghiệp, thiết bị y tế, hộp bao bì nhựa và các lĩnh vực khác.
- Sản xuất các vật dụng hàng ngày. Khuôn nhựa được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các vật dụng hàng ngày, chẳng hạn như cốc nhựa, bát nhựa, đũa nhựa và v.v.
- Sản xuất công nghiệp. Khuôn nhựa cũng đóng vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp. Ví dụ, sản xuất ô tô,
