Ép phun là một quy trình sản xuất đã có từ hơn 150 năm nay.Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp Ngày nay, nó phổ biến hơn bao giờ hết nhờ sự đổi mới liên tục và cải tiến vật liệu. bài viết này sẽ giải thích ép phun là gì và một số lợi ích và ứng dụng độc đáo của nó.Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp.

Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp

Ép phun là một trong những quy trình sản xuất hiện đại phổ biến nhất. Nó chủ yếu được sử dụng để tạo ra các bộ phận nhựa khối lượng lớn cho vô số ứng dụng và ngành công nghiệp.

Quy trình ép phun bao gồm một máy ép phun làm tan chảy các viên nhựa và phun nhựa nóng chảy vào khuôn để nguội, tạo thành bộ phận cuối cùng. Tuy nhiên, trước khi bất kỳ điều nào trong số này có thể xảy ra, sản phẩm phải được thiết kế và khuôn phải được tạo ra.Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp

Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp

Ép phun là phương pháp sản xuất hiệu quả nhất về mặt chi phí — cả về chi phí và thời gian — để sản xuất quy mô lớn từ 10.000 bộ phận trở lên.

Máy móc và công cụ được sử dụng trong ép phun

Máy ép phun là một thiết bị phức tạp bao gồm nhiều bộ phận khác nhau, mỗi bộ phận đều có chức năng thiết yếu trong việc tạo ra các bộ phận bằng nhựa. Tìm hiểu thêm về chúng bên dưới.

Phễu: Phễu là nơi các viên nhựa được đưa vào máy ép phun. Một van trên phễu được sử dụng để kiểm soát dòng vật liệu vào thùng của máy.

Thùng: Thùng của máy ép phun là buồng nơi vật liệu nhựa được nung nóng đến độ đặc nóng chảy.

Thanh gia nhiệt: Các thanh gia nhiệt xung quanh thùng của máy tạo ra nhiệt để làm tan chảy các viên nhựa. Nhiệt độ của các thanh gia nhiệt có thể được kiểm soát và thay đổi tùy thuộc vào vật liệu cụ thể được sử dụng.

Vít: Nằm bên trong thùng, vít là bộ phận máy dẫn vật liệu nhựa về phía vòi phun. Vít được sử dụng để giúp phân phối nhiệt đều và trộn các viên khi chúng tan chảy.

Vòi phun: Vòi phun của máy ép phun là nơi nhựa nóng chảy được phun vào khuôn. Vòi phun ép phun hiện đại có thể lọc các vật liệu lạ và hỗ trợ trộn—đặc biệt hữu ích trong việc đảm bảo các chất phụ gia được trộn đều.

Khuôn: Khuôn dùng để ép phun bao gồm hai mảnh riêng biệt được kẹp chặt với nhau trong quá trình sản xuất. Một vùng rỗng ở giữa khuôn—khoang—là nơi nhựa nóng chảy được phun vào và sau đó được làm nguội để tạo thành sản phẩm cuối cùng. Khuôn cũng thường được thiết kế với các kênh làm mát được sử dụng để quản lý chiến lược mức nhiệt của các khu vực cụ thể của khuôn.

Khuôn ép phun in 3D với bộ phận được sử dụng để tạo ra

Bộ phận kẹp: Mục đích chính của bộ phận kẹp là giữ hai nửa khuôn được kẹp chặt với nhau trong khi quá trình phun diễn ra. Kẹp thủy lực cực kỳ phổ biến, nhưng gần đây, hệ thống kẹp điện đã trở nên phổ biến hơn do hiệu quả công suất, độ chính xác cao hơn và thiết kế không cần dầu.

Hệ thống đẩy: Một chốt hoặc tấm đẩy được sử dụng để đẩy bộ phận nhựa thành phẩm ra khỏi khuôn. Một số bộ phận có thể cần hoàn thiện, được xử lý riêng bằng máy ép phun.

Các loại vật liệu ép phun

Thế giới nhựa rất rộng lớn và đa dạng, với hàng chục loại khác nhau, mỗi loại có đặc điểm riêng và điều kiện vận hành lý tưởng. Hai “lớp” nhựa chính được sử dụng trong ép phun là nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn.

Nhựa nhiệt rắn

Nhựa nhiệt rắn là loại nhựa có thể được nấu chảy, làm nguội và nấu chảy lại nhiều lần, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các quy trình ép phun vì bất kỳ chất thải nào cũng có thể dễ dàng được tái chế thành viên và tái sử dụng.

Nhựa được sử dụng trong ép phun

Sau đây là một số loại nhựa nhiệt rắn được sử dụng phổ biến nhất:

Polycarbonate

Polypropylene

Polyethylene

Polyoxymethylene (POM/acetal)

Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp

Nhựa nhiệt rắn

Nhựa nhiệt rắn, không giống như nhựa nhiệt rắn, không thể được nấu chảy lại sau khi chúng đã đông cứng trong quá trình lưu hóa. Tuy nhiên, nhựa nhiệt rắn thường bền hơn nhựa nhiệt rắn và hoạt động tốt hơn trong các ứng dụng nhiệt độ cao.

Sau đây là một số loại nhựa nhiệt rắn phổ biến nhất:

Polyester

Polyurethane

Polyimide

Epoxy

Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp

Kim loại dùng cho khuôn ép phun

Mặc dù vẫn là một quy trình tương đối chuyên biệt so với khuôn ép phun nhựa, nhưng khuôn ép phun kim loại (MIM) cho phép ép phun các bộ phận kim loại dưới 100 gram. Trong MIM, bột kim loại được trộn với vật liệu liên kết polyme, được loại bỏ khỏi sản phẩm như một phần của quy trình hoàn thiện.

Trước quá trình này—gọi là tách liên kết—bộ phận được gọi là “bộ phận xanh” và sau khi tách liên kết, nó được gọi là “bộ phận nâu”. Sau khi bộ phận trải qua quá trình tách liên kết, nó vẫn xốp và phải được thiêu kết để loại bỏ các lỗ rỗng và đạt được sản phẩm cuối cùng hoàn toàn rắn chắc. Một số hiện tượng co ngót có thể xảy ra trong quá trình thiêu kết và cần được lên kế hoạch khi tạo khuôn ban đầu. Điều này thường có nghĩa là thiết kế khuôn lớn hơn sản phẩm cuối cùng từ 15–20%.

Thiết kế và tạo khuôn: Bước đầu tiên trong quy trình ép phun là tạo khuôn. Khuôn thường được gia công, đặc biệt là đối với các bộ phận phức tạp, nhưng chúng cũng có thể được in 3D từ nhựa hiệu suất cao.

Kẹp: Sau khi tạo khuôn cuối cùng, khuôn được đặt vào máy ép phun và kẹp chặt vào đúng vị trí. Kẹp đảm bảo khuôn sẽ cố định chắc chắn tại chỗ trong quá trình ép phun.

Ép: Sau khi khuôn vào đúng vị trí, các hạt nhựa được làm nóng chảy và phun vào khuôn. Các lỗ thông hơi trong khuôn cho phép bất kỳ không khí nào được đẩy hoàn toàn ra khỏi khuôn (nơi nó cư trú), chỉ để lại vật liệu nhựa.

Làm mát: Nhựa được phun cần phải nguội bên trong khuôn để duy trì hình dạng sau khi được đẩy ra. Quá trình này có thể mất từ ​​vài giây đến vài phút, tùy thuộc vào thiết kế của bộ phận được tạo ra.

Kẹp và đẩy: Cuối cùng, sau khi bộ phận đã nguội và các kẹp được mở ra, nó có thể được đẩy ra khỏi khuôn. Việc này được thực hiện bằng cách sử dụng chốt đẩy hoặc tấm đẩy. Từ đây, bộ phận được đẩy ra trải qua bất kỳ quá trình hoàn thiện cần thiết nào trước khi được vận chuyển đến khách hàng.

Ưu điểm của Ép phun

Sự phổ biến của ép phun một phần không nhỏ là do nhiều ưu điểm mà nó mang lại so với các phương pháp sản xuất khác như gia công và in 3D. Sau đây là một số ưu điểm có tác động lớn nhất.

Chi phí thấp cho mỗi bộ phận

Chi phí ép phun chủ yếu bao gồm khuôn, nguyên liệu thô được sử dụng và bất kỳ quy trình hoàn thiện nào cần thực hiện. Giá của một khuôn có thể dao động từ 100 đến 100.000 đô la, tùy thuộc vào độ phức tạp của khuôn và cách sản xuất.

Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp

Mặc dù chi phí ban đầu này có thể cực kỳ cao, nhưng chi phí cho nguyên liệu thô và quy trình hoàn thiện lại thấp hơn đáng kể. Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp Càng sử dụng nhiều khuôn để tạo ra các bộ phận, quy trình càng có lợi nhuận. Đây là lý do tại sao ép phun thường được sử dụng nhất khi sản xuất hàng loạt hàng nghìn bộ phận, vì chi phí cho mỗi bộ phận trở nên cực kỳ thấp.

Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp

Ép phun đã chứng minh là một quy trình sản xuất không thể thiếu, mang lại hiệu quả, độ chính xác và tính linh hoạt vô song trong nhiều ngành công nghiệp.Ứng dụng của công nghệ ép nhựa trong đời sống và công nghiệp Do đó, các sản phẩm sản xuất được yêu cầu cung cấp các tùy chọn dự án, năng lực sản xuất hàng loạt và khả năng ứng dụng đảm bảo nó vẫn là nền tảng của các sản phẩm hiện đại. Khi công nghệ phát triển, ép phun chắc chắn sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc định hình tương lai của các nhà sản xuất, cung cấp các giải pháp phù hợp với thiết bị thực tế, có khả năng chống chịu trong tương lai.