KẾT CẤU & NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA KHUÔN ÉP NHỰA

Nội dung chính:

Cấu tạo Khuôn ép nhựa
Nguyên lý hoạt động

Tham khảo: Lộ trình Thiết kế Khuôn mẫu (yêu cầu cao) theo tiêu chuẩn Nhật JIS

Để thiết kế được một bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh đòi hỏi Kỹ sư thiết kế Khuôn phải hiểu được kết cấu của khuôn ép nhựa. Tùy theo yêu cầu sản phẩm mà ta sẽ có các kết cấu khuôn khác nhau như: Khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm, khuôn có slide…
Trong các cuốn tài liệu Khuôn phân tích rất nhiều, trên trời dưới biển kiến thức, nếu học và thực hành rất mất thời gian & không cần thiết. Nên mình chia sẻ những kiến thức cần thiết nhất để các bạn đủ làm khuôn.

1. Cấu tạo Khuôn ép nhựa

Phân rã kết cấu bộ khuôn

Ít nhiều các bạn cũng đã biết Khuôn gồm có core và cavity (khuôn đực, khuôn cái). Ngoài ra thì trong bộ khuôn còn có nhiều bộ phận khác. Các bộ phận này lắp ghép với nhau tạo thành những hệ thống cơ bản của bộ khuôn, bao gồm:

Hệ thống dẫn hướng và định vị: gồm tất cả các chốt dẫn hướng, bạc dẫn hướng, định vị lõi, định vị vỏ khuôn… có nhiệm vụ giữ đúng vị trí làm việc của hai phần khuôn khi ghép với nhau để tạo lòng khuôn chính xác.
Hệ thống dẫn nhựa vào lòng khuôn: gồm bạc cuống phun, kênh dẫn nhựa và cổng phun làm nhiệm vụ cung cấp nhựa từ đầu phun máy ép vào trong lòng khuôn.
Hệ thống slide (bệ trượt): gồm lõi mặt bên, má lõi, thanh dẫn hướng, cam chốt xiên, xylanh thủy lực,… làm nhiệm vụ tháo những phần không thể tháo (undercut) ra được ngay theo hướng mở của khuôn.
Hệ thống đẩy sản phẩm: gồm các chốt đẩy, chốt hồi, chốt đỡ, bạc chốt đỡ, tấm đẩy, tấm giữ, khối đỡ,… có nhiệm vụ đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi ép xong.
Hệ thống thoát khí: gồm có những rãnh thoát khí, van thoát khí có nhiệm vụ đưa không khí tồn đọng trong lòng khuôn ra ngoài, tạo điều kiện cho nhựa điền đầy lòng khuôn dễ dàng và giúp cho sản phẩm không bị bọt khí hoặc bị cháy khét, thiếu liệu.
Hệ thống làm nguội: gồm các đường nước, các rãnh, ống dẫn nhiệt, đầu nối,… có nhiệm vụ điều hòa nhiệt độ khuôn và làm nguội sản phẩm một cách nhanh chóng. Ngoài ra còn có hệ thống gia nhiệt để giữ nhiệt độ khuôn ổn định ở nhiệt độ cao đối với sản phẩm dùng nhựa kỹ thuật.
Hệ thống Hot runner: Hệ thống hot runner hay còn gọi là hệ thống kênh dẫn nóng. (Đọc thêm bài về Thiết kế hệ thống Hot runner)
Bulong – đai ốc: Dùng để cố định các tấm khuôn, các thành phầm linh kiện trong khuôn lại với nhau…

18 bộ phận cơ bản trong kết cấu khuôn ép nhựa

Kết cấu bộ khuôn bộ khuôn ép nhựa cơ bản.

1: Tấm kẹp trước	7: Tấm đỡ	13: Bạc dẫn hướng chốt
2: Tấm khuôn trước	8: Khối đỡ	14: Chốt hồi
3: Vòng định vị	9: Tấm kẹp sau	15: Bạc mở rộng
4: Bạc cuống phun	10: Chốt đẩy	16: Chốt đỡ
5: Sản phẩm	11: Tấm giữ	17: Tấm khuôn sau
6: Bộ định vị	12: Tấm đẩy	18: Bạc dẫn hướng

Tùy theo hình dạng và yêu cầu sản phẩm mà chúng ta sẽ lựa chọn các kiểu kết cấu khuôn khác nhau. Mỗi một đơn vị sản xuất cũng đi theo những hướng thiết kế khuôn khác nhau. Tuy nhiên, để nâng cao trình độ thiết kế thì người thiết kế cần phải học hỏi nâng cao trình độ bằng cách nghiên cứu càng nhiều kết cấu khuôn càng tốt (4CTECH chia sẻ tất cả các kết cấu khuôn ở cuối bài viết này).
Nếu có cơ hội thì các bạn nên mở các bộ khuôn thực tế ra để nghiên cứu mở rộng tư duy thiết kế nhé.

Chức năng các thành phần trong khuôn nhựa.

1. Tấm kẹp trước:
Chức năng dùng để kẹp vào phần cố định của thành máy. Như hình vẽ các bạn cũng thấy rằng tấm này có chiều rộng nhô ra so với các tấm khuôn khác. Phần nhô ra đó chính là dùng để kẹp.

2. Tấm cố định (tấm khuôn cái):
Tấm này là phần khuôn cố định

3. Bạc cuốn phun:
Chức năng dẫn nhựa từ đầu phun của máy ép vào khuôn (đầu tiên là dẫn nhựa vào các kênh dẫn)

4. Vòng định vị:
Dùng để định vị khuôn với thành máy, nó giúp cho đầu phun của máy ép được định vị chính xác với vị trí tương ứng của bạc cuống phun. Chi tiết này có dạng vòng tròn và nhô cao hơn mặt trên của tấm kẹp trước để đút vào một lỗ tương ứng trên thành máy.

5. Vít lục giác:
Cố định tấm kẹp và tấm khuôn cố định với nhau

6. Đường nước:
Hệ thống làm mát (nguội) của khuôn. Nó còn có chức năng là giữ nhiệt độ cho khuôn trong quá trình gia nhiệt đối với các loại nhựa có nhiệt độ nóng chảy thấp

7. Tấm di động (tấm khuôn đực):
Tấm khuôn phía di động

8. Tấm lót:
Dùng để tăng độ cứng vững cho khuôn phía di động, tấm này chỉ dùng trong trường hợp tấm di động quá mỏng.

9. Gối đỡ:
Gối đỡ gồm 2 tấm 2 bên được gọi là một cặp. Gối đỡ dùng để trợ lực cho tấm di động đồng thời tạo khoản hở cần thiết ở giữa để bố trí tấm kẹp pin đẩy và tấm đẩy cùng hệ thống pin.

10. Tấm kẹp pin:
Giữ cho hệ thống pin đẩy không trượt ra ngoài trong quá trình khuôn hoạt động

11. Tấm đẩy pin:
Tấm này nối với lõi đẩy của máy ép, nó có chức năng đẩy hệ thống pin đẩy qua đó gián tiếp đẩy sản phẩm ra ngoài

12. Tấm kẹp sau:
Dùng để kẹp vào phần di động của máy ép nhựa

13. Pin đẩy:
Dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn

14. Loxo:
Đẩy cụm tấm kẹp và tấm đẩy lùi về phía sau để kéo dàn pin đẩy về chuẩn bị chu kỳ ép phun kế tiếp

15. Chốt hồi:
Dẫn hướng cụm tấm kẹp và tấm đẩy di chuyển theo một đường thẳng tịnh tiến nhằm giử cho chúng không trượt ra ngoài và bảo vệ dàn pin dẩy không bị cong trong qua trình đẩy sản phẩm và lùi về.

16. Bạc dẩn hướng:
Được gia công chính xác cùng với chốt dẫn hướng giúp chốt dẫn hướng dễ dàng di chuyển và định vị

17. Chốt dẫn hướng:
Giúp 2 phần của khuôn được định chính xác trong suốt qua trình đóng khuôn

2. Kết cấu khuôn 3 tấm

Đây là đề tài nhiều bạn quan tâm & ngày càng phổ biến hơn nên mình cũng chia sẻ trong bài viết này.

Khuôn 3 tấm là gì.
Kết cấu khuôn 3 tấm ra sao.
Sự khác nhau của khuôn 3 tấm và khuôn 2 tấm
Và tại sao chúng ta lại sử dụng khuôn 3 tấm trong thiết kế khuôn ép nhựa?

Khuôn nhựa 3 tấm là khuôn ép phun dùng trong hệ thống kênh dẫn nguộn. Kênh dẫn nguội (runner) được bố trí trên 2 mặt phẳng và khi mở khuôn ra chúng ta có 2 khoảng mở. Một khoảng mở để lấy sản phẩm ra và một khoảng mở để lấy kênh dẫn ra ngoài. Sản phẩm được lấy ra ngoài nhờ vào hệ thống pin đẩy phía di động. Kênh dẫn được lấy ra ngoài là nhờ vào tấm giật đuôi keo được bố trí bên phía cố định để tách runner ra khỏi sản phẩm.

Kết cấu bộ khuôn 3 tấm

Khuôn 3 tấm được sử dụng khi cần thiết bố trí cổng nhựa ở trung tâm hoặc nhiều cổng nhựa cho các đường chảy riêng vào trong lòng khuôn. Đối với những chi tiết vách mỏng có dòng chảy nhựa rộng và dài sử dụng point gate.

Đọc đến đây, hẳn các bạn thấy khuôn 3 tấm phức tạp hơp khuôn 2 tấm nhiều.
Đúng vậy, kết cấu khuôn 3 tấm phức tạp và tốn kém hơn kết cấu khuôn 2 tấm. Do đó, trong tất cả các trường hợp người học thiết kế khuôn nhựa cần tối ưu hóa chi phí bằng cách thiết kế khuôn 2 tấm.

Kết:

Hình vẽ trên mới chỉ thể hiện được cấu tạo cơ bản của khuôn 2 tấm đơn giản. Những khuôn như này chỉ được sử dụng để ép những sản phẩm đơn giản mà thôi. Nếu những sản phẩm phức tạp có undercut thì cấu tạo khuôn sẽ được bổ sung thêm một số thành phần khác như là slide, cavity…

Nếu bạn có thắc mắc gì thì liên hệ hoặc comment bên dưới nhé, like và share để lan tỏa giá trị cộng đồng.

Tham khảo: Lộ trình Thiết kế Khuôn mẫu (yêu cầu cao) theo tiêu chuẩn Nhật JIS

DOWNLOAD Plastic Mold về máy!