Hệ thống rãnh dẫn nhựa trong khuôn

 

Trong mục này, Bạn sẽ học về những chức năng, đặc tính, và hình dạng của đậu rót, kênh dẫn nhựa, và cổng phun.

 

Hệ thống nhựa nóng chảy vào khuôn thông qua đậu rót “sprue” (Bạc cuống phun “sprue bush”), a Kênh dẫn nhựa “runner”, và cổng phun “gate” để điền đầy lòng khuôn cavity.
Nếu nhiệt độ của nhựa nóng chảy thấp hơn trong khi chảy đến đậu rót và kênh dẫn nhựa, độ nhớt “viscosity” sẽ tăng lên; Như vậy, độ nhớt sẽ thấp hơn độ kéo “shear” nhiệt sẽ phát sinh khi đi qua cổng phun để lấp đầy lòng khuôn.

Đậu rót

• • Đậu rót là kênh nối giữa họng phun và rãnh dẫn nhựa vào trong khuôn. Nó là một phần của bạc cuống phun, một chi tiết riêng được lắp ghép với khuôn

Rãnh dẫn nhựa

• • Rãnh dẫn nhựa là kênh mà dẫn nhựa nóng chảy vào lòng khuôn .

Đậu rót, rãnh dẫn nhựa, và cổng phun sẽ được cắt bỏ sau khi hoàn thành sản phẩm vì vậy, rãnh dẫn và cổng phun có vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng hoặc giá thành của sản phẩm.

Bây giờ xem miêu tả chi tiết về cổng phun và rãnh dẫn.Để xác định hình dạng, kích thước, và vị trí của rãnh dẫn nhựa “runner” cần quan tâm đến chất lượng và vật liệu đúc của sản phẩm, số lượng lòng khuôn “cavity”,để áp suất phun “injection pressure” và nhiệt độ của nhựa nóng chảy không thấp.

Hình dáng rãnh dẫn nhựa

• Có 3 loại hình dạng mặt cắt của

kênh dẫn nhựa “runner”

•  là: tròn, hình thang, và hình chữ U.

• Chọn hình dạng của rãnh dẫn sao cho lực cản dòng nhựa là nhỏ nhất và tổn thất nhiệt độ khi nhựa nóng chảy chảy vào

lòng khuôn “cavity”

• Trong hình trên, hình tròn là lý tưởng. Còn liên quan đến vấn đề gia công, hình dạng rãnh dẫn tròn đòi hỏi hai nửa của bên

chày “cavity plate” và cối “core plate”, việc này tương đối phức tạp.

• Vì lý do này, người ta cân nhắc chọn hình dạng rãnh dẫn là hình thang gần như giống hình vuông, và chỉ một bên chày hoặc cối được tạo hình.

Kích thước của rãnh dẫn nhựa

Kích thước của rãnh dẫn “runner” được xác dịnh theo những nhân tố sau:

(1) Độ dày của rãnh dẫn

Độ dày của rãnh dẫn được xác định chủ yếu theo vật liệu hoặc hình dạng của sản phẩm.
Nếu rãnh dẫn quá lớn, thời gian đông cứng “solidification” sẽ tốn nhiều thời gian và chu kỳ đúc “molding cycle” sẽ kéo dài. Ngoài ra, một rãnh dẫn lớn sẽ tốn nhiều vật liệu đúc “molding material”, như thế sẽ làm tăng giá thành.
Ngược lại, rãnh dẫn quá nhỏ có thể gây ra khuyết tật đúc như là khuyết thiếu “short shot” hoặc vết lõm “sink mark”,ảnh hướng xấu đến chất lượng sản phẩm.

(2) Loại nhựa

Một vài nhựa “plastics” là rất tốt trong tính chảy loãng và các yếu tố khác, việc xác định hình dạng hoặc kích thước của rãnh dẫn cần quan tâm đến các nhân tố đó.

(3) Chiều dài của rãnh dẫn

Nếu rãnh dẫn dài, nên mở rộng tiết diện để giảm lực cản của dòng chảy.
Mặc dù, nó sẽ làm tăng thời gian đông cứng và phế liệu, do đó làm tăng giá thành sản phẩm.
Cách tốt nhất là làm rãnh dẫn ngắn nhất có thể.</span

Với các chi tiết mỏng	Điền đầy nhanh nhờ tốc độ phun “injection speed” làm tăng nhiệt độ khuôn. Làm rãnh dẫn nhỏ để nâng cao tốc độ dòng chảy, phát sinh nhiệt “shear” nhiệt (nhiệt cắt này phát sinh khi nhựa nóng chảy chảy qua cổng phun “gate”), sẽ làm gia tăng độ nhớt “viscosity”.
Với các chi tiết dày	Điền đẩy từ từ nhờ giảm tốc độ phun để tránh khuyết tật bề mặt như vế lõm “sink mark” hoặc cái rỗ khí do khí lẫn vào vật liệu nhựa. Dùng biện pháp duy trì áp lực để điền đầy nhựa lỏng vào lòng khuôn “cavity” tốt hơn. Tạo một rãnh dẫn lớn thì hiện tượng vết lõm và hiện tượng khuyết thiếu sẽ không xảy ra

Ngoài ra cần cẩn trọng khi xác định kích thước rãnh dẫn của khuôn ba tấm “three-plate mold”.
Ở khuôn ba tấm, thao tác mở khuôn cần theo thứ tự xác định và thường có rãnh dẫn dài hơn , nếu tính toán hành trình mở khuôn cần thiết không đúng thì sẽ không thể tháo sản phẩm đúc ra .
Với rãnh dẫn của khuôn ba tấm, cần thận trọng ngay ở bước thiết kế.

Bố trí rãnh dẫn nhựa

• • Nên giữa khoảng cách càng ngắn càng tốt và không đổi từ

  rãnh dẫn “runner” đến mỗi lòng khuôn cavity khi đúc nhiều sản phẩm trên mỗi hành trình khuôn. Bởi làm như vậy áp suất phun “injection pressure” sẽ được phân phối bằng nhau và nhựa lỏng sẽ lấp đầy đều vào các lòng khuôn.

• Vì vậy, cách bố trí tốt nhất để có hệ thống rãnh dẫn cân bằng là đa giác đều (3 cạnh hoặc sáu cạnh) để giữ khoảng cách bằng nhau cho tất cả lòng khuôn và phân bố đều áp suất. Dưới đây là ví dụ mô phẳng.

 

 

Cổng phun

Cổng phân phối là cửa mà nhựa nóng chảy, chảy từ rãnh dẫn nhựa vào lòng khuôn.

Cổng phun được phân loại thành hai loại là cổng có hạn chế tiết diện từ kênh dẫn nhựa, và cổng không hạn chế tiết diện từ kênh dẫn nhựa vào lòng khuôn.

Cổng phun có những chức năng:

• Hạn chế dòng chảy và định hướng nhựa lỏng.
• Dễ cắt gọt rãnh dẫn “runner” và dễ gia công tinh vật đúc.
• Nhanh chóng làm lạnh và đông đặc “solidifies” để tránh chảy ngược sau khi nhựa lỏng đã điền đầy has lòng khuôn “cavity”

• Cổng phun phân phối hạn chế

  • Cổng phun phân phối hạn chế có một lối vào lòng khuôn cavity hẹp để hạn chế một lượng nhựa lỏng tạo điều kiện điền đầy lòng khuôn tốt hơn
  Cổng phân phối hạn chế có đặc điểm sau:
  • • Phát sinh nhiệt cắt “shear” nhở chảy qua cổng phun “gate” hẹp, nâng cao nhiệt độ của nhựa nóng chảy và tăng khả năng điền đầy lòng khuôn.
    • Giảm ứng suất dư và giảm khuyết tật như biến dạng, cong vênh “warpage”.
    • Thời gian đông đặc “solidification” is shortened, molding cycle is also nhanh.
    • Vết cổng phân phối thì bé hơn, nên không mất nhiều thời gian hoàn thiện sản phẩm.

Cổng phun phân phối hạn chế có các loại sau:

Cổng phun phân phối cạnh	Cổng phun ngầm
Là kiểu thông dụng nhất. Đặt ở trên bề mặt sản phẩm. bênh cạnh sản phẩm. Thường được dùng cho cấu trúc có nhiều hơn hai lòng khuôn.	Cổng ngầm sẽ tự động bị cắt bỏ khi khuôn mở ra. Vị trí có thể thay đổi (trước, bên cạnh, hoặc sau của sản phẩm). Cổng phun ngầm có kết cấu nối liền ở mặt cạnh của sản phẩm.

Cổng phun điểm	Cổng phun quạt
Phù hợp cho khuôn nhiều sản phẩm. Vị trí tương đối linh hoạt. Cấu trúc phức tạp được dùng trong khuôn phương pháp 3 tấm “three-plate method”.	Phù hợp cho sản phẩm dạng tấm rộng, dày và bằng phẳng. Việc hoàn thiện sản phẩm khó và giá thành cao do diện tích tiết diện cổng phun lớn. Còn lại vết của cổng phun trên sản phẩm.

Cổng phun kiểu băng	Cổng phun kiểu van
Thường dùng cho sản phẩm dạng tấm mỏng và rộng. Khó để tách bỏ cổng phun và hoàn thiện sản phẩm, và giá thành cao do cổng rộng. Cổng phun con xót lại trên sản phẩm.	Van của cổng được mở cổng vào thời gian phun. Đậu rót “Sprue” và rãnh dẫn “runner” sẽ không phải tháo ra nhờ dùng phương pháp dẫn nóng. Được đặt ở mặt trước hoặc sau của sản phẩm.

 

Công phun phân phối không hạn chế

• Cổng phân phối hạn chế có phương pháp lấp đầy nhựa nóng chảy vào lòng khuôn cavity trực tiếp từ đầu rót sprue
  Cổng phân phối hạn chế có các đặc điểm sau:
  • • Giảm mất áp lực phun “injecting pressure” do nhựa phun vào lòng khuôn trực tiếp qua đậu rót.
    • Tốn ít vật liệu đúc “molding material” bởi vì không cần rãnh dẫn nhựa “runner” .
    • Khuôn có cấu trúc đơn giản giảm giá thành và ít phát sinh lỗi..
    • Có ứng suất dư được tạo ra trên sản phẩm sẽ gây ra nứt “crack”.

Cổng phun phân phối không chế có các loại sau:

Cổng phun trực tiếp

Đậu rót đóng vai trò như là cổng phun “gate”. đặt trên trước và sau của sản phẩm. Cổng phun còn xót lại trên sản phẩm.

 

Xác định vị trí cổng phun

Điểm 1 Bố trí vị trí cổng phun “gate” tại nơi mà nhựa nóng chảy có thể được điền đẩy lòng lòng đồng thời. tương tự như cổng phun nhiều điểm.  Điểm 2 Đặt vị trí cổng phun tại nơi sản phẩm có chiều dày lớn nhất. Điều này có thể tránh vết lõm “sink marks” due to molding (part) shrinkage .  Điểm 3 Điểm đặt cổng nơi ít thấy vết của nó hoặc nơi dễ xử lý vết này khi hoàn thiện sản phẩm.  Điểm 4 Tránh phun từ phía dễ tạo xu hướng tích tụ không khí trong khoang hoặc khí sinh ra từ nhựa lỏng.  Điểm 5 Điền đẩy nhựa lỏng sử dụng bề mặt vách để không bị tạo đuôi “jetting”.

Bây giờ, học chi tiết về các bộ phận của đậu rót.

Các bộ phận của đậu rót nhựa

Các chi tiết có liên quan đến đậu rót “sprue” là vòng định vị “locating ring” và bạc cuống phun “sprue bush”
Chức năng của vòng định vị là định vị khuôn khi lắp khuôn lên máy ép nhựa.
Bạc cuống phun là kênh để dẫn nhựa nóng chảy trực tiếp từ đầu phun của máy phun đến khuôn .
Chú ý đến bộ phận sau khi lắp đặt chúng.

Vòng định vị

Bạc cuống phun

D1 < D2    D2 = D1 + (0.5 – 1.0)[mm] R1 < R2    R2 = R1 + 1.0[mm]

D1: Đường kính họng phun D2: Đường kính lỗ bạc cuống phun R1: Bán kinh đầu đầu phun R2: Bán kinh bạc cuống phun

 

(Kích vào tên mỗi chi tiết sẽ hiện ra sự giải thích.)

[Mối quan hệ giữa bạc cuống phun và đầu vòi phun] 

Đầu phun dạng cầu, và bán kinh cong tiêu chuẩn là 10 mm, 15 mm, 20 mm, or 30 mm bởi JIS.