Một số kiểu phun (type gate) trong khuôn ép nhưa:
– Side gate (Miệng phun cạnh)
– Point gate hoặc Pin gate (Bơm điểm, bơm chốt điểm)
– Submarin gate hoặc Banana gate (Cổng bơm ngầm)
– Film gate hoặc Flash gate (Miệng phun băng)
– Ring gate (Bơm vòng)
– Spoke (Spider) gate (Nan hoa)
– Fan gate (Kiểu quạt)
– Disk/diaphragm (Kiểu đĩa)
– Direct gate (Trực tiếp)
1. Side gate
Describe (mô tả):
Miệng phun cạnh hay Side gate thường được bố trí ở cạnh ngoài sản phẩm, ngay mặt phân khuôn và cơ chế điền đầy lòng khuôn từ phía bên hông nên được gọi là miệng phun cạnh, miệng bơm hông…
Kiểu cổng này rất thông dụng nó có thể sử dụng cho các loại sản phẩm có thành mỏng hoặc trung bình bởi kết cấu đơn giản và không cần độ chính xác cao.
Side gate có 2 loại: Côn và không côn.
– Kiểu không côn:
+ Đây là kiểu thường dùng trong các cơ sở khuôn nhỏ. Kiểu cổng bơm nhựa này dễ gia công vì không yêu cầu độ chính xác cao và dễ tùy biến. Kiểu cổng bơm này thường có dạng như hình bên dưới:
– Kiểu côn: Đây là kiểu cổng bơm nhựa được sử dụng trong các cơ sở khuôn chuyên nghiệp. Kiểu này khó gia công hơn kiểu ở trên. Ưu điểm của cổng bơm nhựa này là tiết diện công bơm ở mặt tiếp xúc với lòng khuôn được co bóp lại nên sẽ dễ dàng cho việc loại bỏ gate về sau. Kiểu cổng bơm này thường có dạng như sau:
Advantages (Ưu điểm):
– Dễ gia công
– Kết cấu khuôn đơn giản
– Dễ điền đầy lòng khuôn
Disadvantages (Nhược điểm):
– Phải có công đoạn loại bỏ gate để lấy thành phẩm
– Để lại dấu vết gate lớn trên bề mặt thành phẩm
2.Point gate (pin gate)
Describe (mô tả):
Kiểu cổng bơm nhựa này có dạng pin tròn và để lại điểm hình tròn sau khi tách gate nên còn được gọi là kiểu bơm điểm hay bơm chốt điểm
Kiểu gate này thông dụng với cấu trúc khuôn ba tấm hoặc những lòng khuôn lớn cần nhiều miệng phun, hoặc cho loại khuôn có nhiều lòng khuôn. Đi kèm với kiểu gate này người ta thường thiết kế kênh dẫn nhựa có tiết diện hình thang hoặc hình thang hiệu chỉnh để tiện cho việc gia công – lắp đặt chốt giật đuôi keo khi mở khuôn.
Advantages (Ưu điểm):
Dễ dàng bố trí nhiều miệng phun vào lòng khuôn đối với những lòng khuôn lớn, giúp cho việc điền đầy nhanh chóng và tốt hơn.
Dễ dàng bố trí cổng bơm cho kết cấu khuôn nhiều lòng khuôn.
Tách gate tự động nên không mất thời gian cho công đoạn xử lý gate.
Disadvantages (Nhược điểm):
Kết cấu khuôn phức tạp
Việc lấy đuôi keo sau khi mở khuôn bắt buộc phải có cánh tay robot hoặc sự can thiệp của người đứng máy.
Hệ thống kênh dẫn dài nên tiêu hao một lượng nguyên liệu đáng kể.
Có thể gây quá nhiệt đối với loại vật liệu có cấu trúc sợi dài và có độ nhớt kém.
Việc tính toán cổng bơm nhựa kiểu point gate rất quan trọng, nếu điểm chốt quá to hoặc phần côn quá nhỏ thì dấu vết của nó thấy rất rõ gây mất mỹ quan sản phẩm hay đôi khi còn ảnh hưởng đến chức năng sản phẩm nếu bị lỗi gate cao.
3. Submarine gate (cổng bơm ngầm).
Describe :
Kiểu cổng bơm nhựa (gate) thông dụng trong khuôn ép nhựa. Lòng khuôn được điền đầy nhựa từ kênh dẫn thông qua một đường dẫn ngầm nằm dưới mặt phân khuôn. Sản phẩm và đuôi keo sẽ tự động tách ra sau khi hệ thống pin đẩy lói sản phẩm và đuôi keo ra khỏi lòng khuôn
Miệng phun kiểu đường ngầm thường được dùng cho khuôn hai tấm có nhiều lòng khuôn. Khi thiết kế sản phẩm nhỏ và cần cắt kênh dẫn ở mặt bên. Có hai loại: miệng phun ngầm dạng thẳng và miệng phun ngầm dạng cong.
Bơm ngầm là kiểu bơm mang lại hiệu quả sản xuất cao nhất trong các loại cổng bơm. Các công ty chuyên nghiệp luôn cố gắng bố trí kiểu cổng bơm này trong khuôn. Đối với các cơ sở nhỏ lẽ trong nước như mình thấy thì kiểu bơm này chưa thực sự phổ biến so với kiểu bơm cạnh (side gate)
Advantages(Ưu điểm):
Ưu điểm lớn nhất khi sử dụng miệng bơm ngầm là sản phẩm và đuôi keo sẽ tự động tách ra sau khi lói mà không cần sự tác động khác từ con người hay máy móc chuyên dụng khác. Nếu được tính toán và thiết kế góc cắt hợp lý thì dấu vết gate để lại trên bề mặt sản phẩm cũng rất đẹp, không ảnh hưởng nhiều đến ngoại quan sản phẩm.
Ngoài ra, miệng bơm ngầm cũng có thể sử dụng trong khuôn có nhiều lòng khuôn
Disadvantages(Nhược điểm):
Gia công tương đối phức tạp nếu không có đủ máy móc chuyên dụng. Thông thường phải gá nghiêng linh kiện để gia công hoặc sử dụng phương pháp bắn điện cực.
Tại vị trí cắt gate sẽ bị bào mòn theo thời gian nhanh hơn các kiểu cổng bơm khác dễ gây hiện tượng cao gate hoặc trầy xước bề mặt tại vị trí đó.
Đối với cổng bơm ngầm dạng cong hay còn gọi là tunnel gate thường phải chia rời linh kiện để gia công sau đó ghép lõi nên yêu cầu độ chính xác tương đối cao.
Calculate (Tính toán):
4. Film gate or Flash gate
Describe:
Miệng phun băng hay còn gọi là cổng bơm màng có tên gọi chuyên nghành tiếng anh là Film gate hay Flash gate là một kiểu cổng bơm trong khuôn ép nhựa. Đây là kiểu cổng bơm có kích thước mỏng nhất trong các kiểu cổng bơm nhựa. Film gate thường được sử dụng cho các sản phẩm có cạnh thẳng.
Miệng phun kiểu băng có chứa một kênh dẫn và một miệng phun dọc theo chiều dài của kênh dẫn đó nối với lòng khuôn. Loại cổng bơm này không được sử dụng nhiều trong thiết kế – chế tạo khuôn ép nhựa.
5. Ring gate
Describe(Mô tả):
Miệng phun kiểu vòng là một dạng biến thể của dạng miệng phun kiểu dĩa (Disk/diaphragm gate)
Kiểu miệng phun này rất phù hợp với những chi tiết ép nhựa có dạng trụ tròn, mỏng và khắc chế được hiện tượng tạo đường hàn/ đường kết nối (weld line) trong quá trình điền đầy và tạo hình sản phẩm.
Tuy nhiên, kiểu cổng bơm nhựa này cùng có những hạn chế nhất định nên ít được sử dụng phổ biến.
Advantages (Ưu điểm):
Đối với các sản phẩm kỹ thuật có hình dạng trụ tròn đòi hỏi khắt khe hơn, đây là một phương án cần phải xem xét áp dụng khi các phương án cổng bơm khác không đáp ứng được yêu cầu.
Disadvantages (Nhược điểm):
Kiểu cổng bơm này gây ra nhiều hạn chế trong khâu xử lý thành phẩm nên hiệu quả sản xuất không cao
Calculate (Tính toán)
6.Spoke (spider) gate
Describe (Mô tả):
Miệng phun kiểu nan hoa hay còn có tên chuyên nghành là “Spoke (spider) gate” là một dạng cổng bơm nhựa được sử dụng trong thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa. Spoke (spider) gate cũng có thể coi là một biến thể khác của miệng phun kiểu dĩa. Loại cổng bơm này thường có nhiều miệng phun và được sử dụng nhiều đối với các sản phẩm có dạng trụ, ống.
Advantages (Ưu điểm):
So với miệng phun kiểu dĩa thì miệng phun kiểu nan hoa này tiết kiệm vật liệu và dễ xử lý công đoạn lấy thành phẩm hơn nên cũng được sử dụng rộng rãi hơn.
Disadvantages (Nhược điểm):
Nguy cơ xuất hiện đường hàn cao (tùy theo từng loại nhựa) weld line.
7. Fan gate:
Describe(Mô tả):
Miệng phun kiểu quạt là loại được sử dụng khá nhiều. Tuy không phổ biến bằng miệng phun cạnh nhưng loại cổng bơm này lại rất hữu hiệu đối với một số sản phẩm đặc thù.
Miệng phun kiểu quạt giúp tạo dòng chảy êm và cho phép điền đầy lòng khuôn một cách nhanh chóng nên rất phù hợp với những sản phẩm lớn và dày.
Advantages(Ưu điểm):
Tạo dòng chảy êm
Dễ điền đầy lòng khuôn
Gia công đơn giản
Disadvantages (Nhược điểm):
Giống như kiểu bơm cạnh, miệng phun kiểu quạt bắt buộc phải có công đoạn xử lý gate sau quá trình ép phun nên sẽ tốn kém chi phí sản xuất.
Do có kiểu dáng hình cánh quạt nên miệng phun lớn, nếu không được cắt gọt cẩn thận sẽ để lại dấu vết lớn trên bề mặt gây mất mỹ quan cho sản phẩm.
Calculate (Tính toán):
Miệng phun kiểu quạt nên làm côn ở cả bề rộng lẫn bề dày để có mặt cắt ngang không đổi, thiết kế côn như vậy có ưu điểm là:
- Vận tốc chảy là hằng số.
- Toàn bộ bề rộng được dùng cho lưu lượng.
- Áp suất như nhau qua toàn bề rộng.
Kích thước cho thiết kế:
(*)Lưu ý: Khi lựa chọn miệng bơm kiểu quạt thì nên chọn tiết diện kênh dẫn kiểu tròn là tốt nhất.
Bề dày của quạt tương đối mỏng có mối quan hệ với bề dày của sản phẩm. Thông thường, bề dày tối đa của cổng hình quạt không vượt quá 80% bề dày của sản phẩm. Nếu sản phẩm quá mỏng – 0.8mm – thì bề dày của cổng phun có thể chọn là 0.7mm. Bề rộng của cổng quạt thường từ 6mm đến 25% chiều rộng của tấm khuôn. Đối với những sản phẩm lớn bề rộng thường bằng chiều rộng của lòng khuôn.
8. Disk/Diaphragm:
Describe (Mô tả):
Miệng phun kiểu đĩa hay còn gọi là bơm màng có tên tiếng anh là Disk gate hay diaphragm gate. Cổng bơm này có dạng giống một màng mỏng hình tròn như kiểu cái đĩa nên người trong nghề gọi là miệng phun kiểu đĩa.
Advantages (Ưu điểm):
Điền đầy tốt và đồng đều
Loại bỏ đường hàn (weld line) tốt
Cổng phun kiểu đĩa giúp nhựa chảy đều từ tâm cuống phun đi điền đầy lòng khuôn nên qua trình điền đầy lòng khuôn diễn ra nhanh chóng và đồng đều.
Áp lực bơm cũng được dàn trải đồng đều ở các vị trí nên sản phẩm co rút cũng rất đồng đều, đảm bảo sự đồng tâm cho sản phẩm.
Lòng khuôn được điền đầy bằng kiểu phun đĩa cũng rất hiếm bị xảy ra hiện tượng đường kết nối do cổng bơm là kiểu màng và các hướng nhựa chảy không bị giao thoa trong quá trình điền đầy.
Disadvantages (Nhược điểm):
Phải xử lý gate để lấy thành phẩm
Gia công khuôn tốn kém
Lãng phí nguyên liệu
Miệng bơm kiểu đĩa không tự động tách gate đồng thời trong quá trình lói sản phẩm ra ngoài do đó bắt buộc phải có công đoạn xử lý tách gate để lấy thành phẩm.
So với các cổng bơm khác thì công đoạn xử lý này khá tốn nhiều thời gian và chi phí nhân công.
Đối với nhựa nhiệt rắn không thể tái chế được thì loại miệng phun nhựa này sẽ gây tốn kém chi phí nguyên liệu do trọng lượng cổng bơm chiếm một tỷ lệ khá lớn so với trọng lượng sản phẩm.
Để đảm bảo màng bơm đồng đều ở các vị trí thì yêu cầu về gia công khuôn cũng phải đảm bảo độ chính xác và tốn kém thời gian.
9. Direct gate (Sprue gate)
Describe (Mô tả):
Là một trong những kiểu cổng bơm nhựa thường thấy trong các kết cấu khuôn đơn giản cho 1 sản phẩm. Với cách bơm này, nhựa vào lòng khuôn mà không thông qua hệ thống kênh dẫn thông qua cuống phun (Sprue).
Advantages (Ưu điểm):
Kết cấu khuôn đơn giản
Ít hao hụt áp
Tiết kiệm nguyên liệu vì không có kênh dẫn
Tốc độ điền đầy nhanh
Disadvantages (Nhược điểm):
Cổng bơm lớn nên để lại dấu vết lớn sau khi xử lý
Phải cắt gate
Bề mặt sản phẩm gần vị trí bơm nhựa vào sẽ dễ biến dạng do co ngót
Calculate (Tính toán):
Do đường kính đầu phun của máy và bề dày sản phẩm “t” là thông số cố định nên chúng ta cần tính toán chiều dài cuốn bơm sao cho tương ứng với 2 giá trị “D” và “d”.
Chiều dài cuống phun liên quan đến bề dày của tấm cố định.
Giá trị của “t” ở đây không phải là độ dày lớn nhất thành sản phẩm mà là độ dày của thành sản phẩm tại vị trí đặt cổng bơm nhựa.
Lưu ý:
Sau khi tính toán xong thì chú ý gia công trừ lượng dư đề phòng việc tính toán sai có thể điều chỉnh lại bằng cách gia công thêm. Ngoài ra, để gia công kiểu cổng bơm trực tiếp cần đến máy cắt dây nên nếu khả năng gia công không cho phép chúng ta có thể tính toán sẳn và đặt bạc cuống phun có sẵn về lắp ráp.
Kiểu bơm nhựa trực tiếp này thường được sử dụng đối với những khuôn đơn giản 1 lòng khuôn nên hiệu quả sản xuất không cao, nên ứng dụng cho những sản phẩm lớn. Nếu khuôn có nhiều lòng khuôn thì không thể sử dụng kiểu bơm này mà phải bố trí thêm hệ thống kênh dẫn kết hợp với kiểu biến thể khác của nó là “point gate”.
Kiểu bơm này cũng để lại dấu vết gate tương đối thô nên hỏi ý kiến khách hàng trước khi thiết kế khuôn. Trường hợp bề mặt sản phẩm tại vị trí đặt gate yêu ảnh hưởng đến lắp ráp chúng ta có thể cải tiến thiết kế sản phẩm lõm xuống tại vị trí đó để sau khi xử lý gate không làm ảnh hưởng đến quá trình lắp ráp về sau.
