Khuôn ép nhựa hay khuôn đúc nhựa được ứng dụng rất phổ biến để tạo ra các sản phẩm nhựa phục vụ cho đời sống, giao thông vận tải, điện – điện tử, xây dựng cho đến quốc phòng, hàng không, oto… Dựa theo kết cấu khuôn ép nhựa được chia thành khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm, khuôn nhiều tầng,… Không chỉ yêu cầu cao về độ chính xác, khuôn ép nhựa còn phải có tính thẩm mỹ, độ bền cao, đảm bảo năng suất.
Khuôn ép nhựa là gì?
Khuôn ép nhựa là dụng cụ dùng để tạo hình sản phẩm nhựa, được thiết kế dựa theo hình dạng của sản phẩm, gồm nhiều chi tiết lắp với nhau để hình thành một không gian rỗng mà ở đó nhựa dạng lỏng được phun vào, rồi được làm nguội tạo ra thành phẩm.
Hình dạng và kích thước của sản phẩm sẽ quyết định kích thước và kết cấu của khuôn ép nhựa. Năng suất và sản lượng sản phẩm là yếu tố lớn ảnh hưởng đến lựa chọn giải pháp thiết kế khuôn. Nếu yêu cầu sản xuất hàng loạt nhỏ thì không cần đến khuôn nhiều lòng hoặc khuôn có kết cấu cao cấp. Nhưng nếu là sản xuất lớn thì cần yêu cầu thiết kế khuôn ép nhựa phức tạp hơn.
Khuôn ép nhựa được lựa chọn để sản xuất các sản phẩm nhựa có biên dạng phức tạp mà các loại hình khuôn khác không thể thực hiện được (khuôn hút nhựa định hình, khuôn thổi, khuôn đùn, khuôn đột dập…). Khuôn ép nhựa có giá cao hơn các loại khuôn khác.
Một khuôn ép nhựa được làm ra cần trải qua hai quy trình chính là thiết kế khuôn mẫu và gia công khuôn mẫu. Trong đó để tính toán thiết kế khuôn thì cần dựa vào bản vẽ thiết kế hoàn chỉnh về sản phẩm.
Cấu tạo của khuôn ép nhựa
Khuôn ép nhựa bao gồm các thành kim loại có độ bền cao đã được gia công trên máy để hoạt động thành hai nửa. Nhựa nóng chảy được bơm vào khuôn thông qua một miệng phun và lấp đầy các lỗ hỗng bằng các kênh dẫn nhựa và cổng bơm. Sau đó, khuôn được mở ra sau quá trình làm mát và que đẫy của máy ép khuôn đẩy tấm đẩy của khuôn để đẩy những chiếc khuôn ra.
Thành phần của một khuôn ép rất quan trọng để thực hiện chức năng một cách bình thường trong quá trình ép khuôn.
Hầu hết tất cả các thành phần khuôn đã được gia công có chức năng sản xuất một bộ phận khuôn đúc theo yêu cầu đều được gia công ở độ dung sai nhỏ hơn +/- 0,001 hoặc 0,025mm.
Các loại khuôn ép nhựa:
Đối với sản phẩm khác nhau, cần sử dụng một số loại khuôn ép nhựa khác nhau để sản xuất chúng đạt kết cầu và chức năng mong muốn. Thông thường khuôn được chia theo các dạng như: Khuôn 2 tấm; khuôn 3 tấm, khuôn hot runner; khuôn cold runner, khuôn xếp chồng, khuôn ép 2 màu,…
Khuôn ép nhựa tiêu chuẩn: là một bộ khuôn cơ bản nhất trong các loại khuôn. Chúng sử dụng một màu đơn lẻ và vật liệu duy nhất để sản xuất bộ phận. Khuôn tiêu chuẩn thường được sử dụng để sản xuất mọi thứ từ hộp đựng và nắp đậy đồ uống đến các bộ phận ô tô và đồ chơi, các khuôn tiêu biểu như: Khuôn hai tấm, khuôn 3 tấm, khuôn sử dụng hot runner…
Overmolding: Đây là một quy trình gồm hai bước được sử dụng để sản xuất các mặt hàng yêu cầu hai loại nhựa khác nhau – ví dụ như một tay cầm định hình với chất liệu bên ngoài mềm giúp cầm nắm dễ dàng hơn. Đầu tiên, bộ phần nên được sản xuất sau đó từng bộ phận được di chuyển riêng lẻ sang khuôn khác, nơi nhựa nhiệt dẻo khác được đúc trên nền đã được sản
xuất trước đây. Sự liên kết giữa hai vật liệu có thể là cơ học hoặc hóa học.
Đúc hai màu: Đây cũng là một kỹ thuật ép phun hai bước, nhưng nó được thực hiện trong một lần ép và nó cho phép bạn tạo ra một bộ phận hoặc sản phẩm bằng cách sử dụng đồng thời nhiều màu và loại nhựa mà không cần phải sử dụng một quy trình lắp ráp nhiều giai đoạn. Ví dụ: bạn có thể muốn tạo một vô dụng cụ điện với tay cầm màu có thương hiệu.
Đầu tiên, chất nền được bơm vào bởi thùng ép chính. Sau đó, thép khuôn được trao đổi và một bộ phận phun thứ hai tạo khuôn cho tấm thứ hai. Sự liên kết giữa các vật liệu có thể là hóa học hoặc cơ học.
Khuôn xếp chồng: Khuôn xếp chồng là khuôn có nhiều hơn 2 tấm khuôn được xếp chồng lên nhau giúp các nhà sản xuất Tăng gấp đôi sản lượng bộ phận (nhiều hơn đối với khuôn xếp chồng ba và bốn cấp) tối ưu hiệu quả ép nhựa, giảm chi phí sản xuất,Khả năng đúc các bộ phận lắp ráp nhiều thành phần hoặc một nhóm các bộ phận trong một lần trên một máy ép phun nhựa
Family mold: là những bộ phận được tạo ra có hình dáng khác nhau bằng hai hoặc nhiều khoang khác nhau nhưng sử dụng chung một để khuôn duy nhất. Tất cả các bộ phận có thể được sản xuất đồng thời hoặc có thể sử dụng hệ thống ngắt để sản xuất một hoặc một vài khoang trong khuôn. Để có kết quả tốt nhất trong quá trình đúc, các bộ phận phải gần giống nhau về kích thước, hình dạng, nhựa và khối lượng dự kiến, đặc biệt nếu mục đích là chạy tất cả các bộ phận cùng một lúc. Tự động hóa có thể cần thiết để tách các phần trong hoặc sau khi sản xuất.
Nguyên lý hoạt động của khuôn mẫu ép nhựa, khuôn mẫu đúc nhựa
Trước hết khuôn được đóng lại đúng vị trí nhờ vào hệ thống dẫn hướng và định vị. Khi khuôn đã ở trạng thái đóng, đầu phun nhựa sẽ phun nhựa nóng chảy vào bạc phun qua kênh dẫn nhựa đi vào lòng khuôn và điền đầy lòng khuôn tạo hình sản phẩm.
Khi nhựa đã được điền đầy vào lòng khuôn, máy ép vẫn giữ ở trạng thái đóng khuôn để làm nguội sản phẩm nhờ vào hệ thống làm nguội. Khi nhựa đã định hình sản phẩm, phần khuôn di động sẽ được kéo ra để mở khuôn, tạo không gian trống cho quá trình lấy sản phẩm.
Lúc này, hệ thống đẩy sản phẩm sẽ hoạt động và các pin đẩy sẽ tác dụng lực lên sản phẩm để đẩy sản phẩm rơi ra ngoài. Khi sản phẩm đã được đẩy rơi ra, hệ thống đẩy sẽ hồi về một phần nhờ lò xo, tuy nhiên vẫn còn một khoảng cách so với vị trí ban đầu.
Cuối quy trình ép nhựa, khuôn được đóng lại, phần di động sẽ tác dụng lực đẩy vào chốt hồi, chốt hồi sẽ tác dụng lực lên các tấm đẩy, đẩy hệ thống đẩy về vị trí ban đầu. Khuôn được đóng đúng vị trí và tiếp tục cho một quy trình ép mới.
Các khuôn ép nhựa để hoạt động cần được lắp đặt trong các máy ép nhựa. Máy ép nhựa cũng có nhiều loại như máy nghiêng, máy dọc hay máy ép nhựa mini. Năng suất sản xuất các sản phẩm nhựa bằng ép phun cũng phụ thuộc vào công suất máy ép nhựa.
