Máy ép phun nhựa là thiết bị quan trọng trong sản xuất hiện đại, cho phép tạo ra sản phẩm nhựa có độ chính xác cao trong thời gian ngắn. Để khai thác tối đa hiệu quả, doanh nghiệp cần nắm rõ cấu tạo và vai trò của từng cụm trong máy. Bài viết dưới đây, Thái Dương Plastics sẽ phân tích chi tiết các bộ phận chính trong cấu tạo máy ép phun nhựa và thông số kỹ thuật cần chú ý.
Thông tin chi tiết về cấu tạo máy ép phun nhựa
Máy ép phun nhựa cơ bản được chia thành ba hệ thống chính là hệ thống phun nhựa, hệ thống kẹp khuôn và hệ thống điều khiển. Ngoài ra, máy còn có các hệ thống phụ trợ để đảm bảo quá trình vận hành ổn định. Ba hệ thống phối hợp nhịp nhàng tạo thành chu trình khép kín: nạp liệu, gia nhiệt, phun nhựa, giữ áp, làm nguội và đẩy sản phẩm.
Cụm phun nhựa (Injection Unit)
Đây là trái tim của máy ép phun, có nhiệm vụ chuyển đổi hạt nhựa rắn thành dòng nhựa nóng chảy đồng nhất và phun vào khuôn với tốc độ, áp suất chính xác.
Thùng gia nhiệt và trục vít
Thùng gia nhiệt là một ống thép dày được chia thành nhiều vùng nhiệt độ để kiểm soát quá trình nóng chảy. Bên trong là trục vít xoắn ốc gồm ba vùng: cấp liệu, nén và định lượng. Trục vít vừa quay để đồng nhất nhựa, vừa tịnh tiến để phun vào khuôn.
Các thông số quan trọng như tỷ số nén (compression ratio), áp suất ngược (back pressure), tỷ lệ L/D (chiều dài trên đường kính) của trục vít… ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nhựa nóng chảy.
Đầu phun và cơ cấu chặn dòng
Đầu phun là cầu nối giữa cụm trục vít và khuôn. Bên trong trục vít có vòng chặn dòng (check ring) hoạt động như một van một chiều, ngăn nhựa chảy ngược trong giai đoạn giữ áp.
Hệ thống cấp liệu và xử lý ẩm
Phễu cấp liệu đưa hạt nhựa vào thùng gia nhiệt. Với các loại nhựa hút ẩm mạnh như PET, PA (nylon), PC… cần kết hợp thêm bộ sấy và hút ẩm. Nếu không được sấy khô đúng cách, hơi nước sẽ tạo ra bọt khí trên sản phẩm hoặc làm giảm cơ tính của chi tiết.
Cụm kẹp khuôn (Clamping Unit)
Cụm kẹp khuôn có nhiệm vụ giữ chặt hai nửa khuôn trong quá trình phun và giữ áp, đồng thời mở khuôn và đẩy sản phẩm ra ngoài.
Kết cấu tấm và dẫn hướng
Cụm kẹp gồm tấm cố định (stationary platen) và tấm di động (moving platen) trượt trên các thanh dẫn hướng (tie bars) để đóng mở khuôn. Độ cứng và độ song song của các tấm kẹp quyết định sự đồng đều về độ dày của sản phẩm.
Cơ cấu tạo lực kẹp
Có hai phương pháp chính là đòn khuỷu (toggle) tạo lực lớn ở cuối hành trình, phù hợp với sản phẩm cần lực ép cao; và truyền động trực tiếp (direct drive) bằng xi lanh thủy lực hoặc động cơ điện (trục vít bi). Lực kẹp cần đủ lớn để chống lại áp lực phun trong khuôn. Lực kẹp quá thấp sẽ gây hở khuôn và tạo bavia.
Hệ thống đẩy sản phẩm và bảo vệ khuôn
Sau khi nhựa đông đặc, sản phẩm được đẩy ra nhờ hệ thống chốt đẩy. Ngoài ra, máy còn có chức năng bảo vệ khuôn sử dụng cảm biến để dừng hành trình khi phát hiện vật cản, tránh hư hỏng khuôn và máy.
Cụm điều khiển (Control Unit)
Đây là trung tâm điều khiển của máy ép phun nhựa, cho phép người vận hành cài đặt, giám sát và điều chỉnh mọi thông số của chu trình.
Điều khiển chu trình
Bộ điều khiển số giúp cài đặt và lặp lại các tham số vận hành như nhiệt độ từng vùng, tốc độ và áp suất phun nhiều bậc, thời gian và áp suất giữ, thời gian làm nguội, trình tự mở khuôn, đẩy sản phẩm… Tính chính xác của điều khiển quyết định độ lặp lại của chu kỳ.
Cảm biến và vòng kín
Máy hiện đại trang bị cảm biến nhiệt và áp suất để chạy theo cơ chế vòng kín. Việc điều khiển theo áp suất thực trong lòng khuôn giúp ổn định khối lượng sản phẩm và hạn chế sai số kích thước.
Ghi dữ liệu và chẩn đoán
Hệ thống điều khiển có thể lưu lại dữ liệu vận hành, theo dõi các thông số chu kỳ và cảnh báo khi phát hiện bất thường. Điều này giúp bảo trì dự đoán và giảm dừng máy đột ngột.
Các hệ thống phụ trợ
Máy ép phun nhựa thường tích hợp nhiều hệ thống phụ trợ nhằm ổn định quá trình sản xuất:
- Làm mát: Dùng nước/dầu để hạ nhiệt khuôn và thùng. Lưu lượng và nhiệt độ nước ảnh hưởng trực tiếp đến độ bóng bề mặt và chu kỳ.
- Khí nén và hút chân không: Phục vụ cơ cấu lõi trượt, thoát khí hoặc hỗ trợ đẩy sản phẩm.
- Bôi trơn tự động: Giảm mài mòn thanh dẫn và cơ cấu đòn khuỷu.
- Thiết bị an toàn: Gồm cửa bảo vệ, công tắc hành trình, nút dừng khẩn cấp để đảm bảo an toàn vận hành.
Lưu ý và ứng dụng cấu tạo trong chọn máy ép phun
Cấu tạo máy ép phun nhựa quyết định trực tiếp đến việc chọn máy và chất lượng sản phẩm. Doanh nghiệp cần lưu ý khi ứng dụng để chọn cấu hình phù hợp và hạn chế lỗi trong quá trình sản xuất:
Lựa chọn cấu hình máy theo sản phẩm
Mỗi nhóm sản phẩm có đặc điểm kỹ thuật riêng nên cấu tạo máy cũng cần phù hợp.
- Chi tiết thành mỏng và diện tích lớn cần cụm phun công suất cao, vít có L/D lớn và cụm kẹp lực lớn để chống hở khuôn.
- Chi tiết quang học cần vít có tỷ số nén thấp để tránh cắt nhiệt, cùng hệ thống kẹp song song chính xác.
- Ép chèn linh kiện thích hợp với máy đứng máy bàn quay giúp dễ dàng lắp lõi và kiểm soát chặt bảo vệ khuôn.
- Sản phẩm từ nhựa gia cường sợi yêu cầu trục vít chống mài mòn và hệ thống dẫn hướng chịu tải.
Xem thêm: Khuôn ép nhựa là gì? cấu tạo, phân loại và ứng dụng
Các lỗi thường gặp do cấu tạo
Một số lỗi sản phẩm xuất phát trực tiếp từ cài đặt hệ thống và cấu tạo máy ép phun nhựa:
- Bavia ở mặt phân khuôn thường do lực kẹp chưa đủ, tấm kẹp bị võng.
- Thiếu liệu, cháy đầu dòng chảy có thể do đầu phun nguội hoặc vòng chặn dòng rò rỉ.
- Rỗ khí phát sinh khi áp suất ngược thấp, thoát khí khuôn không hiệu quả.
- Khối lượng sản phẩm không ổn định thường liên quan đến độ kín cơ cấu chặn dòng, biến thiên ma sát trục vít.
Quy trình hiệu chuẩn sau khi lắp khuôn mới
Quy trình hiệu chuẩn gồm các bước: Kiểm tra song song tấm kẹp, đặt nhiệt độ đúng khuyến nghị, thiết lập bậc tốc độ phun để điền đầy tối ưu, xác định thời điểm chuyển sang giữ áp hợp lý, thiết lập áp suất giữ để đạt kích thước ổn định, tối ưu thời gian làm nguội và lưu cấu hình vận hành. Hiệu chuẩn đúng giúp kéo dài tuổi thọ khuôn và giữ ổn định sản phẩm.
Cấu tạo máy ép phun nhựa gồm cụm phun, cụm kẹp, cụm điều khiển cùng hệ thống phụ trợ. Việc hiểu và vận hành đúng theo cấu tạo giúp ổn định chất lượng, tối ưu chi phí, kéo dài tuổi thọ thiết bị và nâng cao lợi thế cạnh tranh. Nếu cần tư vấn thêm về bài viết, mời liên hệ Thái Dương Plastics để được hỗ trợ sớm nhất.