Khuôn ép thổi là một trong những công nghệ quan trọng trong sản xuất bao bì và sản phẩm nhựa rỗng. Với khả năng tạo hình chính xác, chi phí hợp lý và tốc độ sản xuất cao, công nghệ này ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành hàng tiêu dùng, thực phẩm, dược phẩm và hóa chất. Bài viết này của Thái Dương Plastics sẽ giúp bạn hiểu rõ bản chất, quy trình vận hành, phân loại và các yếu tố kỹ thuật quan trọng trong công nghệ ép thổi hiện nay.
Tổng quan về khuôn ép thổi trong ngành nhựa
Khuôn ép thổi (Extrusion Blow Molding – EBM) là công nghệ sản xuất dùng để tạo ra các sản phẩm nhựa rỗng như chai dầu gội, chai sữa tắm, chai hóa chất, bình chứa… Trong quy trình này, nhựa được làm nóng chảy và đùn ra thành một ống rỗng gọi là parison. Sau đó, khuôn đóng lại và khí nén được thổi vào bên trong để ép nhựa áp sát thành khuôn, tạo hình sản phẩm theo thiết kế.
Các vật liệu dùng cho công nghệ ép thổi chủ yếu là nhựa nhiệt dẻo có khả năng chịu nhiệt và kéo giãn tốt:
- Phổ biến nhất là HDPE với đặc tính dẻo, chịu va đập cao, thường dùng cho chai dầu gội và hóa chất.
- PP có khả năng chống nhiệt và kháng hóa chất, phù hợp cho bao bì thực phẩm và dược phẩm.
- PVC ổn định, thích hợp cho các sản phẩm kỹ thuật.
- TPE và Polycarbonate được sử dụng cho sản phẩm yêu cầu độ trong và độ đàn hồi cao.
Đọc thêm: Ép thổi là gì? Thông tin chi tiết A-Z
Phân loại công nghệ ép thổi đùn (EBM)
Công nghệ ép thổi đùn được chia thành hai loại chính, khác nhau ở cách nhựa được đùn và xử lý trong quá trình sản xuất.
- Ép thổi đùn liên tục
Nhựa được đùn ra liên tục trong khi máy hoạt động. Parison được hình thành liên tục và cắt theo từng đoạn để đưa vào khuôn. Phương pháp này phù hợp với vật liệu có độ bền nóng chảy cao và yêu cầu chu kỳ sản xuất ngắn, giúp tăng năng suất.
- Ép thổi đùn gián đoạn
Nhựa được tích trong buồng chứa và đẩy ra từng đợt nhờ piston. Sau đó, khuôn đóng lại và khí được thổi vào để định hình sản phẩm. Phương pháp này thích hợp cho vật liệu có độ bền nóng chảy thấp và sản phẩm có chu kỳ sản xuất dài, giúp kiểm soát tốt hơn độ dày thành chai.
Phân biệt ép thổi đùn và ép thổi kéo giãn
Ngoài công nghệ ép thổi đùn, ngành sản xuất chai nhựa còn sử dụng phổ biến công nghệ ép thổi kéo dãn (Stretch Blow Molding – SBM), đặc biệt với vật liệu PET. Hai phương pháp này có quy trình và ứng dụng khác nhau:
- Ép thổi đùn (EBM)
Phôi được tạo dưới dạng ống đùn (parison). Quy trình gồm các bước đùn nhựa, đóng khuôn và thổi khí. Phương pháp này thường sử dụng các vật liệu như HDPE, PP, PVC, TPE… Sản phẩm có thành dày, độ bền cơ học cao, phù hợp cho chai dầu gội, chai hóa chất và các bình kỹ thuật.
- Ép thổi kéo dãn (SBM/ISBM)
Phôi được ép phun thành dạng preform, sau đó tái gia nhiệt, kéo giãn và thổi khí để tạo hình. Công nghệ này phổ biến với vật liệu PET, cho ra sản phẩm có độ trong cao, thành mỏng đồng đều và trọng lượng nhẹ. Ứng dụng chủ yếu trong sản xuất chai nước uống, nước ngọt và thực phẩm.
Quy trình hoạt động của khuôn ép thổi
Quy trình gia công sản phẩm nhựa bằng khuôn ép thổi thường gồm các bước cơ bản sau:
- Bước 1: Tạo parison, hạt nhựa được làm nóng chảy và đùn ra thành ống rỗng.
- Bước 2: Đóng khuôn, hai nửa khuôn ép đóng lại, kẹp chặt parison ở hai đầu.
- Bước 3: Thổi khí, khí nén được đưa vào bên trong, làm phồng parison để nhựa áp sát vào bề mặt khuôn.
- Bước 4: Làm nguội, sản phẩm được làm nguội trong khuôn nhằm ổn định hình dạng.
- Bước 5: Đẩy sản phẩm ra, khi nhựa cứng lại, khuôn mở và sản phẩm được lấy ra bằng tay, robot.
Ưu nhược điểm của khuôn ép thổi
Khuôn ép thổi đùn mang lại nhiều lợi ích nổi bật trong sản xuất công nghiệp:
- Chi phí khuôn thấp hơn so với ép phun do áp suất thấp, có thể chế tạo bằng nhôm.
- Dễ sản xuất các hình dạng rỗng và phức tạp mà không cần ghép nhiều chi tiết.
- Cho phép kết hợp nhiều lớp vật liệu để cải thiện tính năng rào cản và giảm chi phí nguyên liệu.
- Có thể sử dụng vật liệu tái chế ở lớp giữa mà vẫn đảm bảo chất lượng bề mặt.
- Phù hợp cho sản xuất hàng loạt với năng suất cao và chi phí thấp.
- Thiết kế linh hoạt, dễ thích ứng với nhiều loại sản phẩm.
Bên cạnh những ưu điểm, khuôn ép thổi cũng có một số hạn chế kỹ thuật cần lưu ý.
- Khó kiểm soát độ dày đồng đều ở vùng cong, góc khuôn.
- Sai số kích thước lớn hơn so với ép phun nhựa vì sản phẩm chỉ tiếp xúc khuôn một mặt.
- Dễ phát sinh bavia (flash) cần cắt bỏ sau khi đúc.
- Cần thao tác phụ như cắt viền, khoan lỗ, xử lý bề mặt.
- Các mặt phẳng lớn dễ bị cong vênh, đặc biệt khi vật liệu thiếu độ bền nóng chảy.
Các thông số kỹ thuật quan trọng
Để sản phẩm đạt chất lượng ổn định, kỹ sư cần kiểm soát chặt chẽ các thông số sau:
- Nhiệt độ nóng chảy ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt và khả năng tạo hình của nhựa.
- Áp suất thổi quyết định độ bám của nhựa vào khuôn và độ dày thành sản phẩm.
- Tốc độ đùn tác động đến năng suất và độ ổn định của parison.
- Thời gian làm nguội ảnh hưởng đến kích thước, độ cứng và độ bóng bề mặt.
- Lập trình parison giúp điều chỉnh độ dày cục bộ, tránh hiện tượng võng, co mỏng.
Khuôn ép thổi nếu được áp dụng với vật liệu thích hợp với quy trình tối ưu, kỹ thuật này giúp nâng cao chất lượng, giảm chi phí và duy trì vai trò quan trọng trong ngành nhựa hiện đại. Nếu có thắc mắc hoặc cần tư vấn chi tiết về thiết kế, chế tạo và gia công khuôn ép thổi, Thái Dương Plastics sẵn sàng hỗ trợ với đội ngũ kỹ thuật chuyên sâu và giải pháp tối ưu cho từng yêu cầu sản xuất.