Máy ép phun là cần thiết cho phương pháp ép phun để đảm bảo các quy trình và sản phẩm cuối cùng đạt chất lượng cao nhất. Những máy này có cấu trúc khác nhau với các chức năng và ưu điểm riêng.
Một quy trình ép phun thành công đòi hỏi kiến thức về chức năng của một số máy ép phun trên thị trường. Vì vậy, bài viết này sẽ bao gồm một danh sách đầy đủ để giúp bạn hiểu và chọn loại máy phù hợp cho hoạt động sản xuất của mình. Hãy cùng tìm hiểu!
Xem thêm: Ép phun là gì? Nó hoạt động như thế nào?
1. Máy ép phun là gì?
Để sản xuất số lượng lớn các bộ phận bằng nhựa nhằm sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô, y tế và hàng tiêu dùng, máy ép phun rất cần thiết. Thiết bị tạo thành hình dạng bộ phận bằng cách bơm các viên nhựa nóng chảy vào khoang khuôn. Sau đó, chi tiết được làm nguội và lấy ra khỏi khuôn.
Các bộ phận chính của những máy này là bộ phận kẹp và thiết bị phun. Trong khi bộ phận kẹp di chuyển khuôn và cung cấp lực cần thiết cho việc đóng, kẹp và các hoạt động khác thì bộ phận phun sẽ làm nóng nhựa. Sử dụng máy ép phun có lợi ích là xử lý nhanh và tổng chi phí thấp.
2. Các loại máy ép phun
Các tiêu chí phân chia máy thành các loại khác nhau, bao gồm:
2.1. Theo phương pháp truyền động
Máy ép phun lâu đời nhất được sử dụng ngày nay là loại máy ép phun thủy lực được tạo ra vào đầu những năm 1900. Bộ truyền động thủy lực liên kết các nửa khuôn lại với nhau và đẩy nhựa nóng chảy vào khoang khuôn. Những máy này có giá cả phải chăng, bền và dễ tiếp cận nhất trên thị trường.
Chúng hoàn hảo cho các khuôn to và cung cấp lực kẹp lớn. Tuy nhiên, chúng đòi hỏi nhiệt độ cao và nhiều cơ sở hạ tầng hơn. Chúng cũng tạo ra nhiều tiếng ồn hơn và có nguy cơ rò rỉ chất lỏng thủy lực.
Giá của chúng dao động từ 3.000 USD đến hơn 100.000 USD, với yêu cầu bảo trì và cơ sở hạ tầng hàng năm khoảng 17.000 USD. Nếu được bảo trì đúng cách, chiếc máy ép phun này có thể tồn tại tới bảy hoặc mười năm; tuy nhiên, nếu được chăm sóc không đúng cách, hệ thống thủy lực có thể hạn chế tuổi thọ của nó.
Được phát triển ở Nhật Bản vào những năm 1980, những máy này là một sự tiến bộ so với máy thủy lực. Chúng có thể tiết kiệm tới 75% nhu cầu năng lượng bằng cách kiểm soát chính xác quá trình phun, ép đùn, kẹp và đẩy bằng động cơ servo được điều khiển kỹ thuật số.
Loại máy ép phun này hoàn hảo cho các ứng dụng phòng sạch vì nó dễ sử dụng và bảo trì, cho phép vận hành nhanh, chính xác và tiết kiệm năng lượng hơn. Tuy nhiên, so với máy thủy lực, nó đắt hơn, khó sửa chữa hơn và lực kẹp kém hơn.
Giá của máy thay đổi tùy theo kích thước và tính năng, từ 5.000 USD đến hơn 200.000 USD. Những máy này chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng phòng sạch cho các bộ phận cỡ nhỏ đến trung bình trong ngành dược phẩm, y tế và sinh hóa. Với việc bảo trì thường xuyên, chúng có thể tồn tại hơn 20 năm.
Máy ép phun hybrid kết hợp các ưu điểm của máy ép phun điện và thủy lực để tạo ra một cỗ máy mạnh mẽ, chính xác và tiết kiệm năng lượng. So với các thiết bị thủy lực hoàn toàn, chúng sử dụng vít chuyển động tịnh tiến dựa trên động cơ servo, dầu tuần hoàn cho áp suất thủy lực và bơm động cơ servo cho chất lỏng thủy lực. Điều này giúp giảm chi phí năng lượng.
Lợi ích của loại máy ép phun này là giảm thiểu thời gian bảo trì và tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên, chúng có những hạn chế nhất định, bao gồm yêu cầu kỹ thuật viên phải thành thạo cả máy điện và máy thủy lực cũng như các thiết kế khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất hoặc kiểu máy.
Tuy nhiên, so với các máy chạy hoàn toàn bằng điện hoặc hoàn toàn bằng thủy lực, các mẫu máy hybrid thường có giá cả phải chăng hơn, chi phí bảo trì ít hơn và thời gian hoàn vốn nhanh hơn. Chúng thích hợp cho các mặt hàng công nghiệp nặng, các bộ phận có độ dày thành khác nhau và các bộ phận có khối lượng lớn được sử dụng trong ngành y tế.
2.2. Theo thiết kế chuyển đổi chế độ
Máy tạo khuôn nhựa theo chiều dọc dùng để tạo ra các khuôn nhỏ và phun được nhiều vật thể hơn trong khi chiếm ít không gian hơn. Để nâng cao hiệu quả sản xuất có thể trang bị thêm băng chuyền hoặc bàn quay.
Bề mặt hướng lên trên của máy và diện tích sàn nhỏ gọn giúp việc đúc khuôn dễ dàng hơn. Máy có độ chính xác và độ bền cao.
Thiết bị này có một thiết bị kẹp phổ quát mở có thể thích ứng với các thiết bị tự động hóa khác nhau và cấu hình đơn giản. Nó cũng có cơ chế truyền động tự động để đúc và sản xuất.
Loại máy ép phun này khá phổ biến do thân thấp, đúc nhanh và dễ vận hành. Nhờ cấu trúc chính thấp nên chiều cao lắp đặt không bị hạn chế.
Máy dễ bảo trì vì hệ thống có thể tạo ra mọi thứ một cách tự động mà không cần đến robot. Nó được thiết lập giống như một cần cẩu và khi một số được đặt cạnh nhau, băng chuyền có thể được sử dụng để tập hợp và đóng gói hàng hóa đúc một cách dễ dàng.
2.3. Theo nguyên liệu thô
- Máy ép phun nhựa nhiệt dẻo
Nhựa nhiệt dẻo chuyển từ thể rắn sang thể lỏng sau khi nung nóng và trở lại thể rắn sau khi làm nguội. Tuy nhiên, các loại nhựa nhiệt dẻo như ABS, TPU, PE và PP được sử dụng rộng rãi trong ép phun vì chúng không giữ được độ cứng khi nung nóng.
Các viên nhựa sẽ được nung nóng, sau đó máy ép nhựa nhiệt dẻo sẽ tận dụng đặc tính của nhựa nhiệt dẻo để đưa nhựa lỏng vào khuôn. Sau khi nhựa nguội và cuối cùng trở lại hình dạng rắn chắc, các thành phần nhựa sẽ được ép ra khỏi máy.
- Máy ép phun nhựa nhiệt rắn
Polyme nhiệt rắn thay đổi pha từ lỏng sang rắn khi đun nóng. Quá trình chuyển đổi này không thân thiện với môi trường vì nó thường chỉ được thực hiện một lần và không thể tái chế giống như nhựa nhiệt dẻo.
Hai ví dụ về polyme nhiệt rắn thường được sử dụng hiện nay là melamine và FRP. Máy ép nhựa nhiệt rắn sẽ bơm nhựa lỏng vào khuôn sau bước xử lý. Bước cuối cùng trong việc tạo ra các thành phần nhựa là đun nóng chúng cho đến khi chúng đông đặc lại.
- Máy ép phun bột hoặc kim loại
Đúc phun bột là một kỹ thuật được sử dụng để sản xuất các hợp chất liên kết và được xử lý chính xác bằng bột kim loại hoặc gốm mịn. Nó thường được gọi là ép phun kim loại (MIM), ép phun gốm (CIM) hoặc ép phun nhựa.
Nó thường được sử dụng trong sản xuất các bộ phận nhỏ, phức tạp với độ bền và mật độ lớn cho các sản phẩm như điện thoại thông minh và thiết bị điện tử cầm tay. Để đảm bảo chất lượng và tuổi thọ, các bộ phận phải trải qua các quy trình xử lý sau bao gồm gia nhiệt và làm sạch sau khi sản xuất.
2.4. Theo kết cấu kẹp
- Máy ép phun áp suất trực tiếp đơn/đôi/bốn xi-lanh
Máy phun áp lực trực tiếp được phân loại thành loại đơn, đôi và bốn xi-lanh dựa trên xi-lanh thủy lực.
Do diện tích bề mặt rộng lớn, máy xi-lanh đơn gặp khó khăn trong việc chế tạo các bộ phận khác nhau. Với việc phun xi lanh đôi sử dụng đồng thời hai xi lanh dầu, máy phun áp lực trực tiếp xi lanh đơn đang dần được thay thế bằng máy nhiều xi lanh.
Với thiết kế mẫu độc đáo và chức năng hiệu chỉnh cân bằng tự động, mô hình kẹp áp suất trực tiếp bốn xi-lanh đảm bảo độ chính xác và phạm vi ứng dụng rộng rãi. Mô hình này trước đây đã gặp phải vấn đề do lực không đồng đều, hư hỏng khuôn mẫu và các sản phẩm không phù hợp với yêu cầu về kích thước.
Do tuổi thọ kéo dài, khả năng kẹp khuôn trực tiếp và lực cản thấp khi chuyển động nên máy phun áp lực trực tiếp ít cần bảo trì và bảo dưỡng hơn. Chúng đắt hơn các máy ép phun kiểu chuyển đổi nhưng cũng bền hơn.
- Máy phun áp lực trực tiếp hỗn hợp
Loại máy ép phun này được chế tạo với các bộ phận tương tự như máy ép phun trực tiếp, với lỗ khuôn bền hơn và hành trình kẹp dài hơn. Vì tiêu chí về khả năng chống mài mòn là rất quan trọng nên chỉ có một số nhà sản xuất sản xuất chúng.
Mặc dù cấu tạo của máy phun chuyển đổi khó hiểu nhưng nó mang lại khả năng vận hành đơn giản, chi phí vận hành rẻ hơn và chi phí máy thấp hơn thông qua việc tăng tốc và giảm tốc.
2.5. Theo cấu trúc phun
Phun đơn sắc là một kỹ thuật được máy ép phun này sử dụng để phun các thành phần nhựa có màu sắc giống hệt nhau. Kỹ thuật này cũng có thể đồng thời đưa hai màu khác nhau vào một vật phẩm. Màu đầu tiên được người vận hành máy ép phun màu bơm vào bán thành phẩm đầu tiên và màu thứ hai được bơm vào sản phẩm cuối cùng để sản xuất.
- Máy ép phun nhựa nhiều màu
Máy phun nhiều màu có thể chèn đồng thời các thành phần nhựa có màu sắc khác nhau. Máy ép phun nhựa hai màu là loại phổ biến nhất, kết hợp cao su silicone LSR với các vật liệu khác. Công nghệ này ngày càng trở nên phổ biến trong doanh nghiệp bởi hiệu quả vượt trội, hiệu quả và bảo vệ môi trường.
3. Thành phần và cách thức hoạt động của máy ép phun
Các bộ phận cụ thể của máy ép phun bao gồm:
- Phễu: Phễu thường có kích thước lớn để nạp nguyên liệu dự trữ vào máy.
- Thùng: Vít chuyển động qua lại được đặt trong thùng ngoài của máy. Thùng này cũng được bao phủ bởi các dải gia nhiệt và có tác dụng vừa giữ vật liệu vừa làm nóng chu trình.
- Vít chuyển động qua lại: Được điều khiển bởi hệ thống điện hoặc thủy lực, vít chuyển động qua lại là một bộ phận giống như cái mở nút chai quay qua lại trong một chu trình để vận chuyển vật liệu qua các bộ phận gia nhiệt, vòi phun và khuôn phun.
- Vòi phun: Nhựa nóng chảy được phân phối từ thùng qua vòi phun vào khoang khuôn, thường được tìm thấy bên trong ống lót khuôn phun. Nhựa được làm nóng để tránh mất nhiệt độ trước khi đưa vào khuôn.
- Máy sưởi: Máy sưởi cung cấp khả năng kiểm soát nhiệt độ và năng lượng nhiệt chính xác bằng cách nấu chảy các viên nhựa rắn qua thùng. Thông thường, chúng được đặt cách nhau để làm chạm quá trình làm nóng.
- Khuôn: Với buồng khuôn và các tính năng phụ trợ như chốt đẩy, rãnh chạy, kênh làm mát và lỗ thông hơi, khuôn là bộ phận quan trọng của máy móc. Nói chung, chúng được chia thành các phần chuyển động và cố định, mặc dù tùy thuộc vào loại máy đang được xem xét, chúng có thể chứa nhiều hơn một phân đoạn.
- Khoang khuôn: Nhựa nóng chảy lấp đầy, nguội đi và được đẩy ra khỏi khoang khuôn, đây là hình dạng âm của vật phẩm mong muốn với tất cả các giá đỡ, cổng,và đường dẫn.
- Trục lăn di động: Trục lăn di động, được điều khiển bằng điện hoặc thủy lực, là một thiết bị kẹp giúp giữ chặt khuôn với nhau và nhả lõi khi phần hoàn thiện lộ ra, ngăn chặn vật liệu thoát ra trong quá trình phun.
Quy trình hoạt động của máy ép phun như sau:
Máy có nhiệm vụ nấu chảy các viên nhựa và bơm vào khoang khuôn. Các bước trong quy trình bao gồm nạp, nấu chảy thùng, bộ phận phun đổ nhựa nóng chảy vào khuôn, làm lạnh và đông đặc khuôn. Sau khi được nung nóng và nấu chảy trong thùng bằng vít, các viên nhựa được bơm dưới áp suất cao vào khoang khuôn, tại đây chúng nguội và đông đặc lại để tạo thành hình dạng bộ phận cần thiết.
4. Các loại nhựa được trang bị cho máy ép phun
Dưới đây là danh sách các loại nhựa phù hợp cho ép phun:
- Nylon
- Nhựa ABS
- Polycarbonate (PC)
- Nhựa PC-ABS
- Chất đồng trùng hợp Acetal
- Acetal Homopolymer
- Polyurethane nhiệt dẻo kỹ thuật (ETPU)
- Polyetylen mật độ cao
- Polyme tinh thể lỏng
- Polyetylen mật độ thấp
- Polyetylen mật độ thấp tuyến tính
- Acrylic (PMMA)
- Polystyrene (PS)
- Polypropylen (PP)
- Polyether Ether Xeton (PEEK)
5. Tổng kết
Máy ép phun là một thiết bị duy nhất có thể thực hiện được việc ép phun. Nó cho phép sản xuất hàng loạt hàng hóa bằng cách kết hợp nạp nguyên liệu, nấu chảy, phun và đẩy nguyên liệu trong một không gian nhỏ gọn, duy nhất.
Có rất nhiều loại máy tùy thuộc vào sản phẩm bạn đang sản xuất và cách máy ảnh hưởng đến sản phẩm cuối cùng. Hãy tham khảo danh sách trên đây và tìm loại máy phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.
6. EuroPlas - Nhà cung cấp vật liệu ép phun
Hợp chất nhựa kỹ thuật của EuroPlas là vật liệu chuyên dụng được sử dụng để chế tạo các sản phẩm hoàn thiện có tính năng kỹ thuật cụ thể. Vật liệu được tạo thành từ nhựa nguyên sinh, chất tạo màu và chất gia cố. Ứng dụng của chúng bao gồm kỹ thuật điện, sản xuất, ô tô, thiết bị gia dụng và điện tử.
Chúng tôi cung cấp hợp chất PBT GF-FR, hỗn hợp PA6, PA66, hợp chất chống cháy PC, hợp chất sợi thủy tinh ABS và hợp chất chống tĩnh điện ABS. Những vật liệu tổng hợp này linh hoạt, có chất lượng tuyệt vời và phục vụ nhiều mục đích.
Hãy liên hệ ngay với EuroPlas để biết thêm thông tin!