Ép phun là một kỹ thuật sản xuất được ưa chuộng khi cần số lượng lớn các bộ phận giống hệt nhau. Tuy nhiên, để thành thạo nó, đòi hỏi phải có kiến thức kỹ thuật cao. Bởi vì có rất nhiều yếu tố khác nhau tác động, ngay cả những lỗi dường như nhỏ được thực hiện trong giai đoạn đầu của quá trình trộn màu sau đó có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng - và thậm chí ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của sản phẩm về sau.
Đọc thêm:
- Làm thế nào để tạo màu cho nhựa trong ép phun?
- 4 tips chọn nhà cung cấp hạt nhựa màu uy tín
- Tổng quan về nhựa và cách pha màu cho nhựa
- Hạt nhựa màu cho sản phẩm gia dụng
Nếu các lỗi không được sửa chữa, toàn bộ quá trình trộn màu có thể trở nên chậm hơn và tốn kém hơn, điều này có thể dẫn đến tính thẩm mỹ kém. Do đó, để giảm khả năng xảy ra các sự cố trộn màu trong khuôn ép phun, điều quan trọng là phải áp dụng phương pháp tiếp cận chủ động để giảm thiểu rủi ro trong suốt quá trình trộn màu.
Dưới đây là một số vấn đề về trộn màu trong quá trình ép phun thường gặp nhất, cùng với lời khuyên về cách ngăn chặn chúng.
1. Các vấn đề về trộn màu ép phun do thiết bị
1.1. Vít/van một chiều
Trong hầu hết các trường hợp, vít đa năng sẽ hoạt động tốt với chất tạo màu, tùy thuộc vào tỷ lệ thải ra, sắc độ và nhựa nền được sử dụng. Mặc dù điều này thường không cần thiết, nhưng ngày càng có nhiều thợ ép phun sử dụng vít trộn để hỗ trợ phân phối màu. Các quy trình có thông lượng cao, thời gian chu kỳ ngắn và kích thước lớn hoặc những quy trình sử dụng nhựa khó tạo màu thường sẽ được hưởng lợi từ loại vít này.
Cũng giống như vít, việc lựa chọn van một chiều thường tùy thuộc vào loại nhựa. Van một chiều bi có cường độ cắt cao hơn và có thể hỗ trợ phân phối màu, mặc dù phương pháp này có thể gây ra vấn đề khi xử lý các thông số như tốc độ vít, áp suất ngược và nhiệt độ thùng được đẩy gần đến giới hạn của nhựa cơ bản, dẫn đến sự xuống cấp của cả chất tạo màu và nhựa.
1.2. Vít và khoang bị mòn
Vít hoặc khoang bị mòn - bất kể thiết kế như thế nào - sẽ cản trở quá trình trộn, làm giảm chất lượng phân phối màu.
1.3. Dung tích thùng chứa
Theo nguyên tắc chung, việc sử dụng hơn 60% công suất thùng với vít GP được coi là đang thúc đẩy quá trình xử lý để kết hợp màu sắc tốt. Tất nhiên, điều này phụ thuộc vào thời gian chu kỳ. Tỷ lệ L/D của thùng cũng rất quan trọng. Ví dụ, các thùng ngắn hơn (18:1) ít có lợi cho hỗn hợp hơn, trong khi các thùng dài hơn (24:1) cung cấp môi trường trộn lâu hơn nhưng cũng có thời gian lưu lâu hơn. Điều quan trọng là phải theo dõi thời gian lưu trú của vật liệu, bởi vì lưu trú quá nhiều có thể làm giảm nhựa nền hoặc chất tạo màu hoặc cả hai, trong khi không đủ thời gian trong thùng có thể dẫn đến các vấn đề phân phối.
1.4. Xử lý và pha chế chất tạo màu
Một trong những chìa khóa để xử lý màu thành công là pha trộn/phân phối chính xác chất tạo màu và nhựa nền trước khi cả hai vào máy đúc. Khi sử dụng thiết bị pha trộn, nhân viên sản xuất phải biết cách vận hành, hiệu chuẩn và bảo trì đúng cách. Nếu thiết bị không được hiệu chỉnh phù hợp với quy trình, bất kỳ khoản tiền nào tiết kiệm được bằng cách tạo màu cho nguyên liệu thô sẽ bị lãng phí thành sản phẩm.
Đối với chất màu rắn, có nhiều lựa chọn khác nhau, chẳng hạn như máy trộn trống hoặc máy trộn khoan. Để trộn các chất cô đặc và bột tại máy, máy cấp liệu thể tích hoặc trọng lượng được sử dụng. Máy cấp thể tích vừa rẻ hơn vừa có khả năng kém chính xác hơn các loại theo trọng lượng vì chúng cấp chất tạo màu dựa trên tốc độ so với thời gian. Máy cấp liệu trọng lượng cân và trộn từng thành phần trong hỗn hợp. Đối với chất tạo màu dạng lỏng, máy bơm thể tích đặc biệt thường được sử dụng để xử lý màu chính xác và gọn gàng.
2. Các vấn đề về trộn màu ép phun do thiết kế dụng cụ
2.1. Đường đan
Dự đoán các vấn đề thẩm mỹ trong giai đoạn thiết kế ban đầu là rất quan trọng, đặc biệt nếu đường đan là một yếu tố. Khi phân tích hoặc kinh nghiệm đổ khuôn cho thấy có khả năng xảy ra các đường đan, có thể thực hiện thay đổi công thức màu với một số họ nhựa nhất định để cải thiện hình thức của các đường đan. Tất nhiên, vấn đề này được giải quyết dễ dàng hơn trong giai đoạn đầu của thiết kế bộ phận và dụng cụ.
2.2. Kết cấu khuôn
Ngoài ra, một cân nhắc quan trọng trong các giai đoạn thiết kế là kết cấu khuôn, vì nó có thể ảnh hưởng đến cách mắt cảm nhận màu sắc. Sự hiện diện của độ bóng và/hoặc kết cấu trong công cụ có thể làm cho những gì lẽ ra là một màu khớp chính xác sẽ xuất hiện rất khác. Độ bóng nên được xem xét liên quan đến cả khuôn và nhựa được xử lý, vì một số vật liệu tự nhiên có độ bóng cao hơn.
3. Các vấn đề về trộn màu ép phun do thiết kế bộ phận
3.1. Màu sắc/hiệu ứng đặc biệt
Điều quan trọng là phải hiểu rằng một lợi ích và thách thức chung của màu sắc tạo khuôn và/hoặc các hiệu ứng đặc biệt là gói màu có thể làm nổi bật các vấn đề về thiết kế hoặc tạo khuôn đã có trong một bộ phận, chẳng hạn như đường đan, vết lõm nhẹ hoặc dấu tẩy trắng do ứng suất gần cơ sở của một snapfit. Lấy lại màu và chạy bộ phận bằng nhựa tự nhiên có thể làm cho vấn đề biến mất, nhưng trên thực tế, vấn đề, nếu đó là vấn đề về khuôn hoặc thiết kế, có thể vẫn còn đó và chỉ là không nhìn thấy được.
Vấn đề sẽ được nhấn mạnh trong màu sắc và thiết kế có độ bóng cao. Vì vậy, nếu đó là thứ có thể tồn tại được, thì những sửa đổi nhỏ về thiết kế có thể giải quyết được vấn đề. Mặt khác, một số vấn đề nhất định, chẳng hạn như các dấu hiệu làm trắng do căng thẳng, thường có thể được che giấu bằng cách sử dụng đúng màu sắc hoặc khả năng tái cấu trúc.
Khi các bộ phận đúc bằng vật liệu khác nhau được tô màu toàn bộ, được ghép với các bộ phận đúc hoặc sơn khác, chúng thường phải phù hợp về màu sắc, độ bóng và kết cấu. Ở đây, điều quan trọng là phải hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp nhựa và màu sắc để đảm bảo rằng các bộ phận sẽ khớp với nhau nhất có thể khi chúng còn mới và chúng sẽ phai màu với tốc độ như nhau trong suốt vòng đời của bộ phận lắp ráp.
3.2. Các đầu mút/đường đan/vét lõm
Bất cứ nơi nào có sự gián đoạn dòng chảy trong thiết kế bộ phận - từ các đầu mút, sườn hoặc thậm chí là mặt trước dòng chảy hội tụ trên nhiều bộ phận có cổng - đều có khả năng cao xuất hiện các vết lõm, đường đan và tính toàn vẹn cơ học bị tổn hại vì các đường đan luôn yếu hơn nhựa xung quanh. Do hướng của vật liệu trong các khu vực này thay đổi nên chỉ số khúc xạ trên khu vực này của bộ phận cũng sẽ thay đổi, đặt ra những thách thức về mặt thẩm mỹ đối với nhiều gói hiệu ứng đặc biệt. Do đó, những điểm gián đoạn này nên được thiết kế thành các mặt không nhìn thấy được và các khu vực không quan trọng của bộ phận.
4. Các vấn đề về trộn màu ép phun do công thức và chất tạo màu
4.1. Độ tương thích giữa nhựa và chất tạo màu
Mối quan hệ chỉ số nóng chảy giữa nhựa nền và màu sắc là rất quan trọng và cần được xem xét sớm trong thiết kế. Ngoài ra, một số sắc tố nhất định phản ứng với các loại nhựa cụ thể ở mức độ lớn hơn hoặc thấp hơn.
Ví dụ, một số sắc tố hữu cơ có xu hướng hòa tan và biến mất (hoặc thay đổi màu sắc) trong polyme styrenic. Tương tự như vậy, nhiều loại thuốc nhuộm có xu hướng đổi màu hoặc biến mất trong polyme nylon, đây là những chất khử yếu phá hủy hiệu quả thành phần mang màu của thuốc nhuộm cung cấp màu sắc. Ngoài ra, trừ những trường hợp đặc biệt, thuốc nhuộm không được khuyến nghị sử dụng trong olefin vì khả năng hòa tan rất hạn chế và khả năng di màu (crocking). Hơn nữa, thuốc nhuộm có thể hoạt động như một chất làm dẻo trong một số vật liệu, làm giảm tính chất nhiệt hoặc thậm chí phản ứng với chính nhựa để tạo ra các hiệu ứng khác nhau.
Các sắc tố phthalocyanine (phthalo) có thể gây ra vấn đề, vì chúng có thể hoạt động như các hạt nhân, thường gây ra các vấn đề co ngót và cong vênh không kiểm soát được trong nhựa kết tinh. Thuốc nhuộm huỳnh quang cũng có thể gây ra vấn đề trong một số môi trường nhất định. Chúng thiếu tính ổn định nhiệt để sử dụng trong nhiều loại nhựa kỹ thuật, chúng phản ứng hóa học với nylon và chúng thiếu tính ổn định tia cực tím để sử dụng trong hầu hết các ứng dụng ngoài trời.
Một loại vấn đề cuối cùng thường được tìm thấy với hỗn hợp polyme và hợp kim. Có thể có các ranh giới pha giữa các thành phần khác nhau của những vật liệu này có thể gây ra hiện tượng tán xạ ánh sáng và tạo ra màu trắng đục. Do đó, việc tạo ra các màu sắc có thể trở thành một công việc tốn kém do cần sử dụng một lượng lớn chất tạo màu để chống lại màu trắng đục - thường phải trả giá bằng các mối quan tâm về kinh tế và các tính chất vật lý hoặc cơ học quan trọng.
4.2. Đặc điểm kỹ thuật của nhà cung cấp dịch vụ
Chất mang cụ thể cho màu và đặc tính chảy của nó so với nhựa nền đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối màu và phải được xem xét trong quá trình thiết kế ban đầu. Chất mang phải tan chảy trong các phần cấp liệu muộn hoặc chuyển tiếp sớm của trục vít để đảm bảo phân phối hợp lý sắc tố hoặc thuốc nhuộm trong hỗn hợp. Nếu chất mang có nhiệt độ nóng chảy quá cao hoặc quá thấp, chất tạo màu sẽ không được phân bổ hợp lý trong chất tan chảy, và cuối cùng là trong phần đúc.
4.3. Phụ gia khác
Các chất phụ gia đặc biệt cho gói chất tạo màu có thể giúp giải quyết một số vấn đề liên quan đến màu sắc. Tuy nhiên, những thành phần này thường không được kết hợp cho đến khi các nỗ lực chế biến không thành công, chủ yếu là do chúng làm tăng thêm chi phí có thể làm cho sản phẩm cuối cùng kém hiệu quả hơn về mặt chi phí.
4.4. Các lớp màu có thể tạo ra sự khác biệt
Điều quan trọng cần nhớ là không phải tất cả các họ nhựa hoặc thậm chí các loại trong cùng một họ đều có thể hoán đổi cho nhau với một gói màu nhất định, chứ đừng nói đến các gói sắc tố hoặc thuốc nhuộm khác nhau trong cùng một họ hóa chất. Hơn nữa, vì hầu hết các nhà cung cấp chất tạo màu tùy chỉnh công thức đóng gói của họ theo một loại nhựa cụ thể bởi một nhà sản xuất cụ thể, nếu nhà cung cấp chất tạo màu được chuyển sau khi gói màu đã được tạo công thức, thì nên kiểm tra lại.
Một ví dụ điển hình về điều này là sự dao động khá rộng có thể nhìn thấy trong màu sắc tự nhiên của polypropylene, có thể từ màu trắng vàng đến màu trắng xám, tùy thuộc vào chất lượng và số lượng chất độn được sử dụng.
5. Ngăn chặn các vấn đề trộn màu trong quá trình ép phun
Các thành phần nhựa có thể được sản xuất thông qua ép phun, đây có thể là một kỹ thuật sản xuất rất hiệu quả. Tuy nhiên, giống như nhiều quy trình khác, việc tạo ra các bộ phận cuối chất lượng cao đòi hỏi phải chú ý đến từng chi tiết và cách tiếp cận chủ động để quản lý rủi ro. Để đảm bảo rằng các sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn thẩm mỹ chất lượng cao nhất và ngăn ngừa các sự cố pha trộn màu ép phun điển hình này, tất cả mọi người tham gia vào quá trình pha trộn màu sắc, từ thiết kế ban đầu và các giai đoạn chứng minh ý tưởng cho đến khi hoàn thành, cần phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa thích hợp.
Việc chọn một đối tác cung cấp như Europlas, người thông thạo các vấn đề trộn màu phổ biến của khuôn ép phun và cách khắc phục sự cố của chúng, có thể tạo ra sự khác biệt giữa các bộ phận chất lượng cao được sản xuất đúng thời hạn và trong phạm vi ngân sách.
Là nhà sản xuất filler masterbatch số 1 thế giới, EuroPlas tự hào mang đến cho khách hàng những giải pháp nguyên liệu nhựa độc đáo giúp nhà máy tối ưu hóa chi phí sản xuất, nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường. Chúng tôi cung cấp sản phẩm để đảm bảo rằng chúng tôi có thể hỗ trợ bất kỳ nhóm nào sản xuất các thành phần đẹp, hiệu suất cao nhanh nhất có thể.
Để tìm hiểu thêm về các sản phẩm của chúng tôi, hãy liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ.