Thiết kế hệ thống Làm nguội - Thiết kế Khuôn Ép nhựa

THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM NGUỘI TRONG KHUÔN NHỰA

Nội dung chính: 

• Điều cần nắm khi thiết kế hệ thống làm nugội
• Các kiểm bỗ trí kênh làm nguội
• Các chi tiết khuôn cần làm nguội
• Đo và điều khiển nhiệt độ trong quá trình ép phun

Thiết kế hệ thống làm nguội khuôn nhựa

Để điều khiển nhiệt độ khuôn và thời gian làm nguội ngắn, cần phải biết vị trí đặt hệ thống làm nguội và dùng hệ thống làm nguội nào. Điều này rất quan trọng vì thực tế là thời gian làm nguội chiếm 50-60% toàn bộ thời gian của chu kỳ phun khuôn. Do đó làm cho quá trình làm lạnh có hiệu quả rất quang trọng để làm giảm thời gian của cả chu kỳ.

Mục đích: Điều khiển nhiệt độ khuôn để có dòng chảy nhựa êm chảy vào khuôn. Để tránh làm nguội quá nhanh, về lý thuyết tốt nhất giữ nhiệt độ khuôn cao ở cuối dòng chảy.

Xem thêm: Khóa học thiết kế Khuôn mẫu, theo tiêu chuẩn Nhật Bản

Những lưu ý khi thiết kế hệ thống làm nguội:

• Những kênh làm nguội phải đặt càng gần bề mặt khuôn càng tốt, nhưng chú ý đến độ bền cơ học của vật liệu khuôn.
• Các kênh nguội phải đặt gần nhau, cũng chú ý đến độ bền cơ học của vật liệu khuôn.
• Đường kính kênh làm nguội phải lớn hơn 8mm và giử nguyên như vậy để tránh tốc độ chảy của chất lỏng đang làm nguội khác nhau do đường kính của kênh làm nguội khác nhau.
• Nên chia hệ thống làm nguội ra nhiều vòng làm nguội để tránh các kênh làm nguội qua dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn, ở ngoài cùng nhiệt độ sẽ là quá cao để làm lạnh có hiệu quả.
• Đặc biệt chú ý đến việc làm nguội những phần dày của sản phẩm.
• Tính dẫn nhiệt của vật liệu làm khuôn cũng rất quang trọng.
• Đảm bảo làm nguội đồng đều cho toàn bộ sản phẩm. Do đó, cần chú ý đến việc làm nguội những phần dày nhất của sản phẩm.
• Kênh dẫn nguội nên được đặt gần mặt phân khuôn khi có thể để làm nguội tốt hơn.
• Nhiệt chênh lệch giữa đầu vào và ra nằm trong khoảng 2 đến 3oC . Thông thường nhiệt độ đầu vào nên thấp hơn nhiệt độ khuôn mà ta mong muốn là 10-20o Nhiệt chênh lệch giữa chất lỏng làm nguội và thành kênh dẫn nên nằm trong khoảng 2-5o là tốt nhất(theo tài liệu moldflow).
• Nên chia kênh dẫn làm nguội thành nhiều vòng làm nguội. Không nên thiết kế chiều dài kênh làm nguội quá dài vì dễ làm mất áp lực và tăng nhiệt trên nó khiến > 3o
• Kênh làm nguội phải được khoan để có độ nhám tạo ra sự chảy rối trong kênhVị trí của bộ phận làm nguội:
  Phụ thuộc vào kích thước sản phẩm và sự khác nhau về độ dày thành. Nói chung, bộ phậ làm nguội đặt ở chỗ mà nhiệt khó truyền từ nhựa nóng qua thân khuôn.
  Viêc làm nguội phải như nhau trên toàn bộ sản phẩm.

Điều cần nắm khi thiết kế hệ thống làm nguội khuôn ép nhựa

• Hệ thống làm nguội:

Dựa vào sự tỏa nhiệt từ nhựa nóng vào l.ng khuôn và sự lấy nhiệt của nước làm mát để giảm nhiệt độ trong khuôn. Để làm nguội khuôn cần chế tạo khuôn có các lỗ dẫn nước lành vào và ra liên tục

A : Bể chứa (Collection manifold).
B : Khuôn (Mold).
C : Ông phân phôi nước hoặc hỗn làm nguội (Supply manifold).
D : Bơm (Pump).
E : Kênh làm nguội (Regular cooling channels).
F : Ông dẫn (Hoses).
G : Vách làm nguội (Baffels).
H : Bộ điều khiển nhiệt (Temperature controllers).

Để đạt được thời gian đúc ngắn nhât và đạt được chất lượng trên toàn bộ sản phẩm, người thiết kế khuôn phải thiết kế hệ thống làm nguội đồng bộ và đầy đủ ở lòng khuôn và lõi khuôn.

Quy trình thiết kế hệ thống làm nguôi:

• Phương pháp làm nguội:

a) Làm nguội bằng khí: khuôn được làm nguội bằng khí nhờ vào sự bức xạ nhiệt của thép làm khuôn ra môi trường xung quanh.

b) Làm nguội bằng nước hoặc hỗn hợp ethylene glycol và nước:

Đây là phương pháp được dùng rộng rãi hiện nay. Theo phương pháp này, khuôn được làm nguội nhờ vào các kênh dẫn chứa chất làm nguội được bố trí trong các tấm khuôn.

- Yêu cầu đối với chất lỏng làm nguội:

+ Loại chất lỏng làm nguội phải được lựa chọn phù hợp với yêu cầu giải nhiệt cho từng khuôn sản phẩm.

+ Nhiệt độ dầu váo của chất lỏng tùy thuộc vào yêu cầu về tốc độ làm nguội của sản phẩm.

+ Tốc độ dòng chảy phải đủ lớn để đạt tới trạng thái chảy rối giúp cho sự hấp thu nhiệt của chất lỏng được tốt hơn.

Các kiểu bố trí kênh làm nguội

• Bố trí theo từng kênh riêng biệt.
• Bố trí kiểu vòng một cấp.
• Bố trí kiểu vòng nhiều cấp.

Các chi tiết khuôn cần làm nguội

Làm nguội tấm khuôn: làm nguội trong tấm khuôn là một trong những hệ thống thông thường nhất chủ yếu được dùng cho các sản phẩm nhỏ.

Việc chọn khoảng cách từ kênh dẫn tới lòng sản phẩm và khoảng cách giữa các kênh dẫn phụ thuôc vào vật liệu. Nếu ta gọi d là đường kính kênh dẩn, Blà khoảng cách giữa các kênh dẫn; C là khoảng cách từ kênh dẫn tới lòng khuôn thì sau khi biết d qua bảng sau:

Xem thêm: Giá Bản quyền Phần mềm NX Ưu đãi tốt nhất từ Đại lý NX Hồ Chí Minh

Bề dáy sản phẩm	Đường kính kênh làm nguội(d)
>2 mm	8mm-10mm
>4mm	10mm-12mm
>6mm	10mm-16mm

Ta suy ra được B và C theo nguyên tắc:

Với thép: C=1d B=3d
Với đồng: C=1,5d B= 4d
Với nhôm: C=2d B=5d

• Làm nguội lõi (chày khuôn):

Lõi thường bị bao phủ bởi lớp nhựa nóng và việc truyền nhiệt đến phần khác của khuôn là cả vấn đề. Để làm được điều này, cách đơn giản là làm lõi bằng vật liệu có độ dãn nhiệt cao như đồng hay đòng berilium. Nhược điểm là độ bền thấp.

Một phương pháp tốt hơn là dặt các kênh làm nguội trong lõi. Ưu điểm của phương pháp này là nhiệt độ có thể điều khiển được bằng sự tăng giảm nhiệt độ của dòng chất lỏng

Trong quá trình ép phun, lõi khuôn và lòng khuôn luôn tiếp xúc trực tiếp với nhựa nóng. Do đó, nếu muốn sản phẩm nguội nhanh, thời gian làm nguội ngắn lại, giảm chu kỳ ép phun thì nhất thiết ta phải làm nguội chúng.

Một số hệ thống làm nguội lõi và những biến cố:

Đây là mô hình làm nguội lõi hiệu quả cao, nhưng chú đến chổ nối của các kênh nguội làm nguội. thứ nhất không có cắt sau nghĩa là nút chặn phải rất phẳng liền với lõi.

• Làm nguội lòng khuôn:

Lòng khuôn có thể làm nguội tốt vì có sự dẫn nhiệt tốt đến các phần khác của khuôn.

Làm nguội chốt ((hay lõi khuôn có kích thước nhỏ):

Làm nguội chốt khó hơn làm nguội lõi vì thật ra việc truyền nhiệt đến các phần khác của khuôn rất khó.

Ngoài ra ta có thể làm nguội trực tiếp lên chốt hay làm nguội trong chốt nhưng chốt sẽ bị yếu đi.

- Đối với những chốt quá nhỏ ta có thể dùng khí để làm nguội chốt hoặc dùng hẳn chốt làm bằng đồng hay đồng beryllium vì giải nhiệt tốt.

- Đối với những chốt lớn hơn () ta có thể dùng ống dẫn nhiệt từ chốt xuống kênh làm nguội để giải nhiệt.

Xem thêm: Download YANXIU 3D Mold NX & Hướng dẫn cài đặt thành công

Đo và điều khiển nhiệt độ trong quá trình ép phun

Nhiệt độ của khuôn (gia nhiệt cho khuôn hoặc làm nguội khuôn) rất quan trọng đống một vai trò quan trọng trong quá trình ép phun. Nhiệt độ khuôn có ảnh hưởng đến:

• Chu kỳ ép phun.
• Hình dáng và chất lượng sản phẩm.
• Tính thẩm mỹ của sản phẩm.
• Độ co rút, độ bền và các khuyết tật trên sản phẩm.

Do đó, nhiệt độ của khuôn cần phải được phải được đo đạt và điều chỉnh hợp lý. Hiện nay có nhiều loại sensor và các các đồng hồ đo nhiệt cao hiển thị số được bán trên thị trường. Các loại đồng hồ này chủ yếu dùng để đo nhiệt ở mặt ngoài của khoang chứa liệu, vòi phun và các bề mặt của khuôn.

Một số loại cảm biến dùng để đo nhiệt của khuôn:

• Cảm biến lò xo (spring sensor) dùng để đo nhiệt bề mặt của cối khuôn và chày khuôn + Cảm biến đo độ ẩm
• Cảm biến từ được dùng khi không dùng được cảm biến lò xo.

Mô phỏng hoạt động máy ép phun

 

Mọi chi tiết xin liên hệ:

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ 4CTECH VIỆT NAM
Trụ sở chính: Tầng 7 tòa CT8 Khu đô thị Dương Nội, Yên Nghĩa, Hà Nội
    » Điện thoại: 0246.3299.775
    » Hotline: 0968.023.855 | 0964.364.135
    » Email: info@soft4c.com
    » Website: www.4ctech.vn | 4ctech.com.vn