Thiết lập tham số cho máy ép nhựa - Nhiệt độ&Áp lực

Các thông số cài đặt trong quá trình ép phun nhựa thường phụ thuộc vào năm yếu tố chính: nhiệt độ, áp suất, tốc độ, thời gian, và đo lường. Dưới đây là mô tả chi tiết về năm thông số này.

Nhiệt độ Nhiệt độ gia nhiệt của ống dẫn nhựa thường được chia thành ba giai đoạn: giai đoạn trước có nhiệt độ thấp hơn, giai đoạn giữa và sau có nhiệt độ cao hơn, với chênh lệch nhiệt độ giữa các giai đoạn khoảng 5~10℃. Nếu nhiệt độ giai đoạn trước quá cao, hạt nhựa sẽ tan chảy quá sớm, dẫn đến sự cung cấp nhựa không đồng đều (vì một số hạt đã tan chảy sẽ tạo thành khối ở khu vực nạp của trục vít). Nhiệt độ của vòi phun cũng cần được chú ý vì nó tiếp xúc trực tiếp với khuôn và ảnh hưởng đến chu trình tạo hình.

Ngoài ra, cần chú ý đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đối với sự co ngót của sản phẩm sau khi tạo hình. Tốt nhất là giữ nhiệt độ môi trường ở khoảng 25~28℃. Độ ẩm môi trường cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Áp suất

Áp suất phun (Injection pressure):
Áp suất phun cần được thiết lập dựa trên các yếu tố như tính lưu động của vật liệu, tỷ lệ co ngót và các đặc tính vật lý của sản phẩm. Thông thường, áp suất phun nên được đặt cao hơn mức cần thiết, sau đó có thể giảm dần sau khi các thông số khác đã được điều chỉnh. Trong thực tế, áp suất phun thường được thiết lập ở mức cao nhất và sau khi các thông số khác đã được tối ưu, nó có thể được điều chỉnh xuống theo thời gian điền đầy.

Áp suất giữ (Holding pressure):
Khi nhựa lỏng trong khoang khuôn bị nén, áp suất bên trong sẽ rất cao và giảm dần khi nhiệt độ giảm. Tuy nhiên, trước khi cổng phun đông cứng và bịt kín, áp suất bên trong vẫn có khả năng đẩy nhựa ra khỏi khoang khuôn. Do đó, cần phải duy trì áp suất phù hợp để chống lại sự đẩy ra này, được gọi là áp suất giữ, hay còn gọi là áp suất duy trì. Áp suất giữ nên được giảm dần phù hợp với sự đông cứng dần của nhựa. Nếu áp suất giữ hoặc thời gian giữ không đủ, sản phẩm sẽ bị thiếu kích thước hoặc lõm. Ngược lại, nếu áp suất giữ quá lớn, sản phẩm sẽ quá no và dễ bị lưu lại ứng suất dư.

Áp suất ngược (Back pressure):
Khi trục vít quay và nhựa liên tục được đẩy về phía trước, áp suất ngược có tác dụng ngăn trục vít bị đẩy ngược lại quá nhanh do phản lực.

Nếu áp suất ngược quá cao, thời gian rút lui của trục vít sẽ kéo dài và lực cắt đối với vật liệu sẽ tăng, dễ khiến vật liệu bị quá nhiệt. Nếu áp suất ngược quá thấp, khả năng trộn và độ chính xác trong đo lường của vật liệu sẽ giảm, đồng thời dễ hút không khí vào, gây ra khuyết tật vân bạc trên sản phẩm. Áp suất ngược thích hợp nằm trong khoảng 5~15Kg/cm².

Tăng áp suất ngược có thể tăng công suất của trục vít đối với nhựa nóng chảy, loại bỏ các hạt nhựa chưa tan, tăng mật độ và độ đồng đều của nguyên liệu trong ống dẫn, và giảm các vấn đề như co ngót và cong vênh sau khi phun.

Áp suất ngược cũng được sử dụng để tăng nhiệt độ của ống dẫn, với hiệu quả rõ rệt nhất. Tuy nhiên, nếu áp suất ngược quá cao, nhựa nhạy cảm với nhiệt sẽ dễ bị phân hủy; đối với nhựa có độ nhớt thấp, có thể xảy ra hiện tượng "chảy mũi". Nếu áp suất ngược quá thấp, sản phẩm sau khi phun có thể bị rỗng khí.

Giải nén (Suck-back, Decompression):
Khi trục vít hoàn thành việc rút lui, nhựa nóng chảy tích tụ ở đầu ống (vị trí vòi phun) vẫn ở trạng thái nén. Để ngăn chặn việc nhựa nóng chảy bị chảy nhỏ giọt từ vòi phun, trục vít có thể được rút lui nhẹ mà không có áp suất ngược hoặc không quay, điều này giúp giải nén nhựa nóng chảy một cách phù hợp.

Lực kẹp khuôn (Clamping force):
Sau khi nhựa nóng chảy được phun vào khuôn với áp suất cao, để duy trì hình dạng sản phẩm, cần áp dụng áp suất giữ. Áp suất này sẽ tạo ra một lực đẩy ngược rất cao trong khuôn. Để ngăn chặn việc khuôn bị mở ra do lực này, đơn vị kẹp của máy ép nhựa cần cung cấp lực kẹp đủ mạnh để giữ cho khuôn không bị mở ra.

Lực kẹp cần thiết thường được tính dựa trên diện tích chiếu của sản phẩm theo hướng đóng mở khuôn.

Lực đẩy mở khuôn = Diện tích chiếu của sản phẩm theo hướng đóng mở khuôn (cm²) × Số lượng khoang khuôn × Áp suất trong khuôn (kg/cm²).

Áp suất trong khuôn sẽ thay đổi tùy theo nguyên liệu, thường khoảng (350~400kg/cm²). 

Lực kẹp của máy phải lớn hơn lực đẩy mở khuôn, và để đảm bảo an toàn, lực kẹp của máy nên lớn hơn ít nhất 1,2 lần lực đẩy mở khuôn.