Ép phun là quy trình sản xuất được sử dụng rộng rãi để tạo ra các sản phẩm từ nhựa, từ đồ chơi và trang sức nhựa cho tấm thân xe, chai nước và vỏ điện thoại di động. Việc đưa một loại nhựa lỏng vào khuôn và làm cho nó đông lại có vẻ đơn giản, nhưng thực tế là nó là một quy trình phức tạp. Loại nhựa lỏng được sử dụng có thể thay đổi từ nhựa thermosetting đến nhựa thermoplastic.
Lịch sử
Máy ép phun đầu tiên được cấp bằng sáng chế vào năm 1872, và celluloid đã được sử dụng để sản xuất các vật dụng đơn giản hàng ngày như lược chải tóc. Ngay sau Chiến tranh thế giới thứ hai, quy trình ép phun đã được cải tiến một cách đáng kể – ‘tiêm vít’ đã được phát triển và trở thành kỹ thuật phổ biến nhất cho đến ngày nay. Nhà phát minh của kỹ thuật này, James Watson Hendry, sau đó đã phát triển kỹ thuật ‘thổi khuôn’ được sử dụng để sản xuất các chai nhựa hiện đại.
Bạn đang xem: Ép phun
Các loại nhựa
Các loại nhựa được sử dụng trong quá trình ép phun là polymer – các chất hóa học – và có thể là thermosetting hoặc thermoplastic. Nhựa thermosetting cố định khi được nhiệt hoặc qua phản ứng xúc tác. Sau khi cứng lại, chúng không thể được tái chế và tái sử dụng – quá trình cứng lại là hóa chất và không thể đảo ngược. Tuy nhiên, nhựa thermoplastic có thể được làm nóng, tan chảy và tái sử dụng.
Nhựa thermosetting bao gồm nhựa epoxy, polyester và phenolic, trong khi nhựa thermoplastic bao gồm nylon và polyethylene. Có gần hai mươi ngàn hợp chất nhựa khác nhau có sẵn để thực hiện quá trình ép phun, có nghĩa là có một giải pháp hoàn hảo cho hầu hết các yêu cầu ép phun.
Thủy tinh không phải là một loại polymer và do đó không phù hợp với định nghĩa chấp nhận được của nhựa thermoplastic – mặc dù nó có thể được làm tan và tái chế.
Khuôn
Xem thêm : Nghệ thuật thứ 7 là gì? Tìm hiểu nguồn gốc và tên gọi của nó
Chế tạo khuôn mẫu đã được xem là một nghề thủ công với khả năng chế tạo cao (‘vết chết’). Một khuôn thường gồm hai bộ cặp chính được kẹp lại với nhau trong một máy ép. Chế tạo khuôn thường yêu cầu một thiết kế phức tạp, nhiều hoạt động máy móc và kỹ năng cao.
Chúng thường được làm bằng thép hoặc đồng beri-llium và cần xử lý nhiệt để làm chúng cứng hơn. Nhôm có giá rẻ hơn và dễ dàng gia công và có thể được sử dụng cho các quy trình sản xuất ngắn hơn. Hiện nay, kỹ thuật gia công CNC và tia lửa di chuyển điều khiển bằng máy tính đã cho phép độ tự động hóa cao trong quá trình sản xuất khuôn mẫu.
Một số khuôn mẫu được thiết kế để sản xuất nhiều bộ phận liên quan – ví dụ, một bộ máy bay mô hình – và chúng được gọi là khuôn mẫu gia đình. Các thiết kế khuôn mẫu khác có thể có nhiều bản sao (‘injection’) của cùng một sản phẩm được sản xuất trong một lần ép nhựa.
Cách hoạt động của quá trình ép phun
Có ba đơn vị chính tạo nên một máy ép phun – phễu nạp, thùng nhiệt và cái ram. Nhựa trong phễu được cung cấp dưới dạng hạt hoặc bột, mặc dù một số vật liệu như silicone có thể có dạng lỏng và không cần sưởi ấm.
Khi ở dạng lỏng và nóng chảy, cái ram (‘vít’) đẩy chất lỏng vào trong khuôn mẫu được kẹp chặt và tạo thành bộ chất lỏng. Nhựa nóng chảy có độ nhớt cao hơn yêu cầu áp suất cao hơn (và lực ép mạnh hơn) để lấp đầy mọi khe hở và góc cạnh của khuôn. Khi nhựa nguội lại, khuôn kim loại dẫn nhiệt cho nhựa và sau đó cái ram được đẩy xuống để loại bỏ khuôn sản phẩm.
Tuy nhiên, đối với nhựa thermosetting, khuôn sẽ được làm nóng để định hình nhựa.
Ưu điểm của quá trình ép phun
Ép phun cho phép sản xuất các hình dạng phức tạp, một số trong số đó có thể không thể sản xuất kinh tế bằng bất kỳ phương pháp nào khác. Nhiều loại vật liệu cho phép kết hợp các tính chất vật lý một cách chính xác theo yêu cầu của sản phẩm và quá trình ép nhiều lớp cho phép điều chỉnh các đặc tính cơ học và thẩm mỹ thu hút – thậm chí cả đối với bàn chải đánh răng.
Về mặt kinh tế, đây là một quá trình chi phí thấp và được cho là có tác động môi trường tối thiểu. Quá trình này tạo ra rất ít phế liệu và phế liệu có thể được sản xuất và tái sử dụng.
Nhược điểm của quá trình ép phun
Việc đầu tư vào công cụ – khuôn – thường yêu cầu sản xuất hàng loạt lớn để phục hồi vốn, tuy nhiên điều này phụ thuộc vào từng sản phẩm cụ thể.
Chế tạo khuôn mẫu mất thời gian và một số bộ phận không dễ dàng để thiết kế vào một khuôn mẫu thực tế.
Kinh tế của quá trình ép phun
Một khuôn mẫu chất lượng cao, mặc dù có giá cao, có khả năng sản xuất hàng trăm nghìn sản phẩm. Nhựa chính nó có giá rẻ và mặc dù việc làm nóng nhựa và giai đoạn ép ập (để loại bỏ các sản phẩm từng ép) đòi hỏi năng lượng, quá trình này vẫn có thể kinh tế trong các sản phẩm cơ bản như nắp chai.
Sự phát triển nhanh chóng trong công nghiệp ép phun và việc phát triển kỹ thuật tạo khuôn hiện đại, đảm bảo rằng quá trình ép phun sẽ tiếp tục được sử dụng rộng rãi trong 50 năm tới. Mặc dù nhựa thermosetting không thể tái chế, việc sử dụng chúng, đặc biệt cho các bộ phận chính xác, cũng đang được phát triển.
Nguồn: https://stamboom-boden.com
Danh mục: Là Gì
