Giới thiệu: Ép phun là quy trình chính trong sản xuất vật liệu bao bì mỹ phẩm. Quy trình đầu tiên thường là ép phun, quyết định trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và năng suất. Việc thiết lập quy trình ép phun cần xem xét 7 yếu tố như độ co ngót, độ chảy, độ kết tinh, nhựa nhạy nhiệt và nhựa dễ bị thủy phân, nứt do ứng suất và gãy do nóng chảy, hiệu suất nhiệt và tốc độ làm nguội, và khả năng hấp thụ độ ẩm. Bài viết này được viết bởigói cầu vồng Thượng HảiHãy chia sẻ nội dung liên quan đến 7 yếu tố này để bạn bè của bạn trong chuỗi cung ứng của Youpin tham khảo:
Ép phun
Ép phun, hay còn gọi là đúc phun, là một phương pháp tạo hình kết hợp giữa phun và tạo hình bằng khuôn. Ưu điểm của phương pháp ép phun là tốc độ sản xuất nhanh, hiệu quả cao, có thể tự động hóa, đa dạng màu sắc, hình dạng từ đơn giản đến phức tạp, kích thước từ lớn đến nhỏ, kích thước sản phẩm chính xác, dễ dàng cập nhật sản phẩm và có thể tạo ra các hình dạng phức tạp. Phương pháp này phù hợp cho sản xuất hàng loạt các chi tiết và gia công tạo hình các sản phẩm có hình dạng phức tạp. Ở một nhiệt độ nhất định, vật liệu nhựa nóng chảy hoàn toàn được khuấy bằng vít, bơm vào khoang khuôn dưới áp suất cao, sau đó làm nguội và đông cứng để thu được sản phẩm đúc. Phương pháp này phù hợp cho sản xuất hàng loạt các chi tiết có hình dạng phức tạp và là một trong những phương pháp gia công quan trọng.
01
Sự co ngót
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự co ngót của sản phẩm đúc nhiệt dẻo như sau:
1) Các loại nhựa: Trong quá trình đúc nhựa nhiệt dẻo, vẫn có sự thay đổi thể tích do kết tinh, ứng suất nội tại mạnh, ứng suất dư lớn bị đóng băng trong các chi tiết nhựa, định hướng phân tử mạnh và các yếu tố khác, do đó so với nhựa nhiệt rắn, tỷ lệ co ngót lớn hơn, phạm vi co ngót rộng hơn và có tính định hướng rõ ràng. Ngoài ra, độ co ngót sau khi đúc, ủ hoặc xử lý độ ẩm thường lớn hơn so với nhựa nhiệt rắn.
2) Đặc điểm của chi tiết nhựa. Khi vật liệu nóng chảy tiếp xúc với bề mặt khoang, lớp ngoài sẽ nguội ngay lập tức để tạo thành lớp vỏ rắn có mật độ thấp. Do tính dẫn nhiệt kém của nhựa, lớp bên trong của chi tiết nhựa sẽ nguội chậm để tạo thành lớp rắn có mật độ cao với độ co ngót lớn. Do đó, độ dày thành, tốc độ làm nguội chậm và độ dày lớp có mật độ cao sẽ làm giảm độ co ngót nhiều hơn.
Ngoài ra, sự có mặt hay vắng mặt của các chi tiết chèn, cũng như bố trí và số lượng các chi tiết chèn, ảnh hưởng trực tiếp đến hướng dòng chảy vật liệu, phân bố mật độ và khả năng chống co ngót. Do đó, đặc tính của các bộ phận nhựa có tác động lớn hơn đến sự co ngót và tính định hướng của dòng chảy.
3) Các yếu tố như hình dạng, kích thước và sự phân bố của cửa nạp liệu ảnh hưởng trực tiếp đến hướng dòng chảy vật liệu, sự phân bố mật độ, khả năng duy trì áp suất và hiệu ứng co ngót cũng như thời gian tạo hình. Các cửa nạp liệu trực tiếp và các cửa nạp liệu có tiết diện lớn (đặc biệt là tiết diện dày hơn) có độ co ngót ít hơn nhưng hướng dòng chảy chính xác hơn, còn các cửa nạp liệu ngắn hơn với chiều rộng và chiều dài nhỏ hơn thì hướng dòng chảy chính xác kém hơn. Những cửa nạp liệu gần cửa nạp liệu hoặc song song với hướng dòng chảy vật liệu sẽ co ngót nhiều hơn.
4) Điều kiện đúc: Nhiệt độ khuôn cao, vật liệu nóng chảy nguội chậm, mật độ cao, dẫn đến độ co ngót lớn. Đặc biệt đối với vật liệu kết tinh, độ co ngót càng lớn do độ kết tinh cao và sự thay đổi thể tích lớn. Sự phân bố nhiệt độ trong khuôn cũng liên quan đến quá trình làm mát bên trong và bên ngoài, cũng như độ đồng đều về mật độ của chi tiết nhựa, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước và hướng co ngót của từng chi tiết.
Ngoài ra, áp suất và thời gian giữ cũng có tác động lớn hơn đến sự co ngót, và sự co ngót nhỏ hơn nhưng hướng co ngót lớn hơn khi áp suất cao và thời gian dài. Khi áp suất phun cao, chênh lệch độ nhớt nóng chảy nhỏ, ứng suất cắt giữa các lớp nhỏ và độ đàn hồi sau khi tháo khuôn lớn, thì sự co ngót cũng có thể giảm đi một lượng thích hợp. Khi nhiệt độ vật liệu cao, sự co ngót lớn nhưng hướng co ngót nhỏ. Do đó, điều chỉnh nhiệt độ khuôn, áp suất, tốc độ phun và thời gian làm nguội trong quá trình tạo hình cũng có thể thay đổi sự co ngót của chi tiết nhựa một cách thích hợp.
Khi thiết kế khuôn, dựa trên phạm vi co ngót của các loại nhựa khác nhau, độ dày thành và hình dạng của chi tiết nhựa, kích thước và sự phân bố của hình dạng đầu vào, tỷ lệ co ngót của từng phần của chi tiết nhựa được xác định dựa trên kinh nghiệm, sau đó tính toán kích thước khoang khuôn.
Đối với các chi tiết nhựa có độ chính xác cao và khi khó nắm bắt được tỷ lệ co ngót, nhìn chung nên sử dụng các phương pháp sau để thiết kế khuôn:
Chọn tỷ lệ co ngót nhỏ hơn cho đường kính ngoài của chi tiết nhựa và tỷ lệ co ngót lớn hơn cho đường kính trong, để chừa chỗ cho việc điều chỉnh sau khi làm khuôn thử.
Khuôn thử nghiệm xác định hình dạng, kích thước và điều kiện đúc của hệ thống dẫn nhựa.
Các chi tiết nhựa cần gia công sau đó sẽ được kiểm tra để xác định sự thay đổi kích thước (phép đo phải được thực hiện trong vòng 24 giờ sau khi tháo khuôn).
Điều chỉnh khuôn theo độ co ngót thực tế.
Thử lại khuôn và điều chỉnh các điều kiện quy trình cho phù hợp để giảm nhẹ giá trị co ngót nhằm đáp ứng yêu cầu của chi tiết nhựa.
02
tính lưu động
1) Tính lưu động của nhựa nhiệt dẻo nói chung có thể được phân tích dựa trên một loạt các chỉ số như khối lượng phân tử, chỉ số nóng chảy, chiều dài dòng chảy xoắn ốc Archimedes, độ nhớt biểu kiến và tỷ lệ dòng chảy (chiều dài quá trình/độ dày thành của chi tiết nhựa).
Trọng lượng phân tử nhỏ, phân bố trọng lượng phân tử rộng, cấu trúc phân tử không đều, chỉ số nóng chảy cao, chiều dài dòng chảy xoắn ốc dài, độ nhớt biểu kiến thấp, tỷ lệ chảy cao, độ lưu động tốt. Các loại nhựa có cùng tên sản phẩm cần kiểm tra hướng dẫn sử dụng để xác định xem độ lưu động của chúng có phù hợp cho ép phun hay không.
Theo yêu cầu thiết kế khuôn, độ lưu động của các loại nhựa thông dụng có thể được chia thành ba loại chính:
Độ lưu động tốt PA, PE, PS, PP, CA, poly(4) metylpenten;
Nhựa polystyrene có độ lưu động trung bình (như ABS, AS), PMMA, POM, polyphenylen ether;
PC có độ chảy kém, PVC cứng, polyphenylen ete, polysulfone, polyarylsulfone, nhựa flo.
2) Độ lưu động của các loại nhựa khác nhau cũng thay đổi do các yếu tố tạo hình khác nhau. Các yếu tố ảnh hưởng chính như sau:
① Nhiệt độ vật liệu cao hơn làm tăng tính lưu động, nhưng các loại nhựa khác nhau lại có những đặc điểm riêng, ví dụ như PS (đặc biệt là những loại có khả năng chịu va đập cao và giá trị MFR cao hơn), PP, PA, PMMA, polystyrene biến tính (như ABS, AS), PC, CA và các loại nhựa khác có tính lưu động thay đổi rất nhiều theo nhiệt độ. Đối với PE và POM, việc tăng hoặc giảm nhiệt độ ít ảnh hưởng đến tính lưu động của chúng. Do đó, cần điều chỉnh nhiệt độ trong quá trình đúc để kiểm soát tính lưu động.
② Khi áp suất ép phun tăng lên, vật liệu nóng chảy chịu tác động cắt lớn hơn, và độ lưu động cũng tăng lên, đặc biệt là PE và POM nhạy cảm hơn, do đó cần điều chỉnh áp suất phun để kiểm soát độ lưu động trong quá trình tạo hình.
③ Hình dạng, kích thước, bố cục, thiết kế hệ thống làm mát của cấu trúc khuôn, sức cản dòng chảy của vật liệu nóng chảy (như độ hoàn thiện bề mặt, độ dày của tiết diện kênh, hình dạng khoang, hệ thống thoát khí) và các yếu tố khác ảnh hưởng trực tiếp đến độ lưu động thực tế của vật liệu nóng chảy bên trong khoang. Nếu vật liệu nóng chảy được đẩy xuống nhiệt độ thấp hơn và sức cản dòng chảy tăng lên, độ lưu động sẽ giảm. Khi thiết kế khuôn, cần lựa chọn cấu trúc hợp lý dựa trên độ lưu động của nhựa được sử dụng.
Trong quá trình tạo hình, nhiệt độ vật liệu, nhiệt độ khuôn, áp suất phun, tốc độ phun và các yếu tố khác cũng có thể được kiểm soát để điều chỉnh điều kiện điền đầy phù hợp với nhu cầu tạo hình.
03
Độ kết tinh
Nhựa nhiệt dẻo có thể được chia thành nhựa kết tinh và nhựa không kết tinh (còn gọi là nhựa vô định hình) dựa trên việc chúng không kết tinh trong quá trình ngưng tụ.
Hiện tượng kết tinh, hay còn gọi là hiện tượng kết tinh, đề cập đến việc khi chất dẻo chuyển từ trạng thái nóng chảy sang trạng thái ngưng tụ, các phân tử chuyển động độc lập và hoàn toàn ở trạng thái hỗn loạn. Các phân tử ngừng chuyển động tự do, bị giữ cố định ở một vị trí nhất định và có xu hướng sắp xếp theo một mô hình đều đặn. Hiện tượng này...
Tiêu chí đánh giá hai loại nhựa này dựa trên hình thức bên ngoài có thể được xác định bằng độ trong suốt của các bộ phận nhựa thành dày. Nói chung, vật liệu tinh thể thường mờ đục hoặc bán trong suốt (như POM, v.v.), còn vật liệu vô định hình thì trong suốt (như PMMA, v.v.). Tuy nhiên, cũng có những trường hợp ngoại lệ. Ví dụ, poly(4) metylpenten là một loại nhựa tinh thể nhưng có độ trong suốt cao, còn ABS là một vật liệu vô định hình nhưng không trong suốt.
Khi thiết kế khuôn và lựa chọn máy ép phun, cần chú ý đến các yêu cầu và biện pháp phòng ngừa sau đây đối với nhựa kết tinh:
Việc tăng nhiệt độ vật liệu lên đến nhiệt độ tạo hình đòi hỏi lượng nhiệt rất lớn, và cần thiết bị có khả năng hóa dẻo cao.
Một lượng nhiệt lớn được giải phóng trong quá trình làm nguội và chuyển hóa ngược, vì vậy nó phải được làm nguội đủ mức.
Sự chênh lệch về trọng lượng riêng giữa trạng thái nóng chảy và trạng thái rắn rất lớn, dẫn đến sự co ngót khi đúc lớn, và dễ xảy ra hiện tượng co ngót và rỗ khí.
Làm nguội nhanh, độ kết tinh thấp, độ co ngót nhỏ và độ trong suốt cao. Độ kết tinh liên quan đến độ dày thành của chi tiết nhựa, và nếu độ dày thành càng lớn thì quá trình làm nguội càng chậm, độ kết tinh càng cao, độ co ngót càng lớn, và các tính chất vật lý càng tốt. Do đó, nhiệt độ khuôn của vật liệu kết tinh phải được kiểm soát theo yêu cầu.
Tính dị hướng rất đáng kể và ứng suất bên trong lớn. Các phân tử không kết tinh sau khi tháo khuôn có xu hướng tiếp tục kết tinh, ở trạng thái mất cân bằng năng lượng và dễ bị biến dạng và cong vênh.
Khoảng nhiệt độ kết tinh hẹp, dễ dẫn đến việc vật liệu chưa tan chảy bị bơm vào khuôn hoặc làm tắc nghẽn cửa cấp liệu.
04
Nhựa nhạy nhiệt và nhựa dễ bị thủy phân
1) Tính nhạy nhiệt có nghĩa là một số loại nhựa nhạy cảm hơn với nhiệt. Chúng sẽ bị nung nóng trong thời gian dài ở nhiệt độ cao hoặc khi tiết diện lỗ cấp liệu quá nhỏ. Khi lực cắt lớn, nhiệt độ vật liệu sẽ dễ dàng tăng lên, gây ra hiện tượng đổi màu, xuống cấp và phân hủy. Loại nhựa có đặc tính này được gọi là nhựa nhạy nhiệt.
Ví dụ như nhựa PVC cứng, polyvinylidene chloride, copolymer vinyl acetate, POM, polychlorotrifluoroethylene, v.v. Nhựa nhạy nhiệt tạo ra monome, khí, chất rắn và các sản phẩm phụ khác trong quá trình phân hủy. Đặc biệt, một số khí phân hủy có tác dụng gây kích ứng, ăn mòn hoặc độc hại đối với cơ thể người, thiết bị và nấm mốc.
Do đó, cần chú ý đến thiết kế khuôn, lựa chọn máy ép phun và quy trình ép phun. Nên sử dụng máy ép phun trục vít. Tiết diện hệ thống rót phải lớn. Khuôn và thùng chứa phải được mạ crom. Thêm chất ổn định để giảm độ nhạy nhiệt.
2) Ngay cả khi một số loại nhựa (như PC) chứa một lượng nhỏ nước, chúng vẫn sẽ bị phân hủy dưới nhiệt độ và áp suất cao. Đặc tính này được gọi là dễ thủy phân, do đó cần phải được gia nhiệt và sấy khô trước.
05
Nứt do ứng suất và gãy do nóng chảy
1) Một số loại nhựa rất nhạy cảm với ứng suất. Chúng dễ bị ứng suất bên trong trong quá trình đúc và trở nên giòn, dễ nứt. Các bộ phận bằng nhựa sẽ bị nứt dưới tác động của lực bên ngoài hoặc dung môi.
Vì lý do này, ngoài việc thêm phụ gia vào nguyên liệu thô để cải thiện khả năng chống nứt, cần chú ý đến việc sấy khô nguyên liệu thô và lựa chọn điều kiện tạo hình hợp lý để giảm ứng suất bên trong và tăng khả năng chống nứt. Đồng thời, cần lựa chọn hình dạng hợp lý cho các chi tiết nhựa, không nên lắp thêm các chi tiết chèn và các biện pháp khác để giảm thiểu sự tập trung ứng suất.
Khi thiết kế khuôn, cần tăng góc tách khuôn và lựa chọn cơ cấu nạp liệu và đẩy sản phẩm hợp lý. Nhiệt độ vật liệu, nhiệt độ khuôn, áp suất phun và thời gian làm nguội cần được điều chỉnh phù hợp trong quá trình tạo hình, và cố gắng tránh tách khuôn khi sản phẩm nhựa quá nguội và giòn. Sau khi tạo hình, các sản phẩm nhựa cũng cần được xử lý sau để cải thiện khả năng chống nứt, loại bỏ ứng suất bên trong và tránh tiếp xúc với dung môi.
2) Khi chất nóng chảy polymer có tốc độ chảy nhất định đi qua lỗ vòi phun ở nhiệt độ không đổi và tốc độ chảy vượt quá một giá trị nhất định, các vết nứt ngang rõ ràng trên bề mặt chất nóng chảy được gọi là nứt vỡ chất nóng chảy, điều này sẽ làm hỏng hình thức và tính chất vật lý của chi tiết nhựa. Do đó, khi lựa chọn các loại polymer có tốc độ chảy cao, cần tăng tiết diện của vòi phun, đường dẫn và lỗ cấp liệu để giảm tốc độ phun và tăng nhiệt độ vật liệu.
06
Hiệu suất nhiệt và tốc độ làm mát
1) Các loại nhựa khác nhau có các đặc tính nhiệt khác nhau như nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt và nhiệt độ biến dạng. Quá trình hóa dẻo đối với nhựa có nhiệt dung riêng cao đòi hỏi lượng nhiệt lớn, do đó cần sử dụng máy ép phun có công suất hóa dẻo lớn. Thời gian làm nguội đối với nhựa có nhiệt độ biến dạng cao có thể ngắn và có thể tháo khuôn sớm, nhưng cần ngăn ngừa biến dạng do làm nguội sau khi tháo khuôn.
Các loại nhựa có độ dẫn nhiệt thấp có tốc độ làm nguội chậm (như polyme ion, v.v.), do đó cần phải làm nguội đủ để tăng cường hiệu quả làm nguội của khuôn. Khuôn dẫn nhiệt thích hợp cho các loại nhựa có nhiệt dung riêng thấp và độ dẫn nhiệt cao. Các loại nhựa có nhiệt dung riêng lớn, độ dẫn nhiệt thấp, nhiệt độ biến dạng nhiệt thấp và tốc độ làm nguội chậm không thuận lợi cho việc ép phun tốc độ cao. Cần phải lựa chọn máy ép phun phù hợp và tăng cường khả năng làm nguội khuôn.
2) Các loại nhựa khác nhau đòi hỏi tốc độ làm nguội thích hợp tùy thuộc vào loại, đặc tính và hình dạng của các chi tiết nhựa. Do đó, khuôn phải được trang bị hệ thống gia nhiệt và làm nguội theo yêu cầu đúc để duy trì nhiệt độ khuôn nhất định. Khi nhiệt độ vật liệu tăng lên làm tăng nhiệt độ khuôn, cần phải làm nguội để ngăn ngừa biến dạng chi tiết nhựa sau khi tháo khuôn, rút ngắn chu kỳ đúc và giảm độ kết tinh.
Khi nhiệt lượng tỏa ra từ nhựa không đủ để giữ khuôn ở nhiệt độ nhất định, khuôn cần được trang bị hệ thống gia nhiệt để duy trì nhiệt độ đó, kiểm soát tốc độ làm nguội, đảm bảo tính lưu động, cải thiện điều kiện điền đầy hoặc kiểm soát quá trình làm nguội chậm của các chi tiết nhựa. Điều này giúp ngăn ngừa hiện tượng làm nguội không đều bên trong và bên ngoài các chi tiết nhựa thành dày và tăng độ kết tinh.
Đối với những vật liệu có độ chảy tốt, diện tích khuôn lớn và nhiệt độ vật liệu không đồng đều, tùy thuộc vào điều kiện đúc các chi tiết nhựa, đôi khi cần phải gia nhiệt hoặc làm nguội luân phiên, hoặc gia nhiệt và làm nguội cục bộ. Để làm được điều này, khuôn cần được trang bị hệ thống gia nhiệt hoặc làm nguội tương ứng.
07
Tính hút ẩm
Do có nhiều chất phụ gia trong nhựa, khiến chúng có độ hút ẩm khác nhau, nên nhựa có thể được chia đại khái thành hai loại: hút ẩm, bám dính ẩm và không hút ẩm hoặc không bám dính. Hàm lượng nước trong vật liệu phải được kiểm soát trong phạm vi cho phép. Nếu không, hơi ẩm sẽ chuyển thành dạng khí hoặc bị thủy phân dưới nhiệt độ và áp suất cao, làm cho nhựa bị sủi bọt, giảm độ lưu động, và ảnh hưởng đến ngoại hình cũng như tính chất cơ học.
Do đó, các loại nhựa hút ẩm phải được làm nóng trước bằng các phương pháp và thông số kỹ thuật gia nhiệt thích hợp theo yêu cầu để ngăn ngừa sự hấp thụ lại hơi ẩm trong quá trình sử dụng.
Công ty TNHH Công nghiệp Cầu Vồng Thượng Hải là nhà sản xuất bao bì cầu vồng Thượng Hải, cung cấp dịch vụ bao bì mỹ phẩm trọn gói. Nếu bạn thích sản phẩm của chúng tôi, bạn có thể liên hệ với chúng tôi.
Trang web:www.rainbow-pkg.com
E-mail:Bobby@rainbow-pkg.com
WhatsApp: +008613818823743
Thời gian đăng bài: 27/09/2021