Đúc phun có hỗ trợ khí – Ưu điểm và nhược điểm

Tháng mười hai 4, 2023
Việt Nam MC

Đúc phun có hỗ trợ khí (GAIM) là một quy trình ép phun nhựa sử dụng nitơ áp suất cao hoặc các loại khí trơ khác để hỗ trợ quá trình phun nhựa nóng chảy.

Trong ép phun nhựa truyền thống, nhựa nóng chảy được bơm vào khoang khuôn thông qua máy phun, lấp đầy toàn bộ khoang khuôn, làm nguội và đông đặc để tạo thành phần nhựa mong muốn. Tuy nhiên, một số sản phẩm nhựa dễ bị lỗi trong quá trình ép phun, chẳng hạn như vết lõm bề mặt, cong vênh, v.v., đặc biệt là ở các sản phẩm lớn, thành mỏng hoặc có cấu trúc phức tạp.

Đúc phun có hỗ trợ khí cải thiện chất lượng và hình thức của các bộ phận bằng nhựa bằng cách bơm khí áp suất cao trong quá trình phun. Đầu tiên, máy phun phun một lượng nhỏ nhựa nóng chảy trong quá trình phun, sau đó bơm nitơ áp suất cao hoặc khí trơ khác qua vòi phun, khiến khí đẩy nhựa nóng chảy lấp đầy khoang khuôn. Áp suất của khí đẩy nhựa lên thành khuôn, tạo thành một khoang, làm cho lớp vỏ ngoài của bộ phận nhựa đồng đều và mịn màng, giảm ứng suất bên trong và rút ngắn thời gian làm mát. Cuối cùng, khí được giải phóng và thải ra khỏi khuôn, nhựa nguội đi và đông cứng lại trong khoang, cuối cùng tạo thành một thành phần nhựa có cấu trúc rỗng.

Đúc phun có hỗ trợ khí có thể mang lại một số lợi thế, bao gồm giảm cong vênh của các bộ phận nhựa, cải thiện chất lượng bề mặt của các bộ phận nhựa, tiết kiệm nguyên liệu thô và rút ngắn chu kỳ sản xuất. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, đồ gia dụng, nội thất, v.v., đặc biệt đối với các sản phẩm nhựa lớn, thành mỏng hoặc phức tạp thì hiệu quả sẽ rõ rệt hơn.

Nguyên lý của khuôn ép phun có hỗ trợ khí (GAIM) là sử dụng nitơ áp suất cao hoặc các loại khí trơ khác để hỗ trợ quá trình phun nhựa nóng chảy. Sau đây là những nguyên tắc cơ bản:

Công đoạn ép nhựa: Đầu tiên, máy ép phun làm nóng và nung chảy các hạt nhựa để tạo thành nhựa nóng chảy. Sau đó, máy ép phun nhựa nóng chảy vào khoang khuôn.
Giai đoạn phun khí: Ở giai đoạn đầu của quá trình phun, khi nhựa được lấp đầy vào một phần khoang khuôn, máy phun bắt đầu phun nitơ áp suất cao hoặc các khí trơ khác. Những khí này đi vào khoang khuôn thông qua một hoặc nhiều vòi phun.
Nhựa đẩy khí: Việc phun khí áp suất cao khiến nhựa bắt đầu bị đẩy và nén. Khí đi vào nhựa qua vòi phun khiến nhựa tiến lên và lấp đầy toàn bộ khoang khuôn. Đồng thời, khí tạo thành khoang cân bằng áp suất trong khoang, đẩy nhựa lên thành khuôn.
Làm nguội và đông đặc nhựa: Sau khi khoang khuôn được lấp đầy hoàn toàn, máy phun sẽ ngừng bơm khí và tiếp tục bơm một lượng nhựa nhất định để duy trì áp suất. Khi nhựa nguội đi, nó dần dần đông cứng lại thành hình dạng mong muốn của phần nhựa.
Xả khí: Sau khi nhựa nguội và đông đặc hoàn toàn, khuôn mở ra và giải phóng khí áp suất cao. Khi khí thoát ra khỏi khuôn, khoang hình thành sẽ duy trì cấu trúc rỗng của phần nhựa.

Thông qua ép phun có hỗ trợ khí, có thể đạt được các hiệu quả sau:

Cấu trúc rỗng: Bằng cách bơm khí áp suất cao, cấu trúc khoang được hình thành bên trong sản phẩm nhựa, làm giảm trọng lượng của sản phẩm.
Giảm khuyết tật: Tác dụng dẫn động của khí có thể làm giảm hoặc loại bỏ các khuyết tật như vết lõm, cong vênh trên bề mặt sản phẩm.
Làm đầy đồng đều: Phun khí hỗ trợ có thể cải thiện hiệu suất làm đầy của các bộ phận bằng nhựa, lấp đầy khoang khuôn một cách đồng đều và giảm ứng suất bên trong.
Quy trình đơn giản hóa: So với ép phun truyền thống, phun hỗ trợ khí không cần thời gian làm mát đáng kể, điều này có thể rút ngắn chu kỳ sản xuất.
Tiết kiệm nguyên vật liệu

Đúc phun có hỗ trợ khí (GAIM) có những ưu điểm và nhược điểm sau:

Ưu điểm

Giảm thiểu khuyết tật: Phun khí hỗ trợ có thể làm giảm hoặc loại bỏ các khuyết tật như vết lõm và cong vênh trên bề mặt các bộ phận nhựa, cải thiện chất lượng hình thức của sản phẩm.
Cấu trúc rỗng: Bằng cách bơm khí áp suất cao, cấu trúc khoang được hình thành bên trong sản phẩm nhựa, giúp giảm trọng lượng của sản phẩm và tiết kiệm nguyên liệu thô.
Đổ đầy đồng đều: Khí đẩy nhựa nóng chảy lấp đầy khoang khuôn, làm cho việc đổ đầy đồng đều hơn, giảm ứng suất bên trong và cải thiện tính chất vật lý và độ ổn định kích thước của sản phẩm.
Thời gian làm mát ngắn: Do cấu trúc rỗng và thể tích nhựa nhỏ nên thời gian làm mát của các bộ phận nhựa ép phun có hỗ trợ khí tương đối ngắn, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.
Đúc cấu trúc phức tạp: Phun khí hỗ trợ có thể dễ dàng đạt được việc đúc các sản phẩm có hình dạng phức tạp và cấu trúc thành mỏng, cải thiện sự tự do trong thiết kế.

Nhược điểm:

Độ phức tạp của thiết bị: Đúc phun có hỗ trợ khí đòi hỏi phải có máy phun và hệ thống kiểm soát khí chuyên dụng, điều này làm tăng độ phức tạp của thiết bị và quy trình so với ép phun truyền thống.
Tăng chi phí: Sự phức tạp của thiết bị và quy trình ép phun có hỗ trợ khí dẫn đến chi phí tương đối cao hơn, bao gồm cả chi phí đầu tư và sản xuất.
Yêu cầu kiểm soát quy trình cao: Đúc phun có hỗ trợ khí yêu cầu kiểm soát cao các thông số như áp suất khí, tốc độ phun và nhiệt độ nhựa, yêu cầu cài đặt thông số quy trình và kỹ thuật vận hành chính xác.
Một số loại nhựa không phù hợp: Đúc phun có hỗ trợ khí phù hợp với hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo, nhưng có thể không phù hợp với một số loại nhựa nhiệt rắn hoặc nhựa có điểm nóng chảy cao.

Xem xét các yếu tố này một cách toàn diện, ép phun có hỗ trợ khí có những lợi thế đáng kể trong các lĩnh vực ứng dụng cụ thể và yêu cầu sản phẩm, nhưng có thể không phải là lựa chọn tốt nhất trong các tình huống khác. Vì vậy, trong ứng dụng thực tế, cần xem xét toàn diện các yếu tố như giá thành, yêu cầu sản phẩm, hiệu quả sản xuất để lựa chọn quy trình đúc phù hợp.