Khuôn thổi là dụng cụ được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là sản xuất chai nhựa và đồ dùng gia dụng. Bên cạnh đó, gia công bằng khuôn thổi cũng có nhiều phương thức khác nhau nhằm phục vụ cho đa dạng nhu cầu sản xuất riêng biệt.
1. Khuôn thổi là gì?
Khuôn thổi là dụng cụ được sử dụng để tạo ra các sản phẩm rỗng có chất liệu từ nhựa, thủy tinh hoặc kim loại như hộp đựng hoặc chai lọ. Các sản phẩm hoặc bộ phận bằng nhựa này được tạo ra bằng cách đùn một ống nhựa nóng, được gọi là parison, vào một khuôn mở.
Không khí nén ép nhựa ra ngoài theo hình dạng của khuôn thổi. Khi chúng được đúc đúng cách, nhựa sẽ nguội và cứng lại. Cuối cùng, khuôn được mở và sản phẩm khuôn thổi hoàn chỉnh được lấy ra.
Khuôn thổi chai nhựa
2. Các phương pháp gia công sản phẩm bằng khuôn thổi phổ biến
Là một trong các loại khuôn mẫu phổ biến, khuôn thổi ngày càng được chú trọng chất lượng. Nhằm cho ra đời các sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật cao.
Có hai loại gia công khuôn thổi: ép đùn và ép phun. Chúng khác nhau tùy theo phương pháp sản xuất preform hoặc parison. Preform là thuật ngữ chung được sử dụng để mô tả ống nhựa được nung nóng trong khi parison thường được kết hợp với đúc thổi đùn.
Loại thứ ba, đúc thổi căng, về cơ bản là một sự thay đổi của hai loại chính được sử dụng để tạo ra nhựa định hướng hai trục. Các quy trình này có ưu và nhược điểm nhằm phục vụ một ứng dụng cụ thể.
2.1. Phương pháp đùn – thổi (Extrusion Blow Molding)
Gia công sản phẩm bằng khuôn thổi đùn bao gồm việc đùn một đường ống có chiều dài xác định trước được giữ bằng một khuôn tách ở các đầu. Bộ phận ngăn được bịt kín ở một đầu trong khi đầu kia được lắp vào nguồn cung cấp không khí. Không khí nén được đưa vào làm phồng hơi.
Các khuôn thường lạnh, làm nguội nhựa nóng chảy được bơm phồng khi nó tiếp xúc với bề mặt khuôn. Khi kích thước của sản phẩm ổn định, khuôn được mở để đẩy sản phẩm ra.
Extrusion Blow Molding
Có hai loại khuôn thổi đùn chính được phân loại theo phương pháp ép đùn nhựa để tạo ra đường ống. Đây là quá trình đúc thổi liên tục và gián đoạn:
Đúc ép đùn liên tục
Đúc ép đùn liên tục phù hợp cho sản xuất các bộ phận nhựa có quy mô vừa và nhỏ, đầu tư ít và vận hành ít phức tạp.
Trong quá trình sản xuất, khuôn thổi sẽ được thổi đùn liên tục. Đường ống được ép đùn sẽ được cắt theo chiều dài bằng các nửa khuôn đóng. Các nửa khuôn này có nhiều loại tùy theo cách lắp và chuyển động của khuôn.
Đúc thổi gián đoạn
Đúc thổi gián đoạn được sử dụng để sản xuất các sản phẩm lớn. Lợi thế chính đến từ tỷ lệ tích lũy và ép đùn độc lập.
Trong đúc thổi gián đoạn, khi khối lượng chất nóng chảy đã đầy trong đùn hoặc bộ tích tụ thì quá trình đồng nhất sẽ được thực hiện một cách không liên tục. Khi lô được chuẩn bị xong, trục vít sẽ di chuyển theo chiều dọc để nén và đùn khối nóng tạo ra đường nhỏ chảy vào khuôn thổi để tạo hình sản phẩm.
2.2. Công nghệ ép phun (Injection Blow Molding)
Quá trình này kết hợp ép phun trong việc tạo hình phôi với ép thổi. Quá trình ép phun bắt đầu bằng cách nấu chảy và đồng nhất nhựa. Chúng được thực hiện trong máy đùn plastifier và máy đùn trục vít thường là vít chuyển động qua lại. Hoạt động với các nguyên tắc tương tự như của quá trình đùn gián đoạn.
Sự khác biệt chính là sử dụng một khuôn đúc sẵn với một thanh kim loại được bao bọc ở giữa. Kiểu lắp điển hình của các thanh kim loại này là một bàn xoay có ba phần, mỗi phần tương ứng với một giai đoạn của chu kỳ đúc thổi.
Giai đoạn đầu tiên là tiêm tan chảy. Khi lô hoàn thành, chúng được đưa vào khuôn đúc sẵn có chứa thanh kim loại. Khuôn thổi bao gồm hai khuôn, một cái đứng yên trong khi cái kia chuyển động. Sau khi phun, nhiệt độ của nhựa được hạ xuống cho đến khi đạt được độ nhớt đủ để giữ hình dạng của nó.
Giai đoạn thứ hai liên quan đến việc chuyển phôi sang một bộ khuôn khác có chứa hồ sơ của sản phẩm cuối cùng. Các phôi sau đó được thổi để tạo hình. Sau khi đạt được các kích thước của khuôn, nhựa sau đó được làm nguội để phun ra. Giai đoạn cuối cùng là giai đoạn đẩy ra, nơi khuôn được mở ra để giải phóng sản phẩm.
Injection Blow Molding
2.3. Đúc kéo căng (Stretch Blow Molding)
Đúc thổi căng về cơ bản là một sửa đổi của quá trình đúc thổi phun. Quá trình này cũng bao gồm ba giai đoạn chính với một bước bổ sung trong giai đoạn đúc thổi. Trong đó, phôi được tạo ra bằng cách bơm nhựa nóng chảy vào khuôn với một đường kim loại ở tâm.
Sau đó, phôi được phát triển sẽ được chuyển sang khuôn sản phẩm để chuẩn bị cho giai đoạn đúc thổi. Trước khi làm phồng phôi, đầu tiên nó được kéo căng đến một chiều dài cụ thể bằng một thanh căng.
Sau khi kéo căng, nhựa nóng chảy sau đó sẽ được thổi phồng để tạo thành hình dạng của sản phẩm cuối cùng. Sau khi đúc, sản phẩm được làm nguội và đẩy ra.
Injection Stretch Blow Molding
3. Vật liệu thường dùng trong gia công bằng khuôn thổi
Có nhiều loại nguyên liệu thô có thể được sử dụng trong gia công bằng khuôn thổi. Vật liệu đúc thổi thường là nhựa nhiệt dẻo không dễ bị biến chất khi gia nhiệt. Một số loại vật liệu được sử dụng phổ biến trong gia công sản phẩm bằng khuôn thổi như:
- Polyethylene (PE).
- High-density Polyethylene (HDPE).
- Low-density Polyethylene (LDPE).
- Polyethylene Terephthalate (PET).
- Polypropylene (PP).
- Polyvinyl Chloride (PVC).
- Nylon or Polyamide (PA).
- Polycarbonate (PC).
- Copolyester.
- Cyclic Olefin Copolymer (COC).
- Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS).
4. Quy trình gia công khuôn thổi cơ bản
4.1. Các bước thiết kế khuôn thổi
- Bước 1: Xác định vật liệu làm khuôn, đặc tính khuôn.
- Bước 2: Xác định thông số yêu cầu của khuôn thổi.
- Bước 3: Xác định sơ bộ cấu tạo khuôn.
- Bước 4: Thiết kế khuôn mẫu bằng phần mềm gia công.
4.2. Quy trình gia công khuôn thổi
- Bước 1: Sử dụng vật liệu theo yêu cầu và phù hợp với đặc tính của khuôn thổi. Lên kế hoạch và lập sơ đồ sản xuất.
- Bước 2: Tạo mẫu và kiểm tra.
- Bước 3: Thiết kế và tạo dữ liệu gia công trên CAD/CAM.
- Bước 4: Gia công các bề mặt, chi tiết có hình dáng đơn giản bằng các phương pháp gia công tạo hình 2D.
- Bước 5: Lắp ráp tấm khuôn lại với nhau thành khối.
- Bước 6: Gia công các bề mặt phức tạp bằng phương pháp gia công tạo hình 3D.
- Bước 7: Đánh bóng chi tiết khuôn thổi.
- Bước 8: Kiểm tra và thử nghiệm khuôn.
- Bước 9: Hoàn tất khuôn thổi.
Hiện nay các loại không đã là một trong những công cụ không thể thiếu trong các ngành sản xuất. Do đó chúng cần được nâng cao chất lượng để cho ra đời các sản phẩm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cao nhất.
Với công nghệ hiện đại, các loại máy CNC ngày càng được ưa chuộng để gia công các loại khuôn mẫu chất lượng cao. Cùng các ưu điểm nổi bật như tự động hóa các thao tác gia công, rút ngắn thời gian thực hiện cùng khả năng tạo bề mặt khuôn bóng đẹp.
Với nhiều phương thức gia công cùng sợ hỗ trợ đắc lực từ máy CNC, khuôn thổi đáp ứng hoàn hảo cho nhiều mục đích sản xuất sản phẩm khác nhau, trong các lĩnh vực riêng biệt.
Để biết thêm nhiều thông tin về các loại máy CNC cũng như kiến thức gia công, hãy bấm theo dõi trang Máy CNC nhập khẩu.
