LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy/Cô trong trường, đặc
biệt là các quý Thầy/Cô trong khoa Cơ Khí đã luôn tận tâm truyền đạt những kiến thức,
kinh nghiệm quý báu và giúp đỡ em trong suốt thời gian em còn ngồi trên ghế nhà
trường.
Em cũng xin được bày tỏ sự biết ơn sâu sắc và chân thành đến Thầy –ThS
Nguyễn Văn Thạnh. Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, Thầy đã tận tình
truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm và phương pháp nghiên cứu khoa học để em
có thể hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp. Đó là một quãng thời gian bổ ích, là
hành trang quan trọng cho em trong những chặng đường làm việc, học tập kế tiếp.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy/Cô đã dành thời gian để đưa
ra những nhận xét, góp ý và đánh giá luận văn tốt nghiệp của em. Đây là những ý
kiến báu giúp em hoàn thiện và phát triển đề tài ngày một tốt hơn.
Xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong tập thể lớp CK15KTK đã luôn góp ý,
trao đổi, chia sẻ và giúp đỡ mình trong suốt quá trình học tập và cả trong quá trình làm
luận văn tốt nghiệp.
Mặc dù bản thân em đã cố gắng để hoàn thành luận văn bằng tất cả khả năng của
mình. Tuy nhiên do còn những hạn chế về kiến thức và các yếu tố khách quan khác nên
không thể tránh khỏi sai sót. Em mong nhận được sự cảm thông và những góp ý chân
thành từ Thầy/Cô và các bạn.
Sau cùng con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến Ba, Mẹ đã luôn ở bên con! Cả
nhà luôn là chỗ dựa tinh thần, là động lực vững chắc để con luôn cố gắng vượt qua
những khó khăn, phấn đấu trên những chặng đường đã qua và sắp tới trong cuộc sống.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Trần Ngọc Tài – 1512906
i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ i
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... viii
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN ........................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................1
1.2 Nhu cầu thị trường .................................................................................................2
1.3 Giới hạn vấn đề ......................................................................................................4
1.4 Mục đích đề tài .......................................................................................................4
1.5 Tổng quan về tạo hình bằng hút chân không .........................................................5
1.5.1. Phương pháp nhiệt định hình ..........................................................................5
1.5.2 Phương pháp tạo hình chân không ..................................................................5
CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..........................................................................10
2.1 Thông số vật liệu nhựa cho nhiệt định hình .........................................................10
2.1.1 Các loại nhựa thông dụng sử dụng cho cốc nhựa ..........................................10
2.1.2 Tính chất nhiệt ...............................................................................................14
2.1.3 Nhiệt độ tạo hình của một số loại polymer ....................................................17
2.2 Gia nhiệt tấm nhựa ...............................................................................................18
2.2.1. Hấp thụ năng lượng bằng tấm.......................................................................18
2.2.2 Chế độ truyền nhiệt ........................................................................................20
2.2.3 Gia nhiệt bằng bức xạ nhiệt ...........................................................................24
2.3 Hệ thống hút chân không .....................................................................................26
2.3.1 Các thành phần trong hệ thống hút chân không ............................................26
2.3.2 Thời gian hút chân không ..............................................................................27
ii
2.4 Hệ thống làm mát và cắt sản phẩm ......................................................................29
2.4.1 Hệ thống làm mát ...........................................................................................29
2.4.2 Các thông số quá trình làm mát .....................................................................29
2.4.3 Hệ thống cắt sản phẩm ...................................................................................33
2.4.4 Thông số dao cắt ............................................................................................33
CHƯƠNG 3 : PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .................................................................35
3.1 Các quá trình tạo thành cốc nhựa .........................................................................35
3.2 Phương án cấp liệu ...............................................................................................36
3.3 Phương án kéo tấm nhựa ......................................................................................38
3.3.1 Sơ đồ nguyên lí ..............................................................................................39
3.3.2 Xích kéo tấm nhựa .........................................................................................40
3.4 Hệ thống hút chân không cốc nhựa ......................................................................41
3.4.1 Qúa trình tạo hình cốc nhựa trong khuôn ......................................................41
3.4.2 Khuôn dưới ....................................................................................................42
3.4.3 Khuôn trên .....................................................................................................46
3.4.4 Bộ truyền chuyển động ..................................................................................47
3.5 Lấy sản phẩm ......................................................................................................48
CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN MÁY .............................................................................51
4.1 Phân bố thời gian các quá trình ............................................................................51
4.1 Tính toán hệ thống đẩy khuôn dưới ..........................................................................52
4.1.1 Vít me và động cơ ..........................................................................................52
4.1.2 Tính toán ổ trượt bi ........................................................................................58
4.2 Tính toán thời gian hút chân không và chọn máy bơm........................................61
4.3 Thời gian gia nhiệt và công suất gia nhiệt ...........................................................63
4.4 Tính toán xy lanh khí nén ....................................................................................66
iii
4.5 Tính toán hệ thống làm mát .................................................................................68
4.6 Tính toán bộ truyền ..............................................................................................70
4.7 Tính toán động cơ kéo cuộn nhựa ........................................................................77
CHƯƠNG 5 : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC MITSUBISHI ................79
5.1 Tổng quan bằng điều khiển PLC..........................................................................79
5.2 Giới thiệu các thiết bị điều khiển .........................................................................80
5.2.1 PLC Mitsubishi ..............................................................................................80
5.2.2 Công tắc tơ .....................................................................................................81
5.2.3 Rơ le trung gian .............................................................................................82
5.2.4 Drive Stepper Motor ......................................................................................84
5.2.5 Van phân phối khí nén ...................................................................................87
5.2.6 Cảm biến quang .............................................................................................88
5.3 Sơ đồ đấu dây .......................................................................................................90
5.3.1 Sơ đồ đấu dây đầu vào ...................................................................................90
5.3.2 Sơ đồ đấu dây đầu ra......................................................................................91
5.4 Giải thuật điều khiển ............................................................................................92
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI...................................................93
1. Kết luận đề tài ........................................................................................................93
2. Hướng phát triển đề tài ...........................................................................................93
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................95
iv
DANH MỤC HÌNH
Chương 1
Hình 1. 1 Cốc nhựa một lần dùng....................................................................................2
Hình 1. 2 Cốc nhựa trong hệ thống siêu thị tạp hóa ........................................................3
Hình 1. 3 Cốc nhựa sử dụng để đựng nước giải khát ......................................................3
Hình 1. 4 Cốc nhựa một lần dùng dung tích 220ml ........................................................4
Hình 1. 5 Qúa trình định dạng nhờ khuôn đực ................................................................6
Hình 1. 6 Qúa trình định dạng nhờ khuôn cái .................................................................6
Hình 1. 7 Bề dày của sản phảm với phương pháp hút chân không trực tiếp...................8
Hình 1. 8 Tạo hình chân không kết hợp với chày ép.......................................................9
Chương 2
Hình 2. 1 Nhựa PET và ứng dụng của nhựa PET trong cuộc sống ...............................11
Hình 2. 2 Nhựa PS và ứng dụng của nhựa PS trong cuộc sống ....................................12
Hình 2. 3 Nhựa PP và ứng dụng của nhựa PP trong cuộc sống ....................................14
Hình 2. 4 Entanpi của một số loại polymer ...................................................................15
Hình 2. 5 Nhiệt dung phụ thuộc nhiệt độ hoặc nhiệt dung riêng của một số loại nhựa
nhiệt dẻo ........................................................................................................................19
Hình 2. 6 Phân bố nhiệt độ phụ thuộc thời gian để truyền vào tấm polymer, nhiệt độ bề
mặt không đổi cho thấy sự gia nhiệt tiếp xúc ................................................................21
Hình 2. 7 Phân bố nhiệt phụ thuộc thời gian để dẫn hai mặt vào tấm polymer, nhiệt độ
bề mặt không đổi cho thấy sự gia nhiệt tiếp xúc ...........................................................21
Hình 2. 8 Phân bố nhiệt độ phụ thuộc thời gian để dẫn vào tấm polymer thông qua bức
xạ nhiệt ..........................................................................................................................21
Hình 2. 9 Phân bố nhiệt độ phụ thuộc thời gian để dẫn hai mặt vào tấm polymer thông
qua bức xạ nhiệt .............................................................................................................22
Hình 2. 10 Mối quan hệ lý tưởng giữa phạm vi nhiệt độ hình thành polymer và bề mặt
tấm phụ thuộc thời gian, nhiệt độ trung bình và đường tâm .........................................23
v
Hình 2. 11 Mối quan hệ giữa phạm vi nhiệt độ hình thành polymer và bề mặt tấm phụ
thuộc thời gian, nhiệt độ trung bình và đường tâm cho tấm mỏng ...............................24
Hình 2. 12 Giản đồ hệ số F (Viện nghiên cứu năng lượng điện, Trung tâm chế tạo vật
liệu, Columbus. OH 43215)...........................................................................................26
Hình 2. 13 Hệ thống chân không trong nhiệt định hình ................................................26
Hình 2. 14 Hệ thống kênh làm mát phổ biến trong nhiệt định hình ..............................29
Hình 2. 15 Ảnh hưởng của vị trí dòng chất làm mát đến hệ số hình dạng khuôn .........31
Hình 2. 16 Các yếu tố hình học để phân tích yếu tố hình dạng khuôn..........................32
Hình 2. 17 Ví dụ hệ thống cắt sản phẩm trong nhiệt định hình.....................................33
Hình 2. 18 Các loại dao cắt thông dụng ........................................................................33
Chương 3
Hình 3. 1 Tổng quan các quá trình tạo hình cốc nhựa...................................................35
Hình 3. 2 Cuộn màng nhựa............................................................................................36
Hình 3. 3 Sơ đồ nguyên lí phần cấp liệu .......................................................................37
Hình 3. 4 Xích tải dùng trong truyền chuyển động tấm nhựa .......................................38
Hình 3. 5 Sơ đồ nguyên lí quá trình gia nhiệt ...............................................................39
Hình 3. 6 Loại xích tải loại FS của hãng Tsubaki trong việc kéo tấm nhựa .................40
Hình 3. 7 Cấu tạo mắc xích và khung che .....................................................................40
Hình 3. 8 Các thành phần chính hệ thống khuôn hút chân không cốc nhựa .................41
Hình 3. 9 Mô hình khuôn dưới ......................................................................................42
Hình 3. 10 Các bộ phận chính khuôn dưới ....................................................................43
Hình 3. 11 Phần tạo hình sản phẩm ...............................................................................44
Hình 3. 12 Thành tạo hình cốc nhựa .............................................................................45
Hình 3. 13 Đế tạo hình cốc nhựa ..................................................................................45
Hình 3. 14 Hệ thống làm mát giúp giảm thời gian cứng lại của sản phẩm sau khi tạo
hình ................................................................................................................................45
Hình 3. 15 Các bộ phận chính khuôn dưới ....................................................................46
Hình 3. 16 Vít me ..........................................................................................................47
Hình 3. 17 Hệ thống lấy sản phẩm ................................................................................48
vi
Hình 3. 18 Động cơ tuyết tính 2 trục .............................................................................49
Hình 3. 19 Sơ đồ nguyên lí lấy sản phẩm......................................................................50
Chương 4
Hình 4. 1 Sơ đồ động quá trình tạo hình .......................................................................52
Hình 4. 2 Phân thích thể tích khuôn dưới trên phần mềm NX ......................................53
Hình 4. 3 Catalog động cơ bước High Torque Stepper NEMA 23 ...............................55
Hình 4. 4 Thông số động cơ bước High Torque Stepper NEMA 23 ............................56
Hình 4. 5 Catalog vít me hãng MISUMI trang 745.......................................................57
Hình 4. 6 Catalog hãng MISUMI trang 746 ..................................................................57
Hình 4. 7 Hệ số độ cứng ổ trượt bi ................................................................................58
Hình 4. 8 Hệ số nhiệt độ ổ trượt bi ................................................................................58
Hình 4. 9 Hệ số fc ổ trượt bi ..........................................................................................59
Hình 4. 10 Hệ số tốc độ ổ trượt bi .................................................................................59
Hình 4. 11 Catalog Flanged Linear Bushings hãng MISUMI trang 746 ......................60
Hình 4. 12 Bơm chân không DAT-100 .........................................................................62
Hình 4. 13 Catalog tấm gia nhiệt hồng ngoại gốm của hãng MISUMI ........................65
Hình 4. 14 Thể tích chày ép và khung chày ép mô phỏng phần mềm NX....................66
Hình 4. 15 Xylanh SMC kí hiệu SA32-70 ....................................................................67
Hình 4. 16 Hệ thống làm mát trong khuôn dưới ...........................................................69
Hình 4. 17 Bộ phận bộ truyền ......................................................................................70
Hình 4. 18 Catalog standard Sprockets Misumi ............................................................71
Hình 4. 19 Catalog Idler Sprockets Misumi ..................................................................72
Hình 4. 20 Catalog Idler Pins Misumi ...........................................................................73
Hình 4. 21 Catalog dẫn hướng xích Misumi .................................................................74
Hình 4. 22 Catalog Hex posts Misumi ..........................................................................75
Hình 4. 23 Thông số động cơ bước High Torque Stepper NEMA 33 ..........................76
Hình 4. 24 Thông số động cơ 3 pha xoay chiều GV22 .................................................78
vii
Chương 5
Hình 5. 1 Một số loại PLC hiện có trên thị trường ........................................................79
Hình 5. 2 PLC FX1N-40MR-ES/UL Mitsubishi...........................................................80
Hình 5. 3 Một số công tắc tơ ngoài thực tế ...................................................................82
Hình 5. 4 Rơ le trung gian .............................................................................................83
Hình 5. 5 Drive Stepper Motor TB6600 ........................................................................84
Hình 5. 6 Đấu dây giữa bộ điều khiển Stepper driver và động cơ bước .......................85
Hình 5. 7 Van phân phối khí nén điều khiển bằng điện ................................................87
Hình 5. 8 Van phân phối khí nén 5/3 điều khiển bằng điện ..........................................87
Hình 5. 9 Cảm biến quang .............................................................................................89
Hình 5. 10 Sơ đồ đấu dây đầu vào PLC ........................................................................90
Hình 5. 11 Sơ đồ đấu dây đầu ra PLC ...........................................................................91
Hình 5. 12 Giải thuật điều khiển bằng PLC ..................................................................92
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2. 1 Tính chất nhiệt của polyme nhiệt dẻo và vật liệu khuôn ở 25 ° C ................16
Bảng 2. 2 Nhiệt độ tạo hình của các polymer nhiệt định hình ......................................17
Bảng 2. 3 Hiệu suất gia nhiệt tấm mỏng (Nhiệt độ gia nhiệt, ; Công suất gia nhiệt, Q /
A = 40 kW / m2) ............................................................................................................19
Bảng 2. 4 Hệ số gây bế tắc kênh làm mát .....................................................................31
viii
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Đặt vấn đề
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các ngành công
nghiệp kỹ thuật đóng vai trò hết sức quan trọng, trong đó ngành công nghiệp vật liệu
chất dẻo là một trong những ngành giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.
Ngày nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nhu cầu các sản phẩm chất dẻo trong kỹ
thuật cũng như trong dân dụng ngày càng tăng. Dựa trên cơ sở khoa học kỹ thuật công
nghệ, thành tựu và sự phát triển mạnh mẽ của ngành vật liệu Polymer, các nhà sản xuất
chất dẻo đã đưa ra thị trường một số lượng lớn chất dẻo phong phú về chủng loại, có
nhiều tính chất và ứng dụng khác nhau và có những ưu nhược điểm nhất định. Tính
chất chung của chất dẻo là nhẹ, bền, đẹp, dễ gia công, tạo được nhiều mẫu mã đa dạng
hơn, giá thành rẻ hơn các vật khác có cùng công dụng cho nên nó có tính chất thay thế
một số vật liệu truyền thống như gỗ, thép. Do sự xuất hiện một số lượng lớn chất dẻo
nên hàng loạt sản phẩm có nguồn gốc chất dẻo được sản xuất và vật liệu chất dẻo rất
đa dạng và phong phú. Giá trị sử dụng của loại sản phẩm này đã xâm nhập vào mọi
lĩnh vực của nền kinh tế và trong dân dụng. Nhu cầu và chất lượng của sản phẩm cũng
như ứng dụng của nó ngày càng tăng. Hiện nay, vấn đề chất lượng và đưa ra ứng dụng
của loại vật liệu này một cách rộng rãi trong toàn nền công nghiệp và dân dụng là vấn
đề quan trọng và cần thiết. Chất lượng và giá thành chính là yếu tố quyết định đến khả
năng cạnh tranh của các doanh nghiệp sản xuất và gia công.
Hiện nay nước ta có số lượng hàng quán vỉa hè , lề đường rất nhiều và chủ yếu là
tập trung vào các hàng nước giải khát và việc sử dụng cốc nhựa một lần dùng đang
ngày càng rộng rãi bởi giá thành cũng như sự tiện lợi nó mang lại. Không những vậy
cốc nhựa được sử dụng trong các quán trà sữa đang ngày càng được giới trẻ sự dụng
nhiều, hay được sử dụng cho cà phê mang theo, trong các bữa biệc dã ngoại … và từ
nhu cầu đó thì việc sản xuất cốc nhựa ngày càng tăng và máy sản xuất cốc nhựa một
lần dùng có thể đáp ứng được năng suất cũng như chất lượng của cốc.
1
1.2 Nhu cầu thị trường
Chiếc cốc dùng sử dụng một lần đã đi được một chặng đường dài kể từ khi chiếc
cốc giấy đầu tiên xuất hiện lần đầu tiên vào những năm đầu của thế kỷ 20. Cốc nhựa
mang đến sự tiện lợi cho việc tiêu thụ khi đang di chuyển mà không phải lo lắng về
việc dọn dẹp. Ngoài ra, chúng giúp tiết kiệm nước bằng cách loại bỏ nhu cầu rửa sạch,
mặc dù tác động với môi trường không phải là tất cả nhưng có những ưu điểm vựa trội
sao với loại cốc bình thường đó là sự tiện dụng và giá thành rẻ của nó.
Hình 1. 1 Cốc nhựa một lần dùng
Hằng năm trên thới giới sử dụng 500 tỉ cốc nhựa mỗi năm và có 16 tỉ cốc nhựa
sử dụng một lần được sử dụng mỗi năm .
Với tính năng nhẹ, bền, dễ sử dụng và giá cả phải chăng… cốc nhựa dùng một
lần đã trở nên quen thuộc với người tiêu dùng Việt. Ngày nay, đây là món đồ không
thể thiếu tại cửa hàng đồ uống, đồ ăn nhanh hay trong những buổi party, picnic dã
ngoại.
2
Hình 1. 2 Cốc nhựa trong hệ thống siêu thị tạp hóa
Vào mùa hè, lượng tiêu thụ cốc nhựa dùng một lần cũng tăng lên đáng kể. Tại
các cửa hàng bán nước giải khát như nước mía, trà sữa, chè, nước ép hoa quả... số
lượng tiêu thụ cốc nhựa dùng một lần vào mùa hè tăng lên gấp 5 lần.
Hình 1. 3 Cốc nhựa sử dụng để đựng nước giải khát
3
1.3 Giới hạn vấn đề
Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, em thực hiện đề tài về máy sản xuất cốc
nhựa một lần dùng ( tính toán thiết kế máy sản xuất cốc nhựa một lần dùng).
Tuy nhiên trong điều kiện thời gian có hạn, do điều kiện kinh phí có hạn nên
trong phạm vi đề tài này em chỉ tập trung giải quyết những vấn đề chính là phương án
thiết kế máy, tính toán thiết kế bộ phận máy, hệ thống điều khiển tự động bằng PLC.
1.4 Mục đích đề tài
Mục đích đề tài :
- Sản xuất cốc nhựa một lần dùng 220ml kích thước 7x5x7,5cm
Hình 1. 4 Cốc nhựa một lần dùng dung tích 220ml
- Năng suất sản phẩm : 120 cốc / phút
- Sử dụng màn nhựa : PP, PS, PET, PVC có độ dày 1 mm
- Về mặt cơ khí : tính toán thiết kế, đảm bảo độ bền và năng suất sản phẩm
- Điều khiển tự động bằng PLC với ít sự tham gia của con người
- Thiết kế dễ dàng cho việc sửa chữa, bảo trì
4
1.5 Tổng quan về tạo hình bằng hút chân không
1.5.1. Phương pháp nhiệt định hình
Đây có thể nói là phương pháp gia công có thể nói là cổ điển. Qúa trình gia công
được thực hiện bởi nguyên liệu nhựa dạng tấm gồm cái giai đoạn :
+ Chuẩn bị tấm nhựa phù hợp với kích thước khuôn .
+ Gia nhiệt cho tấm đến nhiệt độ thích hợp.
+ Tạo hình và làm nguội.
+ Lấy sản phẩm ra và hoàn tất.
Trong phương pháp này vật liệu chỉ được đốt nóng đến trạng thái mềm cao và
quá trình tạo hình là quá trình gây biến dạng tấm vật liệu để đạt được hình dạng cuối
cùng.
Phương pháp này có những đặt điểm sau :
+ Thiết bị đơn giản, đầu tư thấp.
+ Phù hợp khi sản xuất số lượng ít , sản phẩm với kích thước thước lớn, hình
dạng đơn giản. Vật liệu khuôn không yêu cầu cao.
+ Chu kì khuôn nhanh
Do những đặt điểm trên mà ngày nay phương pháp nhiệt định hình được áp dụng
phổ biến hơn và phương pháp tạo hình chân không ra đời cho phép sản xuất sản phẩm
có chất lượng cao.
1.5.2 Phương pháp tạo hình chân không
Kĩ thuật này mở rộng hướng áp dụng của phương pháp tạo hình nhiệt vì yêu cầu
cần thiết bị đơn giản, năng suất cao, cho nhiều sản phẩm có hình dạng khác nhau.
5
a) Tạo hình trực tiếp dưới tác dụng của chân không
Nguyên lí làm việc
Dùng chân không để tạo sự sai biệt về áp suất 2 bên thành của tấm vật liệu.
Phương pháp này có thể thực hiện trên khuôn cái khi sản phẩm cần có chi tiết bên
ngoài hoặc trên khuôn đực khi sản phẩm cần nhiều chi tiết bên trong . Việc tạo hình
trực tiếp trên khuôn đực sẽ có nhiều phế liệu vì phải cắt bỏ các thành bên.
Hình 1. 5 Qúa trình định dạng nhờ khuôn đực
Hình 1. 6 Qúa trình định dạng nhờ khuôn cái
6
Đặc điểm
Hầu hết các hệ thống chân không đều có bể tăng áp để đảm bảo độ chân không
liên tục từ 500 đến 760 mm thủy ngân. Tấm nhựa hình thành hình dạng của khuôn
bằng cách nhanh chóng bằng hút chân không trước khi bất kỳ phần nào của tấm được
làm mát. Các khe hoặc lỗ để hút không khí phải có đường kính nhỏ hơn 0,65 mm để
tránh các nhược điểm bề mặt trên phần hình thành.
Góc thoát khuôn từ 2o đến 7o, các lỗ thoát khí thường được khoản ở phần trên
hoặc phần dưới của khuôn để tạo điều kiện thoát khí tốt nhất.
Các yêu cầu đối với khuôn :
+ Thành khuôn phải có góc ngiêng giúp cho việc lấy sản phẩm dễ dàng
+ Bề mặt khuôn được làm nhám hay nhẵn tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng.
+ Bố trí các lỗ thoát khí hợp lí giúp việc tạo chân không dễ dàng, định hình tốt
hơn, sản phẩm sắc nét, đồng thời ngăn ngừa tạo túi khí trong quá trình định hình.
+ Khuôn không được quá sâu, nếu không vật liệu sẽ bị dính lại ở góc, đồng thời
cũng ảnh hưởng đến độ dày sản phẩm.
Nhôm là vật liệu được lựa chọn cho gần như tất cả các khuôn nhiệt định hình do
nó dễ dàng chế tạo, độ dẫn nhiệt rất cao nên nhiệt độ hợp lý từ tấm nhựa hình thành
nhanh chóng được loại bỏ và nó là một kim loại nhẹ, cứng và tính chống mài mòn cao
Ưu điểm và nhược điểm :
Ưu điểm
-
Giá thành máy thấp
-
Nhiệt độ yêu cầu thấp
-
Áp suất yêu cầu thấp
-
Tạo chi tiết lớn dễ dàng
-
Chu kì khuôn nhanh
-
Vật liệu khuôn không yêu cầu cao
7
Nhược điểm :
-
Phế liệu cao
-
Độ phức tạp của hình dáng sản phẩm bị hạn chế
-
Sản phẩm chỉ tạo hình bời một phía nhờ khuôn
-
Tấm ở các cạnh của khuôn phải kéo dài nhất và do đó phần góc ở đáy của
sản phẩm mỏng nhất
Hình 1. 7 Bề dày của sản phảm với phương pháp hút chân không trực tiếp
b) Tạo hình chân không kết hợp với chày ép
Để tránh các vết trên bề mặt sản phẩm do sự làm nguội vật liệu tại các tiếp điểm
đầu tiên giữa tấm vật liệu và khuôn cũng như bề dày ở góc đấy sản phẩm mỏng người
ta sử dụng chày ép để tạo dạng sơ bộ. Phương pháp này cho sản phẩm đều hơn và có
thể sự dụng với sản phẩm có độ sâu hơn phương pháp hút chân không trực tiếp .
Chày ép được khuyên dùng bằng nhựa PTFE cho tấm nhựa PET hay PP ,PS vì khả
năng chịu nhiệt cao, cường độ chịu nén cao, nhẹ.
Trước khi dùng lực chân không , chày ép được hạ xuống một đoạn nhất định để
tạo hình sơ bộ cho tấm vật liệu. Chày ép thường nhỏ hơn lòng khuôn 10% - 20%.
8
Hình 1. 8 Tạo hình chân không kết hợp với chày ép
c) Các phương pháp chân không khác
+ Tạo hình chân không kết hợp với khí nén
Phương pháp này cho phép sản xuất được nhiều sản phẩm có đường viền phức
tạp, độ cong không đồng đều. Có nhiều cách kết hợp giữa chân không và khí nén nhằm
nâng cao độ đồng đều của bề dày sản phẩm và kiểm soát được bề dày này .
Sau đây là một số cách kết hợp :
Kéo căng sơ bộ nhờ chân không và tạo hình bằng khí nén. Phương pháp này phù
hợp với các vật liệu có tính đàn hồi cao ở điều kiện gia công ( mềm cao ở điều kiện gia
công ), thường được áp dụng cho nhựa Acrylic , ABS để gia công các hộp chưa trong
suốt.
Kéo căng sơ bộ bằng khí nén, tạo hình bằng chân không : Phương pháp này
tượng tự như phương pháp trên , giúp cho sự định hướng tốt.
+ Tạo hình với đệm không khí :
Để tránh sự tiếp xúc không đồng đều ban đầu giữa khuôn và tấm vật liệu, gây
nên các vết trên bề mặt sản phẩm. Phương pháp tạo hình với đệm khí khắc phục được
nhược điểm này, trong đó khi gia công, tấm vật liệu được làm biến dạng giữa 2 đệm
khí .
9
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Thông số vật liệu nhựa cho nhiệt định hình
2.1.1 Các loại nhựa thông dụng sử dụng cho cốc nhựa
a) Nhựa PET
Nhựa PET Là Gì?
Polyethylene terephthalate (được gọi là PET ) là nhựa nhiệt dẻo, thuộc loại nhựa
Polyester và được dùng trong tổng hợp xơ sợi, vật đựng đồ uống, thức ăn và các loại
chất lỏng.
Đặc Tính Của Nhựa PET
Nhựa PET là loại nhựa nhiệt dẻo, là một loại nhựa chảy mềm thành chất lỏng
dưới tác dụng của nhiệt độ cao và đóng rắn lại khi làm nguội. Nhựa nhiệt dẻo có hơn
40 loại, đến năm 1900 thì nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rộng rãi.
Nhựa PET có độ bền cơ học cao, có khả năng chịu đựng lực xé và lực va chạm,
chịu đựng sự mài mòn cao, có độ cứng vững cao.
Nhựa PET trơ với môi trường thực phẩm và trong suốt.
Nhựa PET chống thấm khí O2 và CO2 tốt hơn các loại nhựa khác.
Khi gia nhiệt đến 200ºC hoặc làm lạnh ở – 90ºC, cấu trúc hóa học của mạch PET
vẫn được giữ nguyên, tính chống thấm khí hơi vẫn không thay đổi khi nhiệt độ khoảng
100ºC .
Đây là loại nhựa chỉ sử dụng duy nhất một lần, nên nếu dùng đi dùng lại có thể
gia tăng nguy cơ làm hòa tan các kim loại nặng và hóa chất cấu tạo nên chúng. Các
chất này làm ảnh hưởng đến sự cân bằng hóc-môn trong cơ thể
Công Dụng Của Nhựa PET
Do tính chống thấm rất cao nên PET được dùng làm chai, bình đựng nước tinh
10
khiết, nước giải khát có gas. Ngoài ra, trong sản xuất nhựa định hình, PET cũng
được sử dụng rộng rãi trong sản xuất khay nhựa đựng thực phẩm nhờ vào tính thấm
khí và an toàn khi ở nhiệt độ cao.
Hình 2. 1 Nhựa PET và ứng dụng của nhựa PET trong cuộc sống
Nhựa PET rất khó để làm sạch, mức độ tái chế của chúng cũng rất thấp (chỉ
khoảng 20%) vì vậy tốt nhất là dùng xong hãy vứt chúng đi ngay
b) Nhựa PS
Nhựa PS (Polystyren) Là Gì?
Là một loại nhựa nhiệt dẻo (Polymer) tên gọi là Polystyren (gọi tắt là PS), được
tạo thành từ phản ứng trùng hợp Styren. Công thức cấu tạo của Polystyren là
(CH[C6H5]-CH2)n.
PS là loại nhựa rẻ và nhẹ có thể tìm thấy trên vỏ một số hộp đựng đồ ăn nhanh,
cốc uống nước, hộp đựng trứng và dao đĩa thìa picnic. Dù chúng có khả năng chịu
nhiệt và lạnh đáng kể, nhưng ở nhiệt độ cao như lò vi sóng chúng có thể giải phóng
chất độc hại. Ngoài ra, cũng không được dùng đựng đồ có chất acid mạnh, chất kiềm
mạnh. Chính vì thế, loại nhựa này không được phép dùng để đựng đồ ăn thức uống lâu
dài
11
Tính Chất Của Nhựa PS (Polystyren)
Nhựa PS (Polystyren) cứng trong suốt, không có mùi vị, cháy cho ngọn lửa
không ổn định.
Không màu và dễ tạo màu, hình thức đẹp, dễ gia công bằng phương pháp ép và
ép phun (Nhiệt độ gia công vào khoảng (180 – 200)°C.
Nhựa PS (Polystyren) thuộc dòng nhựa nhiệt dẻo, đây là một loại nhựa chảy
mềm thành chất lỏng dưới tác dụng của nhiệt độ cao và đóng rắn lại khi làm nguội.
Nhựa nhiệt dẻo có hơn 40 loại và đến giữa những năm 1900 thì nhựa nhiệt dẻo được
sử dụng rộng rãi.
Công Dụng Của Nhựa PS (Polystyren)
Nhựa PS (Polystyren) được sử dụng trong sản xuất hộp xốp nhựa đựng thực
phẩm, vỏ nhựa CD, DVD, đồ chơi trẻ em, máy vi tính, máy sấy tóc, thiết bị nhà bếp.
Nhựa PS (Polystyren) trong lĩnh vực nhựa định hình PS thường được dùng sản
xuất hộp nhựa, ly nhựa, tô chén nhựa, khay nhựa bánh kẹo nhờ vào đặc tính cứng và
giòn, rất nhẹ, dễ tạo hình, sản phẩm cho ra đẹp. Tuy nhiên, đối với sản phẩm từ nhựa
PS tốt nhất là không nên dùng PS để đựng thức ăn nóng (trên 70 độ C) vì ở nhiệt độ
cao lượng Monostyren giải phóng ra lượng lớn sẽ tổn hại đến gan. Do đó, không dùng
dùng khay nhựa từ PS để đựng nước sôi, thức ăn nhiều dầu mỡ, dưa muối, giấm.
Hình 2. 2 Nhựa PS và ứng dụng của nhựa PS trong cuộc sống
12
- Xem thêm -
.PDF 
104 
128 
85 
