1. Khuôn ép nhựa là gì?

Khuôn ép nhựa là dụng cụ dùng để tạo hình sản phẩm nhựa, được thiết kế dựa theo hình dạng của sản phẩm, gồm nhiều chi tiết lắp với nhau để hình thành một không gian rỗng mà ở đó nhựa dạng lỏng được phun vào, rồi được làm nguội tạo ra thành phẩm. 

Hình dạng và kích thước của sản phẩm sẽ quyết định kích thước và kết cấu của khuôn ép nhựa. Năng suất và sản lượng sản phẩm là yếu tố lớn ảnh hưởng đến thiết kế khuôn, nếu yêu cầu sản xuất hàng loạt nhỏ thì không cần đến khuôn nhiều lòng hoặc khuôn có kết cấu cao cấp, nhưng nếu là sản xuất lớn thì cần yêu cầu thiết kế khuôn ép nhựa phức tạp hơn.

Một khuôn ép nhựa được làm ra cần trải qua hai quy trình chính là thiết kế khuôn mẫu và gia công khuôn mẫu. Trong đó để tính toán thiết kế khuôn thì cần dựa vào bản vẽ thiết kế hoàn chỉnh về sản phẩm. 

2. Cấu tạo của khuôn ép nhựa

Khuôn ép nhựa bao gồm hai phần chính là phần di động (khuôn đực) và phần cố định (khuôn cái).

• Phần cố định (khuôn cái): phần này được gắn vào thành máy ép nhựa và sẽ luôn luôn cố định tại vị trí được gắn trong suốt quá trình phun ép. Hệ thống vòi phun vật liệu nhựa nóng chảy vào lòng khuôn được nối với phần cố định này của khuôn.
• Phần đi động (khuôn đực): phần này thực hiện các chuyển động đóng khuôn để ép sản phẩm và mở khuôn để lấy sản phẩm. Một hệ thống pin đẩy được thiết kế tại phần khuôn di động để đẩy sản phẩm ra ngoài.

Hầu hết tất cả các thành phần khuôn đã được gia công có chức năng sản xuất một bộ phận khuôn đúc theo yêu cầu đều được gia công ở độ dung sai nhỏ hơn +/-0,001 hoặc 0,025mm.

3. Có những loại khuôn ép nhựa nào?

Đối với những ứng dụng khác nhau, những hình dáng sản phẩm khác nhau, cần sử dụng một số loại khuôn ép nhựa khác nhau đề sản xuất chúng đạt kết cầu và chức năng mong muốn. Thông thường khuôn được chia theo các dang như: Khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm, khuôn hot runner, khuôn cold runner, khuôn xếp chồng, khuôn ép 2 màu....

Khuôn 2 tấm

Đây là loại khuôn được sử dụng phổ biến nhất, và nó có kết cấu giống như đã nói ở trên. Khuôn 2 tấm còn được gọi là khuôn một khoảng sáng do khi lấy sản phẩm thì chỉ có một khoảng sáng, khi sản phẩm ra khỏi khuôn nó dính liền với kênh dẫn nhựa và cổng nhựa do đó cần phải có một công đoạn khác để tách lấy riêng sản phẩm. Khuôn 2 tấm có ưu điểm là dễ sử dụng và tiết kiệm vật liệu do kênh nhựa ngắn.

Khuôn 3 tấm

Khuôn 3 tấm khi mở sẽ có 2 khoảng sáng, một khoảng để lấy sản phẩm, một khoảng để lấy kênh dẫn nhựa. Kênh nhựa và cổng nhựa sẽ tự động được tách ra khỏi sản phẩm khi mở khuôn. Loại khuôn 3 tấm tốn vật liệu do kênh dẫn nhựa dài.

Khuôn nhiều tầng

Kết cấu của khuôn ép nhựa nhiều tầng thường có 3 cụm khuôn, trong đó cụm khuôn ở giữa có cả hai mặt là lòng khuôn. Khi khuôn mở ra sẽ tạo ra 2 khoảng không gian trống và cả hai khoảng này đều để sản phẩm rơi ra. Khuôn nhiều tầng phù hợp khi cần chế tạo số lượng lớn giản phẩm, nó cũng giúp giảm lực kẹp của máy, tuy nhiên hệ thống đẩy lại phức tạp.

Khuôn tháo chốt ngang

Thường các sản phẩm nhựa được đẩy ra khỏi khuôn theo phương đóng mở khuôn. Tuy nhiên thì nếu các sản phẩm có lỗ ngang hoặc hõm ngang thì không thể đẩy sản phẩm ra như trên được. Muốn lấy sản phẩm ra thì cần phải rút các chi tiết tạo hõm ngang hay lỗ ngang ra trước. Để lắp và tháo chốt ngang thì có thể sử dụng chuyển động mở khuôn thông qua việc dùng chốt xiên hoặc dùng xylanh thủy lực tạo chuyển động ngang độc lập với việc mở khuôn. Chính vì cơ cấu này nên được gọi là khuôn tháo chốt ngang.

4. Các bước chế tạo khuôn ép nhựa

Xác định sản phẩm: Đưa ra các yêu cầu liên quan như mẫu/sản phẩm thật hay bản vẽ thiết kế (bản vẽ 2D 3D), đồng thời đưa ra báo giá, dự toán phù hợp.

1. Trao đổi thông tin: Thảo luận về các yêu cầu liên quan của khuôn sản xuất và giải quyết các vấn đề liên quan.

• Số lượng nhu cầu sản phẩm và tần suất sản xuất.
• Phạm vi áp dụng.
• Yêu cầu về ngoại hình sản phẩm.
• Tiêu chuẩn chuẩn kỹ thuật.
• Chức năng.
• Yêu cầu vật liệu khuôn.
• Yêu cầu về chất liệu, loại nhựa được sử dụng sản phẩm.

2.  Thiết kế sản phẩm: Thiết kế sản phẩm để phù hợp làm khuôn và đảm bảo kích thước, tính năng, khả năng lắp ghép của sản phẩm với các bộ phận khác.
3. Lập kế hoạch: Lập kế hoạch sản xuất, chuẩn bị, phân bổ và sử dụng nguyên vật liệu, nhân sự và thiết bị một cách chính xác. Kế hoạch được lên một cách chặt chẽ và được quản lý để đảm bảo giao khuôn đúng thời gian quy định và ổn định chất lượng.
4. Thiết kế khuôn: Thiết lập các thông số kỹ thuật thiết kế khuôn mẫu để đạt được các mục tiêu sản xuất và chất lượng mong muốn của sản phẩm với chỉ phí thấp và thời gian tối ưu nhất.

• Phân tích tính khả thi của sản phẩm, xác định số lòng trên một khuôn.
• Lên layout khuôn.
• Thiết kế 3D
• Chuẩn bị bản vẽ thiết kế hình ảnh 3D thành bề mặt khuôn nhựa và tiến hành phân tích dòng chảy khuôn sơ bộ xem xét các yếu tố ngạnh sản phẩm, góc thoát khuôn và lựa chọn hệ thống kênh dẫn nhựa cũng các yếu tố khác tác động đến sản phẩm.
• Vật liệu khuôn: Cần xác định tuổi thọ khuôn, khối lượng cần sản xuất, yêu cầu kỹ thuật và vật liệu nhựa để lựa chọn vật liệu làm khuôn phủ hợp. Thông thường vật liệu khuôn càng tốt thì tuổi thọ khuôn càng dài và ngược lại. Trong một số trường hợp với sản lượng sản xuất thấp nhưng vẫn cần sử dụng vật liệu cao cấp để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.

Khuôn 3D sau đó được chuyền thành bản vẽ gia công 2D. Sắp xếp kế hoạch phù hợp cho từng bộ phận để tiến hành gia công

• Yêu cầu về bản vẽ: Phải đúng tỷ lệ, cho phép phóng to hoặc thu nhỏ. Phải nhất quán nhất có thể. Đồng thời các yêu cầu về kích thước là thống nhất, tập trung, có trật tự và đầy đủ. Ngoài ra bản vẽ cần thể hiện các chỉ tiết như tên bộ phận, số bản vẽ khuôn, loại vật liệu, xử lý nhiệt, yêu cầu về độ cứng, xử lý độ chính xác gia công&hellip
• Gia công khuôn: Gia công và sản xuất theo kế hoạch sản xuất, bao gồm gia công thô, gia công CNC, gia công phóng điện gia công điện cực, cắt dây, mài khoan và, đánh bóng, đo kiểm và lắp ráp khuôn. Sử dụng nhiều loại máy gia công đề gia công tắm khuôn và sản xuất các bộ phận lõi khuôn. Sau khi hoàn thành quá trình phát triển gia công tắm khuôn và lõi khuôn khuôn được lắp ráp hoàn chỉnh và đo kiểm dung sai một cách cẩn thận.
• Thử khuôn: Khuôn sẽ được gá lên máy đã chỉ định. Các kỹ sư hiện chỉnh máy với để sản xuất được sản phẩm đúng theo tiêu chuẩn kỹ thuật và thời gian chu kỳ sản phẩm.
• Kiểm tra: Kiểm tra kích thước, màu sắc và các điều kiện liên quan của sản phẩm ép nhựa để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Thảo luận về kết quả kiểm tra thành phẩm với khách hàng và thực hiện các phương án xử lý.