Khuôn nhựa trong gia công nhựa chiếm một vị trí rất quan trọng, trình độ thiết kế khuôn và năng lực sản xuất cũng phản ánh tiêu chuẩn công nghiệp của một quốc gia.Trong những năm gần đây, việc sản xuất và phát triển khuôn đúc nhựa rất nhanh, hiệu quả cao, tự động hóa, lớn, chính xác, tuổi thọ cao của khuôn chiếm tỷ trọng ngày càng tăng trong các yếu tố sau từ thiết kế khuôn, phương pháp gia công, thiết bị gia công, xử lý bề mặt và các khía cạnh khác để tóm tắt Tình trạng phát triển của khuôn.
Phương pháp đúc nhựa và thiết kế khuôn
Đúc có hỗ trợ khí, đúc có hỗ trợ khí không phải là công nghệ mới nhưng những năm gần đây có sự phát triển nhanh chóng và xuất hiện một số phương pháp mới.Phun hỗ trợ khí hóa lỏng là chất lỏng có thể bay hơi đặc biệt được làm nóng trước được bơm vào nhựa nóng chảy từ quá trình phun, chất lỏng được làm nóng trong khoang khuôn và nở ra do bay hơi, làm cho sản phẩm rỗng và đẩy chất nóng chảy lên bề mặt khoang khuôn, phương pháp này có thể được sử dụng cho bất kỳ loại nhựa nhiệt dẻo nào.Phun có hỗ trợ khí rung là áp dụng năng lượng rung vào quá trình nấu chảy nhựa bằng cách dao động khí nén của sản phẩm để đạt được mục đích kiểm soát cấu trúc vi mô của sản phẩm và cải thiện hiệu suất của sản phẩm.Một số nhà sản xuất chuyển đổi khí được sử dụng trong quá trình đúc có hỗ trợ khí để tạo thành các sản phẩm mỏng hơn và cũng sản xuất các sản phẩm rỗng lớn.
Khuôn đúc kéo đẩy, mở hai hoặc nhiều kênh xung quanh khoang khuôn và được kết nối với hai hoặc nhiều thiết bị phun hoặc pít-tông có thể di chuyển qua lại, trước khi xử lý nóng chảy sau khi phun, vít hoặc pít-tông của thiết bị phun di chuyển qua lại Để đẩy và kéo nóng chảy trong khoang, công nghệ này gọi là công nghệ giữ áp suất động, mục đích của nó là tránh vấn đề tạo hình các sản phẩm dày bằng phương pháp đúc truyền thống sẽ có độ co ngót lớn.
Các sản phẩm vỏ mỏng đúc áp lực cao , các sản phẩm vỏ mỏng nói chung là các sản phẩm có tỷ lệ xử lý dài, khuôn cổng đa điểm hơn, nhưng việc đổ đa điểm sẽ gây ra các mối nối nóng chảy, đối với một số sản phẩm trong suốt sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng hình ảnh của nó, một điểm vào đổ và không dễ lấp đầy khoang, vì vậy bạn có thể sử dụng công nghệ đúc áp suất cao để đúc, chẳng hạn như Không quân Hoa Kỳ, buồng lái của máy bay chiến đấu F16 được sản xuất bằng công nghệ này, đã áp dụng công nghệ này để sản xuất kính chắn gió PC Auto , áp suất phun đúc áp suất cao thường lớn hơn 200MPA, do đó vật liệu khuôn cũng nên chọn mô đun Young có độ bền cao, đúc áp suất cao là chìa khóa để kiểm soát nhiệt độ khuôn, ngoài việc chú ý đến khuôn ống xả khoang phải trơn tru.Nếu không, tốc độ phun cao dẫn đến khí thải kém sẽ làm cháy nhựa.
Khuôn chạy nóng: trong khuôn nhiều khoang ngày càng sử dụng nhiều công nghệ chạy nóng, tính năng động của nó trong công nghệ cắt là điểm nổi bật của công nghệ khuôn.Điều này có nghĩa là dòng nhựa được điều chỉnh bằng van kim, có thể được đặt riêng cho từng cổng về thời gian phun, áp suất phun và các thông số khác, cho phép đảm bảo chất lượng phun cân bằng và tối ưu.Cảm biến áp suất trong kênh dòng chảy liên tục ghi lại mức áp suất trong kênh, từ đó cho phép kiểm soát vị trí van kim và điều chỉnh áp suất nóng chảy.
Khuôn ép phun lõi: Trong phương pháp này, lõi dễ nóng chảy được làm bằng hợp kim có điểm nóng chảy thấp được đặt trong khuôn làm vật chèn cho quá trình ép phun.Sau đó, lõi nóng chảy được loại bỏ bằng cách nung nóng sản phẩm chứa lõi nóng chảy.Phương pháp đúc này được sử dụng cho các sản phẩm có hình dạng rỗng phức tạp, chẳng hạn như ống dẫn dầu hoặc ống xả của ô tô và các bộ phận nhựa lõi rỗng có hình dạng phức tạp khác.Các sản phẩm khác được đúc bằng loại khuôn này là: tay cầm vợt tennis, máy bơm nước ô tô, máy bơm nước nóng ly tâm và máy bơm dầu tàu vũ trụ, v.v.
Khuôn ép phun/nén: ép phun/nén có thể tạo ra ứng suất thấp.Tính chất quang học của sản phẩm tốt, quy trình là: đóng khuôn (nhưng khuôn cố định động không đóng hoàn toàn, để lại khoảng trống cho lần nén sau), phun nóng chảy, đóng khuôn thứ cấp (tức là nén để tan chảy được nén trong khuôn), làm mát, mở khuôn và tháo khuôn.Trong thiết kế khuôn, cần lưu ý rằng do khuôn không được đóng hoàn toàn khi bắt đầu đóng khuôn nên kết cấu của khuôn phải được thiết kế để ngăn chặn sự tràn vật liệu trong quá trình phun.
Khuôn nhiều lớp: Nhiều khoang được bố trí chồng lên nhau ở mặt đóng thay vì nhiều khoang trong cùng một mặt phẳng, điều này có thể phát huy hết khả năng dẻo của máy phun và loại khuôn này thường được sử dụng trong khuôn chạy nóng, có thể cải thiện đáng kể hiệu quả.
Khuôn ép sản phẩm lớp: ép phun sản phẩm lớp cả hai đặc tính ép đùn và ép phun, có thể đạt được bất kỳ độ dày nào của các vật liệu khác nhau trên sự kết hợp nhiều lớp của sản phẩm, độ dày của mỗi lớp có thể nhỏ tới 0,1 ~ 10 mm số lớp có thể đạt đến hàng ngàn.Khuôn này thực chất là sự kết hợp giữa khuôn ép phun và khuôn ép đùn đồng thời nhiều giai đoạn.
Đúc trượt khuôn (DSI): phương pháp này có thể đúc các sản phẩm rỗng, nhưng cũng có thể đúc nhiều loại vật liệu sản phẩm composite, quy trình là: khuôn kín (đối với các sản phẩm rỗng, hai nửa khoang ở các vị trí khác nhau), tương ứng, phun, chuyển động khuôn đến hai nửa khoang với nhau, ở giữa phun kết hợp với hai nửa khoang nhựa, phương pháp đúc sản phẩm này so với sản phẩm đúc thổi, có độ chính xác bề mặt tốt, độ chính xác kích thước cao, độ dày thành đồng đều, thiết kế tự do.độ dày đồng đều của tường, tự do thiết kế và các ưu điểm khác.
Khuôn nhôm: điểm nổi bật trong công nghệ sản xuất nhựa là ứng dụng vật liệu nhôm, tuổi thọ khuôn nhựa hợp kim nhôm do Corus phát triển có thể lên tới hơn 300.000, công ty PechineyRhenalu với hãng nhựa sản xuất nhôm MI-600, tuổi thọ có thể đạt tới hơn 500.000 lần
Phay tốc độ cao: Hiện nay, cắt tốc độ cao đã bước vào lĩnh vực gia công chính xác, độ chính xác định vị của nó đã được cải thiện lên {+25UM}, việc sử dụng ổ trục thủy tĩnh chất lỏng có độ chính xác quay trục chính điện tốc độ cao từ 0,2um trở xuống , tốc độ trục chính của máy công cụ lên tới 100.000r / phút, sử dụng trục quay điện tốc độ cao mang thủy tĩnh không khí quay lên tới 200. Tốc độ nạp nhanh 00r / phút có thể đạt 30 ~ 60m / phút.60m/phút, nếu sử dụng hướng dẫn lớn và vít bi và động cơ servo tốc độ cao, động cơ tuyến tính và hướng dẫn tuyến tính chính xác, tốc độ cấp liệu thậm chí có thể đạt tới 60 ~ 120m/phút.thời gian thay dao giảm xuống còn 1 ~ 2 giây độ nhám xử lý Ra < 1um.kết hợp với các công cụ mới (dụng cụ gốm kim loại, công cụ PCBN, công cụ cứng và vàng đặc biệt, v.v.), cũng có thể được xử lý có độ cứng 60HRC.nguyên vật liệu.Nhiệt độ của quá trình gia công chỉ tăng khoảng 3 độ và hình dạng nhiệt rất nhỏ, đặc biệt thích hợp để tạo hình các vật liệu nhạy cảm với biến dạng nhiệt của nhiệt độ (chẳng hạn như hợp kim magiê, v.v.).Tốc độ cắt tốc độ cao trong 5 ~ 100m / s, hoàn toàn có thể đạt được khả năng quay bề mặt gương và phay bề mặt gương của các bộ phận khuôn.Ngoài ra, lực cắt nhỏ nên có thể gia công các chi tiết kém có thành mỏng và cứng.
Hàn laser: thiết bị hàn laser có thể dùng để sửa chữa khuôn hoặc làm nóng chảy lớp kim loại để tăng khả năng chống mài mòn của khuôn, độ cứng của lớp bề mặt khuôn có thể lên tới 62 HRC sau quá trình hàn laser.thời gian hàn vi mô chỉ 10-9 giây, tránh truyền nhiệt sang các vùng lân cận của mối hàn.Quá trình hàn laser nói chung được sử dụng.Điều này không gây ra những thay đổi về tổ chức luyện kim và tính chất của vật liệu, cũng không gây cong vênh, biến dạng, nứt vỡ, v.v.
Phay EDM: còn gọi là công nghệ EDM.Đó là việc sử dụng điện cực hình ống đơn giản quay tốc độ cao để xử lý đường viền hai chiều hoặc ba chiều, và do đó không cần phải tạo ra các điện cực đúc phức tạp nữa.
Công nghệ vi cơ ba chiều (DEM): Công nghệ DEM khắc phục nhược điểm của chu trình gia công dài và tốn kém của công nghệ LIGA bằng cách kết hợp ba quy trình chính: khắc sâu, tạo hình vi điện và sao chép vi mô.Có thể tạo khuôn cho các bộ phận siêu nhỏ như bánh răng có độ dày chỉ 100um.
Hình thành chính xác các khoang ba chiều và công nghệ chỉ tích hợp xử lý lửa điện gương: phương pháp thêm bột vi mịn rắn vào chất lỏng làm việc dầu hỏa thông thường được sử dụng để tăng khoảng cách giữa các cực của quá trình hoàn thiện, giảm hiệu ứng chỗ trống điện và tăng sự phân tán của kênh phóng điện, có thể dẫn đến loại bỏ chip tốt, xả ổn định, cải thiện hiệu quả xử lý và giảm độ nhám của bề mặt được xử lý một cách hiệu quả.Đồng thời, việc sử dụng chất lỏng làm việc dạng bột hỗn hợp cũng có thể tạo thành lớp mạ có độ cứng cao trên bề mặt phôi khuôn để cải thiện độ cứng và khả năng chống mài mòn của bề mặt khoang khuôn.
Xử lý bề mặt khuôn
Để cải thiện tuổi thọ của khuôn, ngoài các phương pháp xử lý nhiệt thông thường, sau đây là một số kỹ thuật gia cố và xử lý bề mặt khuôn phổ biến.
Xử lý hóa học, xu hướng phát triển của nó là từ thấm đơn nguyên tố đến đa nguyên tố, đến đồng thấm đa nguyên tố, phát triển thẩm thấu hợp chất, từ giãn nở tổng thể, thấm rải rác đến lắng đọng hơi hóa học (PVD), lắng đọng hơi hóa học vật lý (PCVD) chờ lắng đọng hơi ion).
Xâm nhập ion
Xử lý bề mặt bằng laser: 1 Sử dụng chùm tia laser để đạt được tốc độ gia nhiệt cực cao nhằm đạt được khả năng làm nguội bề mặt của vật liệu kim loại.Trên bề mặt, thu được các tinh thể martensite rất mịn có hàm lượng carbon cao, độ cứng so với lớp làm nguội thông thường cao hơn 15% ~ 20%, trong khi tổ chức tim sẽ không thay đổi, 2, vai trò của việc làm nóng lại bề mặt bằng laser hoặc hợp kim hóa bề mặt để đạt được hiệu suất cao làm cứng bề mặt lớp.Ví dụ, sau khi không được trộn với bột composite CrWMn, độ mài mòn thể tích của nó bằng 1/10 so với CrWMn đã được làm nguội và tuổi thọ sử dụng của nó tăng lên 14 lần.
Xử lý nóng chảy bằng laser là việc sử dụng mật độ năng lượng cao của chùm tia laser để làm nóng chảy bề mặt của tổ chức xử lý làm mát kim loại, để lớp bề mặt kim loại tạo thành một lớp tổ chức làm mát kim loại lỏng, do sự gia nhiệt và làm mát bề mặt Lớp này rất nhanh nên tổ chức thu được rất mịn, nếu tốc độ làm nguội qua môi trường bên ngoài đạt đủ cao, nó có thể ức chế quá trình kết tinh và hình thành trạng thái vô định hình, còn được gọi là làm tan chảy bằng laser, hay còn gọi là xử lý vô định hình. được gọi là kính laze.
Tăng cường bề mặt các nguyên tố đất hiếm: Điều này có thể cải thiện cấu trúc bề mặt, tính chất vật lý, hóa học và cơ học của thép, v.v. Nó có thể tăng tỷ lệ thâm nhập từ 25% đến 30% và rút ngắn thời gian xử lý hơn 1/3.Thông thường, có quá trình đồng đùn cacbon đất hiếm, đồng đùn cacbon và nitơ đất hiếm, đồng đùn boron đất hiếm, đồng đùn boron đất hiếm và nhôm, v.v.
Mạ hóa học: Thông qua máy đo kiểm tra hóa học trong dung dịch Ni PB, chẳng hạn như giảm lượng mưa trên bề mặt kim loại, để thu được lớp phủ hợp kim Ni-P, Ni-B, v.v. trên bề mặt kim loại.Để cải thiện các tính chất cơ học của kim loại, khả năng chống nến và hiệu suất xử lý, v.v., còn được gọi là mạ khử xúc tác tự động, không mạ điện, v.v.
Xử lý bề mặt nano: Đây là công nghệ dựa trên vật liệu nano và các vật liệu không cân bằng chiều thấp khác trong một khoảng thời gian, thông qua các kỹ thuật xử lý cụ thể, đến các vật liệu bề mặt rắn trong một khoảng thời gian, thông qua các kỹ thuật xử lý cụ thể, để tăng cường bề mặt rắn hoặc cung cấp cho bề mặt những chức năng mới.
(1) Lớp phủ nanocompozit được hình thành bằng cách thêm vật liệu bột nanoplasmonic không chiều hoặc một chiều vào dung dịch định vị điện thông thường để tạo thành lớp phủ nanocompozit.Vật liệu nano cũng có thể được sử dụng cho lớp phủ composite chống mài mòn, chẳng hạn như vật liệu bột nano n-ZrO2 được thêm vào lớp phủ composite vô định hình NI-WB, có thể cải thiện hiệu suất oxy hóa ở nhiệt độ cao của lớp phủ ở 550-850C, nhờ đó khả năng chống ăn mòn của lớp phủ lớp phủ tăng gấp 2 đến 3 lần, khả năng chịu mài mòn và độ cứng cũng được cải thiện đáng kể.
(2) Lớp phủ cấu trúc nano có những cải tiến đáng kể về độ bền, độ dẻo dai, khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn, mỏi nhiệt và các khía cạnh khác của lớp phủ và một lớp phủ có thể có nhiều đặc tính cùng một lúc.
Tạo mẫu nhanh và tạo khuôn nhanh
Quá trình của phương pháp ép phun nóng chảy là tạo thành một lớp nóng chảy kim loại trên bề mặt của nguyên mẫu, sau đó lớp nóng chảy được gia cố và loại bỏ sự tan chảy để thu được khuôn kim loại, với vật liệu nóng chảy có điểm nóng chảy cao có thể làm cho khuôn độ cứng bề mặt 63HRC.
Các phương pháp sản xuất khuôn kim loại nhanh trực tiếp (DRMT) là: laser làm nguồn nhiệt của quá trình thiêu kết laser chọn lọc (SLS) và phương pháp xếp chồng nóng chảy dựa trên laser (LENS), hồ quang plasma, v.v. làm nguồn nhiệt của phương pháp nhiệt hạch (PDM), phương pháp in ba chiều (3DP) ép phun và công nghệ LOM tấm kim loại, độ chính xác của việc chế tạo khuôn SLS đã được cải thiện.Độ co ngót đã giảm từ 1% ban đầu xuống dưới 0,2%, Mật độ bộ phận sản xuất LENS và tính chất cơ học so với phương pháp SLS là một cải tiến lớn, nhưng vẫn có độ xốp khoảng 5%, nó chỉ phù hợp để sản xuất hình học đơn giản của các bộ phận hoặc khuôn.
Phương pháp sản xuất lắng đọng hình dạng (SDM) , sử dụng nguyên lý hàn để làm nóng chảy vật liệu hàn (dây) và với nguyên lý phun nhiệt để tạo ra các giọt nóng chảy ở nhiệt độ cực cao lắng đọng từng lớp, để đạt được liên kết xử lý giữa các lớp.
