Khuôn 2 tấm và 3 tấm là gì ? cấu tạo khuôn 2 tấm ưu và nhược điểm

Khuôn 2 tấm và 3 tấm là gì ? cấu tạo khuôn 2 tấm ưu và nhược điểm

Khuôn 2 tấm là gì ?

Khuôn 2 tấm là loại khuôn ép nhựa có kết cấu đơn giản nhất. Mặt mở khuôn sẽ chia khuôn ra thành 2 phần đó là phần cố định hay còn gọi là phần cái và phần di động hay còn gọi là phần đực.

Để nhận biết loại khuôn này chỉ cần nhìn vào trạng thái lúc mở khuôn để lấy sản phẩm ra ngoài. Lúc này chỉ có mặt chia khuôn được mở ra và chia khuôn ra 2 phần riêng biệt. Kênh dẫn (runner) và sản phẩm cùng nằm một phía.

Khuôn 3 tấm là gì ?

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.

Kết cấu khuôn 3 tấm phức tạp và tốn kém hơn kết cấu khuôn 2 tấm. Do đó, trong tất cả các trường hợp người học thiết kế khuôn mẫu cần tối ưu hóa chi phí bằng cách thiết kế khuôn 2 tấm.

Cấu tạo khuôn 2 tấm

Ít nhiều các bạn cũng đã biết Khuôn gồm có core và cavity (khuôn đực, khuôn cái). Ngoài ra thì trong bộ khuôn còn có nhiều bộ phận khác. Các bộ phận này lắp ghép với nhau tạo thành những hệ thống cơ bản của bộ khuôn, bao gồm:

Hệ thống dẫn hướng và định vị: gồm tất cả các chốt dẫn hướng, bạc dẫn hướng, định vị lõi, định vị vỏ khuôn… có nhiệm vụ giữ đúng vị trí làm việc của hai phần khuôn khi ghép với nhau để tạo lòng khuôn chính xác.

Hệ thống dẫn nhựa vào lòng khuôn: gồm bạc cuống phun, kênh dẫn nhựa và cổng phun làm nhiệm vụ cung cấp nhựa từ đầu phun máy ép vào trong lòng khuôn.

Hệ thống slide (bệ trượt): gồm lõi mặt bên, má lõi, thanh dẫn hướng, cam chốt xiên, xylanh thủy lực,… làm nhiệm vụ tháo những phần không thể tháo (undercut) ra được ngay theo hướng mở của khuôn.

Hệ thống đẩy sản phẩm: gồm các chốt đẩy, chốt hồi, chốt đỡ, bạc chốt đỡ, tấm đẩy, tấm giữ, khối đỡ,… có nhiệm vụ đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi ép xong.

Hệ thống thoát khí: gồm có những rãnh thoát khí, van thoát khí có nhiệm vụ đưa không khí tồn đọng trong lòng khuôn ra ngoài, tạo điều kiện cho nhựa điền đầy lòng khuôn dễ dàng và giúp cho sản phẩm không bị bọt khí hoặc bị cháy khét, thiếu liệu.

Hệ thống làm nguội: gồm các đường nước, các rãnh, ống dẫn nhiệt, đầu nối,… có nhiệm vụ điều hòa nhiệt độ khuôn và làm nguội sản phẩm một cách nhanh chóng. Ngoài ra còn có hệ thống gia nhiệt để giữ nhiệt độ khuôn ổn định ở nhiệt độ cao đối với sản phẩm dùng nhựa kỹ thuật.

Hệ thống Hot runner: Hệ thống hot runner hay còn gọi là hệ thống kênh dẫn nóng. (Đọc thêm bài về Thiết kế hệ thống Hot runner)

Bulong – đai ốc: Dùng để cố định các tấm khuôn, các thành phầm linh kiện trong khuôn lại với nhau…

Ưu điểm của khuôn 2 tấm

1. Cấu tạo đơn giản, dễ dàng vận hành trong sản xuất.
2. Chi phí sản xuất khuôn thấp hơn với các loại khuôn khác.
3. Cấu tạo đơn giản, tuổi thọ khuôn dài, ít phải bảo trì sửa chữa
4. Thời gian chu kỳ ngắn.
5. Việc chọn hình dạng và vị trí cổng sẽ dễ dàng hơn khi có khuôn hai tấm.
6. Đối với sản xuất hàng loạt, giúp tích kiệm chi phí và thời gian.

Nhược điểm của khuôn 2 tấm

1. Phần đuôi keo được thả rơi theo sản phẩm. Do đó sau khi hoàn thành quá trình Ép sản phẩm cần được loại bỏ phần đuôi keo sản phẩm.
2. Khó ép được các sản phẩm lớn do giới hạn điểm bơm keo.
3. Việc lựa chọn điểm bơm keo bị giới hạn, thường được bơm từ hông và mặt ngoài sản phẩm.

Thiết kế kênh dẫn nhựa của khuôn 2 tấm

Khuôn 2 tấm là loại khuôn có cấu tạo đơn giản, gồm 2 phần cố định và di động, được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp ép nhựa. Tuỳ vào đặc điểm cụ thể của sản phẩm mong muốn tạo thành, các kỹ sư thiết kế sẽ tiến hành thiết kế kênh dẫn nhựa của khuôn 2 tấm, có thể là kênh dẫn nguội hoặc kênh dẫn nóng.

Kênh dẫn nhựa của khuôn 2 tấm có chức năng gì

Kênh dẫn nhựa của khuôn 2 tấm có chức năng dẫn nhựa nóng chảy theo vòi phun vào đầy lòng khuôn. Kênh dẫn nhựa giúp cân bằng dòng chảy của vật liệu nóng chảy, từ đó giúp hạn chế sự biến dạng của sản phẩm như lỗ khí, đường hàn…

Trong quá trình thiết kế và gia công kênh dẫn nhựa cần phải chú ý tới các yêu cầu kĩ thuật, có như vậy mới có thể cho ra đời sản phẩm có chất lượng và hình dạng như mong muốn, đảm bảo tính thẩm mỹ.

Loại khuôn nhựa 2 tấm với cấu tạo đơn giản, được sử dụng phổ biến trong chế tạo các sản phẩm gia dụng đơn giản, rút ngắn thời gian thiết kế và gia công sớm đưa sản phẩm ra thị trường.

Kênh dẫn nhựa của khuôn 2 tấm gồm có 2 loại đó là kênh dẫn nóng và kênh dẫn nguội. Tùy vào đặc điểm, yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm nhựa, các kỹ sư sẽ thiết kế loại kênh dẫn nhựa phù hợp.

Thiết kế kênh dẫn nhựa của khuôn 2 tấm

Khuôn ép nhựa 2 tấm có cấu tạo đơn giản, có 1 mặt phân chia khuôn làm 2 phần đó là phần cố định và phần di động.

Khi khuôn 2 tấm mở ra để lấy sản phẩm ra ngoài sẽ chia khuôn thành 2 phần, trong đó phần kênh dẫn sẽ nằm cùng phía với sản phẩm.

Hệ thống kênh dẫn nhựa có vai trò phân phối dòng nhựa chảy từ vòi phun đến các lòng khuôn. Đặc điểm thiết kế, hình dạng và kích thước của khuôn 2 tấm có ảnh hưởng đến quá trình điền đầy khuôn và phẩm chất của sản phẩm tạo thành.

Người ta thiết kế khuôn 2 tấm và chia làm 2 loại, khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội và khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng.

Thiết kế khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội

Ở khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội, vật liệu đi từ đầu phun của máy qua cuống phun, thông qua kênh dẫn, đi tới miệng phun và bơm đầy vào lòng khuôn mà không chịu tác động bởi nhiệt trên đường di chuyển.

Hệ thống làm mát sau đó sẽ tiến hành làm mát cuống phun, kênh dẫn, cổng vào nhựa và cả sản phẩm được đúc, cho ta snar phẩm với hình dạng như mong muốn.

Khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội thường áp dụng phổ biến trong trường hợp khuôn 2 tấm chỉ có một lòng khuôn. Trong trường hợp khuôn 2 tấm có nhiều lòng khuôn thì kênh dẫn cần thiết kế miệng phun một cách hợp lý nhằm điền đầy nhựa cùng lúc vào các lòng khuôn. Thông thường, việc thiết kế khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội trong trường hợp này sẽ gặp nhiều hạn chế, vì vậy người ta thường sử dụng khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng hoặc khuôn 3 tấm sẽ mang lại hiệu quả tốt hơn.

Thiết kế khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng

Trong quá trình hoạt động, khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng luôn đảm bảo có sự tác động của nhiệt lên dòng nhựa nhựa nóng chảy trong bạc cuống phun, kênh dẫn và miệng phun. Nhựa sau khi được bơm đầy và lòng khuôn với hình dạng nhất định sẽ được làm nguội, khuôn mở ra, sản phẩm được lấy ra ngoài. Sau khi khuôn đóng lại, chu trình ép phun mới được tiếp tục thực hiện, nhựa trong kênh dẫn ở luôn ở trạng thái lỏng và nóng chảy sẽ được điền đầy vào khuôn.

Thiết kế khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng, miệng phun cần phải được đặt ở vị trí trung tâm của các lòng khuôn. Vị trí của kênh dẫn phải cách xa mặt phân khuôn.

Thiết kế kênh dẫn nóng khuôn 2 tấm sử dụng phổ biến đối với các khuôn có nhiều lòng khuôn, những khuôn có hệ thống kênh dẫn cấu tạo phức tạp và tốn nhiều vật liệu.

Khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng có thể dễ dàng kiểm soát dòng chảy của nhựa và sự điền đầy lòng khuôn, cho ra đời sản phẩm đảm bảo tính thẩm mỹ, không có dấu vết của miệng phun trên bề mặt sản phẩm, thời gian của mỗi chu kỳ ép phun được rút ngắn.

Tuy nhiên, khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng có chi phí cao hơn so với kênh dẫn nguội, đòi hỏi chi phí thiết kế, chế tạo cao hơn, hệ thống gia nhiệt có thể bị hỏng và không sử dụng được cho các loại vật liệu có khả năng chịu nhiệt kém.

Kết luận

Đây là kiểu khuôn cơ bản và thông dụng nhất, chỉ có hai phần là khuôn trước và khuôn sau, trên đó gồm có 1 hay nhiều lòng khuôn và lõi. Được cấu tạo gồm 5 hệ thống chính là:

Hệ thống định vị và dẫn hướng

Hệ thống cấp nhựa

Hệ thống đẩy sản phẩm

Hệ thống làm nguội

Hệ thống thoát khí

So với các khuôn 3 tấm khuôn 2 tấm thường được ưu tiên sử dụng nếu có thể đáp ứng quá trình ép, thẩm mỹ và khối lượng sản phẩm . Với các sản phẩm lớn hơn khuôn 3 tấm thường được sử dụng để đảm bảo quá trình phun.