Ép phun là gì? Cách thức hoạt động và ứng dụng đóng gói

Ép phun tạo ra các bộ phận bằng nhựa bằng cách đẩy vật liệu nóng chảy vào khuôn kín, để nó trở nên cứng và loại bỏ bộ phận đã định hình. Khuôn cung cấp hình học; máy lặp lại chu kỳ. Bài viết này tập trung vào việc ép phun nhựa nhiệt dẻo thông thường, trong đó nhựa được nung nóng để tạo hình và làm nguội để loại bỏ.¹

Trong đóng gói, quy trình này được sử dụng cho nắp và nhiều bộ phận bằng nhựa được lắp ráp thành máy bơm và bình phun. Một máy bơm kem dưỡng da thành phẩm tập hợp nhiều thành phần lại với nhau. Hình dạng có thể nhìn thấy được của nó không có nghĩa là toàn bộ cơ chế được đúc nguyên khối.

Nhựa đi vào khuôn như thế nào?

Các hạt nhựa đặc rơi từ phễu vào thùng máy. Một vít quay di chuyển vật liệu về phía trước trong khi bộ gia nhiệt thùng và tác động cắt của vít cung cấp nhiệt. Vật liệu trở thành một chất tan chảy có thể chảy được và vít đo đủ cho lần chụp tiếp theo.¹

Trong quá trình phun, trục vít di chuyển về phía trước dọc theo trục của nó, hoạt động như một thanh nén. Nó đẩy chất tan chảy qua một vòi phun và đường dẫn nguyên liệu của khuôn vào không gian tạo hình chi tiết. Khe hở để nhựa đi vào không gian đó được gọi là cổng.²

Đây là hai chuyển động trục vít khác nhau: chuyển động quay chuẩn bị vật liệu; chuyển động về phía trước tiêm nó. Các viên trở thành nhựa nóng chảy trước khi đi vào khoang định hình thành phần.

Chu trình ép phun hoàn chỉnh

Khi một sản phẩm đã sẵn sàng, chu trình sẽ tiến hành thông qua việc đóng khuôn, đổ đầy, đóng gói và giữ, làm mát và loại bỏ các bộ phận. Các giai đoạn này mô tả trình tự vận hành, mặc dù một số hành động có thể chồng chéo lên nhau.³

1. Đóng và kẹp khuôn

Các nửa khuôn kết hợp với nhau. Bộ phận kẹp giữ chúng đóng lại trong khi máy ép nhựa.

Lực kẹp giữ dụng cụ ở trạng thái đóng. Áp suất phun di chuyển sự tan chảy vào nó.

2. Lấp đầy khoang

Vít tiến lên, đẩy hỗn hợp nóng chảy đã chuẩn bị qua hệ thống cấp liệu. Nhựa chiếm không gian xác định các thành của bộ phận và các đặc điểm đúc khác.

Việc làm đầy sẽ tạo nên hình dạng, nhưng bộ phận này vẫn cần được đóng gói và làm nguội đầy đủ trước khi tháo ra.

3. Đóng gói và giữ

Khi nhựa nguội đi, thể tích của nó thay đổi. Áp suất duy trì cho phép lượng chất tan chảy bổ sung đi vào trong khi cổng vẫn mở, giúp bù đắp cho sự co lại.

Khi cánh cổng đóng băng, nó sẽ đóng tuyến đường đó vào khu vực đó. Việc kéo dài thời gian lưu giữ ngoài việc đóng cổng hiệu quả không tiếp tục bổ sung thêm vật liệu vào khoang.⁴

4. Làm nguội cho đến khi bộ phận đó có thể được tháo ra

Nhiệt bắt đầu tan chảy trong quá trình làm đầy và tiếp tục trong quá trình đóng gói. Giai đoạn làm nguội được đặt tên riêng là thời gian bổ sung cần thiết trước khi khuôn mở ra; quá trình làm mát không bắt đầu đột ngột sau khi giữ các đầu.

Trong thời gian này, máy có thể chuẩn bị cho lần chụp tiếp theo. Thời gian cần thiết phụ thuộc vào bộ phận và điều kiện xử lý của nó.⁴

5. Mở khuôn và lấy chi tiết ra

Khuôn mở ra khi thành phần đủ cứng. Cơ chế đẩy sẽ giải phóng nó, sau đó dụng cụ sẽ đóng lại để thực hiện chu kỳ tiếp theo.

Chân đẩy là một phương pháp loại bỏ bộ phận. Việc bố trí phóng phải phù hợp với hình dạng của thành phần.³

Điều gì xảy ra bên trong khuôn ép phun?

Một nắp mở đơn giản giúp giải thích mối quan hệ giữa dụng cụ và nhựa. Một khoang bên ngoài xác định bề mặt bên ngoài của nắp. Lõi kim loại chiếm không gian phải luôn mở bên trong. Tan chảy lấp đầy khoảng trống giữa chúng, tạo thành bức tường nắp.

Điều đó có nghĩa là vách nhựa dày hơn đòi hỏi khoảng cách lớn hơn giữa các bề mặt dụng cụ liên quan. Nhựa không thể lấp đầy khoảng trống mà lõi đã chiếm giữ. Do đó, ép phun có thể tạo ra các bộ phận có phần bên trong mở cũng như các bộ phận có vẻ chắc chắn.

Áp suất và nhiệt độ sau đó sẽ ảnh hưởng đến việc liệu hình dạng đó có thể được tái tạo thành công hay không. Cổng cung cấp một lối vào trong quá trình điền và đóng gói. Dụng cụ xung quanh loại bỏ nhiệt và các kênh làm mát giúp kiểm soát quá trình truyền nhiệt. Sau khi làm mát đủ, dụng cụ sẽ tách và giải phóng bộ phận. Thiết kế khuôn phối hợp việc cấp liệu, loại bỏ nhiệt và đẩy ra.⁴

Đối với bộ phận đóng gói, điều này kết nối hoạt động sản xuất với chức năng. Khách hàng có thể nhìn thấy bên ngoài, trong khi bên trong phải vừa với bộ phận khác. Cả hai bề mặt cần được xem xét khi thiết kế công cụ.

Những vật liệu nào được sử dụng?

Nhiều loại nhựa nhiệt dẻo có thể được ép phun. Polypropylen, hay PP, là một trong những vật liệu phổ biến được Liên đoàn Nhựa Anh xác định.¹

Nhiều phụ kiện trong dòng sản phẩm của FAMER sử dụng PP. Tuy nhiên, máy bơm là một bộ phận lắp ráp: bộ truyền động, vỏ, vòng đệm, ống nhúng và các bộ phận khác có thể có các thông số kỹ thuật vật liệu khác nhau. Tuyên bố rằng sản phẩm "chủ yếu là PP" không nên được hiểu là một bảng kê vật liệu hoàn chỉnh.

Lựa chọn vật liệu cũng cần phải tuân theo công việc của bộ phận. Bộ phận chuyển động hoặc bịt kín có các yêu cầu khác với lớp vỏ trang trí bên ngoài. Người mua nên xác nhận chất liệu của bộ phận liên quan, đặc biệt là nơi nó tiếp xúc với công thức hoặc tiếp xúc với bề mặt khác.

Lớp hoàn thiện bằng vân gỗ và kim loại mô tả vẻ ngoài. Họ không tự mình thiết lập vật liệu bên dưới lớp hoàn thiện.

Ứng dụng đóng gói: máy bơm, máy phun và nắp

Dòng phụ kiện của FAMER bao gồm máy bơm kem dưỡng da dạng gỗ, máy phun kích hoạt, máy bơm bọt và nắp. Những ví dụ này giúp phân biệt tổ hợp hoàn thiện với các bộ phận riêng lẻ mà quy trình sản xuất tạo ra.

Các bộ phận đúc phun được sử dụng trong cấu trúc máy bơm kem dưỡng da. Ví dụ, một bằng sáng chế máy bơm nước được công bố mô tả một bộ phận có đầu vòi, pít tông, nắp hộp, vỏ và lò xo, đồng thời thảo luận về các bộ phận được đúc phun của nó. Nó minh họa một thiết kế chứ không phải là thông số kỹ thuật cho mỗi máy bơm kem dưỡng da.⁵

Máy bơm nước thơm và hoàn thiện vân gỗ

Trên máy bơm lotion, bộ truyền động là bộ phận được ấn bằng ngón tay của người dùng. Bên dưới nó, phần đóng kết nối cụm với chai. Trong bộ truyền động đúc phun, công cụ xác định cấu hình bên ngoài và các đặc điểm bên trong của bộ phận riêng lẻ đó; các bộ phận phân phối khác được lắp ráp cùng với nó.

Ví dụ về thớ gỗ có bộ truyền động rộng phía trên cổ tròn. Hình dáng bề mặt của cổ áo là một thông số kỹ thuật riêng biệt với vật liệu và cấu trúc bên dưới nó.

Để người mua so sánhbao bì bơm kem dưỡng da, xác nhận lớp hoàn thiện có thể nhìn thấy cùng với vật liệu thành phần và chai phù hợp.

Máy phun kích hoạt và máy bơm bọt

Ví dụ về bình xịt được cung cấp là bình xịt kích hoạt: một cần gạt nằm bên dưới vòi phun và được vận hành bằng ngón tay của người dùng. Nó nên được phân biệt với một máy bơm phun sương nhỏ được điều khiển bằng ngón tay.

Ví dụ về máy bơm bọt có đầu phân phối rộng hơn và một bộ phận lắp ráp khác. Ép phun tạo ra các hình dạng nhựa riêng lẻ; cơ cấu phân phối đã lắp ráp thực hiện chức năng bơm. Chỉ riêng một thiết bị truyền động đúc khuôn không phải là một máy bơm hoạt động được.

Khi chọn mộtbình xịthoặcgói bơm bọt, phê duyệt sự kết hợp đã lắp ráp, bao gồm cả cách kết nối chai và hành vi phân phối.

Mũ và vỏ trang trí

Nắp và nắp được thiết lập bằng các ứng dụng ép phun.¹

Nắp màu bạc được cung cấp có mép ngoài trong suốt và mặt trong phản chiếu. Bản vẽ thành phần của nó sẽ xác định cách các lớp đó được xây dựng và các bộ phận nào được đúc.

Dụng cụ bơm kem dưỡng da dạng hạt gỗ, bình xịt kích hoạt, dụng cụ bơm bọt và nắp. Các sản phẩm lắp ráp có thể chứa các bộ phận được chế tạo riêng biệt với các thông số kỹ thuật vật liệu khác nhau.

Ép phun và đúc thổi

Ép phun lấp đầy một không gian có hình dạng bên trong một công cụ. Đúc thổi làm giãn nở một dạng nhựa được nung nóng dựa vào thành khuôn bằng áp suất không khí.

Trong ép đùn thổi, hình thức ban đầu là một ống rỗng gọi là parison. Khuôn đóng lại xung quanh nó, không khí thổi phồng nó lên và vật chứa nguội đi trước khi nhả ra.⁶

Một gói có thể kết hợp cả hai tuyến đường. Thân chai của nó có thể được đúc thổi, trong khi các bộ phận bằng nhựa được sản xuất riêng biệt được lắp ráp vào máy bơm hoặc đóng nắp.

Ngoài ra còn có mối liên hệ trực tiếp giữa các quy trình: ép phun căng thổi bắt đầu bằng phôi đúc phun, sau đó được kéo căng và bơm căng vào thùng chứa.⁷

Để biết các bước tạo hình chai, xemkhuôn thổi tạo ra chai nhựa như thế nào

Người mua nên xác nhận những gì trước khi chọn một thành phần?

Máy bơm hoặc nắp hiện có có thể đã đáp ứng được yêu cầu của dự án. Khi cần một hình dạng tùy chỉnh, hãy xem lại bản vẽ và cách lắp ráp dự định trước khi thực hiện chế tạo dụng cụ.

Đối với máy bơm, hãy tập trung vào gói hoàn chỉnh: kết nối chai, công thức dự định, yêu cầu phân phối và lớp hoàn thiện có thể nhìn thấy được. Xác định bộ phận nào cần vật liệu cụ thể và bộ phận nào sẽ được đánh giá trong quá trình phê duyệt mẫu.

Nếu đề xuất sử dụng công cụ tùy chỉnh, hãy yêu cầu phí khuôn riêng biệt với giá thành phần. Làm rõ những mẫu, bản sửa đổi thiết kế và hồ sơ kiểm tra mà báo giá bao gồm.

Để thảo luận về máy bơm, máy phun hoặc đóng cửa với FAMER, chia sẻ hình ảnh hoặc mẫu tham khảo, công thức dự định, chai phù hợp và số lượng đặt hàng dự kiến. Những chi tiết này giúp thu hẹp các tùy chọn có sẵn.

Câu hỏi thường gặp

Đầu bơm hoàn chỉnh có được chế tạo chỉ trong một lần ép phun không?

Một máy bơm thường chứa các bộ phận được chế tạo riêng biệt được lắp ráp thành cơ cấu phân phối. Thiết bị truyền động, đóng cửa, vỏ và các thành phần khác của nó nên được xem xét riêng lẻ. Một bộ phận được đúc phun có thể kết hợp một số tính năng, nhưng điều đó không có nghĩa là toàn bộ máy bơm là một khuôn duy nhất.⁵

Ép phun có phù hợp với những đơn hàng nhỏ không?

Chi phí dụng cụ ảnh hưởng đến kinh tế. Một thành phần hiện có được làm bằng khuôn hiện có có thể đưa ra quyết định mua hàng khác với thiết kế tùy chỉnh mới. Yêu cầu số lượng và giá cả cụ thể của dự án thay vì giả sử một đơn hàng tối thiểu áp dụng cho tất cả các sản phẩm đúc phun.

Nhựa có bị nóng chảy bên trong khuôn không?

Các viên tan chảy trong thùng máy trước khi phun. Lò sưởi dạng thùng và trục vít quay giúp biến chúng thành vật liệu có thể chảy được. Sau đó, khuôn sẽ nhận được sự tan chảy đó và loại bỏ nhiệt để bộ phận có thể trở nên đủ cứng để giải phóng. ¹

Ép phun có thể tạo ra các bộ phận có không gian bên trong không?

Nắp có thể có phần bên trong mở vì lõi kim loại chiếm không gian đó trong quá trình đúc. Nhựa tạo thành bức tường xung quanh nó. Điều này khác với việc thổi một hình dạng rỗng ban đầu ra bên ngoài để tạo thành thân chai. ⁴

Một chu kỳ ép phun mất bao lâu?

Không có thời gian chu kỳ duy nhất cho mỗi phần. Đặc tính vật liệu, độ dày thành, hệ thống cấp liệu và làm mát khuôn ảnh hưởng đến thời gian cần thiết trước khi xuất xưởng. Mở, đẩy và đóng cũng mất thời gian. Do đó, ước tính chu trình phải liên quan đến một bộ phận và công cụ cụ thể. ⁴

Các ống nhúng của máy bơm cũng được đúc phun?

Ống nhúng có thể được chế tạo bằng cách ép đùn, tạo ra một mặt cắt rỗng liên tục được cắt theo chiều dài. Liên đoàn Nhựa Anh liệt kê các ống nhúng trong chai xịt là một ứng dụng ép đùn. Xác nhận quy trình và vật liệu cho ống đã chọn thay vì xử lý từng bộ phận của cụm máy bơm như được đúc phun. ⁸

Tài liệu tham khảo

1. Liên đoàn Nhựa Anh: Đúc phun. Hệ thống cấp liệu, gia nhiệt trục vít, vật liệu thông thường và các ứng dụng đóng kín.

2. Đại học mở: Đúc nhựa. Cho ăn viên và tiêm vít.

3. MIT OpenCourseWare: Đúc phun I. Các giai đoạn chu trình, kẹp và loại bỏ bộ phận.

4. Ferreira và cộng sự: Tối ưu hóa đa ngành của hệ thống ép phun. Đóng gói, đóng băng cổng, hoạt động chồng chéo và hệ thống con công cụ.

5. Bằng sáng chế Hoa Kỳ US8573448B2: Bơm kem dưỡng da. Một cụm máy bơm đã được ghi chép và các bộ phận được đúc phun của nó; không phải là thông số kỹ thuật của sản phẩm FAMER.

6. Liên đoàn Nhựa Anh: Đúc thổi đùn. Sự hình thành Parison và lạm phát.

7. Liên đoàn Nhựa Anh: Đúc thổi căng. Các khuôn phôi được ép phun sau đó được kéo căng và thổi.

8. Liên đoàn Nhựa Anh: Tấm và Hồ sơ đùn. Đùn liên tục, cắt theo chiều dài và các ứng dụng ống nhúng dạng chai phun.