Khuôn ép nhựa hay khuôn đúc nhựa được ứng dụng rất phổ biến để tạo ra các sản phẩm nhựa phục vụ cho đời sống, giao thông vận tải, điện – điện tử, xây dựng cho đến quốc phòng, hàng không, oto… Dựa theo kết cấu khuôn ép nhựa được chia thành khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm, khuôn nhiều tầng,… Không chỉ yêu cầu cao về độ chính xác, khuôn ép nhựa còn phải có tính thẩm mỹ, độ bền cao, đảm bảo năng suất. Vậy ứng dụng của khuôn ép nhựa là gì? Hãy cũng Hanoi Mould tìm hiểu nhé!

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).

Nửa khuôn 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.

Nửa khuôn 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.

a. Các bộ phận cơ bản của khuôn ép nhựa

Hai phần chính trên của khuôn ép được cấu thành từ 17 bộ phận cơ bản trong kết cấu của khuôn ép nhựa (như trong hình trên), với các chức năng như sau:

1. Tấm kẹp trên:dùng để kẹp vào phần cố định của thành máy. Hình vẽ mô tả rõ tấm kẹp trước có chiều rộng nhô ra so với các tấm khuôn khác, chính phần nhô ra này là phần dùng để kẹp khuôn.
2. Tấm cố định (tấm khuôn cái):tấm này là phần khuôn cố định.
3. Bạc cuốn phun:có chức năng dẫn nhựa dạng lỏng từ đầu phun của máy ép vào khuôn (đầu tiên là dẫn nhựa vào các kênh dẫn)
4. Vòng định vị:dùng để định vị khuôn với thành máy, đảm bảo cho đầu phun của máy ép định vị chính xác với vị trí tương ứng của bạc cuống phun. Bộ phận này có dạng vòng tròn, nhô cao hơn mặt trên của tấm kẹp trước để đặt vừa vào lỗ tương ứng trên thành máy.
5. Vít lục giác:giúp cố định tấm kẹp và tấm khuôn với nhau.
6. Đường nước:là hệ thống làm mát của khuôn, còn có chức năng giữ nhiệt độ khuôn trong quá trình gia nhiệt đối với nhựa có nhiệt độ nóng chảy thấp.
7. Tấm di động (tấm khuôn đực):là tấm khuôn phía phần di động.
8. Tấm lót:giúp tăng độ cứng vững cho khuôn phần di động, tấm này chỉ dùng khi tấm di động quá mỏng.
9. Gối đỡ:gồm 2 tấm 2 bên tạo thành một cặp, có tác dụng trợ lực cho tấm di động đồng thời tạo không gian trống để bố trí hệ thống đẩy.
10. Tấm kẹp pin:giữ hệ thống pin đẩy không trượt ra ngoài trong quá trình khuôn hoạt động.
11. Tấm đẩy pin:tấm này nối với lõi đẩy của máy ép, có chức năng đẩy hệ thống pin đẩy.
12. Tấm kẹp dưới:dùng kẹp phần di động của máy ép nhựa.
13. Pin đẩy:có công dụng đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn.
14. Lò xo:đẩy hệ thống đẩy hồi trở lại để chuẩn bị cho chu kỳ ép phun kế tiếp.
15. Chốt hồi:giúp dẫn hướng tấm kẹp và tấm đẩy di chuyển tịnh tiến theo đúng hướng để chúng không bị trượt ra ngoài, đồng thời cũng bảo vệ dàn pin đẩy không bị cong trong quá trình đẩy sản phẩm và lùi về.
16. Bạc dẫn hướng:giúp chốt dẫn hướng dễ dàng di chuyển và định vị.
17. Chốt dẫn hướng:giúp 2 phần di động và cố định của khuôn được định vị chính xác trong suốt quá trình đóng khuôn.

b. Những hệ thống cơ bản của khuôn ép nhựa

Các bộ phận trên lắp ghép với nhau tạo thành những hệ thống cơ bản của bộ khuôn, bao gồm:

• Hệ thống dẫn hướng và định vị:bao gồm chốt dẫn hướng, bạc dẫn hướng, định vị lõi, định vị vỏ khuôn… có chức năng giữ đúng vị trí làm việc của phần khuôn di động và cố định khi ép vào nhau để tạo lòng khuôn chính xác.
• Hệ thống dẫn nhựa vào lòng khuôn:bao gồm bạc cuống phun, kênh dẫn nhựa và cổng phun có chức năng cung cấp nhựa nóng chảy từ đầu phun máy ép nhựa đưa vào lòng khuôn.
• Hệ thống slide (bệ trượt):bao gồm lõi mặt bên, má lõi, thanh dẫn hướng, cam chốt xiên, xy lanh thủy lực,… có công dụng tháo những phần không thể tháo ra được ngay theo hướng mở của khuôn.
• Hệ thống đẩy sản phẩm:bao gồm các chốt đẩy, chốt hồi, chốt đỡ, bạc chốt đỡ, tấm đẩy, tấm giữ, khối đỡ,… có chức năng đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi ép xong.
• Hệ thống thoát khí:bao gồm các rãnh thoát khí, van thoát khí có nhiệm vụ đưa không khí tồn đọng trong lòng khuôn ra ngoài, đảm bảo cho nhựa điền đầy lòng khuôn và các sản phẩm không bị bọt khí hoặc bị cháy khét, thiếu liệu.
• Hệ thống làm nguội:bao gồm đường nước, rãnh, ống dẫn nhiệt, đầu nối,… có nhiệm vụ điều hòa nhiệt độ khuôn và làm nguội sản phẩm nhanh chóng.
• Hệ thống Hot runner:còn gọi là hệ thống kênh dẫn nóng.

Các bộ phận khuôn sẽ cần đến những bulong, đai ốc để cố định các tấm khuôn, các thành phần bộ phận khuôn lại với nhau.

Đối với khuôn ép nhựa 3 tấm sẽ có thêm một tấm giữa kết nối với phần di động và cố định. Khuôn ép 3 tấm được dùng trong hệ thống kênh dẫn nguội. Kênh dẫn nguội (runner) được bố trí trên 2 mặt phẳng và khi mở khuôn ra sẽ có 2 khoảng mở. Một khoảng mở để lấy sản phẩm ra và khoảng mở còn lại để lấy kênh dẫn ra ngoài. Sản phẩm được lấy ra ngoài nhờ hệ thống pin đẩy nằm phía bên phần khuôn di động. Kênh dẫn được lấy ra ngoài nhờ vào tấm giật đuôi keo được bố trí phía bên cố định để tách runner ra khỏi sản phẩm.

Khuôn ép nhựa 3 tấm được dùng khi cần phải bố trí cổng nhựa ở trung tâm hoặc nhiều cổng nhựa cho các đường chảy riêng vào lòng khuôn. Đối với những chi tiết vách mỏng có dòng chảy nhựa rộng và dài sử dụng point gate.

Do sự phức tạp và tốn kém nên khuôn ép 3 tấm thường ít được sử dụng, người thiết kế cũng sẽ luôn tối ưu hóa quá trình sản xuất khuôn bằng cách thiết kế khuôn ép nhựa 2 tấm.

3. Ứng dụng của khuôn ép nhựa

Ứng dụng của khuôn ép nhựa tạo ra số lượng lớn các linh kiện

Khuôn ép nhựa là một công cụ quan trọng trong ngành công nghiệp chế tạo và sản xuất, được sử dụng để tạo ra các sản phẩm nhựa có hình dạng và kích thước cụ thể, quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày. Dưới đây là một số ứng dụng của khuôn ép nhựa phổ biến của loại khuôn này:

• Sản xuất các sản phẩm tiêu dùng:Đồ gia dụng như ống nước, hộp đựng thức ăn, chai nước, ấm đun nước,  nồi chảo, ô tô đồ chơi, bình hoa nhựa, đèn trang trí,…
• Ngành ô tô:Sản xuất linh kiện nhựa cho xe hơi như bộ chia cầu, bảng điều khiển nội thất, và vỏ ngoại thất.
• Ngành y tế:Sản xuất các sản phẩm y tế như ống tiêm, ống dẫn, nắp chai thuốc, và bộ đệm y tế.
• Ngành điện tử:Sản xuất vỏ bọc và linh kiện nhựa cho sản phẩm điện tử như điện thoại di động, máy tính bảng, máy tính, và thiết bị điện tử gia đình.
• Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống:Sản xuất các sản phẩm nhựa cho đóng gói thực phẩm và đồ uống như hộp đựng thực phẩm, chai nước, và túi đựng thực phẩm.
• Ngành công nghiệp xây dựng:Sản xuất các sản phẩm nhựa dùng trong xây dựng như ống cống, đường ống dẫn nước, và vật liệu cách nhiệt.
• Ngành công nghiệp đóng gói:Sản xuất các sản phẩm nhựa dùng trong đóng gói như túi ni lông, hộp đựng sản phẩm, và bao bì nhựa.

4. Các loại khuôn ép nhựa phổ biến trên thị trường

Khuôn ép 2 tấm

Khuôn ép 2 tấm là khuôn điển hình và được sử dụng phổ biến trên thị trường. Đây là khuôn có cấu trúc đơn giản, dễ dàng sử dụng trong quá trình sản xuất. Sản phẩm được tạo hình giữa hai phần của khuôn, khoảng trống giữa hai tấm sẽ được lấp đầy bởi nhựa nóng chảy. Sản phẩm nhựa sau khi được làm nguội sẽ được đẩy ra khỏi khuôn ép.

Mặc dù khuôn 2 tấm có kết cấu đơn giản, nhưng vẫn đảm bảo được độ chính xác cao của sản phẩm. Loại khuôn này thường được sử dụng để chế tạo sản phẩm gia dụng đơn giản.

Khuôn ép 3 tấm

Cấu trúc của loại khuôn này có phần phức tạp hơn khuôn 2 tấm. Bởi lẽ, khuôn 3 tấm là khuôn ép phun sử dụng hệ thống kênh dẫn nguội được bố trí trên hai mặt phẳng. Khi mở khuôn sẽ có khoảng mở để dễ dàng lấy sản phẩm ra ngoài, và khoảng mở kia để lấy kênh nhựa.

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 ép tháo chốt ngang

Khuôn tháo chốt ngang là loại khuôn khá đặc biệt, bởi đây là khuôn không cho phép đẩy sản phẩm ra theo phương pháp đóng mở. Muốn lấy sản phẩm có lỗ và hõm ngang ra khỏi khuôn cần sử dụng khuôn tháo chốt ngang rút các chi tiết tạo hõm hoặc lỗ ngang để lấy sản phẩm ra khỏi khuôn.

Tìm hiểu thêm về Quy trình sản xuất khuôn nhựa của công ty Khuôn mẫu Hà Nội tại đây!