Các sản phẩm bằng nhựa ngày càng trở nên vô cùng phổ biến trong đời sống sinh hoạt, từ các vật dụng nhỏ như cốc ly, bát, hộp đựng thực phẩm, xô chậu đến các thiết bị y tế, linh kiện máy móc, đồ trang trí… đều là sản phẩm của công nghệ đúc ép nhựa. Các loại khuôn ép nhựa khác nhau sẽ tạo ra sản phẩm nhựa khác nhau.

Lựa chọn các loại khuôn ép nhựa theo yêu cầu sản phẩm
Lựa chọn các loại khuôn ép nhựa theo yêu cầu sản phẩm

Yêu cầu kỹ thuật của khuôn ép nhựa

Quá trình thiết kế một bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh đòi hỏi kỹ sư thiết kế khuôn phải hiểu rõ kết cấu của khuôn ép nhựa, từ đó là quá trình gia công khuôn ép nhựa và sau cùng là sản xuất ra những sản phẩm bằng nhựa có chất lượng tốt nhất. Khuôn ép nhựa cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật sau:

  • Đảm bảo độ chính xác cao về hình dạng, kích thước, không cong vênh, có tính thẩm mỹ cao.
  • Các chi tiết trong khuôn phải đảm bảo độ cứng, không bị biến dạng, lệch khỏi vị trí khi vận hành và phải có khả năng chịu lực ép lớn.
  • Đáp ứng chỉ tiêu về độ bóng của cả lòng khuôn và lõi nhằm đảm bảo độ sáng bóng của sản phẩm.
  • Vật liệu dùng chế tạo khuôn phải dễ gia công nhưng không bị mài mòn.

Phân loại khuôn ép nhựa

Để thiết kế được một bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh cần phải có kết cấu khuôn. Các sản phẩm khác nhau sẽ yêu cầu các kết cấu khuôn khác nhau. Kết cấu khuôn ép nhựa được chia làm 3 loại: Khuôn ép nhựa 2 tấm, khuôn ép nhựa 3 tấm, và khuôn ép nhựa nhiều tầng.

Kết cấu khuôn ép nhựa 2 tấm

Khuôn ép nhựa 2 tấm là loại khuôn ép nhựa có kết cấu khá đơn giản, có 1 mặt phân khuôn chia khuôn ra thành 2 phần là phần cố định và phần di động.

Đối với khuôn ép nhựa 2 tấm, lúc mở khuôn lấy sản phẩm ra ngoài mặt chia khuôn sẽ mở ra, lúc này khuôn sẽ chia thành 2 phần riêng biệt là phần kênh dẫn và phần sản phẩm cùng nằm một phía.

Loại khuôn nhựa 2 tấm được sử dụng phổ biến trong chế tạo các sản phẩm đơn giản, cần thời gian thiết kế và gia công ngắn nhưng vẫn đem lại độ chính xác cao góp phần sớm đưa sản phẩm ra thị trường.

Khuôn ép nhựa 2 tấm
Hình ảnh khuôn ép nhựa 2 tấm

Ưu điểm của khuôn 2 tấm

  • Thiết kế đơn giản, cấu trúc đơn giản, ít phức tạp.
  • Giá thành rẻ, vật liệu gia công ít, chu kỳ ép thực hiện nhanh hơn.
  • Dế lắp đặt và sửa chữa.
  • Dễ dàng lấy đuôi keo ra ngoài

Hạn chế của khuôn 2 tấm

Quá trình tự động hóa không cao, không có hệ thống tự cắt đuôi keo vì vậy cần phải tốn nhân công cho công đoạn này. Do đó, không thể tối ưu hóa trong việc sản xuất sản phẩm hàng loạt với số lượng lớn như khuôn 3 tấm

Khuôn ép nhựa 2 tấm không sử dụng được trong việc gia công những sản phẩm đòi hỏi có độ phức tạp cao.

Kết cấu của khuôn ép nhựa 3 tấm

Khuôn ép nhựa 3 tấm là khuôn có kết cấu với 3 tấm chính: tấm cố định, tấm di động và tấm giữ đuôi keo. Khi mở khuôn sẽ có một khoảng hở để lấy sản phẩm ra và một khoảng hở để lấy đuôi keo ra ngoài.

Đối với khuôn 3 tấm thì sản phẩm và đuôi keo luôn tự động tách rời khi được tiến hành lấy ra khỏi khuôn.

Ưu điểm của khuôn 3 tấm

  • Tính tự động hóa của khuôn 3 tấm cao hơn khuôn 2 tấm vì có thể tách đuôi keo tự động.
  • Sau khi mở khuôn sản phẩm và phần đuôi keo sẽ tự động tách rời nhau.
  • Khuôn 3 tấm được sử dụng hiệu quả đối với các sản phẩm phức tạp cần đến nhiều miệng phun.
Hình ảnh khuôn ép nhựa 3 tấm
Hình ảnh khuôn ép nhựa 3 tấm

Hạn chế của khuôn 3 tấm

  • Vì kết cấu khuôn phức tạp nên khuôn 3 tấm có giá thành tương đối cao.
  • Tuy tính tự động hóa cao nhưng vẫn đòi hỏi phải có robot để lấy đuôi keo ra ngoài.
  • Kết cấu kênh dẫn phức tạp nên vật liệu làm khuôn tốn, sản phẩm sau khi ép xong có nhiều nhựa thừa.
  • Quá trình lắp ráp và bảo trì khuôn khá phức tạp.
  • Áp lực phun bị giảm do khoảng cách giữa vòi phun đến các rãnh khuôn dài đến tạo ra nhiều phễu liệu.
  • Giá thành khuôn 3 tấm cao.

Khuôn ép nhựa nhiều tầng

Khuôn ép nhựa nhiều tầng kết  cấu  thường  có  3  cụm khuôn trong đó một cụm khuôn ở giữa, ở cả hai mặt là lòng khuôn. Khi khuôn mở sẽ tạo ra 2 khoảng trống và lúc này cả 2 khoảng đều để sản phẩm rơi ra.

Khi yêu cầu sản xuất một số lượng sản phẩm lớn và để đảm bảo giá thành sản phẩm ở mức thấp, hệ thống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giảm lực kẹp của máy.

Với hệ thống khuôn nhiều tầng, chúng ta sẽ có được hệ thống đẩy ở mỗi mặt khuôn, tuy nhiên hệ thống đẩy này cực kỳ phức tạp.

Khuôn tháo chốt ngang

Thông thường, sản phẩm được đẩy  ra  khỏi  khuôn ép nhựa  theo  phương đóng mở khuôn. Tuy nhiên đối với các sản  phẩm có  lỗ  ngang  hoặc hõm ngang thì việc đẩy sản phẩm sẽ không  thể  thực  hiện  được. Muốn lấy sản phẩm ra khỏi khuôn chúng ta cần phải rút các chi tiết tạo hõm ngang hoặc lỗ ngang để lấy sản phẩm ra khỏi khuôn. Vì vậy người ta gọi là khuôn tháo chốt ngang.

Việc tháo chốt ngang có thể sử dụng chuyển động  mở  khuôn  thông  qua  việc dùng  chốt  xiên  hoặc  dùng  xilanh thủy  lực  tạo  chuyển  động  ngang độc lập với việc mở khuôn.

Tùy vào đặc điểm hình thái, tính chất, nguyên liệu cũng như yêu cầu chất lượng của sản phẩm mà lựa chọn sử dụng các loại khuôn ép nhựa khác nhau. Từ đó, sản phẩm được tạo ra với giá thành thấp nhất nhưng vẫn đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng đúng như mong đợi.