You are here: Home » Khuôn nhựa » Thiết kế khuôn nhựa Bài_10:Đặc điểm, cách tính và bố trí Kênh dẫn (Manifold ) trong hệ thống Hot Runner(HR)

Thiết kế khuôn nhựa Bài_10:Đặc điểm, cách tính và bố trí Kênh dẫn (Manifold ) trong hệ thống Hot Runner(HR)

thiet-ke-khuon-ep-nhua1-91

Kênh dẫn Manifold:

Manifold được sử dụng khi phun gián tiếp qua nhiều miệng phun,
manifold đóng vai trò là tấm phân phối nhựa từ nhánh nóng của máy đến
các lòng khuôn. Đối với những lòng khuôn đồng nhất thì việc cân bằng
manifold chỉ cần cân bằng tự nhiên, tức là cân bằng đường kính và chiều
dài kênh dẫn cho giống nhau, còn đối với những lòng khuôn khác nhau
hoặc một lòng khuôn nhưng với nhiều miệng phun ở các vị trí khác nhau
(đối với những sản phẩm lớn) thì cần phải cân bằng manifold.

 

1 – Cấu tạo và đặc điểm:

thiet-ke-khuon-ep-nhua1-93

(1) Thân manifold: được làm từ hợp kim hoặc thép không rỉ.

(2) Rãnh nhựa: để nhựa lỏng có thể chảy trong nó, yêu cầu càng
nhẵn càng tốt.

(3) Chốt giới hạn: phải kín để tránh rò rỉ nhựa hoặc không bị trượt
khi chịu áp xuất cao trong quá trình hoạt động, nhưng cũng
phải tháo lắp dễ dàng khi cần bảo trì hệ thống.

(4) Chốt xuyên: Thêm chốt này để có thể đảm bảo nhựa không rò
rỉ với áp xuất cao, đây là thiết kế để an toàn.

(5) Đầu ren: để dễ dàng cho lắp ráp.

(6) Lớp bọc điện trở manifold: làm từ vật liệu kim loại dễ uốn, có
hệ số truyền nhiệt rất cao, nó được nén bên trên bộ gia nhiệt
vào các rãnh gia nhiệt có sẵn trên thân của manifold. Cung cấp
sự duy trì nhiệt độ cho manifold.

(7) Nhiệt trở hình ống: được sắp xếp bố trí xung quanh chu vi của
manifold, nó phải bù được nhiệt độ mất mát trên bề mặt của
manifold và không được làm nhựa quá nhiệt sẽ dẫn đến cháy,
và tạo những vết đen trên sản phẩm.

(8) Đây là bộ gia nhiệt thứ hai của hệ thống.

 

2 – Thiết kế Manifold:

thiet-ke-khuon-ep-nhua1-94

Để thiết kế một Manifold hoàn chỉnh cần thực hiện các yêu cầu sau:

- Ước lượng trọng lượng sản phẩm và vật liệu được sử dụng dựa
trên tiêu chuẩn và đặc điểm kỹ thuật.

- Xác định cổng vào nhựa và các dạng cổng phù hợp. Điều này phụ
thuộc vào tính thẩm mỹ, mặt cắt các thành khuôn và độ bền đa chiều.

- Xác định chuỗi Nozzle phù hợp trên các nhân tố: Sự quan trọng
của việc đổi màu, chi tiết thành mỏng hoặc chiều dài dòng chảy, vật liệu dễ
mòn (Speacial tips, gate insert…), thời gian chu trình nhanh được yêu cầu
(thêm kênh làm nguội) và bề mặt sản phẩm ẩn phải hoàn hảo (Cổng van).

- Tính toán số lượng sản phẩm dựa trên: Kích cỡ máy phun, lực
kẹp, khoảng cách ngắn nhất giữa các Nozzle.

- Bản thiết kế Manifold càng đối xứng càng tốt. Những Manifold
không đối xứng thì khó cân bằng và thường chế tạo đắt hơn. Xem xét đến
Manifold như: Tổng bề dày, lối thoát nhiệt, kết nối cặp nhiệt điện và các
dây điện trở, cổng làm nguội, bề dày thêm vào nếu cổng van được sử
dụng, cho phép khoảng không khí nhỏ nhất là 10mm trong toàn Manifold.

- Chọn những Manifold tiêu chuẩn với kích thước phù hợp và sự
chọn lựa 1 cách chi tiết từ catalogue.

thiet-ke-khuon-ep-nhua1-95

- Thiết kế các chi tiết khuôn Hot runner (như hình vẽ dưới đây):

+ Sử dụng tấm Cavity plate cho vòi phun dài hơn để gia tăng
độ cứng và độ bền cho khuôn. Thiết kế kênh dẫn nguội ở
giữa tấm khuôn xung quanh các vòi phun Nozzle.

+ Sử dụng tấm kẹp (Back plate) dày tối thiểu 50mm.

+ Sử dụng thiết bị kẹp phù hợp giữa tấm Back plate và tấm
khuôn giữ vòi khuôn (Nozzle cavity plate) đảm bảo bịt kín
giữa Manifold và Nozzle, theo MASTIP.

+ Sử dụng 1 tấm cách nhiệt (Insulation board) phía trên tấm
Back Plate.

+ Sử dụng các tấm insert cổng làm nguội với kênh nguội bao
quanh tấm insert.

thiet-ke-khuon-ep-nhua1-96

3 – Cấu trúc khuôn cho Manifold:

thiet-ke-khuon-ep-nhua1-97

Đây là bản thiết kế chung và cơ bản nhất. Tấm Back plate và tấm
đỡ (Bolster) tách rời.

Những cái hốc được gia công cho Manifold kênh dẫn nóng. Điều
này giúp các thành phần vững chắc hơn, lắp và tháo dễ dàng hơn.

thiet-ke-khuon-ep-nhua1-98

Ở kiểu thiết kế này, tất cả các bộ phận của hệ thống Hot Runner
bao gồm các dây gia nhiệt đều có thể tháo lắp được. Các tấm Hot half
bên dưới có thể được gia công theo yêu cầu.

4 – Kẹp chặt:

thiet-ke-khuon-ep-nhua1-99

Tấm chứa vòi phun (Nozzle cavity plate) phải được chế tạo có hốc
chứa Manifold và phải có khoảng hở ít nhất 10mm bao quanh.Các bu
lông kẹp chặt phải gần Manifold nhất có thể để đảm bảo độ kẹp chặt.

 

5 – Thiết kế hệ thống làm nguội cho tấm Back plate:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-00

Hệ thống làm nguội bao quanh vị trí Manifold như hình vẽ (nằm
trong tấm Back Plate), có 1 đầu vào, 1 đầu ra và những nút (plug) để bịt
các đầu còn lại.

Việc làm nguội cho tấm Back plate rất quan trọng vì 1 số lượng lớn
nhiệt sẽ tập trung tại đây. Lượng nhiệt này có thể truyền đến đầu phun
máy ép gây ra sự ảnh hưởng đến độ chính xác và cơ cấu trong máy phun.

6 – Các kích thước quan trọng của một Manifold:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-01

7- Tính toán sự giãn nở vì nhiệt:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-02

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-03
Trong đó:
L R là kích thước của manifold (mm).
L F là kích thước của manifold trong khuôn (kích thước
khi giãn nở) (mm).
T R là nhiệt độ của manifold (°C).
T F là nhiệt độ của khuôn (°C).
α là hệ số giãn nở nhiệt (1/°C).

 

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>