Qúa trình sản xuất sản phẩm bằng phương pháp đúc áp lực

Đúc áp lực là một trong những quá trình sản xuất được sử dụng phổ biến nhất cho việc chế tạo các sản phẩm làm từ nhựa.. Có rất nhiều sản phẩm đa dạng được sản xuất theo phương pháp đúc khuôn ép, vì đây là phương pháp có sự thay đổi về kích thước , linh hoạt, và có nhiều ứng dụng. Qúa trình đúc áp lực yêu cầu sử dụng một máy ép, nguyên liệu nhựa thô và khuôn. Nhựa tan chảy trong máy ép và sau đó được phun vào khuôn, tại đó chúng được làm nguội và hóa rắn để trở thành sản phẩm cuối cùng . Các bước của quá trình này được mô tả chi tiết hơn ở phần tiếp theo của bài viết này.

Đúc áp lực được sử dụng để sản xuất các sản phẩm nhựa có thành mỏng và cho rất nhiều các ứng dụng khác, một trong những ứng dụng phổ biến nhất đó chính là khung nhựa. Khung nhựa là một khối bao kín và thường yêu cầu cần có rất nhiều xương hoặc vấu lồi ở phía trong. Những khung hay hộp nhựa thường được sử dụng trong táp lô trên xe hơi, các thiết bị điện dân dụng,điện điện tử, dụng cụ cũng như trong các thùng chứa. Đúc khuôn ép cúng thường được sử dụng trong các vật dụng hàng ngày như bàn chải đánh răng, các loại đồ chơi. Rất nhiều các thiết bị y tế bao gồm hệ thống van và ống tiêm cũng được sản xuất theo phương pháp đúc khuôn ép.

Quy trình sản xuất: quá trình sản xuất diễn ra rất nhanh, thường khoảng tầm hơn hai phút và bao gồm  khoảng 4 giai đoạn sau:

1.      Kẹp: trước tiên để phun nguyên liệu vào khuôn , hai nửa khuôn cần phải bao kín xung quanh bởi một thiết bị kẹp. Mỗi nửa khuôn thì gắn với máy ép, một nửa khuôn còn lại được phép trượt lên hoặc trượt xuống. Máy kẹp vận hành bằng thủy lực đẩy hai nửa khuôn lại với nhau và sử dụng lúc để giữ hai khuôn được khép kín trong lúc nguyên liệu được phun vào khuôn. Thời gian khép kín và kẹp khuôn phụ thuộc vào máy – máy có cỡ lớn hơn  ( sử dụng lực kẹp lớn hơn) thì cần nhiều thời gian hơn. Thời gian có thể tính toán từ lúc thời gian nghỉ của máy.

2.      Phun : nguyên liệu nhựa thô, thường ở dạng viên nhỏ được đổ vào máy ép và được đẩy đến khuôn nhờ thiết bị phun. Trong suốt quá trình này, nguyên liệu bị áp suất và nhiệt độ cao làm tan chảy. Nhựa lỏng được phun vào khuôn rất nhanh, và cá cạnh bên được hình thành để giữ nguyên liệu cố định. Rất khó để có thể tính toán được thời gian phun một cách chính xác bởi vì dòng nhựa lỏng vào khuôn khá phức tạp và thay đổi liên tục. Tuy nhiên người ta vẫn có thể tính được nó nhờ vào thể tích nguyên liệu phun vào khuôn, áp suất phun và lực phun.

3.      Làm mát: nhựa lỏng trong khuôn bắt đầu nguội dần khi nó tiếp xúc với bề mặt khuôn. Khi nhựa nguội nó sẽ hóa rắn hình thành nên sản phẩm cuối có hình dạng mong muốn. Tuy nhiên trong suốt quá trình làm nguội, một vài phần sẽ có hiện tượng co rụt lại. Việc dự trữ nguyên liệu trong giai đoạn phun cung cấp thêm nguyên liệu  để thời gian trôi qua. Thời gian làm nguội có thể được tính toán bằng một vài đặc tính động nhiệt học của nhựa và độ dày tối đa của sản phẩm.

4.      Tháo/ rút: Sau một thời gian, phần dược làm nguội được rút ra khỏi khuôn bằng hệ thống rút nó được gắn ở phía sau của khuôn. Khi khuôn được mở ra , người ta sử dụng một cơ chế để đẩy chi tiết ra khỏi khuôn. Để giúp quá trình rút tháo dễ dàng hơn người ta phun một chất xúc tác lên bề mặt của khuôn trước khi phun nguyên liệu. Thời gian yêu cầu để mở khuôn và tháo rút chi tiết có để được tính từ lúc thời gian nghỉ của máy và bao gồm cả thời gian cho chi tiết rơi tự do khỏi khuôn. Mỗi chi tiết được tháo ra khỏi khuôn, khuôn có thể lại được kẹp chặt lại để chuẩn bị cho lần phun tiếp theo.

5.       Sau quá trình đúc áp lực, người ta còn có thêm một vài quy trình khác. Trong suốt quá trình làm nguội, vật liệu trong các khe các rãnh của khuôn sẽ hóa rắn và sẽ dính vào chi tiết. Những vật liệu thừa này cũng với tàn tro sẽ được cắt gọt loại bỏ ra khỏi chi tiết. Đối với một số vật liệu, chẳng hạn như nhựa nhiệt dẻo, phế liệu từ quá trình cắt gọt có thể tái chế lại được bằng cách cho chúng vào máy nghiền nhựa, hay còn được gọi là máy nghiền lại, chúng sẽ lại nghiền phế liệu thành dạng hạt nhỏ. Bởi vì tính chất phân hủy của một vài vật liệu , nguyên liệu nghiền lại sẽ được trộn lẫn với nguyên liệu thô với một tỉ lệ thích hợp để có thể tái sử dụng được quá trình đúc khuôn ép.