Khi thiết kế khuôn nhựa, sau khi xác định cấu trúc khuôn, có thể tiến hành thiết kế chi tiết từng bộ phận của khuôn, nghĩa là kích thước của từng mẫu và bộ phận, kích thước của khoang và lõi, v.v. xác định. Điều này sẽ liên quan đến các thông số thiết kế chính như độ co ngót của vật liệu. Do đó, kích thước của từng phần của khoang chỉ có thể được xác định bằng cách biết tốc độ co ngót của nhựa được tạo thành. Ngay cả khi cấu trúc khuôn được chọn là chính xác, nhưng các thông số được sử dụng không phù hợp, thì không thể sản xuất các bộ phận nhựa đủ tiêu chuẩn.
Đặc điểm của nhựa nhiệt dẻo là chúng nở ra sau khi nung nóng và co lại sau khi làm mát, và tất nhiên thể tích cũng sẽ co lại sau khi điều áp. Trong quy trình ép phun, nhựa nóng chảy trước tiên được bơm vào khoang khuôn, sau khi đổ đầy, vật liệu nóng chảy nguội đi và đông đặc lại, và co lại khi phần nhựa được lấy ra khỏi khuôn, hiện tượng này được gọi là co rút khuôn. Trong khoảng thời gian phần nhựa được lấy ra khỏi khuôn và ổn định, vẫn sẽ có những thay đổi nhỏ về kích thước. Một loại thay đổi là tiếp tục co lại, và sự co rút này được gọi là hậu co rút.
Một biến thể khác là một số chất dẻo hút ẩm phồng lên do hấp thụ độ ẩm. Ví dụ, khi hàm lượng nước của nylon 610 là 3 phần trăm , thì kích thước tăng lên là 2 phần trăm ; khi hàm lượng nước của nylon 66 gia cố bằng sợi thủy tinh là 40 phần trăm, thì kích thước tăng lên là 0,3 phần trăm. Nhưng chính sự co rút hình thành đóng một vai trò quan trọng.
Hiện tại, phương pháp xác định tốc độ co ngót của các loại nhựa khác nhau (co ngót hình thành cộng với co ngót sau) thường khuyến nghị các quy định của DIN16901 trong tiêu chuẩn quốc gia Đức. Nghĩa là, sự khác biệt giữa kích thước khoang khuôn ở 23 độ ± 0,1 độ và kích thước bộ phận nhựa tương ứng được đo ở 23 độ và độ ẩm tương đối là 50 ± 5 phần trăm sau khi tạo hình trong 24 giờ được tính toán.
Tỷ lệ hao hụt S được biểu thị bằng công thức sau: S={(D－M)/D}×100 phần trăm (1)
Trong số đó: S- tốc độ co ngót; D- kích thước khuôn; M- kích thước phần nhựa.
Nếu khoang khuôn được tính toán theo kích thước phần nhựa đã biết và tỷ lệ co rút vật liệu, thì nó là D=M/(1-S). Để đơn giản hóa việc tính toán trong thiết kế khuôn, công thức sau đây thường được sử dụng để tìm kích thước khuôn:
D=M cộng với MS(2)
Nếu cần tính toán chính xác hơn, nên áp dụng công thức sau: D=M cộng MS cộng MS2(3)
Tuy nhiên, khi xác định tốc độ co ngót, do tốc độ co ngót thực tế bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố nên chỉ có thể sử dụng giá trị gần đúng nên việc tính toán kích thước khoang theo công thức (2) về cơ bản đáp ứng yêu cầu. Khi sản xuất khuôn, khoang được xử lý theo độ lệch dưới và lõi được xử lý theo độ lệch trên, để có thể cắt bớt nếu cần.
Lý do chính tại sao rất khó xác định chính xác tốc độ co rút là tốc độ co ngót của các loại nhựa khác nhau không phải là một giá trị cố định mà là một phạm vi. Bởi vì tỷ lệ hao hụt của cùng một vật liệu được sản xuất bởi các nhà máy khác nhau là khác nhau, ngay cả tỷ lệ hao hụt của cùng một vật liệu được sản xuất bởi các lô khác nhau trong một nhà máy cũng khác nhau.
Do đó, mỗi nhà máy chỉ có thể cung cấp cho người dùng phạm vi co ngót của nhựa do nhà máy sản xuất. Thứ hai, tốc độ co rút thực tế trong quá trình tạo hình cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như hình dạng của phần nhựa, cấu trúc khuôn và điều kiện tạo hình. Ảnh hưởng của các yếu tố này được giới thiệu dưới đây.
hình dạng nhựa
Đối với độ dày thành của phần được tạo hình, thông thường do thời gian làm mát của thành dày lâu hơn nên tốc độ co ngót cũng lớn hơn. Đối với các bộ phận nhựa nói chung, khi sự khác biệt giữa kích thước L theo hướng dòng chảy của vật liệu nóng chảy và kích thước W vuông góc với hướng của dòng vật liệu nóng chảy là lớn, thì sự khác biệt về tốc độ co ngót cũng lớn. Từ quan điểm về khoảng cách dòng chảy của sự tan chảy, tổn thất áp suất ở phần xa cổng lớn, do đó độ co ngót ở nơi này cũng lớn hơn so với gần cổng. Các hình dạng như đường gân, lỗ, đường gờ và hình khắc có khả năng chống co ngót, vì vậy những khu vực này sẽ ít bị co lại hơn.
kết cấu khuôn
Hình thức cổng cũng có ảnh hưởng đến sự co ngót. Khi sử dụng cổng nhỏ, độ co ngót của phần nhựa tăng lên do cổng đông cứng trước khi kết thúc áp suất giữ. Cấu trúc mạch làm mát trong khuôn phun cũng là một điểm quan trọng trong thiết kế khuôn. Nếu mạch làm mát không được thiết kế phù hợp, sự chênh lệch co ngót sẽ xảy ra do nhiệt độ của các bộ phận nhựa không đồng đều và kết quả là kích thước của bộ phận nhựa vượt quá dung sai hoặc bị biến dạng. Trong các bộ phận có thành mỏng, ảnh hưởng của sự phân bố nhiệt độ khuôn đối với sự co ngót là rõ ràng hơn.
Kích thước khuôn và dung sai sản xuất
Ngoài việc tính toán các kích thước cơ bản thông qua công thức D=M(1 cộng với S), kích thước gia công của khoang khuôn và lõi cũng có vấn đề về dung sai gia công. Theo quy ước, dung sai xử lý của khuôn bằng 1/3 dung sai của phần nhựa. Tuy nhiên, do phạm vi co ngót và độ ổn định của nhựa là khác nhau, nên trước tiên cần xác định hợp lý dung sai kích thước của các bộ phận nhựa được hình thành bởi các loại nhựa khác nhau. Điều đó có nghĩa là, dung sai kích thước của các bộ phận đúc nhựa phải lớn hơn nếu phạm vi co ngót lớn hoặc độ ổn định co ngót kém. Nếu không, có thể có một số lượng lớn phế phẩm với kích thước ngoài dung sai.
Vì lý do này, các quốc gia khác nhau đã xây dựng các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn ngành đặc biệt cho dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa. Trung Quốc cũng đã xây dựng tiêu chuẩn nghiệp vụ cấp bộ. Nhưng hầu hết chúng không có dung sai kích thước tương ứng của khoang khuôn. Trong tiêu chuẩn quốc gia Đức, tiêu chuẩn DIN16901 cho dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa và tiêu chuẩn DIN16749 tương ứng cho dung sai kích thước của khoang khuôn được xây dựng đặc biệt. Tiêu chuẩn này có ảnh hưởng lớn trên thế giới nên có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho ngành khuôn nhựa.
Dung sai kích thước và độ lệch cho phép của các bộ phận bằng nhựa
Để xác định hợp lý dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa được hình thành bởi các vật liệu có đặc tính co ngót khác nhau, tiêu chuẩn đưa ra khái niệm chênh lệch độ co ngót hình thành △VS. các
△VS＝VSR_VST(4)
Trong công thức: Chênh lệch độ co ngót tạo hình VS Độ co ngót tạo hình VSR theo hướng dòng chảy VST co ngót tạo thành theo phương vuông góc với dòng chảy.
Theo giá trị △ VS của nhựa, đặc tính co ngót của các loại nhựa khác nhau được chia thành 4 nhóm. Nhóm có giá trị △VS nhỏ nhất là nhóm có độ chính xác cao và tương tự, nhóm có giá trị △VS lớn nhất là nhóm có độ chính xác thấp. Và theo kích thước cơ bản, công nghệ chính xác, các nhóm dung sai 110, 120, 130, 140, 150 và 160 được tổng hợp. Người ta cũng quy định rằng dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa có đặc tính co ngót ổn định nhất có thể được chọn từ các nhóm 110, 120 và 130.
120, 130 và 140 được sử dụng cho dung sai kích thước của các bộ phận đúc bằng nhựa có đặc tính co ngót vừa phải và ổn định. Nếu 110 bộ dung sai kích thước được sử dụng để tạo thành các bộ phận bằng nhựa của loại nhựa này, thì có thể tạo ra một số lượng lớn các bộ phận bằng nhựa ngoài dung sai. Các nhóm 130, 140 và 150 được chọn cho dung sai kích thước của các bộ phận bằng nhựa có đặc tính co ngót kém.
Dung sai kích thước của các bộ phận đúc nhựa có đặc tính co ngót kém nhất được chọn từ các nhóm 140, 150 và 160. Khi sử dụng bảng dung sai này, cũng chú ý đến các điểm sau. Dung sai chung trong bảng dành cho dung sai kích thước không có dung sai nào được chỉ định.
Dung sai đánh dấu trực tiếp độ lệch là vùng dung sai được sử dụng để đánh dấu dung sai của phần nhựa. Độ lệch trên và dưới có thể được xác định bởi nhà thiết kế. Ví dụ: nếu vùng dung sai là {{0}}.8mm, thì có thể chọn các độ lệch trên và dưới sau đây. 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5, v.v. Có hai bộ giá trị dung sai A và B trong mỗi nhóm chịu đựng. Trong số đó, A là kích thước được hình thành bởi sự kết hợp của các bộ phận khuôn, làm tăng lỗi do sự không phù hợp của các bộ phận khuôn.
Mức tăng này là 0.2mm. Trong đó B là kích thước được xác định trực tiếp bởi các bộ phận khuôn. Công nghệ chính xác là một tập hợp các giá trị dung sai được thiết lập đặc biệt cho các bộ phận nhựa có yêu cầu độ chính xác cao. Trước khi sử dụng dung sai của các bộ phận bằng nhựa, trước tiên bạn phải biết nhóm dung sai nào được áp dụng cho loại nhựa được sử dụng.
