Làm thế nào để chọn đúng vật liệu khuôn ép?

Việc lựa chọn vật liệu phù hợp chogia công khuôn ép phuncó tác động rất lớn đến quá trình ép phun, ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất, giá thành và chất lượng của sản phẩm nhựa. Blog này khám phá một cách toàn diện các tiêu chí để lựa chọn vật liệu khuôn và cung cấp giải thích chi tiết về sự tương tác giữa các vật liệu và vật liệu khuôn khác nhau. Những hiểu biết sâu sắc này sẽ giúp các nhà sản xuất và nhà thiết kế đưa ra quyết định sáng suốt và tối ưu hóa quá trình sản xuất khuôn ép phun của họ.

Khuôn ép phải được làm bằng vật liệu có khả năng chịu được áp suất và nhiệt độ cao trong quá trình ép phun, đồng thời phải tương thích với loại nhựa cần ép phun. Việc lựa chọn đúng vật liệu làm khuôn không chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ của khuôn mà còn ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ và tính toàn vẹn về cấu trúc của sản phẩm cuối cùng.

Việc lựa chọn vật liệu khuôn ép thích hợp đòi hỏi phải xem xét các yếu tố chính sau:

Độ dẫn nhiệt: Độ dẫn nhiệt cao rất quan trọng vì nó giúp giảm thời gian chu kỳ bằng cách làm nguội nhanh khuôn, điều này rất cần thiết để duy trì hiệu quả sản xuất.

Chống mài mòn: Vật liệu khuôn phải chống mài mòn do dòng nhựa chảy liên tục, đặc biệt là những vật liệu chứa đầy vật liệu mài mòn

Chống ăn mòn: Một số loại nhựa có thể giải phóng các chất ăn mòn. Trong những điều kiện này, vật liệu khuôn phải được chọn để chịu được môi trường ăn mòn để ngăn chặn sự xuống cấp.

Hiệu quả chi phí: Chi phí nguyên vật liệu là một yếu tố quan trọng, đặc biệt là trong sản xuất quy mô lớn, nơi chi phí của các bộ phận cần được giảm thiểu.

Khả năng gia công: Vật liệu dễ gia công có thể giảm đáng kể thời gian và chi phí liên quan đến sản xuất khuôn.

Vật liệu khuôn ép thông thường

Một số vật liệu kim loại thường được sử dụng trong sản xuấtkhuôn ép phun, mỗi loại đều có những đặc tính và ưu điểm riêng

sản phẩm thép:

Thép khuôn: Loại thép khuôn thường thay đổi tùy theo mục đích và đặc tính hoạt động của nó chứ không phải là một mẫu cố định. Các loại thép khuôn khác nhau có đặc điểm và công dụng khác nhau. Một số loại thép khuôn phổ biến bao gồm:

- Thép P20: P20 là thép khuôn ép nhựa đa năng có khả năng cắt tốt, chịu mài mòn và chịu nhiệt. Nó thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận nhựa lớn và phức tạp.

- Thép H13: H13 là thép khuôn gia công nóng có khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn cực tốt, thích hợp cho việc đúc khuôn và ép phun trong môi trường nhiệt độ cao.

- Thép S136: S136 là thép khuôn inox có khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa tốt, được sử dụng phổ biến trong sản xuất các sản phẩm nhựa trong suốt và thiết bị y tế.

- Thép 718: 718 là thép khuôn nhựa chịu nhiệt thích hợp để sản xuất các sản phẩm nhựa có nhiệt độ cao như phụ tùng ô tô, vỏ thiết bị gia dụng.

Thép không gỉ: được ưa chuộng nhờ khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng y tế hoặc khi sử dụng nhựa ăn mòn. Các loại thép không gỉ phổ biến được sử dụng cho khuôn ép phun bao gồm:

- SUS420J2: Có độ cứng và chống mài mòn tốt, thích hợp chế tạo khuôn ép phun thông dụng.

- SUS304: Có khả năng chống ăn mòn cực tốt, phù hợp với các sản phẩm nhựa có yêu cầu sản xuất cao và chất lượng bề mặt tốt

- SUS316: Có khả năng chống ăn mòn cao hơn và được sử dụng phổ biến trong sản xuất các sản phẩm nhựa có yêu cầu cao hơn như thiết bị y tế, hộp đựng thực phẩm.

- NAK80: Có khả năng chống mài mòn và ăn mòn tốt, thích hợp để sản xuất các sản phẩm nhựa chính xác như linh kiện quang học, điện tử.

Hợp kim nhôm: Vật liệu hợp kim nhôm có đặc tính nhẹ và dẫn nhiệt tốt, thích hợp cho sản xuất tạo mẫu nhanh, sản xuất hàng loạt nhỏ và sản xuất khuôn phun đòi hỏi hiệu suất xử lý tốt. Vật liệu nhôm phổ biến được sử dụng cho khuôn ép phun bao gồm:

- Hợp kim nhôm 7075: Với độ bền và độ cứng vượt trội nên thích hợp để sản xuất các sản phẩm nhựa yêu cầu khả năng chịu mài mòn và chịu nhiệt cao hơn.

- Hợp kim nhôm 6061: Có khả năng gia công và độ bền tốt, thường được sử dụng để chế tạo các loại khuôn phun có độ phức tạp từ thấp đến trung bình

- Hợp kim nhôm 2024: có độ bền và khả năng cắt cao, thích hợp chế tạo khuôn phun tốc độ cao.

Hợp kim đồng beryllium: Được sử dụng trong các khu vực khuôn cụ thể đòi hỏi tính dẫn nhiệt vượt trội hoặc độ ổn định kích thước cao, vật liệu này còn có độ bền và độ cứng.

Hiểu cách vật liệu khuôn tương tác với các loại nhựa cụ thể có thể hướng dẫn quá trình lựa chọn vật liệu. Dưới đây là một số đặc tính nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật thường được sử dụng để bạn tham khảo:

1. Acrylic ester (PMMA): thường được gọi là acrylic, yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chính xác trong quá trình đúc. Thép khuôn thường được sử dụng vì chúng có thể duy trì nhiệt độ ổn định.

2. Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS): ABS có khả năng chống mài mòn và yêu cầu khuôn làm bằng vật liệu chịu mài mòn, chẳng hạn như thép cứng, để chống mài mòn.

3. Nylon (polyamit, PA): Nylon có tính hút ẩm và ăn mòn; Vì vậy, khuôn inox thường được sử dụng để chống ăn mòn khuôn.

4. Polycarbonate (PC): PC có độ dẻo dai cao và yêu cầu khuôn chịu nhiệt độ cao. Ưu tiên lựa chọn thép làm khuôn có độ ổn định nhiệt tốt.

5. Polyethylene (PE) và polypropylene (PP): Hai loại vật liệu này có khả năng chống mài mòn thấp và có thể được sản xuất trong chu kỳ ngắn bằng cách sử dụng nhôm hoặc thép đã được tôi cứng trước.

6. Polyoxymethylene (POM): POM được biết đến với độ cứng và có thể được gia công trong các khuôn thép có thể chịu được nhiệt độ xử lý cao.

7. Polystyrene (PS): Do có hiệu suất làm mát tuyệt vời nên PS giòn tạo thành tốt trong khuôn nhôm.

8. Chất đàn hồi dẻo nhiệt (TPE) và polyurethan nhựa nhiệt dẻo (TPU): Những vật liệu này yêu cầu khuôn có thể xử lý được độ đàn hồi và độ nhớt của chúng, điển hình là sử dụng khuôn thép có lớp phủ chuyên dụng để dễ dàng tháo khuôn.