Các lỗi cơ bản trong quá trình đúc nhựa. Lỗi số 18: Vết cặn khuôn (Mold deposit)

Số 18: Vết cặn khuôn (Mold deposit) (MD)

1. Vết cặn khuôn là gì ?

Vết cặn khuôn là hiện tượng trong đó vài thành phần bị chặn lại trong cặn nhựa (resin deposit) và dần  dần tích tụ laị trên khuôn.

Nhiều nhân tố khác nhau ảnh hưởng đến MD, và tất cả các nhân tố đều quan trọng trong việc kiểm soát cặn khuôn ở một mức độ nào đó.

2. Nguyên nhân gây ra MD

a. Sự phân huỷ nhựa (Decomposition of resin)

Một thành phần bị mắc lại là các monomer (hoặc oligomer) phát sinh do quá trình phân huỷ nhựa. MD tăng khi nhiệt độ Nozzle được cài đặt cao và thời gian lưu trú của nhựa trong trục vít lâu.

b. Sự tham gia của các chất phụ gia (như chất ổn định,v.v…) (Additives (stabilizer, etc.))

Rất nhiều loại nhựa sử dụng các chất phụ gia như chất ổn định (Stabilizer) và  chất bôi trơn (Lubricant).

Những chất phụ gia này cũng có khả năng tích tụ thành vết cặn khuôn. Các loại nhựa trượt cũng có khuynh hướng tạo thành cặn dạng MD trong quá trình thành hình bởi chúng có đặc tính chảy dầu trên bề mặt.

c. Nhiệt độ khuôn (Mold temperature).

Các sản phẩm của quá trình phân huỷ nhựa và các chất ổn định là các chất có khối lượng phân tử thấp, được cho là chất lỏng hoặc khí trong quá trình ép phun.

Những chất này được làm lạnh bởi sự tiếp xúc của khuôn với cặn bẩn trên nó, vì vậy nhiệt độ khuôn có ảnh hưởng to lớn đến  MD.

Nhiệt độ khuôn càng thấp, vết cặn bẩn (MD) bám trên đó càng nhiều.

d. Rãnh thoát khí (Vent)

Các vật chất tạo nên cặn bẩn hầu như bị bốc hơi cho đến khi tiếp xúc với khuôn. Nếu hơi (gas) được phóng ra một cách hiệu quả, MD sẽ giảm.

Mặt khác, nếu một đường thoát khí không được chuẩn bị tại điểm cuối của dòng nhựa, hoặc thậm chí nếu một đường thoát khí đã được chuẩn bị.

Điều này không hiệu quả do kích thước quá mỏng, hoặc rãnh thoát bị tắc do bẩn, MD sẽ trở nên tồi tệ hết mức.

e. Tốc độ phun (Injection speed)

Tốc độ phun quá cao không cho phép phóng khí bay ra khỏi khuôn một cách triệt để. Vì vậy  nó cũng ảnh hưởng tới việc sinh ra MD.

f. Sấy nhựa (Predrying)

Điều kiện sấy nhựa cũng có ảnh hưởng to lớn đến việc hình thành nên MD, tuỳ theo chủng  loại nhựa. Bất kỳ loại nhựa nào có chứa monomer và oligomer.

Nếu điều kiện sấy không đủ có thể gây ra MD một cách nghiêm trọng.

g. Nhựa tái (Recycled material)

Sử dụng nhựa tái có ảnh hưởng lớn tới MD. Nhựa tái vốn đã trải qua nhiều quá trình gia nhiệt,  chúng chứa nhiều monomer (hoặc oligomer) so với nhựa gốc ban đầu (nhựa nguyên).

Trong quá trình sản xuất, nên sử dụng tỷ lệ tái/ nguyên là 25%.

h. Chất tạo màu (Coloring agent)

Nhìn chung các chất tạo màu chứa một lượng lớn các chất bôi trơn để phân tán màu trong nhựa.

Vì vậy, chất bôi trơn chảy ra ngoài bề mặt khuôn làm cho hiện tượng vết căn khuôn trở nên tồi tệ hơn.

Các trạng thái khác nhau của MD tuỳ thuộc vào màu sắc và phương pháp phối màu.

i. Các loại nhựa đặc biệt (Special grades)

Các loại nhựa thương mại có nhiều cấp độ nhựa khác nhau. Một vài loại được trộn hợp với  các chất phụ gia đặc biệt để tạo ra các chức năng cần thiết.

Bù lại, vài loại trong số chúng tạo ra nhiều MD một cách rõ rang hơn, và vì vậy đòi hỏi phải có sự kiểm soát MD một cách nghiêm ngặt hơn.

3. Giải pháp chống lại MD

a. Hạ nhiệt độ của nhựa (To lower resin temperature)

Mỗi một loại nhựa đều có một khoảng nhiệt độ gia công hiệu quả (recommended temperature).

Kiểm tra xem nhiệt độ cài đặt trên máy có nằm ngoài khoảng nhiệt độ giới hạn không, và nếu nó vượt quá, hãy hạ nhiệt độ xuống.

Nhiệt độ chỉ ra trên máy ép là nhiệt độ tại vị trí  sensor và nó khác với nhiệt độ thực tế của nhựa. Nếu có thể, hãy đo nhiệt độ thực tế của nhựa.

b. Giảm thời gian lưu trú nhựa (To shorten residence time)

Ngay cả khi nhiệt độ cài đặt trên máy nằm trong khoảng nhiệt độ đề xuất của mỗi loại nhựa, nhựa vẫn dần dần bị thoái hoá làm phát sinh MD một cách dễ dàng khi nhựa bị lưu trong xylanh  trong một thời gian dài.

Tận dụng việc cài đặt thời gian trễ nếu có thể trong quá trình nạp nhựa của  máy ép. Thời gian lưu trú có thể đƣợc rút ngắn bằng cách sử dụng máy ép có kích cỡ phù hợp với kích thước của sản phẩm.

c. Xác nhận điều kiện sấy (To confirm drying condition)

Mỗi một loại nhựa đều có một điều kiện sấy đề xuất. Xác nhận xem điều kiện sấy hiện tại có  thoả mãn điều kiện sấy đó không.

d. Tăng điều kiện sấy (To intensify drying condition)

Oligomer, các chất có thể dẫn đến việc tạo thành MD chứa trong nhựa, mặc dù ít.

Do sự loại bỏ triệt để chúng khó khăn, MD có thể được cải thiện bằng cách tăng điều kiện sấy để đuổi các  oligomer này nếu chúng bị phân tán để loại bỏ MD ở một mức độ nào đó.

Đặc biệt, yêu cầu phải chú  ý khi sử dụng máy dryer có hopper.

e. Tăng nhiệt độ khuôn (To raise mold temperature)

MD tăng lên khi nhiệt độ khuôn thấp. Mặc dù tăng nhiệt độ khuôn có thể ảnh hưởng đến việc  kiểm soát cycle time và kích thước của sản phẩm cũng như giá năng lượng phải trả cho việc kiểm soát nhiệt độ, việc giảm MD vẫn đem lại hiệu quả khi chu kỳ sản xuất diễn ra trong một thời gian  dài.

f. Kiểm tra rãnh thoát khí (To check vent)

Nếu rãnh thoát khí bị tắc, khí không thể tẩu thoát và MD tăng lên. Nếu rãnh thoát bị bẩn, hãy làm sạch nó một cách triệt để.

Kiểm tra xem vị trí, số rãnh và kích cỡ của rãnh có đủ không. Sự tăng rãnh thoát khí cũng là hiệu quả trong việc hạn chế MD.

g. Phương pháp sử dụng nhựa tái (Using method of recycled material)

Khi tỷ lệ nhựa tái tăng, MD có khuynh hướng tăng lên. Tỷ lệ trộn thích hợp đối với chất dẻo  nên thấp hơn 25%. Việc sấy đầy đủ cũng là cần thiết.

h. Phương pháp sử dụng phẩm cấp nhựa đặc biệt (Using method of special grade)

Việc kết hợp sử dụng các kỹ thuật khác nhau là cần thiết trong việc giảm MD : Sấy đủ, việc hạn chế sử dụng nhựa tái, cài đặt nhiệt độ trong  giới hạn nhiệt độ đề xuất, tăng khả năng của các rãnh thoát khí, v.v…

Bảo dưỡng khuôn định kỳ  cũng rất quan trọng.

i. Bảo dưỡng khuôn (Maintenance of mold)

MD dễ bị cọ sạch ở giai đoạn đầu của sự bám bẩn nhưng lại rất khó bị đuổi đi sau khi sự bám bẩn bị tích tụ tăng dần lên.

Cố gắng làm sạch MD một cách thường xuyên trước khi chúng tích tụ bằng cách vệ sinh khuôn định kỳ.

Bài viết liên quan

Chat Zalo ngay