Tầm quan trọng và các yếu tố chính của lực kẹp trong ép phun

Giới thiệu

Với các công ty toàn cầu tích cực thúc đẩy các hoạt động kinh doanh bền vững ESG và sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp xe điện, nhu cầu về các thành phần nhựa—như các bộ phận ô tô nhẹ, các thành phần trang trí nội thất bằng vật liệu composite và đèn ô tô quang học thông minh—đã tăng lên đáng kể. Các thành phần này đang được thiết kế với độ chính xác và độ phức tạp cao hơn, và xu hướng hướng tới sản xuất hàng loạt nhỏ, đa dạng đã khiến các yêu cầu về hiệu suất của máy ép phun ngày càng khắt khe. Đặc biệt, theo yêu cầu kép về độ ổn định chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất, tính đồng nhất và độ chính xác của lực kẹp đã trở thành các yếu tố ảnh hưởng quan trọng.

Hình 1: Cam kết của FCS đối với các Mục tiêu Phát triển Bền vững ESG

Sự tương quan giữa ép phun và lực kẹp

Trong quá trình ép phun, khuôn phải chịu được áp suất phun cao. Do đó, lực kẹp thích hợp là rất cần thiết để duy trì độ kín của khuôn, ngăn ngừa hiện tượng chảy nhựa và đảm bảo độ chính xác về kích thước của sản phẩm. Các yếu tố quan trọng nhất là độ ổn định và tính đồng nhất của lực kẹp. Độ lớn của lực kẹp ảnh hưởng đến hành vi hỗ trợ và thông hơi của khuôn. Lực kẹp hợp lý và ổn định không chỉ duy trì độ ổn định về kích thước trong quá trình đổ đầy nóng chảy mà còn ngăn ngừa hư hỏng khuôn; đồng thời, độ đồng đều của lực kẹp trên bốn thanh giằng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Nếu lực kẹp phân bổ không đều, dễ dẫn đến khuôn không thẳng hàng, hình thành hiện tượng chảy nhựa, thậm chí là gãy thanh giằng và hư hỏng khuôn, từ đó có thể gây gián đoạn sản xuất và tăng chi phí bảo trì.

Nguyên nhân gây ra độ lệch lực kẹp

Trong quá trình sản xuất ép phun, lực kẹp có thể bị lệch do một số yếu tố, chủ yếu bao gồm:

1. Tăng nhiệt độ thành khuôn : Trong quá trình sản xuất, nhiệt độ cao của vật liệu nóng chảy được truyền đến thành khuôn thông qua quá trình dẫn nhiệt, do đó ảnh hưởng đến độ ổn định của lực kẹp.
2. Sự thay đổi độ nhớt của dầu thủy lực : Khi nhiệt độ thay đổi, độ nhớt của dầu thủy lực trong hệ thống sẽ thay đổi, ảnh hưởng đến quá trình truyền lực của cơ cấu kẹp.
3. Thanh giằng mỏi : Hoạt động kéo dài có thể khiến vật liệu ở thanh giằng mỏi, làm giảm độ cứng của chúng và gây ra sự phân bổ lực kẹp không đều.
4. Thay đổi nhiệt độ môi trường : Sự thay đổi nhiệt độ môi trường bên trong nhà máy cũng có thể ảnh hưởng đến tính ổn định của hoạt động máy móc.
5. Nhiệt ma sát cơ học và dẫn nhiệt khuôn : Nhiệt ma sát sinh ra trong quá trình hoạt động cơ học và khả năng dẫn nhiệt vốn có của khuôn ảnh hưởng thêm đến hiệu suất của lực kẹp.

Phương pháp cải thiện tính đồng đều của lực kẹp

Để đảm bảo tính ổn định chất lượng của sản phẩm ép phun, cần phải cải thiện tính đồng đều và ổn định của lực kẹp. Điều này có thể đạt được thông qua các phương pháp sau:

1. Tăng độ cứng của thành khuôn : Việc gia cố cấu trúc thành khuôn có thể làm giảm biến dạng dưới tải và cải thiện tính đồng đều của phân phối lực kẹp. Tuy nhiên, chỉ tăng độ dày thành khuôn để tăng độ cứng sẽ chỉ làm chậm phản ứng của máy; do đó, tăng độ cứng thông qua lựa chọn vật liệu và thiết kế cấu trúc là cách tiếp cận tốt nhất.
2. Cải thiện cấu trúc kẹp : Việc thay đổi từ thiết kế chốt hướng vào trong truyền thống sang cấu trúc chốt hướng ra ngoài giúp cải thiện sự phân bổ lực, đảm bảo lực kẹp được tác dụng đồng đều hơn vào khuôn.
3. Hệ thống kiểm soát phản hồi và giám sát thời gian thực : Bằng cách sử dụng cảm biến để giám sát thời gian thực sự thay đổi lực kẹp trên bốn thanh giằng và tự động điều chỉnh để bù, lực kẹp có thể được duy trì nhất quán với giá trị đã cài đặt.

Tác động của cài đặt lực kẹp

Cài đặt lực kẹp phải được điều chỉnh chính xác dựa trên đặc điểm sản phẩm và thiết kế khuôn. Nếu lực kẹp được đặt quá thấp, khuôn có thể bị ép mở dưới áp suất phun cao, dẫn đến các vấn đề về flash (vật liệu dư thừa); ngược lại, nếu đặt quá cao, việc thông hơi kém có thể gây ra các khuyết tật như vết cháy ở cuối quá trình đổ đầy và thậm chí có thể gây biến dạng khuôn.

(Một)	(b)

Hình 2: Các lỗi sản phẩm do lực kẹp kém: (a) Vết cháy (b) Vết cháy

Hình 3: Phân tích biến dạng mẫu

Ngoài ra, thiết kế cấu trúc kẹp của máy có nhiều tác động khác nhau đến cài đặt lực kẹp. Ví dụ, trong máy ép phun có thiết kế chốt hướng vào trong, vì điểm khóa chốt nằm ở phía ngoài của thành khuôn, hướng của dòng lực có xu hướng gây ra áp suất cao hơn ở ngoại vi khuôn so với ở tâm. Nếu lực kẹp được đặt quá cao, thì có nhiều khả năng dẫn đến biến dạng khuôn và biến dạng thành khoang. Ngược lại, thiết kế chốt hướng ra ngoài với cơ cấu kẹp tập trung cho phép phân bổ lực kẹp đồng đều hơn, giúp giảm hiệu quả các vấn đề về chớp cháy và đặc biệt phù hợp với các khuôn cũ.

Ưu điểm của máy ép phun FCS SA Series Outward Toggle

FCS đã thúc đẩy các nguyên tắc ESG ngay từ khi bắt đầu phát triển sản phẩm, tập trung vào hiệu suất cao, hiệu quả cao và tính linh hoạt cao, dẫn đến sự phát triển của dòng SA. Dòng này bao gồm các máy ép phun có chốt hướng ra ngoài từ 100 đến 3200 tấn. Thông qua phân tích lưu lượng lực được tối ưu hóa, tính đồng đều của lực tác dụng được tăng cường và biến dạng thành khuôn được giảm. Ngoài ra, với thiết kế tấm khuôn được tối ưu hóa, độ cứng của tấm khuôn được tăng 30% trong khi trọng lượng của nó giảm 11,5%, do đó cải thiện khả năng phản hồi của máy.

Dòng SA cung cấp một mô-đun điều khiển phản hồi tự động tùy chọn cho lực kẹp thanh giằng. Mô-đun này tự động hiệu chuẩn và điều chỉnh trong quá trình sản xuất mà không cần dừng máy, đảm bảo hiệu suất tối ưu mọi lúc. Ngoài ra, mô-đun được trang bị chức năng cảnh báo độ lệch lực kẹp có thể cung cấp cảnh báo ngay lập tức khi độ lệch vượt quá ngưỡng rủi ro, giúp giảm hiệu quả rủi ro thời gian chết.

Sự kết hợp giữa máy ép phun trục ngoài SA series và mô-đun điều khiển phản hồi tự động cho lực kẹp thanh giằng là giải pháp tốt nhất để đảm bảo lực kẹp đồng đều. Nó đặc biệt phù hợp với các sản phẩm có tỷ lệ chiều dài trên chiều rộng cao như các thành phần quang học ô tô và cản xe, cũng như các sản phẩm phôi chai nhiều khoang.

Hình 4: Máy ép phun Outward Toggle Series SA

Máy ép phun Outward Toggle (Dòng SA)

Giới thiệu Đây là mô hình tiết kiệm năng lượng thủy lực servo mới ra mắt với bộ phận kẹp chốt hướng ra ngoài. Các ngành công nghiệp áp dụng bao gồm đồ gia dụng, văn phòng phẩm, ô tô, 3C và thiết bị gia dụng, đặc biệt là máy in đa chức năng, linh kiện máy tính xách tay hoặc máy tính. Hành trình kẹp lớn hơn của nó cũng phù hợp với các sản phẩm loại thùng sâu. Với lực kẹp từ 100 tấn đến 3.200 tấn.