Ứng dụng công nghệ kênh giải nhiệt 3D cho khuôn phun ép nhựa

Ứng dụng công nghệ mang đến hiệu quả cao

Thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa là một trong những khâu quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa hàng loạt. Đối với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp khuôn mẫu cùng với nhu cầu về cả số lượng cũng như chất lượng đang ngày càng tăng ở người tiêu dùng, quy trình thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa cũng cần phải đòi hỏi độ tỉ mỉ và chính xác cao hơn nữa.

Tại Việt Nam, nhu cầu đầu tư về khuôn mẫu cho sản xuất nhựa, cơ khí, chi tiết máy, linh kiện là cần thiết, đòi hỏi những ứng dụng công nghệ mới, hiệu quả. Do vậy, “Nghiên cứu công nghệ và chế tạo thiết bị gia công kênh giải nhiệt dạng 3D cho khuôn phun ép nhựa” đã được PGS.TS Phạm Sơn Minh và các cộng sự công tác tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đề xuất nhằm giúp doanh nghiệp Việt Nam mở rộng khả năng sản xuất, nâng cao khả năng cạnh tranh, cũng như rút ngắn thời gian phun ép sản phẩm nhựa, đặc biệt là các sản phẩm dùng cho các quá trình lắp ráp và có yêu cầu độ chính xác cao.

Hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ trực tiếp xem hệ thống phun ép nhựa với khuôn sử dụng kênh giải nhiệt 3D. (Ảnh: ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM)

Theo PGS.TS Phạm Sơn Minh, thực tế, các phương pháp giải nhiệt cho khuôn phun ép hiện nay chủ yếu có hình trụ thẳng, được gia công bằng phương pháp khoan sâu. Với các kênh giải nhiệt này, đa số các khuôn ở Việt Nam chỉ có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất các sản phẩm có chất lượng thông thường.

Ngoài ra, kênh giải nhiệt dạng thẳng không thể tối ưu hóa quá trình giải nhiệt cho các sản phẩm nhựa. Các lỗi thường gặp ở dạng khuôn này là cong vênh, không điền đầy, chất lượng bề mặt thấp… Ngoài ra, thời gian chu kỳ phun ép cũng là một trong những vấn đề cần được cải tiến cho các loại khuôn truyền thống hiện nay.

Đẩy mạnh công nghệ in 3D tại Việt Nam

Sản phẩm chính của nhiệm vụ là máy in 3D kim loại dựa trên nguyên lý là công nghệ hàn đắp. Đặc điểm của thiết bị này là có thể thay thế, ứng dụng được công nghệ in 3D kim loại mà thế giới đang nghiên cứu, phát triển vào lĩnh vực mạnh của Việt Nam hiện nay là công nghệ khuôn phun ép nhựa.

Theo đó, máy gồm một khung và một nguồn hàn. Trong quá trình in 3D kim loại thì hệ thống CNC sẽ điều khiển vùng đầu hàn di chuyển để tạo ra những lớp hàn. Từ những lớp hàn đó có thể dùng để gia công, tạo thành những lòng khuôn và kèm theo đó là những đường nước giải nhiệt ở phía dưới.

PGS.TS Phạm Sơn Minh và các cộng sự đã hoàn thiện công nghệ, quy trình, tính toán, thiết kế khuôn phun ép nhựa cho sản phẩm tấm CAX5 và bánh răng công nghiệp với thiết bị giải nhiệt dạng 3D. Các thử nghiệm thực tế tại phòng thí nghiệm đã tạo ra sản phẩm có chất lượng đồng nhất, ổn định.

Việc chế tạo thành công hệ thống gia công các kênh giải nhiệt dạng 3D với chi phí thấp hơn khoảng 50% so với các công nghệ hiện tại đã góp phần cải thiện đáng kể lợi nhuận, là một trong những yếu tố tích cực tác động đến lĩnh vực phun ép nhựa. Hệ thống giúp phổ biến công nghệ giải nhiệt bằng kênh dẫn dạng 3D, nâng cao lợi nhuận của công ty, cũng như của ngành khuôn mẫu.

PGS.TS Phạm Sơn Minh cho biết: "Trong lĩnh vực gia công khuôn mẫu, đặc biệt với khuôn phun ép nhựa, với dạng sản xuất đơn chiếc hoặc số lượng ít, phương án được chúng tôi đề xuất là một trong những phương pháp có thể thay thế được cho công nghệ in 3D kim loại”.

Chia sẻ thêm về khả năng chuyển giao cho các doanh nghiệp, đại diện nhóm nghiên cứu khẳng định, khi chúng ta có khả năng giảm được thời gian chu kỳ của sản phẩm nhựa thì đó là một trong những nhu cầu rất lớn hiện nay đối với những doanh nghiệp khuôn mẫu nói chung và khuôn mẫu về lĩnh vực nhựa nói riêng ở Việt Nam.

Nhóm nhà khoa học cũng cho biết trong thời gian sắp tới, sau khi hoàn thiện một số chi tiết và cụm chi tiết theo hướng công nghiệp hóa thì có thể chuyển giao thiết bị, cũng như công nghệ này cho các doanh nghiệp, đặc biệt là những doanh nghiệp chế tạo khuôn mẫu ở Việt Nam hiện nay./.