Mục lục chính
Giới Thiệu
Trong lĩnh vực gia công ép nhựa, một trong những lỗi phổ biến và tốn kém nhất là biến dạng sản phẩm sau khi phun ép. Biến dạng không chỉ ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ, mà còn khiến sản phẩm mất chính xác về kích thước, không đáp ứng tiêu chuẩn lắp ráp hoặc sử dụng thực tế.
Điều đáng nói là phần lớn lỗi biến dạng có thể được ngăn ngừa ngay từ bước thiết kế. Với kinh nghiệm trong ngành thiết kế và chế tạo khuôn mẫu, chúng tôi xin chia sẻ 4 nguyên tắc kỹ thuật quan trọng giúp bạn giảm thiểu tối đa rủi ro biến dạng khi thiết kế chi tiết nhựa.
1. Với Chi Tiết Lớn, Mỏng Và Phẳng – Cần Bổ Sung Gân Tăng Cứng
Tình huống thường gặp:
Khi thiết kế các tấm nhựa lớn và mỏng – ví dụ như vỏ nắp hộp, vách ngăn hoặc mặt bảng điều khiển – nếu không có kết cấu tăng cứng, sản phẩm sẽ rất dễ bị cong vênh, lượn sóng hoặc sập bề mặt.
Giải pháp kỹ thuật:
Bổ sung hệ thống gân tăng cứng (ribs) ở mặt dưới của chi tiết. Các gân này nên được thiết kế đồng đều, có chiều cao và độ dày phù hợp. Nguyên tắc thông thường là:
-
Chiều cao gân ≈ 2–3 lần độ dày vách.
-
Độ dày gân ≈ 0.5–0.7 lần độ dày thành để tránh co ngót và dấu vết bề mặt.
Hệ thống gân giúp tăng độ cứng vững tổng thể, đồng thời hạn chế lực co ngót không đều gây cong vênh.
2. Tránh Biến Dạng Thành Mỏng Ở Các Chi Tiết Hộp Dạng Hộp
Tình huống thường gặp:
Những sản phẩm có hình dạng hộp – như khay, hộp chứa, thùng nhựa – thường có thành bên mỏng và cao. Đặc biệt khi sử dụng nhựa ABS, PP hoặc HIPS, hiện tượng lõm thành, biến dạng cạnh, hoặc dội ngược khi tháo khuôn rất dễ xảy ra.
Giải pháp kỹ thuật:
-
Bo cong các mép cạnh: Ở vị trí giao giữa đáy và vách đứng, nên bo tròn với bán kính phù hợp. Điều này giúp dòng chảy nhựa ổn định hơn, đồng thời tăng cứng tại vị trí chuyển tiếp.
-
Làm lồi nhẹ mặt vách bên: Thay vì để mặt bên phẳng tuyệt đối, hãy thiết kế hơi lồi nhẹ ra ngoài (convex shape) hoặc có đường gân nổi dạng sống lưng, nhằm phân tán lực và giảm ứng suất tập trung.
-
Tăng góc thoát khuôn: Với thành cao và mỏng, góc thoát càng lớn sẽ càng dễ tháo khuôn, giảm nguy cơ kéo biến dạng thành.
Khi thùng có thành mỏng hình hộp được làm bằng ABS hoặc PP. Thành bên dễ bị biến dạng lõm sau khi ép phun. Như hình 2-1 (A) và hình 2-1 (C).
1) Để tăng cường độ cứng và giảm biến dạng, phần cạnh của lỗ mở thùng chứa thành mỏng được thiết kế có cấu trúc cong. Như hình 2-1 (B) và hình 2-1 (D).
2) Như hình 2-2 (B) và (D) Mỗi mặt của bức tường bên được thiết kế có cấu trúc cong lồi ra bên ngoài để chống biến dạng hiệu quả.
3) Một số bộ phận bằng nhựa được thiết kế có dạng hình chữ nhật. Khi thiết kế khuôn, lõi và khoang có thể thay đổi thành hình dạng cong ra bên ngoài.
3. Thiết Kế Đáy Phẳng Cần Lưu Ý Đặc Biệt
Tình huống thường gặp:
Đối với các chi tiết có đáy phẳng và lớn như mặt đáy hộp, vỏ housing của thiết bị điện tử, máy in, máy lọc,… dễ xảy ra biến dạng đáy, phồng đáy hoặc lõm giữa sau khi nguội.
Giải pháp kỹ thuật:
-
Thiết kế gân so le: Các gân không nên bố trí quá đều nhau mà cần có sự xen kẽ vị trí để không tạo vùng ứng suất lặp lại.
-
Sử dụng mặt cong hoặc mặt lõm nhẹ: Thiết kế mặt đáy hơi cong nhẹ (concave hoặc convex) giúp giảm co ngót đồng tâm và ổn định hình dạng khi nguội.
-
Tăng cường gân hình quả trám hoặc mạng tổ ong: Đây là dạng kết cấu tăng cứng tối ưu, được dùng nhiều trong các chi tiết yêu cầu độ cứng cao và giảm biến dạng phức tạp.
Các sườn tăng cường nên được đặt so le. Như hình 3-1 (b). Nó cũng có thể được làm thành một cấu trúc hình cầu hoặc hình dạng cong. Như hình 3-2 (b).
4. Kiểm Soát Co Ngót Và Lõm Trên Bề Mặt Trên
Tình huống thường gặp:
Một số chi tiết có bề mặt phẳng trên, nhưng lại xuất hiện vết lõm (sink mark) hoặc vùng thu nhỏ vật liệu tại chỗ dày – đặc biệt ở các vị trí có boss, trụ, hoặc lõi cao.
Giải pháp kỹ thuật:
-
Tránh tăng độ dày đột ngột: Những vùng chuyển tiếp độ dày thành cần bo tròn và giảm độ chênh.
-
Giảm chiều cao lõi: Nếu lõi hoặc boss quá cao, cần tăng thời gian giữ áp hoặc dùng hệ thống làm mát cục bộ.
-
Bố trí đường làm mát hợp lý: Làm mát không đều là nguyên nhân chính khiến vật liệu co ngót không đồng đều. Lưu ý tăng đường nước mát quanh các lõi có hình trụ lớn hoặc các trụ bắt vít.
Kết Luận
Thiết kế chi tiết nhựa là một quá trình vừa đòi hỏi kỹ thuật, vừa cần kinh nghiệm thực tế. Việc hiểu rõ đặc tính vật liệu, đặc điểm dòng chảy, ứng suất co ngót và nguyên lý kết cấu tăng cứng sẽ giúp bạn đưa ra bản vẽ tối ưu, giảm tối đa các lỗi như cong vênh, biến dạng, lún mặt, sai số kích thước.
Hãy xem việc “ngăn ngừa lỗi ngay từ bước thiết kế” là khoản đầu tư sinh lời, vì nó giúp bạn:
-
Tiết kiệm chi phí thử khuôn, sửa khuôn
-
Giảm thiểu thời gian chỉnh sửa mẫu
-
Tăng tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn ngay từ lần ép đầu tiên
Nếu bạn cần tư vấn kỹ thuật hoặc hợp tác thiết kế – chế tạo khuôn ép nhựa, hãy liên hệ với chúng tôi tại VCC Mold Precision – đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, am hiểu cả lý thuyết lẫn thực tiễn vận hành dây chuyền.
CÔNG TY CỔ PHẦN NĂNG LỰC VIỆT
- Địa chỉ : Lô đất số B2-3-3b KCN Nam Thăng Long – P. Thụy Phương – Q. Bắc Từ Liêm – TP. Hà Nội.
- Tel: (+84)24.37805300 – Fax: (+84)24.37805301
- Hotline/Zalo: 0934 683 166
- Email: contact@vcc-group.vn