Tính toán kênh dẫn nhựa trong khuôn ép nhựa

Có rất nhiều phương pháp để tính toán kênh dẫn nhựa:
+ Tính toán theo lý thuyết dòng chảy nhựa.
+ Dùng công cụ mô phỏng để rút ra kênh dẫn nhựa tối ưu.
+ Tính toán theo kinh nghiệm thực tế làm khuôn.
…
Ở đây mình sẽ nói về kênh dẫn nhựa theo lý thuyết khuôn mẫu vì đây là nền tảng cho các cách tính khác.
Nguyên tắc tính toán:
Trong quá trình tính toán đường kính runner, ta cần phải đối chiếu kết quả tính được với tỉ số chảy của vật liệu để xem đường kính như thế có hợp lý hay không.
Đường kính runner = Chiều dày thành sản phẩm + 20% chiều dày thành sản phẩm.
Giả sử ta có sản phẩm có thành dày 1.8mm. Chiều dài runner là 110mm. Lúc này:
Dc = 1.8+1.8×20% = 2.16(mm).
Ta có tỷ số: L/Dc = 110/2.16 ≈ 51 :1.
Với L : Chiều dài runner tính cho một Cavity.
Dc: Đường kính runner.
Kiểm tra tỷ số chảy của vật liệu:
Tỷ lệ lớn của Runner = 20% tỷ số lớn nhất tỷ số chảy vật liệu.
Giả sử vật liệu của sản phẩm là PC có tỷ số chảy là 100:1
Suy ra tỷ số chảy runner = 20% (100:1) = 20:1.
Ta thấy tỷ số 51:1 lớn hơn nhiều so với 20:1. Điều này có nghĩa là đường kính Dc = 2.16mm là không phù hợp.
Xác định lại đường kính Runner:
Gọi x là đường kính Runner cần xác định lại. Ta có biểu thức liên hệ sau:
110/x = 20:1 → x = 5.5mm.
Như vậy đường kính nhỏ nhất của Runner cần xác định là 5.5 mm.

Để tính toán Runner trước hết ta cần có tỷ số chảy của vật liệu đươc khuyến cáo do nhà sản xuất cung cấp. Một số vật liệu được có tỷ số chảy:
PC = 100:1 tỷ số runner 20:1.
PA6 = 250:1 tỷ số runner 50:1.
PE = 200:1 tỷ số runner 40:1.
ABS = 150:1 tỷ số runner 30:1.

Tiết diện Runner:
Việc để cho xương keo dễ rớt khi ta mở khuôn thì sau khi tính toán thiết kế đường kính Runner, ta có thể thay đổi hình dạng tiết diện của Runner sao cho dễ rớt tự động sau khi khuôn tách ra.

Khi kênh dẫn có tiết diện là hình tròn thì khả năng dẫn nhựa là tốt nhất, lưu lượng chảy nhựa là tốt nhất, lượng nhựa tiu tốn là ít nhất nên hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên việc gia công rãnh tròn và khả năng lắp để 2 nửa tròn khớp với nhau là điều rất khó.
Ta thường thiết kế runner có tiết diện hình thang hoặc hình thang hiệu chỉnh, vì nó vẫn đảm bảo lưu lượng nhựa chảy lỏng qua nó lớn, dễ gia công và độ chính xác lắp ghép cao vì nó chỉ nằm trên 1 tấm khuôn. Tuy không tiết kiệm nhựa như tiết diện tròn nhưng nó đảm bảo được yêu cầu của một kênh dẫn nhựa.
Hình dạng runner:
Trên runner người ta thiết kế thêm phần đuôi nguội chậm (Cold marterial trap) như hình:

Phần đuôi ngụội chậm lớn hơn hoặc bằng đường kính runner. (?)

Đường kính kênh nhánh và tiết diện cổng keo.
Đường kính kênh nhánh:
DN = 1/8 √W 〖.L〗^(1/4)

DC = DN.N1/3
D: Đường kính runner (mm).
W: Trọng lượng Moulding (N)?.
L: Chiều dài runner (mm).
N: Số nhánh rẽ của runner.
Tiết diện cổng keo:
Tiết diện cổng keo tròn:
d = n . K . A1/4
d: đường kính cổng keo.
Tiết diện cổng keo hình chữ nhật:
Sâu: H = n.T(mm).
Rộng: W = n.√A / 30 (mm).
K : Hệ số bề dày keo = (0.1~0.15)√T.
T : Bề dày sản phẩn (mm¬).
A : Diện tích Cavity (mm2) = V/T

Hệ số phụ thuộc vật liệu Chất lỏng cao Chất lỏng TB Chất lỏng thấp
PE/PS/AS/PP/ABS PCM/PBT/PA/MPPE PMMA/PC/PVC/PPS
n 0.6 0.7 0.8

Thay vì chúng ta phải làm đuôi cho mỗi lần chuyển đổi dòng chảy, ta có thể thiết kế lỗ, tại vị trí bạc bơm keo. Như vậy sau khi thêm phần ty giữ ta có thể bỏ hẳn phần đuôi của runner (?).

* Nếu trong trường hợp nhiều cavity, đường keo quá dài, để hạn chế chiều dài runner ta thiết kế 2, 4, 8 cổng bơm.
Các bạn có thể download trọn bộ tính toán thiết kế kênh dẫn nhựa, cũng như kích thước các kiểu cổng vào nhựa (vd: cổng chìm, cổng vào nhựa khuôn 2 tấm, 3 tấm,…), các kiểu bạc xương keo cho khuôn 2 tấm, 3 tấm, hot-ruuner,… trên kho tài liệu CP-Life.