Hiệu quả khuôn ép đùn thiết kế quyết định cả độ bền cấu trúc của các thanh cách nhiệt lẫn hiệu suất sản xuất. Các nghiên cứu trong ngành cho thấy 92% lỗi sản xuất trong các lớp cách nhiệt dựa trên polyamide bắt nguồn từ hình học khuôn không tối ưu (Tạp chí Xử Lý Polyme 2024).
Các lỗ khuôn được gia công chính xác để bù trừ sự co ngót vật liệu – thường là 2–4% đối với vật liệu composite polymer – đồng thời duy trì độ dung sai kích thước chặt chẽ trong phạm vi ±0,1 mm. Đối với các thanh cách nhiệt có khoang rỗng, thiết kế trục tâm bậc giúp ngăn chặn hiện tượng ứ đọng dòng chảy, bảo vệ hiệu suất cách nhiệt bằng cách đảm bảo độ dày thành đồng đều.
Các khuôn đùn hiện đại sử dụng động lực học chất lỏng tính toán (CFD) để tối ưu hóa hình dạng kênh dẫn, hạn chế sự biến thiên vận tốc vật liệu xuống dưới 15% trên toàn bộ chiều rộng của profile. Theo Báo cáo So sánh Công nghệ Đùn 2023, các bộ chia dòng xoắn ốc làm giảm tổn thất áp suất 22% so với các kênh dẫn thẳng truyền thống, từ đó cải thiện hiệu quả năng lượng và độ đồng đều của dòng chảy nóng chảy.
Chiều dài bạc đạn kéo dài (6–12 mm đối với các polymer gia cường bằng thủy tinh) giúp tăng cường ổn định dòng chảy, giảm biến thiên độ dày xuống dưới 0,25 mm/m. Tuy nhiên, chiều dài quá mức sẽ làm tăng áp suất ngược; nghiên cứu từ MIT chỉ ra rằng mỗi milimét bổ sung vượt quá mức tối ưu sẽ làm giảm 3,7% năng suất trong các hoạt động liên tục.
Các vùng cắt cao gần thành đầu tạo ra các gradient độ nhớt vượt quá 10⁴ Pa·s trong các polymer có độ nhớt. Miệng đầu được điều khiển nhiệt độ, duy trì trong phạm vi ±1,5°C, giúp ổn định độ nhớt của khối nóng chảy và là yếu tố thiết yếu để đạt được độ cứng mục tiêu 75–85 Shore D trong các thanh cách nhiệt thành phẩm.
Giữ nhiệt độ khuôn ổn định rất quan trọng để đảm bảo dòng chảy vật liệu đồng đều và ngăn ngừa các khuyết tật khó chịu. Các hệ thống hiện đại sử dụng gia nhiệt theo vùng với cặp nhiệt điện cung cấp phản hồi tức thì, giúp duy trì nhiệt độ gần như chính xác - thường trong phạm vi khoảng 1,5 độ Celsius trên toàn bộ bề mặt khuôn. Điều này giúp giảm thiểu những thay đổi độ nhớt gây ra hầu hết sự cố khi nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp. Theo một nghiên cứu từ APTech năm 2023, những dao động nhiệt độ này thực tế chiếm khoảng bảy trong số mười khuyết tật liên quan đến vấn đề nhiệt. Các kênh làm mát tích hợp trong hệ thống cũng giúp loại bỏ sự tích tụ nhiệt thừa, nghĩa là máy có thể vận hành trơn tru ngay cả khi đẩy vật liệu qua với tốc độ trên 12 mét mỗi phút mà không gặp sự cố.
Ngay cả những chênh lệch nhiệt độ nhỏ khoảng 6 độ C ở các phần khác nhau trên bề mặt khuôn cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng sản phẩm. Độ bền dây chuyền giảm khoảng 18% trong khi độ chính xác về kích thước sụt giảm gần 32%, theo các tiêu chuẩn ngành gần đây từ năm 2023. Khi các điểm nóng hình thành trong quá trình gia công, chúng tạo ra các kiểu làm nguội không đồng đều xuyên suốt vật liệu. Điều này dẫn đến sự tích tụ ứng suất nội tại, cuối cùng làm suy giảm các đặc tính cách điện theo thời gian. Các nhà sản xuất áp dụng các biện pháp kiểm soát nhiệt độ tốt hơn thường ghi nhận cải thiện trong hoạt động sản xuất. Tỷ lệ phế phẩm giảm khoảng 15% và năng suất sản xuất tăng khoảng 22% khi phân bố nhiệt độ duy trì ổn định trên toàn bộ chi tiết trong các chu kỳ sản xuất.
Việc đảm bảo phân bố áp suất đồng đều là yếu tố gần như thiết yếu để duy trì độ chính xác về kích thước khi làm việc với các thanh cách nhiệt. Khi xuất hiện chênh lệch áp suất trên khoảng 20% dọc theo bề mặt đầu khuôn, mọi thứ nhanh chóng trở nên sai lệch. Dòng chảy trở nên không ổn định, dẫn đến hàng loạt vấn đề như cong vênh và những khuyết tật bề mặt khó chịu mà không ai mong muốn. Phần lớn các xưởng hiện nay dựa vào hệ thống giám sát thời gian thực thông qua các cảm biến áp suất tích hợp để kiểm soát sự biến thiên này, thường duy trì được mức dao động trong khoảng cộng trừ 5%. Ngoài ra còn có các điều chỉnh hướng dẫn bởi CFD mang lại hiệu quả rất rõ rệt. Các họng dẫn hình tháp (tapered runners) phát huy tác dụng mạnh mẽ, cũng như các thay đổi về chiều dài bạc (bearing lengths). Những điều chỉnh nhỏ này có thể giảm tới khoảng 30% các đỉnh áp suất cục bộ đáng ghét, tạo nên sự khác biệt lớn về chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Việc đạt được sự cân bằng đúng trong lực cản dòng chảy đồng nghĩa với việc điều chỉnh hình dạng các kênh phù hợp với đặc tính chuyển động của vật liệu khi chúng chảy. Đối với những người làm việc với thanh cách nhiệt polymer, việc thay đổi tỷ lệ chiều dài phần dẫn (land length) so với khoảng cách từ diện tích chịu lực đến độ cao khe hở ở mức khoảng 1,5:1 có thể giảm chênh lệch tốc độ đầu ra khoảng 40 phần trăm, theo những gì chúng tôi quan sát được trong các nghiên cứu về dòng chảy. Các hệ thống sản xuất hiện đại thường bao gồm các bộ phận hạn chế dòng chảy đặc biệt cùng với các trục điều chỉnh được, giúp kiểm soát sự thay đổi độ nhớt trong quá trình sản xuất. Việc duy trì chênh lệch áp suất dưới 15 MPa mỗi mét cho phép biến động độ dày nằm trong phạm vi chỉ khoảng 1%, điều này thực tế đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn ASTM về thông số hiệu suất nhiệt thích hợp trong hầu hết các ứng dụng.
Việc lựa chọn vật liệu ảnh hưởng đến hiệu suất khuôn, chi phí sản xuất và chất lượng sản phẩm. Các yếu tố cần cân nhắc chủ yếu bao gồm khả năng chống mài mòn đối với các hợp chất mài mòn, độ ổn định nhiệt trong điều kiện hoạt động lặp đi lặp lại, và sự phù hợp với khối lượng sản xuất.
Trong các hoạt động sản xuất với sản lượng lớn, thép công cụ H13 và D2 là những lựa chọn hàng đầu nhờ độ cứng ấn tượng đạt mức khoảng 55 HRC và duy trì được độ bền cấu trúc ngay cả ở nhiệt độ lên tới khoảng 600 độ C. Theo các phát hiện gần đây được ASM International công bố năm 2023, các mác thép này vẫn giữ được khoảng 95% độ cứng ban đầu sau khi trải qua 10.000 chu kỳ sản xuất. Điều này dẫn đến sự thay đổi kích thước ít hơn đáng kể so với các loại thép thông thường, giảm thiểu các điều chỉnh cần thiết trong quá trình sản xuất dài hạn. Điều làm nổi bật chúng thêm nữa là sự kết hợp giữa crôm và molypden trong thành phần, giúp chống lại sự ăn mòn do các chất phụ gia polymer thường dùng trong quy trình đúc gây ra. Hơn nữa, cấu trúc hạt mịn hiện diện trong các vật liệu này giúp ngăn chặn sự hình thành vết nứt, một yếu tố đặc biệt quan trọng khi làm việc với các vật liệu khó xử lý như nhựa gia cường sợi thủy tinh, nơi mà những khuyết tật vi mô có thể nhanh chóng trở thành vấn đề nghiêm trọng.
Tin Tức Nổi Bật
POLYWELL chuyên về thanh cách nhiệt PA66, cung cấp hạt polyamide, máy ép, mold, máy cuộn và dịch vụ tùy chỉnh toàn diện một điểm đến.
Thị trấn Jinfeng, thành phố Zhangjiagang, thành phố Suzhou, tỉnh Giang Tô, Trung Quốc
Bản quyền © 2024 Suzhou Polywell Engineering Plastics Co., Ltd Chính sách bảo mật
EN
