Những Sai lầm Phổ biến trong Thiết kế Khuôn Ép phun và Cách Tránh chúng

Độ Dày Thành Không Đều: Nguyên Nhân, Hậu Quả và Giải Pháp

Hiện Tượng: Cong Vênh, Dấu Lõm và Khoang Rỗng Do Độ Dày Thành Không Đồng Đều

Độ dày thành không đều nằm trong số các vấn đề hàng đầu trong thiết kế khuôn ép phun, và thường dẫn đến những sự cố như cong vênh, các vết lõm khó chịu, và các khoảng rỗng dai dẳng. Khi các chi tiết có phần dày hơn, chúng mất nhiều thời gian hơn để nguội so với các khu vực mỏng, tạo ra ứng suất bên trong vật liệu. Ứng suất này gây ra hiện tượng cong vênh khi kích thước bị biến dạng trong quá trình định hình. Các vết lõm xuất hiện dưới dạng các vết lõm nhỏ trên bề mặt do các điểm dày co ngót quá mức trong quá trình làm nguội. Khoảng trống xảy ra khi không khí bị mắc kẹt trong những vùng dày này. Tất cả những vấn đề này đều ảnh hưởng đến độ bền cũng như tính thẩm mỹ của chi tiết, dẫn đến tỷ lệ sản phẩm bị loại bỏ cao hơn và chi phí sản xuất tăng lên. Theo báo cáo từ nhiều chuyên gia trong ngành, khoảng 45% các sự cố về ngoại quan trên các sản phẩm đúc ép phun có thể được truy nguyên về độ dày thành không đồng nhất ở các phần khác nhau của khuôn.

Nguyên tắc: Độ dày thành đồng đều để đảm bảo quá trình làm nguội và dòng chảy vật liệu cân bằng

Việc xác định đúng độ dày thành rất quan trọng trong quá trình đúc phun. Khi các thành có độ dày đồng đều, nhựa sẽ nguội đều hơn và chảy trơn tru qua khuôn. Điều này giúp ngăn ngừa các vấn đề như biến dạng hay những vệt ứng suất khó chịu xuất hiện sau khi sản xuất. Hơn nữa, khuôn được điền đầy tốt hơn khi độ dày đồng nhất ở mọi khu vực, nhờ đó tránh được các sự cố dòng chảy gây ra điểm yếu. Hầu hết các nhà sản xuất hướng tới độ dày thành khoảng 1,2 đến 3 milimét, mặc dù không ai muốn các phần chênh lệch quá khoảng một phần tư. Sự chênh lệch này ảnh hưởng rõ rệt đến tiến trình sản xuất tại nhà máy. Các chi tiết được làm với thành dày đồng đều thường giảm thời gian chu kỳ khoảng 30 phần trăm và cũng giảm đáng kể các lỗi, đôi khi cắt giảm đến một nửa so với các chi tiết có độ dày thành thay đổi thất thường.

Nghiên cứu điển hình: Thiết kế lại vỏ nhựa để loại bỏ các khuyết tật về thẩm mỹ

Một công ty sản xuất thiết bị điện tử tiêu dùng đã gặp phải các vấn đề lớn về hiện tượng lõm bề mặt và cong vênh trên vỏ nhựa do độ dày thành thay đổi quá nhiều, từ chỉ 1,5mm đến dày tới 4,2mm. Việc làm nguội không đều này gây ra rất nhiều rắc rối trong sản xuất, bao gồm số lượng phế phẩm quá cao và thời gian chu kỳ kéo dài hơn bình thường. Nhóm kỹ thuật đã giải quyết vấn đề bằng cách thiết kế lại chi tiết với độ dày thành đồng đều 2mm trên toàn bộ sản phẩm và thêm vào các phần khoét lõi chiến lược để tăng độ bền mà không làm nặng thêm toàn bộ cấu trúc. Sau những thay đổi này, hiện tượng lõm bề mặt đã hoàn toàn biến mất, mức độ cong vênh giảm khoảng 85% và thời gian chu kỳ được rút ngắn gần một phần tư. Nhìn lại, rõ ràng việc điều chỉnh độ dày thành hợp lý đã đồng thời khắc phục nhiều vấn đề về chất lượng và giúp quy trình sản xuất vận hành trơn tru hơn.

Chiến lược: Khoét lõi và chuyển tiếp dần để quản lý các phần dày

Các nhà thiết kế thường sử dụng các phần khoét rỗng và chuyển tiếp dần khi việc đạt được độ dày đồng đều không khả thi do nhiều lý do khác nhau. Các phần khoét rỗng về cơ bản sẽ loại bỏ bớt vật liệu ở những điểm dày, nhưng thay vì để chúng rỗng hoàn toàn, người ta gia cố bằng các gân tăng cứng để chi tiết vẫn đảm bảo độ bền. Kết quả là các chi tiết nhẹ hơn, làm nguội tốt hơn và ít có nguy cơ xuất hiện các vết lõm khó chịu mà ai cũng ghét. Đối với các vùng chuyển tiếp giữa các độ dày khác nhau, hầu hết các kỹ sư đều sử dụng tỷ lệ vát 3:1 vì nó tạo ra sự thay đổi mượt mà hơn, tránh các bước nhảy đột ngột có thể làm giữ bọt khí hoặc gây tập trung ứng suất ở những khu vực quan trọng. Những phương pháp này giúp duy trì quá trình sản xuất diễn ra trơn tru ngay cả khi xử lý các hình dạng phức tạp, và theo số liệu trong ngành, các công ty thường giảm được khoảng 15 đến 25 phần trăm lượng vật liệu sử dụng đồng thời cải thiện rõ rệt chất lượng tổng thể của sản phẩm.

Xu hướng: Sử dụng phần mềm mô phỏng ép phun để tối ưu hóa thiết kế thành tường

Phần mềm mô phỏng ép phun đã thực sự thay đổi cách chúng tôi tiếp cận việc tối ưu hóa độ dày thành trong sản xuất. Các hệ thống mới nhất có thể dự đoán cách vật liệu sẽ chảy, theo dõi tốc độ làm nguội, phát hiện các khuyết tật tiềm ẩn từ lâu trước khi bắt đầu chế tạo khuôn thực tế, cho phép kỹ sư thử nghiệm các cấu hình thành khác nhau một cách ảo. Khi xem xét nhiều phương án thiết kế cạnh nhau, các chuyên gia thường tìm ra các giải pháp đáp ứng cả yêu cầu về độ bền lẫn các ràng buộc sản xuất. Các báo cáo ngành cho thấy các công ty sử dụng các mô phỏng này đã giảm khoảng 70% các vấn đề liên quan đến độ dày thành và đưa sản phẩm ra thị trường nhanh hơn khoảng 40% so với các phương pháp truyền thống. Hầu hết các nhà sản xuất tiên tiến hiện nay đều coi mô phỏng là yếu tố thiết yếu trong suốt quá trình phát triển, mặc dù vẫn còn dư địa để cải thiện khi các công nghệ mới tiếp tục xuất hiện trong lĩnh vực phát triển nhanh chóng này.

Góc thoát và bán kính góc: Ngăn ngừa vấn đề đẩy khuôn và điểm tập trung ứng suất

Hiện tượng: Các bộ phận bị kẹt và rách bề mặt do độ thoát không đủ

Khi các bộ phận bị kẹt trong khuôn hoặc bị rách khi đẩy ra, nguyên nhân thường là do góc thoát không đúng. Vấn đề trở nên nghiêm trọng hơn khi độ côn không đủ, vì bộ phận ma sát quá mức với thành khuôn, đặc biệt rõ rệt ở những phần sâu hơn hoặc những phần có kết cấu bề mặt. Theo quan sát tại các nhà máy trong ngành, cứ 100 bộ phận đúc phun bị loại thì có khoảng 15 trường hợp do sự cố đẩy ra, và khoảng hai phần ba trong số các vấn đề đó bắt nguồn từ thiết kế độ thoát kém. Vấn đề này càng trở nên phức tạp hơn với các bề mặt có kết cấu, vốn cần độ thoát khoảng 3 đến 5 độ so với chỉ 1 hoặc 2 độ ở các bề mặt trơn nhẵn thông thường. Việc tính toán chính xác điều này rất quan trọng đối với các nhà sản xuất nhằm tránh những lần ngừng sản xuất tốn kém và các rắc rối về kiểm soát chất lượng về sau.

Nguyên tắc: Vai trò của các góc thoát và bán kính lượn trong khả năng chế tạo

Các góc nghiêng phôi, tức là những độ dốc có chủ đích mà chúng ta tạo trên các thành đứng, sẽ giúp việc lấy chi tiết ra khỏi khuôn dễ dàng hơn rất nhiều mà không gặp vấn đề ma sát do diện tích bề mặt tiếp xúc giảm đi. Hầu hết các chuyên gia trong ngành đều khuyến nghị bắt đầu với khoảng 1 độ nghiêng cho mỗi inch chiều sâu mà chi tiết lõm vào khuôn, mặc dù một số khu vực cần góc lớn hơn như 3 độ hoặc thậm chí nhiều hơn khi xử lý các vị trí khó hoặc bề mặt có kết cấu. Bán kính góc hay vát mép cũng có tác dụng tương tự nhưng áp dụng cho các cạnh thay vì các mặt bên. Các góc nhọn về cơ bản là tiềm ẩn rủi ro vì chúng tạo ra điểm tập trung ứng suất và cản trở vật liệu chảy đều trong lòng khuôn. Khi các góc được bo tròn, chi tiết thường bật ra dễ dàng mà không bị kẹt hay hư hại trong quá trình tháo khuôn. Hơn nữa, các cạnh bo tròn này còn giúp vật liệu điền đầy khuôn tốt hơn ngay từ đầu và thực tế làm tăng độ bền tổng thể của sản phẩm cuối cùng.

Nghiên cứu điển hình: Cải thiện việc tháo viền trang trí ô tô nhờ tối ưu hóa bán kính góc

Một nhà sản xuất phụ tùng ô tô liên tục gặp sự cố với các chi tiết ốp nội thất. Họ thường xuyên gặp vấn đề trầy xước bề mặt trong quá trình sản xuất và phải chịu nhiều thời gian ngừng máy ngoài kế hoạch, gây tổn thất về tài chính. Khi xem xét thiết kế khuôn gốc, nguyên nhân rõ ràng là do các nhà thiết kế chỉ quy định góc thoát 0,5 độ ở những khu vực có kết cấu sâu, đồng thời chi tiết có rất nhiều góc lõm sắc nhọn. Khi họ quay lại thiết kế và thay đổi, đảm bảo tất cả các bề mặt đều có góc thoát đồng đều 3 độ và làm tròn các góc với bán kính 1,5mm, một điều thú vị đã xảy ra. Lực đẩy ra đột ngột giảm khoảng 40 phần trăm, nghĩa là thiết bị ít bị hao mòn hơn. Tỷ lệ phế phẩm cũng giảm mạnh, từ khoảng 12% xuống dưới 2%. Ngoài việc giải quyết các vấn đề trước mắt, hình dạng mới này thực tế còn cải thiện khả năng chảy của nhựa trong khuôn. Không còn xuất hiện các vệt dòng chảy xấu xí trên thành phẩm, và quan trọng nhất là họ có thể bỏ qua các bước hoàn thiện bổ sung vốn làm tăng cả thời gian lẫn chi phí sản xuất.

Chiến lược: Hướng dẫn soạn thảo tiêu chuẩn theo vật liệu và độ hoàn thiện bề mặt

Việc sử dụng các góc thoát tiêu chuẩn tùy theo loại vật liệu đang xử lý và độ nhẵn hoặc nhám cần thiết của bề mặt có thể ngăn ngừa những sự cố khó chịu khi đẩy sản phẩm ra trước khi chúng trở thành vấn đề đau đầu trong quá trình sản xuất. Các bề mặt nhẵn thường cần khoảng 1 độ thoát cho mỗi inch chiều sâu, nhưng nếu có kết cấu bề mặt thì cần từ 3 đến 5 độ tùy thuộc vào mức độ nổi bật của kết cấu đó. Hầu hết các loại nhựa kỹ thuật phổ biến như nhựa ABS và polycarbonate thường hoạt động tốt với góc thoát từ 1 đến 2 độ. Các vật liệu dẻo thường cần thêm không gian, do đó khe hở lớn hơn sẽ giúp chúng thoát khuôn dễ dàng mà không bị dính. Đảm bảo tất cả các góc thoát này phải song song với vị trí chia tách thực tế của khuôn, để mọi thứ thoát ra đều đặn thay vì bị kẹt ở một bên. Cũng cần lưu ý các góc trong – nên làm tròn chúng với bán kính khoảng nửa milimét đến một milimét sẽ giúp giảm đáng kể các điểm chịu ứng suất và cải thiện khả năng chảy của vật liệu nóng vào lòng khuôn.

Thiết kế Gân và Chân: Cân bằng giữa Độ bền và Tính toàn vẹn về thẩm mỹ

Hiện tượng: Dấu lõm và độ đỡ yếu do gân được thiết kế kém

Gân được thiết kế không tốt thường gây ra những dấu lõm khó chịu mà chúng ta thường thấy trên các chi tiết nhựa, đồng thời làm giảm độ vững chắc của cấu trúc. Nếu gân dày hơn khoảng một nửa độ dày thành phần, nó sẽ mất nhiều thời gian hơn để nguội so với phần còn lại của chi tiết. Sự chênh lệch này khiến vật liệu co vào trong khi nguội, tạo nên những vết lõm mất thẩm mỹ trên bề mặt. Những gân ngắn, gân bị phân bố quá thưa hoặc không được hỗ trợ đúng cách đơn giản là không thực hiện đúng chức năng của chúng. Các chi tiết được sản xuất theo cách này thường dễ bị cong hoặc thậm chí gãy khi chịu lực tác động. Đối với các sản phẩm mà tính thẩm mỹ quan trọng và chức năng then chốt, những vấn đề này có thể gây ra rắc rối nghiêm trọng cho các nhà sản xuất đang nỗ lực đạt tiêu chuẩn chất lượng.

Nguyên tắc: Tỷ lệ tối ưu giữa độ dày, chiều cao và bán kính đáy của gân

Thiết kế gân đúng cách đồng nghĩa với việc tuân thủ một số quy tắc hình học nhất định. Đối với hầu hết các ứng dụng, gân hoạt động hiệu quả nhất khi có độ dày khoảng 40 đến 60 phần trăm độ dày thành chính. Nếu làm việc với bề mặt bóng, nên chọn mức gần 40% để giúp che giấu những vết lõm khó chịu. Về chiều cao, không nên vượt quá khoảng 2,5 đến 3 lần độ dày thành, nếu không sẽ gặp khó khăn trong việc điền đầy và chi tiết có thể bị cong vênh trong quá trình sản xuất. Việc thêm một bán kính nhỏ ở chân gân (khoảng một phần tư đến một nửa độ dày thành) sẽ tạo nên sự khác biệt lớn trong việc phân bố lại điểm tập trung ứng suất và tránh nứt về sau. Đừng quên bổ sung góc thoát – góc từ nửa độ đến một rưỡi độ là phù hợp để giúp chi tiết tách khỏi khuôn dễ dàng. Tất cả các kích thước này đều quan trọng vì chúng ảnh hưởng đến việc làm nguội đồng đều ra sao, dòng chảy vật liệu trong khuôn như thế nào, và cuối cùng là đạt được điểm cân bằng lý tưởng giữa độ bền và hiệu quả trọng lượng.

Chiến lược: Tránh các gân quá dày để ngăn ngừa khuyết tật bên trong

Thay vì đơn giản là làm tăng độ dày của các gân để gia cố, các nhà thiết kế giàu kinh nghiệm thường khuyên nên sử dụng nhiều gân mỏng hơn, được bố trí cách nhau khoảng 2 đến 3 lần độ dày thành phần. Cách tiếp cận này giúp phân bổ tải trọng đều hơn trên toàn bộ chi tiết, đồng thời duy trì tốc độ làm nguội ổn định trong suốt quá trình sản xuất. Khi làm việc với các trụ lỗ (bosses), hầu hết các chuyên gia đều hướng tới việc thiết kế thành khoảng 60 đến 80% độ dày tiêu chuẩn, sau đó tăng cường độ cứng bằng các tấm giằng (gussets) hoặc các gân kết nối ở những vị trí cần thiết. Việc khoét rỗng lõi (core outs) cũng là một kỹ thuật thông minh khác nhằm giảm lượng vật liệu dư thừa ở những khu vực dày, không chỉ giúp rút ngắn thời gian chu kỳ mà còn giảm thiểu nguy cơ xuất hiện các vết lõm (sink marks). Trước khi chốt bất kỳ quyết định thiết kế nào, việc chạy mô phỏng bằng phần mềm chuyên dụng đã trở thành quy trình tiêu chuẩn hiện nay. Các chương trình này có thể phát hiện các vấn đề tiềm ẩn trước khi chế tạo khuôn thực tế, cho phép kỹ sư khắc phục sự cố thông qua các thử nghiệm mô phỏng ép phun ảo. Kết quả? Là những chi tiết không chỉ đẹp về hình thức bên ngoài mà còn đảm bảo độ bền vững về mặt cấu trúc theo thời gian.

Các rãnh lõm, đường chia khuôn và vị trí đặt cổng: Quản lý độ phức tạp và dòng chảy

Hiện tượng: Các cơ cấu trượt không cần thiết và chi phí khuôn cao do quy hoạch rãnh lõm kém

Khi ai đó không lên kế hoạch kỹ cho các rãnh lõm, điều này thực sự làm tăng độ phức tạp của khuôn và đẩy chi phí lên rất cao. Hầu hết thời gian, mỗi rãnh lõm đều cần một cơ cấu hành trình bên (side action) được thêm vào hệ thống khuôn. Và những bộ phận bổ sung này có thể làm tăng chi phí từ khoảng 15% đến thậm chí 30% cho mỗi rãnh cần thiết. Hơn nữa, các cơ cấu này mất nhiều thời gian hơn để chế tạo, yêu cầu nhiều công sức bảo trì theo thời gian và nói chung làm cho hệ thống dễ bị hỏng hóc hơn. Đó là lý do tại sao các nhà thiết kế thông minh luôn cố gắng phát hiện sớm các vấn đề tiềm tàng về rãnh lõm ngay từ giai đoạn đầu của thiết kế. Việc giải quyết vấn đề này sớm sẽ giúp sản xuất duy trì được tính kinh tế và độ tin cậy trong dài hạn.

Nguyên tắc: Lựa chọn chiến lược đường chia khuôn để đơn giản hóa thiết kế khuôn

Vị trí đường chia có ý nghĩa rất lớn khi chế tạo khuôn, vì đây về cơ bản là nơi hai nửa khuôn tách rời nhau. Khi các kỹ sư thiết kế đặt đường chia này dọc theo các đường cong tự nhiên của chi tiết thực tế, họ thường loại bỏ được những phần lõm gây rắc rối trong quá trình sản xuất. Điều này đồng nghĩa với việc cần ít cơ cấu trượt hơn, từ đó tiết kiệm thời gian và chi phí gia công khuôn. Việc căn chỉnh đúng vị trí cũng mang lại nhiều khác biệt. Các cổng phun hoạt động hiệu quả hơn, hệ thống làm mát hoạt động đúng chức năng, và chi tiết thoát khuôn một cách trơn tru. Tất cả những yếu tố này góp phần tạo nên một quy trình sản xuất ổn định hơn và cuối cùng là sản xuất ra các bộ phận chất lượng cao hơn, luôn đáp ứng đúng thông số kỹ thuật.

Nghiên cứu điển hình: Loại bỏ phần lõm trên vỏ thiết bị điện tử tiêu dùng

Một công ty điện tử tiêu dùng gần đây đã cải tiến lại phần vỏ sản phẩm, trước đó cần đến vài cơ chế trượt bên cạnh chỉ để các khớp nối kiểu chốt hoạt động chính xác. Khi đội ngũ kỹ thuật thay đổi vị trí tách khuôn của chi tiết và điều chỉnh hình dạng thực tế của các chốt này, họ đã loại bỏ hoàn toàn mọi vấn đề gờ lõm (undercut). Điều này mang lại ý nghĩa gì? Chi phí khuôn giảm khoảng 40%, các chi tiết được đẩy ra một cách đồng đều hơn trong quá trình sản xuất, và mỗi chu kỳ sản xuất thực tế còn rút ngắn khoảng 12%. Phần hay nhất là: không một cải tiến nào trong số này ảnh hưởng đến chức năng vốn có của sản phẩm. Kiểu thiết kế lại như vậy minh chứng rõ ràng vì sao những thay đổi thông minh trong thiết kế sản phẩm có thể tạo nên sự khác biệt lớn về hiệu quả sản xuất mà vẫn đảm bảo chất lượng.

Hiện tượng: Đường hàn, hiện tượng phun tia và các lỗi dòng chảy do thiết kế cổng phun kém

Khi các cổng không được đặt đúng vị trí trong quá trình đúc, một số vấn đề thường xuyên phát sinh bao gồm các đường hàn khó chịu, hiện tượng phun tia và các chi tiết không được điền đầy đủ. Các đường hàn hình thành tại nơi các dòng vật liệu nóng chảy gặp nhau sau khi đi vòng quanh một vật cản trên đường đi, để lại những vùng yếu hơn so với yêu cầu và dễ nứt dưới tác động của lực. Hiện tượng phun tia là một rắc rối khác. Nó xảy ra khi nhựa nóng lao vào buồng khuôn với tốc độ cao thay vì lan tỏa đều, gây ra các khuyết điểm nhìn thấy được trên sản phẩm hoàn chỉnh. Những lỗi sản xuất như vậy thường dẫn đến việc phải loại bỏ phế phẩm hoặc sửa chữa tốn kém về sau, làm tăng chi phí và ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất.

Nguyên tắc: Loại cổng, vị trí cổng và hệ thống runner nóng để điền đầy tối ưu

Việc lựa chọn giữa các loại cổng khác nhau như cổng cạnh, cổng tàu ngầm hay cổng chấm phụ thuộc vào hình dạng của chi tiết và mức độ quan trọng của bề mặt hoàn thiện đối với sản phẩm cuối cùng. Các hệ thống nóng (hot runner) đã trở nên phổ biến vì chúng duy trì nhiệt độ ổn định trong suốt quá trình đồng thời giảm lãng phí vật liệu do các kênh rót luôn được giữ nóng chảy. Khi bố trí vị trí cổng, các nhà sản xuất cần cân nhắc việc điền đầy khuôn một cách đồng đều, giữ cho dòng chảy nhựa ngắn nhất có thể và tránh những khu vực yêu cầu độ bền cấu trúc cao. Việc tối ưu hóa điều này sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng điền đầy của nhựa vào mọi ngóc ngách của khuôn, từ đó giảm tích tụ ứng suất trong chi tiết thành phẩm và nâng cao chất lượng tổng thể để đáp ứng đúng thông số kỹ thuật.

Chiến lược: Tối thiểu hóa dấu vết cổng trên các bề mặt nhìn thấy được

Nếu chúng ta muốn giảm thiểu những dấu vết khó chịu từ cổng phun, tốt nhất nên đặt vị trí cổng ở những khu vực không bị lộ. Cổng dạng hầm hoặc cổng phụ rất hiệu quả trong trường hợp này vì chúng để lại gần như không có dấu tích nào và có thể tách ra sạch sẽ khi chi tiết được đẩy ra khỏi khuôn. Khi làm việc với các chi tiết yêu cầu tính thẩm mỹ cao, cổng van là lựa chọn lý tưởng vì chúng mang lại khả năng kiểm soát tốt hơn nhiều về thời điểm đóng kín cổng cũng như độ sạch sẽ của dấu vết cuối cùng. Loại nhựa sử dụng cũng rất quan trọng. Một số vật liệu tách khỏi cổng dễ dàng và đẹp hơn những loại khác. Vì vậy, việc trao đổi với nhà cung cấp vật liệu ngay từ giai đoạn thiết kế có thể giúp tránh được những rắc rối về sau. Chẳng ai muốn phát hiện vào phút chót rằng polymer đã chọn lại để lại những vết sẹo xấu xí trên cổng dù đã lên kế hoạch cẩn thận đến đâu.

Thoát khí, dung sai và lựa chọn vật liệu: Kiểm tra cuối cùng về khả năng sản xuất

Hiện tượng: Thiệt đơn và bẫy khí do thoát khí không đủ

Thông gió không đủ gây ra hiện tượng điền đầy không hoàn chỉnh và bẫy khí, trong đó khí bị giữ lại ngăn cản việc điền đầy buồng khuôn hoặc tạo ra các bọt khí và vết cháy. Một nghiên cứu nội bộ năm 2023 của một nhà sản xuất lớn cho thấy 65% các khuyết tật về bề mặt liên quan đến việc thông gió kém, nhấn mạnh tầm quan trọng của nó trong việc đạt được quá trình điền đầy hoàn chỉnh và chất lượng cao.

Nguyên tắc: Độ sâu và vị trí rãnh thông hơi phù hợp dựa trên đặc tính vật liệu

Để đạt được kết quả tốt từ các khe thông hơi thực sự phụ thuộc vào việc thiết lập độ sâu phù hợp và đặt chúng ở vị trí hoạt động hiệu quả nhất. Hầu hết mọi người nhận thấy rằng khoảng từ 0,015 đến 0,025 milimét là phù hợp với các loại nhựa nhiệt dẻo thông thường, mặc dù một số vật liệu dày hơn như polycarbonate cần các khe thông hơi sâu hơn một chút. Vị trí đặt cũng rất quan trọng. Các chuyên gia khuyên nên đặt khe thông hơi ở những nơi mà vật liệu đến cuối cùng, thường là ở các đầu xa của đường điền đầy hoặc bên trong những khu vực nhỏ khó xử lý trong khuôn. Và cũng đừng quên các phần diện tích tiếp giáp (land sections). Giữ chiều dài các phần này trong khoảng từ 1,5 đến 2 milimét sẽ ngăn ngừa hiện tượng flash không mong muốn nhưng vẫn cho phép không khí thoát ra đúng cách trong quá trình phun. Chi tiết nhỏ này tạo nên sự khác biệt lớn về chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Chiến lược: Khe thông hơi vi mô và các khu vực tràn dư tại các vùng có nguy cơ cao

Khi xử lý các hình dạng phức tạp hoặc nhạy cảm, các khe thông hơi nhỏ khoảng 0,005 đến 0,010 mm hoạt động rất hiệu quả trong việc cho phép không khí thoát ra mà không gây rò rỉ. Các hốc tràn thu giữ vật liệu khi nó di chuyển về phía trước trước khi đến khu vực dòng chảy chính, giúp đẩy toàn bộ lượng không khí bị mắc kẹt về các điểm thoát hơi chính. Các nghiên cứu mô phỏng dòng chảy khuôn cho thấy việc kết hợp các phương pháp này có thể giảm khoảng 40 phần trăm các vết cháy khó chịu và tình trạng điền đầy không hoàn chỉnh. Hầu hết các nhà làm khuôn xử lý các dự án khó khăn đều nhận thấy cách tiếp cận này hoạt động hiệu quả hơn nhiều trong thực tế so với việc thử các phương án thay thế khác.

Thách thức: Phù hợp tính chất vật liệu với dung sai kích thước

Việc điều chỉnh độ co ngót của vật liệu phù hợp với yêu cầu dung sai là một thách thức thiết kế lớn. Các vật liệu bán tinh thể như nylon có thể co ngót tới 2,5% do sự sắp xếp lại phân tử trong quá trình làm nguội, trong khi các loại nhựa vô định hình như ABS thường co ngót dưới 0,6%. Những khác biệt này đòi hỏi phải phân tích cẩn thận tổng dung sai để đảm bảo sự lắp ráp chính xác trong các sản phẩm hoàn chỉnh.

Chiến lược: Hợp tác với các nhà cung cấp và sử dụng danh sách kiểm tra DFM

Làm việc chặt chẽ với các nhà cung cấp vật liệu giúp các nhà sản xuất có được những hiểu biết quan trọng về cách mà vật liệu phản ứng trong quá trình gia công. Những yếu tố như tỷ lệ co ngót, đặc tính nhiệt và các thiết lập khuôn đề xuất sẽ trở nên sẵn có khi có sự trao đổi hiệu quả giữa các bên. Khi kết hợp với các danh sách kiểm tra Thiết kế nhằm mục đích sản xuất (DFM) phù hợp, các công ty có thể xem xét một cách hệ thống từng phần của toàn bộ quá trình thiết kế. Chúng ta đang nói đến các yếu tố như góc thoát khuôn, vị trí gân tăng cứng, vị trí lỗ thông hơi và các thông số dung sai. Các con số cũng cho thấy một câu chuyện thú vị không kém. Theo các báo cáo ngành, những sản phẩm trải qua quy trình đánh giá DFM chính thức thường cần ít hơn khoảng 30 phần trăm các điều chỉnh kỹ thuật về sau. Và khoảng 85 trên 100 trường hợp, những sản phẩm này vượt qua thành công bài kiểm tra khuôn ban đầu mà không cần các điều chỉnh lớn.