Gia Công Nhựa Độ Bền Dễ Gia Công Các Bộ Phận Cơ Khí? Gia Công Nhựa Pa

Tranh cãi về kim loại hay nhựa tốt hơn đã diễn ra từ rất lâu.Đến nay nhờ những thành quả nghiên cứu trong sản xuất và sử dụng, cùng yếu tố cạnh tranh tồn tại và yêu cầu thị trường đã giúp ngành luyện kim và nhựa đều có tiến bộ vượt bậc. Từ đó xóa nhòa sự chênh lệch giữa kim loại và nhựa về hiệu suất và cơ tính lý hóa.

Bạn đang xem: Nhựa độ bền dễ gia công

Thực tế, vật liệu nhựa đang được ứng dụng ngày càng nhiều hơn và đang thay thế kim loại kể cả trong các lĩnh vực quan trọng như hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và vận tải. Nhựa được dùng làm khung, cốt hoặc các thiết bị nội, ngoại thất, vv…


Dưới đây là 5 yếu tố chính phải khi nói đếnƯu thế của NHỰA so với KIM LOẠI:

1. Khối lượng

Vật càng nặng thì giá càng cao. Bạn sẽ phải trả nhiều tiền hơn cho nguyên liệu, chi phí sản xuất, vận chuyển. Mà thường thì nhựa có khối lượng riêng thấp hơn kim loại rất nhiều. Xin xem bảng minh họa dưới đây: Khối lượng riêng

NHỰAKHỐI LƯỢNG RIÊNGKIM LOẠIKHỐI LƯỢNG RIÊNG
Acetal copolymer1.410Nhôm2.550 – 2.800
Acetal, 20% glass composite1.550Thép7.800
High-impact ABS1.030Gang7.030 – 7.130
Polycarbonate1.190Đồng thau8.400 – 8.700
Polyethermide1.270Đồng8.890
Polymethylpentene830INOX7.700
Titan4.500
Thép dụng cụ7.700 – 7.730
Tungsten Carbide14.290
Khối lượng riêng (kg/m3) của một số vật liệu bằng nhựa và kim loại thông dụng

Như vậy với cùng một thể tích, nhựa có khối lượng nhẹ hơn kim loại 6 lần. Thậm chí nếu so với vật liệu nhẹ như nhôm thì nhựa vẫn nhẹ hơn đến 2 lần.


2. Độ bền riêng

Độ bền riêng (Strength to weight ratio) là tỷ số giữa độ bền và khối lượng là khả năng chịu đựng không bị nứt, gãy, phá hủy dưới tác động của ngoại lực lên vật thể trên một đơn vị khối lượng.

Nhờ những tiến bộ vượt bậc trong ngành nhựa như áp dụng quy trình sản xuất nhựa nhiệt dẻo và gia cường nhựa với sợi carbon và sợi thủy tinh giúp nâng cao khả năng chịu lực và chịu nén của nhựa. Thậm chí chúng có thể đạt tới mức độ ngang ngửa với kim loại.


*
Nguồn của Nicoguaro – Own work, CC BY 4.0 từ Wiki: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=42861211

Lưu ý:Bảng trên chưa bao gồm một số loại vật liệu nhựa đúc chuyên biệt với độ cứng và khả năng chịu kéo, nén tương đương mới kim loại và hợp kim.


*
Mô đun riêng của một số loại nhựa và kim loại cơ bản

Mô đun riêng (Strength to Stiffness RatiohoặcSpecific Modulus) là khả năng một vật liệu chịu nén, uốn cho một đơn vị thể tích.

Hình bên cho thấy mặc dù nhựa PP và Nylon 6 (PA) có mô đun riêng kém hơn nhiều so với vật liệu kim loại.

Do vậy để đạt được khả năng chịu lực tương đương thì nhựa cần làm dày dặn hơn hoặc kết hợp với keo Epoxy để đặc hơn và qua đó sẽ chịu lực tốt hơn.


4. Thời gian chế tạo, sản xuất

Bao gồm thời gian để lên bản vẽ, lập quy trình sản xuất. Sau đó tiến hàng làm khuôn, đúc và hoàn thiện. Theo đó một quy trình đúc nhựa có thể sử dụng quy trình đúc và cắt tự động, khuôn nhựa cũng dễ làm và tốn ít thời gian hơn khuôn đúc cho kim loại.Có thể diễn giải quy trình đúc 2 loại vật liệu này như sau:


*

Lên bản vẽ, lập trình sản xuất
Làm khuôn
Cho đúc tự động
Cắt và tỉa các bộ phận bằng robot
Hoàn thiện (dán hoặc lắp ráp)

QUY TRÌNH ĐÚC KIM LOẠI


*

Lập trình sản xuất
Làm khuôn
Cắt, giập, hàn
Vệ sinh mối hàn, đánh bóng

5. Chi phí thiết kế và sản xuất


Nói chung, kim loại rất kho để tạo hình, nhất là với những chi tiết phức tạp. Bạn cần đến công đoạn đúc, hàn, cắt, giập, uốn, đánh bóng để tạo hình như mong muốn. Trong khi đó khuôn nhựa rất dễ gia công và thậm chí với máy in 3D bạn có thể in ra ngay một vật theo kích thước và thiết kế của bạn.

Do vậy vật có thiết kế càng cầu kỳ, càng phức tạp thì chi phí thiết kế và sản xuất của bạn sẽ tăng vọt nếu dùng vật liệu bằng kim loại. Trong khi đó nếu làm bằng nhựa thì dù độ phức tạp có gia tăng thì chi phí cũng chỉ tăng nhẹ, ở mức độ mà ta có thể nói là không đáng kể.


*

Tuy nhiên, KIM LOẠI vẫn TỐT HƠN NHỰA ở các điểm sau:

Chịu mòn:Kim loại chịu ma sát và mài mòn tốt hơn nhựa.

Chịu nhiệt:Kim loại có thể chịu được nhiệt độ cao và bền vững hơn nhựa. Đặc biệt là ở nhiệt độ cao, nhựa trở nên mềm và rất dễ bị phá hủy do tác động vật lý. Nhựa cũng có thể bị lão hóa nhanh do tác động của nhiệt. Với kim loại thì sự lão hóa do nhiệt lại rất chậm chạp.

Chịu lực:không xét đến các loại nhựa chuyên dụng thì kim loại vẫn được tin tưởng hơn cho các nhiệm vụ phải chịu lực lớn và lâu dài, đặc biệt là với các chi tiết nhỏ.


Sử dụng nhựa và kim loại trong công nghiệp bánh xe

1. Khung càng

Quy trình sản xuất và thiết kế đã được chuẩn hóa trong thời gian hàng chục năm qua. Hơn nữa thiết kế bộ khung càng không quá phức tạp – chỉ qua 2 công đoạn và cắt và giập tạo hình nên bánh xe đa phần vẫn là khung càng thép.

Xem thêm: Quả Cầu Thủy Tinh Giá Bao Nhiêu, Quả Cầu Thủy Tinh Phong Thủy


*
Bánh xe thường có bộ phận khung càng bằng thép mạ kẽm (Zn – Zinc)

Bộ phận này phải làm phức tạp hơn. Nếu làm đầy đủ phải đúc gang theo khuôn hoặc cốt thép phải thêm công đoạn hàn và làm sạch. Do vậy với các dòng bánh xe nhỏ, tải nhẹ và vừa sẽ dùng cốt nhựa PP.

Ở phân khúc bánh xe cỡ lớn và tải nặng thì cốt gang và cốt thép đang có lợi thế nhưng không nhiều và đang ngày càng suy giảm. Lý do là cốt nhựa vẫn đảm bảo được tải trọng, giá thành thấp, dễ chế tạo và ít tốn kém nguyên vật liệu.

Máy gọng hàng, máy ép kiện, máy li tâm xấy khô, máy băm nhựa, máy tẩy rửa Pet, Máy xào ly tâm, Máy tẩy rửa bọc ni lông, Máy lột vỏ, Nhãn chai ép nhựa, Quạt hút băng tải, máy bơm, Máy xử lý rác, Máy xử lý bọc nhựa, bọc ni lông

Máy gọng hàng, máy ép kiện, máy li tâm xấy khô, máy băm nhựa, máy tẩy rửa Pet, Máy xào ly tâm, Máy tẩy rửa bọc ni lông, Máy lột vỏ, Nhãn chai ép nhựa, Quạt hút băng tải, máy bơm, Máy xử lý rác, Máy xử lý bọc nhựa, bọc ni lông


*
*



Với sự phát triển của ngành công nghiệpđặc biệt trong ngành công nghiệp phụ trợ thì các sản phẩm nhựa, hay các chi tiết, bộ lắp ghép Jig gá,đồ gá lắp ghép, kiểm tra,đồ gá gia côngđược sử dụng ngày càng nhiều bởiđặc tính bền và nhẹ, không han gỉ như sắt thép. Việc nhận biết và phân loạiđược các loại nhựa sẽ giúp các bạn có kiến thức và kinh nghiệm sâu hơn, thuận tiện trong quá trình làm việc.

Các loại nhựa được sử dụng trong gia công CNC

Nhựa nói chung được phân biệt ra làm 2 loại chính:Nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt cứng.

*

Nhựa nhiệt dẻo:

Đây là loại nhựa sẽ bị mềm hoặc chảy ra khi đốt nóng. Chất dẻo đạt đến trạng thái mềm hoặc tan chảy được phun vào hốc khuôn trong quá trình đúc, ép. Khi nhiệt độ giảm thì nhựa dẻo sẽ đông cứng lại. Và nhựa đông cứng có thể mềm trở lại dưới tác động của nhiệt. Nhựa nhiệt dẻo có thể phân thành chất dẻo kết tinh và chất dẻo vô định hình.

Nhựa Polyethylen (PE):Có 2 loại PE : PE tỷ trọng thấp và PE tỷ trọng cao. PE tỷ trọng thấp thì mềm hơn PE tỷ trọng cao. Nó có tính đúc rất tốt. Còn PE tỷ trọng cao thì có độ cứng tốt và tính chống va đập rất cao. Có độ bền hóa học rất tốt. Không cần sấy trước khi đúc bởi vì nó không hút ẩm.

Nhựa
Polypropylene (PP):Loại này có trọng lượng riêng nhẹ nhất trong các loại nhựa thông dụng. Tính chảy loãng rất tốt. Nhựa PPcó hệ số co ngót lớn, nên nó có thể bị biến dạng nếu chế độ làm lạnh trong khuôn không đủ.

Nhựa
Polyvinyl chloride (PVC):Loại nhựa khi nóng chảy thì độ nhớt cao, nhựa có tính chảy loãng kém, nhưngcó tính chống ô xy hóa và kiềm. Đặc biệt chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt

*

Nhựa
Acrylonitrile butadienstylene (ABS):Đây là loại nhựa có tính đàn hồi tốt và khó vỡ và là loại nhựa vô định hình, nó ít có khả năng chịu đựng điều kiện khí hậu xấu. Là vật liệu dễ đạt được độ chính xác kích thước và giữ được sự ổn định về kích thước,dễ thực hiện gia công tiếp theo (gia công cơ, mạ điện, hàn chảy…).

Nhựa
Polyamide (PA):Đặc điểm của nhựa PA là chống va đập cực tốt và có độ bền hóa học cao, chịu được nhiệt độ thấp và cách điện tốt. Nhiệt độ nóng chảy cao, chịu nhiệt tốt. Ngoài ra nhờ có tính tự bôi trơn nên nó thường được dùng để làm các bạc đỡ của các chi tiết cơ khí.

Nhựa
Polycarbonate (PC):Đặc điểm của loại nhựa này là có nhiệt độ chảy cao, độ nhớt cũng cao. Hệ số co ngót đúc khá nhỏ (0.5-0.8%) và không bị ảnh hưởng bởi vị trí cổng phân phối. Ngoài ra nhựa PC có khả năng chống va đập cực tốt.

Nhựa
Polystyrene (PS):Đặc điểm là có tính chảy loãng rất tốt. Độ co ngót ít, không hút ẩm. Độ bền nhiệt tốt nên sự phân hủy nhiệt không xảy ra ngay cả khi nhiệt độ đúc quá lớn. Nhựa PS cách điện tốt và độ bền hóa học cao.

*

Nhựa nhiệt rắn:

Loại nhựa này mềm đi khi chịu nhiệt nhưng không tan chảy. Chất dẻo này được đùn vào phía trong hốc khuôn khi nó mềm. Vật liệu này đóng cứng chậm hơn do có phản ứng hoá học bởi sự gia tăng nhiệt độ. Chất dẻo nhiệt rắn khi bị cứng lại nó sẽ không mềm như cũ cho dù được nung nóng. Các chất dẻo nhiệt rắn đều là các loại nhựa vô định hình, một vài thứ không phù hợp với đúc phun. Chu trình đúc với các chất dẻo này là dài hơn.

Nhựa Epoxy (EP):Làm thùng đựng thuốc, ống, hộp, đế IC, đầu nối, chất keo, sơn, chất phủ.

Nhựa
Phenol (PF):Làmsản phẩm điện và điện tử, chi tiết của ô tô, thiết bị điện, các chi tiết cơ động, công tắc, gạt tàn, nắp dầu, thùng nhiên liệu, quai nồi, đĩa.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

x

Welcome Back!

Login to your account below

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.