Tin tức
Trục vít cho nhựa PPA, PPS, PA4T, PA9T, PA46, PA12, PEEK và PEI.
Th7
Thiết kế trục vít chuyên dụng cho nhựa PPA, PPS, PA4T, PA9T, PA46, PA12, PEEK, PEI chứa 45%GF và phụ gia chống cháy UL94 V-0, 5VA, 5VB
Trục vít chuyên dụng cho nhựa kỹ thuật siêu chịu nhiệt và siêu chống mài mòn
Các dòng nhựa kỹ thuật cao cấp như PPA, PPS, PA4T, PA9T, PA46, PA12, PEEK và PEI đang được ứng dụng rộng rãi trong ngành ô tô, điện tử, hàng không, y tế, bán dẫn và thiết bị công nghiệp. Khi kết hợp với 45% sợi thủy tinh (Glass Fiber – GF) cùng phụ gia chống cháy UL94 V-0, 5VA, 5VB, vật liệu trở nên có tính mài mòn và ăn mòn rất cao, đặt ra yêu cầu đặc biệt đối với thiết kế trục vít và xilanh máy ép nhựa.
Các nhà sản xuất hàng đầu như Kohan Kogyo (Nhật Bản) và Tan Star Material (Đài Loan) đều phát triển các dòng High Wear Resistant Screw và High Corrosion Resistant Screw dành riêng cho nhóm vật liệu này. Nhiều hãng máy ép nhựa Nhật Bản như Sumitomo Demag, JSW, Nissei, Toshiba Machine (Shibaura Machine), Fanuc cũng áp dụng triết lý thiết kế tương tự nhằm nâng cao tuổi thọ cụm hóa dẻo và ổn định chất lượng sản phẩm.
Đặc điểm của vật liệu
🔥 Nhiệt độ nóng chảy rất cao (300–420°C)
🛡️ Chứa 45% sợi thủy tinh gây mài mòn mạnh
⚗️ Phụ gia chống cháy Halogen hoặc Phosphorus tạo môi trường ăn mòn
⚙️ Độ nhớt cao
📏 Yêu cầu phối trộn đồng đều
✨ Đòi hỏi bề mặt sản phẩm ổn định và kích thước chính xác
Do đó, trục vít không chỉ cần khả năng hóa dẻo hiệu quả mà còn phải chống mài mòn, chống ăn mòn và hạn chế cắt gãy sợi thủy tinh.
Thiết kế ba vùng của trục vít
🟦 1. Vùng lấy nhựa (Feed Zone)
Chức năng
- Tiếp nhận hạt nhựa
- Gia nhiệt sơ bộ
- Vận chuyển vật liệu
- Giảm hiện tượng Bridging
Thiết kế
- Rãnh vít sâu
- Góc xoắn vừa phải
- Bước vít ổn định
- Không tạo lực cắt lớn
Chiều dài đề xuất:
35–40% tổng chiều dài trục vít
Vùng lấy nhựa dài giúp vật liệu được gia nhiệt từ từ, hạn chế nứt gãy sợi thủy tinh ngay từ đầu quá trình hóa dẻo.
🟨 2. Vùng nén (Compression Zone)
Đây là vùng quyết định chất lượng nóng chảy.
Chức năng
- Nén vật liệu
- Làm nóng chảy hoàn toàn
- Phân tán phụ gia chống cháy
- Phân bố đồng đều sợi thủy tinh
Đối với vật liệu chứa 45%GF, Kohan Kogyo và Tanstar đều ưu tiên:
- Góc nén nhỏ
- Chuyển tiếp êm
- Giảm Shear Stress
- Hạn chế cắt ngắn sợi thủy tinh
Compression Ratio
1.8 : 1 – 2.0 : 1
Không nên thiết kế lớn hơn 2.2 vì sẽ:
❌ Gãy sợi GF
❌ Sinh nhiệt quá mức
❌ Làm giảm cơ tính sản phẩm
❌ Tăng mài mòn trục vít
🟩 3. Vùng định lượng (Metering Zone)
Đây là vùng tạo sự ổn định trước khi phun.
Nhiệm vụ
- Đồng nhất nhiệt độ
- Đồng nhất màu
- Ổn định áp suất
- Ổn định thể tích shot
Đặc biệt với PEEK, PPS và PEI, vùng định lượng thường được thiết kế dài hơn nhằm đảm bảo vật liệu đạt trạng thái nóng chảy đồng nhất.
Chiều dài:
35–40% tổng chiều dài
Tỷ lệ chiều dài ba vùng
| Vùng | Chiều dài đề xuất |
|---|---|
| 🟦 Lấy nhựa | 35–40% |
| 🟨 Nén | 20–25% |
| 🟩 Định lượng | 35–40% |
Tỷ số nén
| Vật liệu | Compression Ratio |
|---|---|
| PPA GF45 | 1.9 |
| PPS GF45 | 1.8 |
| PA46 GF45 | 2.0 |
| PA4T GF45 | 1.9 |
| PA9T GF45 | 1.9 |
| PA12 GF45 | 2.0 |
| PEI GF45 | 1.9 |
| PEEK GF45 | 1.8 |
Vật liệu chế tạo trục vít
Đối với vật liệu siêu mài mòn và chống cháy, Kohan Kogyo và Tanstar sử dụng các vật liệu hợp kim chuyên dụng:
Kohan Kogyo
- KH-V
- KH-C
Độ cứng sau xử lý:
62–65 HRC
Tan Star
- T60
- T40 (cho môi trường ăn mòn cao)
Độ cứng:
60–65 HRC
Các dòng vật liệu này có khả năng chống mài mòn do sợi thủy tinh và chống ăn mòn từ phụ gia chống cháy, giúp kéo dài tuổi thọ trục vít.
Gia công bề mặt
✨ Mài chính xác CNC
✨ Đánh bóng bề mặt
✨ Kiểm soát độ nhám Ra ≤ 0,2–0,4 µm
✨ Gia công đồng tâm cao
Nhờ đó:
- Giảm bám nhựa
- Giảm điểm đen (Black Speck)
- Dễ đổi màu
- Ổn định lưu lượng nhựa
Thiết kế đầu trục vít (Tip Set)
Đối với nhóm vật liệu này nên sử dụng:
✅ Free Flow Check Ring
✅ Wear Resistant Tip
✅ Low Dead Space Tip
Ưu điểm:
- Giảm vùng lưu nhựa
- Hạn chế cháy vật liệu
- Giảm áp suất ngược
- Tăng tuổi thọ cụm đầu trục vít
Thông số thiết kế khuyến nghị
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| L/D | 22–24 |
| Compression Ratio | 1.8–2.0 |
| Feed Zone | 35–40% |
| Compression Zone | 20–25% |
| Metering Zone | 35–40% |
| Góc xoắn | Low Shear |
| Độ cứng | 60–65 HRC |
| Độ nhám bề mặt | Ra ≤ 0,2–0,4 µm |
Ưu điểm của thiết kế
✅ Giảm mài mòn do 45%GF
✅ Chống ăn mòn bởi phụ gia chống cháy UL94 V-0, 5VA, 5VB
✅ Hạn chế gãy sợi thủy tinh
✅ Hóa dẻo đồng đều
✅ Giảm Black Speck
✅ Giảm Burn Mark
✅ Ổn định Shot Weight
✅ Kéo dài tuổi thọ trục vít và xilanh
✅ Phù hợp với máy ép nhựa Nhật Bản như Sumitomo Demag, JSW, Nissei, Toshiba Machine và Fanuc
Kết luận
Đối với các vật liệu kỹ thuật hiệu năng cao như PPA, PPS, PA4T, PA9T, PA46, PA12, PEEK và PEI chứa 45% sợi thủy tinh và phụ gia chống cháy UL94 V-0, 5VA, 5VB, thiết kế trục vít cần ưu tiên lực cắt thấp (Low Shear), tỷ số nén vừa phải (1,8–2,0), vùng định lượng dài và sử dụng vật liệu hợp kim chống mài mòn – chống ăn mòn. Đây là hướng thiết kế được các nhà sản xuất như Kohan Kogyo, Tan Star và nhiều hãng máy ép nhựa Nhật Bản áp dụng nhằm đảm bảo chất lượng hóa dẻo, bảo vệ sợi thủy tinh, kéo dài tuổi thọ cụm hóa dẻo và duy trì độ ổn định của sản phẩm trong các ứng dụng kỹ thuật cao.
