Tin tức
Trục vít cho nhựa PET
Th7
Thiết kế trục vít chuyên dụng cho nhựa PET (Polyethylene Terephthalate)
Giải pháp tối ưu cho sản phẩm bao bì thực phẩm, chai PET, preform và linh kiện kỹ thuật
PET (Polyethylene Terephthalate) là loại nhựa nhiệt dẻo bán kết tinh được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chai nước uống, chai mỹ phẩm, bao bì thực phẩm, preform PET, linh kiện điện tử và chi tiết kỹ thuật có độ bền cao. So với PP hoặc ABS, PET có nhiệt độ nóng chảy cao (260–290°C), độ nhớt lớn, dễ bị thủy phân nếu còn ẩm và rất nhạy với thời gian lưu trong xilanh. Vì vậy, thiết kế trục vít đóng vai trò quyết định đến chất lượng sản phẩm.
Các nhà sản xuất Kohan Kogyo (Nhật Bản) và Tan Star Material (Đài Loan) đều phát triển các dòng PET Screw chuyên dụng với triết lý Low Shear – High Homogeneity, tương đồng với yêu cầu kỹ thuật của các hãng máy ép nhựa lớn như Sumitomo Demag (Đức), Husky (Canada), Nissei, JSW, Fanuc và Shibaura Machine (Toshiba Machine).
🎯 Đặc điểm của nhựa PET
🔹 Nhiệt độ nóng chảy: 260–290°C
🔹 Độ ẩm yêu cầu trước khi ép: ≤ 0,005%
🔹 Dễ thủy phân khi còn ẩm
🔹 Nhạy cảm với thời gian lưu
🔹 Dễ xuất hiện Acetaldehyde (AA) nếu cắt xé quá mạnh
🔹 Yêu cầu độ đồng nhất nhiệt độ rất cao
Vì vậy, trục vít cần giảm lực cắt, giảm vùng chết và bảo đảm dòng nhựa ổn định.
Thiết kế ba vùng của trục vít PET
🟦 1. Vùng lấy nhựa (Feed Zone)
Chức năng
- Tiếp nhận hạt PET
- Gia nhiệt sơ bộ
- Đẩy vật liệu ổn định
- Hạn chế Bridging
PET thường có khối lượng riêng cao và khả năng dẫn nhiệt thấp, do đó vùng lấy nhựa được thiết kế dài để hạt nhựa nóng đều trước khi bắt đầu nén.
Khuyến nghị
- Rãnh vít sâu
- Bước vít ổn định
- Góc xoắn nhỏ
Chiều dài: 40–45% tổng chiều dài trục vít
🟨 2. Vùng nén (Compression Zone)
Đây là vùng quyết định quá trình hóa dẻo.
Chức năng
- Nóng chảy hoàn toàn PET
- Loại bỏ khoảng trống giữa các hạt nhựa
- Đồng nhất nhiệt độ
- Hạn chế tạo Acetaldehyde
Nếu lực cắt quá lớn sẽ làm:
❌ Tăng Acetaldehyde (AA)
❌ Giảm độ bền cơ học
❌ Xuất hiện sợi bạc (Silver Streak)
❌ Đổi màu sản phẩm
Compression Ratio
2,0 : 1 – 2,2 : 1
Đây là dải tỷ số nén thường được áp dụng cho trục vít PET của Kohan Kogyo, Tan Star và nhiều nhà sản xuất máy ép nhựa.
🟩 3. Vùng định lượng (Metering Zone)
Đây là vùng quyết định chất lượng cuối cùng trước khi phun.
Chức năng
- Đồng nhất nhiệt độ nóng chảy
- Ổn định áp suất
- Ổn định trọng lượng shot
- Giảm dao động độ nhớt
Đối với sản phẩm preform và chai PET, vùng định lượng thường dài hơn để bảo đảm chất lượng nóng chảy đồng đều.
Chiều dài: 30–35% tổng chiều dài
Tỷ lệ chiều dài ba vùng
| Vùng | Chiều dài |
|---|---|
| 🟦 Lấy nhựa | 40–45% |
| 🟨 Nén | 20–25% |
| 🟩 Định lượng | 30–35% |
Thông số thiết kế khuyến nghị
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| L/D | 24–26 |
| Compression Ratio | 2,0–2,2 |
| Feed Zone | 40–45% |
| Compression Zone | 20–25% |
| Metering Zone | 30–35% |
| Góc xoắn | Low Shear |
| Độ nhám bề mặt | Ra ≤ 0,2 µm |
| Độ cứng | 60–65 HRC |
Thiết kế đầu trục vít (Tip Set)
Đối với PET, các nhà sản xuất thường sử dụng:
✅ Free Flow Check Ring
✅ Low Dead Space Tip
✅ Precision Check Valve
Ưu điểm:
- Giảm vùng lưu nhựa
- Hạn chế phân hủy PET
- Giảm tạo Acetaldehyde
- Đổi màu nhanh
- Tăng độ ổn định trọng lượng shot
Vật liệu chế tạo
PET không gây mài mòn mạnh như nhựa chứa sợi thủy tinh nhưng yêu cầu khả năng chống ăn mòn và độ bóng bề mặt cao.
Kohan Kogyo
- KH-V
- KH-C
Độ cứng:
60–65 HRC
Tan Star
- T60
- T40
Hai dòng vật liệu này có khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn tốt và duy trì độ chính xác lâu dài trong quá trình sản xuất liên tục.
Gia công bề mặt
✨ Mài chính xác CNC
✨ Đánh bóng gương (Mirror Polish)
✨ Kiểm soát độ nhám Ra ≤ 0,2 µm
✨ Độ đồng tâm cao
Lợi ích:
- Giảm bám nhựa
- Giảm điểm đen (Black Speck)
- Dễ vệ sinh và đổi màu
- Nâng cao tuổi thọ trục vít
Khuyến nghị từ các hãng máy ép nhựa
Các hãng Sumitomo Demag, Husky, Nissei, JSW và Fanuc đều ưu tiên:
- Thiết kế Low Shear Screw
- Vùng định lượng dài
- Compression Ratio trung bình
- Đầu trục vít giảm vùng chết
- Bề mặt đánh bóng chất lượng cao
Đối với hệ thống sản xuất preform tốc độ cao, việc kết hợp trục vít chuyên dụng với hệ thống sấy PET đạt độ ẩm tiêu chuẩn và điều khiển nhiệt độ chính xác sẽ giúp giảm Acetaldehyde, nâng cao độ trong suốt và ổn định trọng lượng sản phẩm.
Ưu điểm của thiết kế trục vít PET
✅ Hóa dẻo đồng đều
✅ Giảm Acetaldehyde (AA)
✅ Giảm Black Speck
✅ Hạn chế Silver Streak
✅ Tăng độ trong suốt của sản phẩm
✅ Ổn định trọng lượng shot
✅ Tiết kiệm năng lượng
✅ Tuổi thọ trục vít và xilanh cao
Kết luận
Đối với nhựa PET, đặc biệt trong sản xuất preform, chai đồ uống, bao bì thực phẩm và linh kiện kỹ thuật, trục vít nên được thiết kế theo hướng Low Shear, L/D 24–26, Compression Ratio 2,0–2,2, với vùng lấy nhựa dài và vùng định lượng tối ưu. Kết hợp với vật liệu chế tạo chất lượng cao như KH-V, KH-C của Kohan Kogyo hoặc T60, T40 của Tan Star, cùng đầu trục vít Low Dead Space, sẽ giúp giảm phân hủy nhựa, hạn chế hình thành Acetaldehyde, nâng cao độ trong suốt và kéo dài tuổi thọ cụm hóa dẻo. Đây cũng là định hướng thiết kế được áp dụng rộng rãi trên các dòng máy ép nhựa cao cấp của Sumitomo Demag, Husky, Nissei, JSW và Fanuc, đáp ứng yêu cầu sản xuất PET chất lượng cao với hiệu suất ổn định.
