Tin tức công ty

Nền tảng chính xác và động cơ đổi mới của sản xuất công nghiệp

• 2025-07-02

Nền tảng chính xác và động cơ đổi mới của sản xuất công nghiệp

Trong lãnh thổ rộng lớn của hệ thống công nghiệp hiện đại, khuôn ép phun giống như một “nhà máy hậu trường” vận hành chính xác, tuy hiếm khi xuất hiện trước mắt công chúng nhưng với khả năng hình thành vượt trội, nó đã âm thầm định hình mọi khía cạnh của cuộc sống của chúng ta. Từ vỏ điện thoại di động hàng ngày, phụ kiện thiết bị gia dụng, đến phụ tùng ô tô và các thành phần chính xác trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, khuôn ép phun đã trở thành mối liên kết chính giữa vật liệu và sản phẩm với các đặc tính sản xuất hiệu quả và chính xác, thúc đẩy sự tiến bộ không ngừng của sản xuất công nghiệp.

1. Bối cảnh phát triển của khuôn ép: từ nguyên mẫu đến sản xuất chính xác

Quá trình phát triển của khuôn ép phun là một lịch sử của sự đổi mới liên tục và tiến hóa công nghệ, gắn liền với sự phát triển của khoa học vật liệu, chế tạo máy móc và nhu cầu công nghiệp.19Vào giữa thế kỷ, việc phát minh ra Celluloid đã mở đầu cho kỷ nguyên nhựa. Thiết bị ép phun sơ khai ra đời. Mặc dù cấu trúc đơn giản và chỉ có thể hoàn thành việc tạo hình các sản phẩm đơn giản bằng tay, nhưng nỗ lực đột phá này là sự phát triển tiếp theo của công nghệ ép phun. Đặt nền tảng.20Vào đầu thế kỷ này, ứng dụng thương mại của nhựa phenolic đã thúc đẩy quá trình ép phun bước vào giai đoạn sản xuất công nghiệp. Hans Becker và James Hendry đã cải tiến máy ép phun, đặc biệt là phát minh ra máy ép phun trục vít, để đạt được hiệu quả cao của nhựa. Nén và tiêm đã cải thiện đáng kể tính ổn định của hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.

Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, nhu cầu quân sự đã thúc đẩy sự lặp lại nhanh chóng của công nghệ ép phun, và nhựa được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thiết bị quân sự do các đặc tính nhẹ và dễ gia công. Sau chiến tranh, với sự phát triển mạnh mẽ của thị trường hàng tiêu dùng, khuôn ép phun đã được sử dụng trên quy mô lớn trong các nhu yếu phẩm hàng ngày, đồ chơi, phụ tùng ô tô và các lĩnh vực khác.20Thế kỷ60 - 70Trong những năm gần đây, sự xuất hiện của các công nghệ tiên tiến như ép phun nhiều màu và ép phun có hỗ trợ khí đã cho phép khuôn ép phun tạo ra các sản phẩm phức tạp và đa dạng hơn.80Trong những năm gần đây, sự tích hợp của công nghệ điều khiển máy tính đã cho phép quá trình ép phun đạt được sự điều chỉnh thông số chính xác, và độ chính xác gia công và hiệu quả sản xuất của khuôn ép phun đã đạt được một bước nhảy vọt về chất. Nhập21Thế kỷ, công nghiệp4.0Inspur thúc đẩy khuôn ép theo hướng thông minh và tự động hóa. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như Internet of Things, dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo đã thực hiện giám sát thời gian thực, dự đoán lỗi và điều chỉnh tự động của quá trình sản xuất. Khuôn ép chính thức bước vào giai đoạn sản xuất thông minh mới kỷ nguyên.

Thiết bị chế biến Jiefeng_Taizhou Jiefeng Mold Co., Ltd. (jfmoulds.com)

2. Phân tích quy trình ép phun: quy trình chính xác của sự ra đời của sản phẩm

1.Ép phun là một quá trình phức tạp tích hợp cơ học, nhiệt học và khoa học vật liệu. Nó chuyển đổi các hạt nhựa thành các sản phẩm nhựa có hình dạng và tính chất cụ thể thông qua sự hợp tác chặt chẽ của máy ép phun và khuôn ép phun. Quá trình này chủ yếu bao gồm năm bước chính: kẹp, ép phun, giữ áp suất, làm mát và mở khuôn. Mỗi bước có tác động quan trọng đến chất lượng và hiệu quả sản xuất của sản phẩm cuối cùng.

2.Đóng khuôn là bước khởi đầu của quá trình ép phun, cơ chế đóng khuôn của máy ép phun điều khiển khuôn chuyển động nhanh về phía khuôn cố định, khi hai khuôn gần nhau thì giảm tốc độ và đóng lại từ từ cho đến khi vừa khít hoàn toàn. Trong quá trình ép khuôn, hệ thống dẫn hướng đóng vai trò quan trọng để đảm bảo sự thẳng hàng chính xác của khuôn động và khuôn cố định, đồng thời lực ép khuôn tăng dần để khóa chặt khuôn để chống lại áp suất cao sinh ra do phun nhựa nóng chảy trong quá trình ép phun. Kích thước của lực kẹp được điều chỉnh theo các yếu tố như kích thước khuôn, hình dạng và độ dày thành của sản phẩm nhựa, thường từ hàng chục đến hàng nghìn tấn. Ví dụ, để sản xuất khuôn ép cho cản ô tô cỡ lớn, lực ép khuôn thường cần đạt được1000 - 2000Tấn để đảm bảo độ kín và ổn định của khuôn trong quá trình ép phun.

3.Ép phun là quá trình các hạt nhựa được nung nóng và nấu chảy trong thùng của máy ép phun, sau đó được đẩy bởi vòng quay của trục vít để đưa chúng vào khoang khuôn ở tốc độ cao, áp suất cao. Trong giai đoạn ép phun, cần phải kiểm soát chính xác các thông số như áp suất ép phun, tốc độ ép phun và khối lượng ép phun. Áp suất ép phun được điều chỉnh theo hình dạng, kích thước và đặc tính của vật liệu nhựa của sản phẩm nhựa.50-200mpaGiữa; tốc độ ép phun ảnh hưởng đến tốc độ lấp đầy và trạng thái dòng chảy của nhựa nóng chảy trong khoang. Đối với các sản phẩm nhựa có thành mỏng, thường phải ép phun tốc độ cao để tránh các khuyết tật như bắn ngắn và khó thở; kiểm soát chính xác lượng ép phun Đảm bảo rằng trọng lượng và kích thước của sản phẩm nhựa đáp ứng các yêu cầu thiết kế. Ví dụ, khi sản xuất vỏ điện thoại di động, tốc độ ép phun có thể đạt hàng chục mm/giây để nhanh chóng lấp đầy khoang thành mỏng và đảm bảo chất lượng của vỏ.

4.Giữ áp suất là quá trình tiếp tục tạo ra một áp lực nhất định lên quá trình nóng chảy nhựa trong khoang để bù cho sự co lại thể tích của nhựa nóng chảy trong quá trình làm mát và ngăn sản phẩm nhựa xuất hiện các khuyết tật như vết co ngót và lỗ rỗng sau khi ép xong. Áp suất giữ thường thấp hơn áp suất ép phun và giảm dần khi thời gian làm mát kéo dài. Việc thiết lập hợp lý thời gian giữ áp suất và áp suất giữ áp suất là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác về kích thước và chất lượng hình thức của các sản phẩm nhựa. Nếu áp suất giữ không đủ, các sản phẩm nhựa dễ bị co lại, sai lệch kích thước và các vấn đề khác; trong khi áp suất giữ quá mức có thể làm tăng ứng suất bên trong của sản phẩm nhựa và gây ra các khuyết tật như biến dạng và nứt. Trong sản xuất thực tế, các thông số giữ áp suất tối ưu cần được xác định thông qua nhiều thử nghiệm và tối ưu hóa.

5.Quá trình làm mát diễn ra trong toàn bộ chu trình đúc phun. Bắt đầu từ khoang phun nóng chảy nhựa, hệ thống làm mát bắt đầu hoạt động. Nhiệt của khuôn và các sản phẩm nhựa được lấy đi thông qua dòng chảy tuần hoàn của chất làm mát, do đó chất chảy nhựa dần dần được làm mát và đông đặc để tạo thành một mức độ chắc chắn Sản phẩm nhựa có độ bền và hình dạng. Độ dài của thời gian làm mát chủ yếu phụ thuộc vào độ dày thành của sản phẩm nhựa, hiệu suất nhiệt của vật liệu nhựa và hiệu quả làm mát của khuôn. Nói chung, độ dày thành càng dày thì thời gian làm mát càng lâu; vật liệu nhựa dẫn nhiệt tốt thì thời gian làm mát tương đối ngắn. Ví dụ, đối với độ dày thành3 - 5mmĐối với các sản phẩm nhựa thông thường, thời gian làm mát thường là10 - 30Giữa giây; và đối với vỏ sản phẩm điện tử có độ dày thành mỏng, thời gian làm mát có thể được rút ngắn thành5 - 10Giây. Để nâng cao hiệu quả làm mát, ngoài việc tối ưu hóa thiết kế hệ thống làm mát, một số công nghệ làm mát phụ trợ cũng có thể được sử dụng, chẳng hạn như làm mát bằng không khí, làm mát bằng chất lỏng, v. v.

6.Mở khuôn là bước cuối cùng của quá trình ép phun. Khi sản phẩm nhựa đã nguội đến một mức độ nhất định và có đủ độ bền và độ cứng, cơ chế mở khuôn của máy ép phun sẽ điều khiển khuôn động tách khỏi khuôn cố định, sau đó hệ thống đẩy bắt đầu hoạt động và nhựa Sản phẩm được đẩy ra khỏi khoang khuôn. Trong quá trình mở khuôn, cần kiểm soát tốc độ mở khuôn và hành trình mở khuôn để tránh làm hỏng sản phẩm nhựa do mở khuôn quá nhanh hoặc không thể đẩy ra một cách trơn tru do không đủ hành trình mở khuôn. Năng lực đẩy và tốc độ đẩy của hệ thống đẩy cũng cần được điều chỉnh hợp lý theo hình dạng, cấu trúc và kích thước của sản phẩm nhựa để đảm bảo sản phẩm nhựa có thể thoát ra khỏi khuôn một cách trơn tru và trơn tru. Các sản phẩm nhựa được đẩy ra có thể trở thành sản phẩm cuối cùng thông qua các quá trình cắt tỉa, đánh bóng và lắp ráp tiếp theo.

 Quy trình chế biến Jiefeng_Taizhou Jiefeng Mold Co., Ltd. (jfmoulds.com)

3. Sự đổi mới tiên tiến của khuôn ép: làn sóng thay đổi do công nghệ thúc đẩy

Trong bối cảnh ngành sản xuất toàn cầu đang tăng tốc chuyển đổi sang thông minh, xanh và cá nhân hóa, ngành công nghiệp khuôn ép phun đang mở ra những cơ hội và thách thức đổi mới chưa từng có. Sự xuất hiện và ứng dụng của một loạt công nghệ tiên tiến đã thổi luồng sinh khí mới vào sự phát triển của khuôn ép phun và thúc đẩy những thay đổi sâu sắc về ý tưởng thiết kế, quy trình sản xuất và phương thức sản xuất.

Sự phát triển của thiết kế kỹ thuật số và công nghệ mô phỏng đã làm cho quá trình thiết kế khuôn ép phun hiệu quả và chính xác hơn. Với thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD), Kỹ thuật hỗ trợ máy tính (CAE) Phần mềm, các nhà thiết kế có thể mô hình hóa ba chiều và thiết kế tối ưu hóa cấu trúc khuôn, hệ thống dòng chảy, hệ thống làm mát, v. v. trong môi trường ảo và dự đoán trước các hiện tượng vật lý như dòng nhựa, phân bố nhiệt độ và thay đổi áp suất trong quá trình ép phun bằng cách mô phỏng và phân tích các hiện tượng vật lý có thể xảy ra Các khuyết tật sản phẩm, chẳng hạn như bắn ngắn, vết hàn, thu nhỏ, v. v., và điều chỉnh kế hoạch thiết kế kịp thời để tránh các vấn đề trong quá trình sản xuất thực tế, do đóLớnRút ngắn chu kỳ thiết kế và chi phí phát triển của khuôn. Ví dụ, thông quaCAEPhân tích mô phỏng có thể tối ưu hóa cách bố trí và vị trí của hệ thống dòng chảy, để nhựa nóng chảy được lấp đầy đồng đều trong khoang và giảm các khuyết tật tạo hình; nó cũng có thể tối ưu hóa mô phỏng hệ thống làm mát để cải thiện hiệu quả làm mát và rút ngắn chu kỳ tạo hình.

Sản xuất phụ gia (3DViệc ứng dụng công nghệ in) trong lĩnh vực sản xuất khuôn ép phun đã mang lại những thay đổi mang tính cách mạng cho sản xuất khuôn mẫu.3DCông nghệ in có thể trực tiếp tạo ra các bộ phận khuôn có hình dạng phức tạp bằng cách tích lũy vật liệu từng lớp theo mô hình ba chiều mà không cần dụng cụ, đồ đạc và khuôn trong công nghệ gia công truyền thống.LớnRút ngắn chu kỳ sản xuất khuôn và giảm chi phí sản xuất. Trong khi đó,3DCông nghệ in cũng có thể thực hiện thiết kế nhẹ của cấu trúc khuôn và sản xuất đường nước làm mát theo hình, cải thiện hiệu suất và tuổi thọ của khuôn. Ví dụ, sử dụng3DKhuôn ép phun được sản xuất bằng công nghệ in có thể thiết kế cấu trúc bên trong phức tạp, giảm trọng lượng khuôn và giảm tiêu thụ năng lượng của máy ép phun; đường nước làm mát theo hình có thể phù hợp hơn với bề mặt của khoang khuôn, đạt được khả năng làm mát đồng đều và hiệu quả hơn và cải thiện Chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất.

Sự tích hợp của công nghệ thông minh và tự động hóa đã cho phép sản xuất khuôn ép phun tiến tới sản xuất thông minh. Khuôn thông minh thực hiện giám sát thời gian thực, dự đoán lỗi và điều chỉnh tự động quá trình ép phun bằng cách tích hợp các cảm biến, hệ thống thu thập dữ liệu và thuật toán trí tuệ nhân tạo. Cảm biến có thể theo dõi nhiệt độ, áp suất, độ rung và các thông số khác của khuôn trong thời gian thực. Hệ thống thu thập dữ liệu truyền dữ liệu này đến hệ thống điều khiển, phân tích và xử lý dữ liệu thông qua các thuật toán trí tuệ nhân tạo, dự đoán các lỗi có thể xảy ra của khuôn và gửi tín hiệu cảnh báo sớm kịp thời để hướng dẫn Người vận hành bảo trì và điều chỉnh. Đồng thời, việc áp dụng dây chuyền sản xuất tự động đã thực hiện sản xuất hoàn toàn tự động từ cấp liệu nguyên liệu, ép phun, lấy sản phẩm ra để xử lý sau, giảm can thiệp thủ công, nâng cao hiệu quả sản xuất và tính ổn định của chất lượng sản phẩm. Ví dụ, một số xưởng ép phun tiên tiến sử dụng robot để xếp dỡ khuôn, phân loại và đóng gói sản phẩm, nhận ra24Sản xuất liên tục theo giờ đã cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và năng lực sản xuất.

4. Triển vọng ngành của khuôn ép: cơ hội và thách thức cùng tồn tại

Ngành công nghiệp khuôn ép sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong làn sóng chuyển đổi sản xuất toàn cầu, mở ra nhiều cơ hội phát triển hơn, nhưng cũng phải đối mặt với nhiều thách thức.

Với5gVới sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp mới nổi như truyền thông, trí tuệ nhân tạo, Internet of Things và các phương tiện năng lượng mới, nhu cầu về khuôn ép sẽ tiếp tục tăng và các yêu cầu cao hơn về độ chính xác, hiệu suất, độ phức tạp và chu kỳ sản xuất của khuôn được đặt ra. Ví dụ,5gCác bộ phận nhựa thu nhỏ và hiệu suất cao trong thiết bị liên lạc, vỏ pin, các bộ phận nội thất và các bộ phận cấu trúc nhẹ trong các phương tiện năng lượng mới, tất cả đều yêu cầu khuôn ép có độ chính xác cao và hiệu suất cao để sản xuất. Các công ty sản xuất khuôn ép phun cần liên tục tăng cường đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ, nâng cao năng lực đổi mới và trình độ sản xuất để đáp ứng nhu cầu phát triển của các ngành công nghiệp mới nổi.

在全球经济一体化的背景下，注塑模具行业的市场竞争将更加激烈。一方面，国内注塑模具企业需要面对来自国际知名企业的竞争压力，这些企业在技术、品牌、管理等方面具有明显优势；另一方面，随着国内劳动力成本、原材料成本的上升，国内注塑模具企业的成本优势逐渐减弱。注塑模具企业需要加强自身的核心竞争力建设，通过技术创新、管理创新、品牌建设等手段，提高产品质量和生产效率，降低生产成本，提升企业的市场竞争力。

人才短缺是制约注塑模具行业发展的一个重要因素。注塑模具行业是一个技术密集型行业，需要大量掌握先进设计、制造技术和管理经验的专业人才。然而，目前行业内人才培养体系尚不完善，人才流失现象较为严重，导致企业在技术创新、生产管理等方面面临困难。注塑模具企业需要加强与高校、科研机构的合作，建立完善的人才培养体系，吸引和留住优秀人才，为企业的发展提供人才保障。

注塑模具作为工业制造的精密基石与创新引擎，在过去的几十年里取得了长足的发展，为全球制造业的进步做出了重要贡献。展望未来，随着科技的不断进步和市场需求的持续变化，注塑模具行业将继续在创新中前行，以更加高效、精准、智能、绿色的方式，为各行业的发展提供强有力的支撑，塑造更加美好的未来生活。