Đúc phun acrylic (PMMA) nhằm mục đích tạo ra các bộ phận có độ trong suốt, độ bóng cao đồng thời giảm thiểu ứng suất bên trong.
PMMA có độ trong suốt cao nhưng giòn và nhạy cảm với ứng suất, nhiệt độ và độ ẩm. Vì vậy, thiết kế, khuôn mẫu và xử lý phải được phối hợp ; Việc bỏ qua bất kỳ một lĩnh vực nào thường gây ra những khuyết điểm không thể khắc phục được sau này.
1. Thuộc tính vật liệu chính của PMMA
- Độ rõ quang học cao (truyền ánh sáng ≈92%) , làm cho các khuyết tật bề mặt trở nên dễ thấy.
- tính chất giòn , dễ bị nứt do ứng suất và chảy xệ.
- Cửa sổ xử lý thu hẹp ; nhạy cảm với quá nhiệt và cắt.
- Độ nhạy căng thẳng bên trong cao , dẫn đến nứt chậm nếu không được kiểm soát.
2. Hướng dẫn thiết kế (DFM)
- Độ dày thành: 2–4 mm và càng đồng đều càng tốt.
- Tránh các góc nhọn; bán kính trong ≥ 0,5 × độ dày thành.
- Góc dự thảo: bề mặt được đánh bóng ≥ 1°, bề mặt có kết cấu ≥ 2–3°.
- Tránh các đường hàn và vết phun trên các bề mặt nhìn thấy được.
- Gân phải có độ dày 50–60% độ dày thành và bao gồm phi lê; tránh xương sườn dày.
3. Yêu cầu thiết kế khuôn
- Bề mặt khuôn được đánh bóng gương (SPI A1/A2) cho các bộ phận quang học rõ ràng.
- Các loại cổng ưa thích: cổng quạt, cổng phim hoặc cổng tab để có dòng chảy ổn định.
- Thông gió: Độ sâu 0,02–0,04 mm để tránh bỏng khí và bong bóng.
- Làm mát đồng đều để tránh cong vênh, lưỡng chiết và ứng suất bên trong.
4. Thông số xử lý
- Sấy khô: 80–90°C trong 2–4 giờ; độ ẩm mục tiêu ≤ 0,04%.
- Nhiệt độ nóng chảy: 220–260°C; tránh quá nóng để tránh bị ố vàng.
- Nhiệt độ khuôn: 60–90°C (cao hơn đối với các bộ phận quang học hoặc dày).
- Tốc độ phun: trơn tru và liên tục; tránh do dự và phung phí.
- Áp lực đóng gói: vừa phải; đóng gói quá mức làm tăng căng thẳng bên trong.
- Thời gian làm mát: đủ trước khi phóng ra để tránh cong vênh và căng thẳng.
5. Hậu xử lý và ủ
- Ủ làm giảm căng thẳng bên trong và cải thiện độ bền.
- Được khuyên dùng cho các bộ phận dày, các bộ phận quang học và các bộ phận tiếp xúc với hóa chất.
- Điều kiện ủ điển hình: 70–80°C trong 2–4 giờ với quá trình gia nhiệt và làm nguội chậm.
- Ủ thích hợp làm giảm nứt, cải thiện khả năng kháng hóa chất và ổn định kích thước.
6. Những khiếm khuyết thường gặp và cách phòng ngừa
- Bong bóng hoặc vệt bạc: do độ ẩm hoặc thông gió kém → khắc phục bằng cách làm khô và cải thiện lỗ thông hơi.
- Dấu hiệu dòng chảy/phun nước: do nhiệt độ khuôn thấp hoặc quá trình phun không ổn định → khắc phục bằng cách tăng nhiệt độ khuôn và ổn định tốc độ phun.
- Đường hàn: do vị trí cổng kém hoặc nhiệt độ thấp → khắc phục bằng cách di dời cổng hoặc tăng nhiệt độ.
- Vết nứt ứng suất: gây ra bởi các góc nhọn, độ đóng gói cao hoặc tiếp xúc với hóa chất → khắc phục bằng cách thêm philê, giảm độ đóng gói và ủ.
- Cong vênh: do độ dày thành hoặc làm mát không đồng đều → khắc phục bằng thiết kế đồng nhất và làm mát cân bằng.
Câu hỏi thường gặp (Thiết kế và gia công khuôn acrylic)
Đúc acrylic là gì?
Đúc acrylic là quá trình ép phun được sử dụng để sản xuất các bộ phận từ PMMA (Polymethyl Methacrylate).
Nó chủ yếu được sử dụng cho các thành phần trong suốt, có độ bóng cao như vỏ đèn, màn hình và bao bì mỹ phẩm.
Tại sao acrylic yêu cầu thiết kế đặc biệt?
Acrylic là giòn và nhạy cảm với ứng suất , và nó có độ rõ quang học rất cao , điều này làm cho các khuyết điểm trở nên dễ thấy.
Vì vậy, hình học bộ phận, thiết kế khuôn và xử lý phải giảm thiểu ứng suất và bảo vệ chất lượng bề mặt .
Độ dày thành tốt nhất cho các bộ phận acrylic là gì?
Độ dày tường lý tưởng là 2–4 mm .
Độ dày thành đồng nhất là rất quan trọng vì acrylic nhạy cảm với làm mát không đồng đều và căng thẳng bên trong .
Các bộ phận acrylic nên có góc nghiêng nào?
- Bề mặt được đánh bóng: ≥ 1° dự thảo
- Bề mặt kết cấu: ≥ 2–3° dự thảo
Luồng gió không đủ làm tăng lực đẩy và có thể gây nứt.
Tại sao bán kính lại quan trọng trong thiết kế acrylic?
Các góc nhọn tạo ra các điểm tập trung ứng suất có thể dẫn đến nứt.
Bán kính bên trong phải có độ dày thành ít nhất là 0,5× và bán kính bên ngoài phải khớp tương ứng.
Loại cổng nào là tốt nhất cho acrylic?
Các loại cổng ưa thích cho PMMA bao gồm:
- Cổng quạt
- Cổng phim
- Cổng tab
Những loại cổng này hỗ trợ dòng chảy ổn định và giảm thiểu các khuyết tật có thể nhìn thấy được.
Bề mặt khuôn cần được hoàn thiện như thế nào đối với các bộ phận bằng acrylic trong suốt?
Yêu cầu các bộ phận acrylic rõ ràng Bề mặt khuôn được đánh bóng gương .
Tiêu chuẩn đề xuất: SPI A1 hoặc A2 .
Các khuyết tật đúc acrylic phổ biến là gì?
Các khiếm khuyết thường gặp bao gồm:
- Bong bóng và vệt bạc
- Dấu hiệu dòng chảy và phun nước
- Đường hàn
- Căng thẳng nứt và điên cuồng
- Cong vênh và biến dạng
- Bề mặt mờ hoặc làm trắng
Điều gì khiến các bộ phận acrylic bị nứt sau khi đúc?
Vết nứt thường xảy ra do căng thẳng nội tâm , có thể được kích hoạt bởi:
- Góc nhọn
- Áp suất đóng gói cao
- Nhiệt độ khuôn thấp
- Tiếp xúc với hóa chất
- Ủ kém
Việc ủ có cần thiết cho các bộ phận acrylic không?
Nên ủ các bộ phận acrylic dày, quang học hoặc tiếp xúc với hóa chất.
Nó làm giảm căng thẳng bên trong và cải thiện độ bền.
Các điều kiện ủ điển hình cho PMMA là gì?
- Nhiệt độ: 70–80°C
- Thời lượng: 2–4 giờ
- Làm mát: làm mát chậm, có kiểm soát
Làm thế nào để sấy khô PMMA trước khi đúc?
PMMA phải được sấy khô đến độ ẩm ≤ 0,04% để tránh bong bóng và vệt.
Điều kiện sấy điển hình:
- 80–90°C trong 2–4 giờ
Phạm vi nhiệt độ nào được sử dụng để đúc acrylic?
- Nhiệt độ nóng chảy: 220–260°C
- Nhiệt độ khuôn: 60–90°C (cao hơn đối với các bộ phận quang học)
Điều gì làm cho PMMA khác với polycacbonat (PC)?
PMMA mang lại độ rõ quang học và khả năng chống tia cực tím cao hơn, trong khi PC mang lại độ bền va đập cao hơn nhiều.
Chọn PMMA cho độ rõ nét và PC cho độ dẻo dai.
Acrylic có thể được sử dụng cho các ứng dụng có tác động cao không?
Acrylic là không được khuyến khích cho các ứng dụng có tác động cao do độ bền va đập và độ giòn thấp.
Để chống va đập, polycarbonate (PC) thường là sự lựa chọn tốt hơn.
Mục tiêu chính của thiết kế khuôn acrylic là gì?
Mục tiêu chính là để giảm thiểu căng thẳng bên trong và duy trì độ rõ quang học thông qua hình học, thiết kế và xử lý khuôn phù hợp.
