Khuôn mẫu và gia công khuôn – Những thông tin bạn cần nắm
Trong công nghiệp hiện đại, việc sản xuất các sản phẩm với độ chính xác cao và đồng đều vô cùng quan trọng. Để đáp ứng nhu cầu này, khuôn mẫu cùng với quá trình gia công khuôn đóng một vai trò không thể thiếu. Đây không chỉ là công cụ giúp tạo ra hàng loạt sản phẩm giống nhau mà còn là minh chứng cho sự tiến bộ không ngừng của công nghệ cơ khí. Trong bài viết này, hãy cùng Vilapec khám phá khuôn mẫu và quá trình gia công khuôn mẫu, đồng thời hiểu rõ hơn về ứng dụng và những lợi ích mà chúng mang lại.
Khuôn mẫu là gì?
Khuôn mẫu chính là trung tâm của công nghệ ép phun, nó được gia công tạo hình dựa trên hình dạng sản phẩm mong muốn. Sản phẩm ép phun được định hình dạng nhờ cấu tạo và hình dạng của lòng khuôn (còn được gọi là lõi khuôn hay cuốc khuôn).
Khuôn mẫu gồm có 2 bộ phận chính là khuôn đực và khuôn cái. Người ta chia khuôn thành 2 phần đó là: phần cố định khuôn và phần di động khuôn.
Đặc điểm nổi bật của máy CNC
Máy CNC hay còn gọi máy công cụ CNC, máy gia công CNC, là loại máy công nghệ cao được điều khiển và vận hành tự động hóa trên phần mềm máy tính. Máy hoạt động để gia công các sản phẩm giống nguyên mẫu trên bản vẽ kỹ thuật 2D hoặc 3D.
Ưu điểm của máy CNC
Máy CNC sở hữu những ưu điểm nổi bật sau đây:
- Tạo ra khuôn mẫu có độ chính xác cao, độ lặp lại tốt.
- Tự động hóa, không cần điều khiển bằng tay.
- Kích thước và hình dạng sản phẩm chính xác, mức dung sai nhỏ.
- Gia công nhanh chóng.
- Khuôn mẫu thành phẩm đảm bảo tính chất vật lý và sự đồng nhất trong những môi trường khác nhau.
- Tối ưu chi phí nhân công.
Nhược điểm của máy CNC
Mặc dù sở hữu nhiều ưu điểm nhưng máy CNC vẫn tồn tại một vài nhược điểm sau:
- Bản chất của phương pháp gia công khuôn nhựa là loại bỏ vật liệu trên phôi, 1 số khối hình tốn nhiều chi phí hoặc không thể sản xuất.
- Chi phí khởi đầu của gia công CNC cao do đầu tư về máy móc.
- Cấu tạo của khuôn mẫu phức tạp, đòi hỏi nhiều chi tiết và yêu cầu độ chính xác lên đến 5 micron. Do đó, việc gia công khuôn nhựa là giải pháp tối ưu vừa đảm bảo chất lượng vừa mang lại hiệu quả kinh tế.
Các phương pháp gia công khuôn mẫu cnc
Các phương pháp gia công khuôn nhựa hiện nay đang được sử dụng phổ biến gồm:
Phay CNC
Sử dụng phay CNC để hoàn thiện bề mặt đã gia công trên nhựa hoặc kim loại cấp kỹ thuật hoặc tạo các hình dạng 3D phức tạp. Phương pháp phay CNC sử dụng các trung tâm gia công khuôn mẫu có độ chính xác cao với công cụ thay đổi nhanh chóng.
Trong gia công phay CNC, chi tiết được gắn trên bàn máy và vật liệu được loại bỏ bằng công cụ cắt chuyển động quay. Phần dao cắt có thể di chuyển theo đường thẳng, lên xuống, ngang dọc, đường tròn hoặc di chuyển trong không gian 3D làm đa dạng khả năng gia công.
Tiện CNC
Tiện CNC là quá trình sản xuất, trong đó các thành phần hoặc thanh vật liệu được giữ trong mâm cặp và quay. Một công cụ cắt loại bỏ vật liệu để tạo ra hình dạng như mong muốn. Công cụ cắt được điều khiển bởi máy tính, cho phép thực hiện các quy trình chính xác và có thể lặp lại.
Máy tiện CNC gia công khuôn theo các mặt trụ tròn xoay. Ứng dụng gia công ren ngoài, ren trong, cắt bậc, cắt mặt, tiện trong, tiện ngoài,…
Cắt dây tia lửa điện
Cắt dây tia lửa điện là phương pháp gia công có độ chính xác cao để cắt các vật liệu dẫn điện. Các máy gia công tia lửa điện được dùng để gia công khuôn mẫu cnc và sản phẩm cơ khí cần độ chính xác cao, hình dạng khó và độ cứng cao mà khi gia công bằng những công cụ thông thường không hiệu quả hoặc không thể đáp ứng được. Máy cắt dây có thể gia công nhiều dạng bề mặt khác nhau với độ chính xác cao gần như tuyệt đối.
Gia công bằng tia Laser
Gia công bằng Laser là quá trình xử lý nhiệt và tia Laser được dùng làm nóng chảy vật liệu. Máy cắt tia Laser là loại máy cắt bằng tia sáng hoạt động theo chế độ xung.
Phương pháp gia công bằng tia Laser bao gồm 2 loại: Cắt Laser CO2 và cắt Laser Fiber.
Ngoài ra, gia công khuôn mẫu còn sử dụng các phương pháp gia công plasma, gia công khí,… sử dụng nhiệt để cắt phôi qua các máy công cụ CNC. Tùy nhu cầu sử dụng và định hướng phát triển kinh doanh, doanh nghiệp có thể lựa chọn phương pháp gia công khuôn tùy theo tính năng, chất lượng và giá cả phù hợp.
>>> Dịch vụ thiết kế khuôn ép nhựa
Các loại khuôn mẫu phổ biến hiện nay
Các loại khuôn mẫu được sử dụng phổ biến hiện nay phải kể đến:
Khuôn đúc cát
Khuôn đúc cát là công cụ dùng để tạo hình các vật thể từ chất lỏng thành dạng khối bằng việc rót vật liệu nóng chảy vào khuôn. Phương pháp này được sử dụng nhiều trong lĩnh vực chế tạo máy móc và phương tiện vận tải. Các sản phẩm gồm thân động cơ, bộ phận phân phối, bánh xe, ống xả, thậm chí là tượng nhỏ, được làm từ các loại kim loại thép, đồng, nhôm.
Khuôn đúc áp lực
Đúc áp lực là phương pháp tạo ra sản phẩm bằng cách rót kim loại nóng vào khuôn và đông đặc dưới tác dụng của áp lực cao.
Phương pháp khuôn đúc áp lực chủ yếu áp dụng để sản xuất các chi tiết phức tạp như van dẫn khí, kèn đồng, bộ phận động cơ, các sản phẩm chính xác. Nguyên liệu thường sử dụng gồm kẽm, chì, nhôm, đồng.
Khuôn rèn dập
Khuôn rèn dập là quá trình tạo hình sản phẩm bằng cách dập vật liệu trong khuôn. Phương pháp này tạo ra các sản phẩm như trục khuỷu, khớp nối, tay biên,… Nó được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất máy bay, ô tô, thiết bị xây dựng, sản phẩm gia đình, máy nông nghiệp, sản phẩm điện tử,…
Khuôn dập định hình
Khuôn dập định hình là loại khuôn tạo ra sản phẩm bằng cách dập tấm kim loại vào khuôn. Chúng được sử dụng nhiều trong công nghiệp, sản xuất chi tiết kim loại trong máy bay, ô tô, đồ gia đình, thiết bị điện, điện tử, sản phẩm tiêu dùng, sản phẩm y tế, thiết bị quân sự, khung và cánh cửa, vành xe thép, ca cốc, khay nhôm,…
