Những công nghệ hiện đại được ứng dụng trong quy trình sản xuất nhựa

Nhựa là chất liệu chiếm tỷ trọng lớn trong sản xuất các sản phẩm tiêu dùng lẫn công nghiệp. Do đó, ngày càng nhiều các công nghệ hiện đại được tạo ra để tối ưu quy trình sản xuất nhựa, tạo ra được các sản phẩm nhựa đa dạng phục vụ mọi nhu cầu đa dạng trong đời sống.

Các loại hạt nhựa phổ biến nhất hiện nay

Trước khi khám phá quá trình sản xuất nhựa, cần tìm hiểu về nguyên liệu chính để sản xuất ra các sản phẩm nhựa là hạt nhựa. Hạt nhựa có thể được chia thành 2 loại:

Hạt nhựa nguyên sinh

Nhựa nguyên sinh là sản phẩm của quá trình chưng cất phân đoạn từ dầu mỏ, là loại nhựa mới hoàn toàn chưa qua sử dụng, không bị pha trộn với tạp chất và không thêm phụ gia trong quy trình sản xuất hạt nhựa. 

Nhựa nguyên sinh thường có màu trắng tự nhiên. Khi đưa vào ứng dụng, người ta thường phải thêm hạt màu vào để tạo ra các màu sắc đa dạng như xanh, đỏ, tím, và vàng.

Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại nhựa nguyên sinh phổ biến như PET, PE, PP, ABS,…

Hạt nhựa tái sinh

Hạt nhựa tái sinh được tạo ra từ hạt nhựa nguyên sinh hoặc thậm chí là từ nhựa tái sinh đã được tái chế trước đó, bao gồm các loại nhựa tái chế phổ biến như nhựa PET, HDPE, PP,…

Các bước sản xuất hạt nhựa tái sinh bao gồm quá trình thu gom, phân loại, làm sạch và xử lý, sau đó cắt thành những miếng nhỏ và được làm nóng rồi đưa qua máy ép đùn, tạo thành các sợi nhựa, sau cùng được cắt thành các hạt nhựa tái sinh.

Xem thêm: Tìm hiểu quy trình sản xuất nhựa tái chế tại các nước trên thế giới

Những quy trình sản xuất nhựa hiện có

Khuôn thổi (Blow molding)

Quy trình sản xuất nhựa bằng khuôn thổi là quá trình tạo ra các sản phẩm chai lọ nhựa có hình dạng mong muốn bằng cách thổi phôi chai nhựa trong khuôn, bao gồm các bước:

• Tạo phôi chai từ quá trình nóng chảy các hạt nhựa. 
• Đưa phôi chai vào khuôn và dùng áp suất thổi cho phôi chai theo hình dạng trong khuôn. 
• Làm nguội và lấy sản phẩm ra khỏi khuôn.

Phương pháp này thích hợp cho sản phẩm có tính rỗng như chai lọ, đồ chơi, và phụ kiện ô tô,… được làm từ các chất liệu Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), Polietilen tereftalat (PET), Polyvinyl clorua (PVC), Polystyrene (PS), Polycarbonate (PC), Polypropylene (PP).

Ép phun (Injection molding)

Ép phun là phương pháp bơm nhựa nóng chảy vào khuôn với áp lực cao để tạo ra sản phẩm, gồm các bước: 

• Thiết lập khuôn: Dùng máy ép thủy lực để đóng khuôn.
• Đùn nhựa: Cho hạt nhựa vào buồng nung để nóng chảy nhựa rồi bơm vào khuôn. 
• Làm nguội và lấy sản phẩm ra khỏi khuôn: Làm nguội để sản phẩm đạt độ rắn thích hợp, sau đó lấy sản phẩm ra khỏi khuôn bằng phương pháp cơ học hoặc dùng khí nén. 
• Xử lý sau đùn: Loại bỏ những phần nhựa thừa trong quá trình tạo hình sản phẩm.

Phương pháp ép phun thường áp dụng cho những sản phẩm có độ phức tạp cao, do đó chi phí và thời gian tạo khuôn cũng cao hơn so với những phương pháp khác. 

Loại nhựa phù hợp khi ép phun là: Acrylic (PMMA), Polyvinyl chloride (PVC), Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), Polyethylene terephthalate glycol (PETG), Polyamide (PA), Polypropylene (PP), Polycarbonate (PC), Polystyrene (PS), Polyethylene (PE).

Đùn ép (Extrusion)

Đùn ép là quy trình sản xuất nhựa bằng cách liên tục làm nóng chảy nhựa, sau đó ép qua khuôn để tạo hình mong muốn qua các bước:

• Đùn nhựa: Làm nóng chảy nhựa và đẩy qua buồng nung. 
• Đúc – làm nguội: Tạo hình cho sản phẩm và làm nguội để nhựa cứng hơn. 
• Gia công: Cắt nhựa đã được đùn theo từng chiều dài khác nhau. 

Phương pháp này rất phù hợp với các sản phẩm có đường kính, tiết diện ngang không thay đổi, sản phẩm dạng rỗng và hình khối. Một số ứng dụng phổ biến như: dây điện, ống hút, ống, đường ống,…

Loại nhựa thích hợp để ép đùn là: Acrylic (PMMA), Polyvinyl clorua (PVC), Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), Polycarbonate (PC), Polyethylene terephthalate glycol (PETG), Polystyrene (PS),…

Tạo hình chân không (Vacuum Forming)

Các bước để tạo hình chân không: 

• Kẹp một tấm nhựa trong khung, sau đó di chuyển đến bộ phận làm nóng để làm mềm dẻo nhựa hơn.
• Kích hoạt chân không để hút không khí ra khỏi nhựa và khuôn.
• Trong khuôn, nhựa sẽ được kéo dài để tạo hình sản phẩm. 
• Làm mát sản phẩm và lấy sản phẩm ra. 
• Loại bỏ các phần sản phẩm và vật liệu thừa trọng khuôn. 

Quy trình sản xuất nhựa bằng phương pháp tạo hình chân không khá tiết kiệm về chi phí và dụng cụ, thường được ứng dụng cho sản xuất vỏ tàu thuyền, khay nhựa, bao bì,… 

Các loại nhựa phù hợp cho phương pháp tạo chân không: Acrylic (PMMA), Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), Polyvinyl chloride (PVC), Polypropylene (PP), Polystyrene (PS),…

Gia công CNC (CNC machining)

Quy trình sản xuất nhựa bằng cách gia công CNC là đưa vật liệu nhựa rắn vào công cụ sắt để loại bỏ vật liệu. Quy trình sản xuất CNC sẽ tạo nên các bộ phận, chi tiết nhựa chất lượng cao với thời gian sản xuất ngắn, cụ thể: 

• Thiết lập dữ liệu thiết kế: Chuẩn bị bản vẽ, thiết lập chương trình cho máy để thực hiện các chức năng kiểm soát hoạt động, di chuyển, tốc độ,… 
• Gia công: Gồm các công đoạn như kiểm tra, gá phôi, gia công CNC thô, gia công CNC tinh,…
• Sau gia công: xử lý sản phẩm, cắt gọt, làm sạch.

Phương pháp gia công CNC phù hợp cho những nhà máy, doanh nghiệp chuyên sản xuất linh kiện và sản phẩm có kích thước và hình dạng phức tạp như ròng rọc, bánh răng,…

Ưu điểm của phương pháp gia công này chính là thời gian gia công ngắn, có thể áp dụng trên nhiều vật liệu nhựa như Acrylic, ABS, Polyamide nylon, PLA, PC, PEEK,…

Đúc polymer (Polymer casting)

Phương pháp này thường áp dụng cho việc tạo mẫu với khuôn đúc được làm từ vật liệu cao su, lưu hóa với số lượng ít.  Quy trình sản xuất nhựa từ phương pháp đúc polymer bao gồm:

• Chuẩn bị khuôn đúc: Phủ lớp chất giải phóng nhằm giúp cho việc tháo khuôn được dễ dàng hơn, sau đó làm nóng khuôn. 
• Quá trình đúc: Đổ đầy các hỗn hợp nhựa tổng hợp, chất đóng rắn vào khuôn, chờ hỗn hợp đông cứng lại. Có thể thêm gia nhiệt để đẩy nhanh quá trình đóng rắn. Sau khi lấy phần đóng rắn ra khỏi khuôn thì tiến hành các công đoạn chà nhám, flash, sprues,…

Quy trình đúc polymer không cần tốn nhiều thời gian và chi phí đầu tư, thích hợp cho chế tác sản phẩm mẫu với chi phí đầu tư thấp, phù hợp với các loại nhựa như Polyurethane, Polyether, Epoxy, Polyester, Silicone và Acrylic.

Đúc quay (Rotation molding)

Đúc quay được ứng dụng phổ biến với các loại nhựa nhiệt dẻo, là quy trình sản xuất nhựa bằng cách làm nóng khuôn rỗng chứa vật liệu nhựa, khi quay khuôn bằng lực ly tâm thì sẽ tạo ra khoảng rỗng lớn.  Quy trình này gồm các bước: 

• Nạp nguyên liệu: Cho hạt nhựa vào khuôn và tiến hành làm nóng chảy nhựa.
• Nung nóng: Nhựa chảy ra sẽ dính vào thành khuôn, khuôn quay theo 2 trục vuông góc với nhau nhằm giúp cho chất liệu nhựa dính vào khuôn một cách đồng đều. 
• Làm nguội: Thực hiện làm nguội trong lúc khuôn vẫn còn chuyển động để giúp định hình các chi tiết nhựa cho đến khi đóng rắn hoàn hảo. 
• Xử lý: Cắt bỏ phần thừa ra khỏi khuôn. 

Quy trình sản xuất nhựa bằng phương pháp đúc quay thường ứng dụng cho các sản phẩm rỗng ruột và có dạng trụ như: thùng chứa, chậu trồng cây, mũ bảo hiểm,… Các loại nhựa phù hợp cho phương pháp này là: Polyethylene (PE), Polyvinyl clorua (PVC), Polypropylene (PP), Polycarbonate (PC), Nylon,…

In 3D (3D Printing)

Phương pháp in 3D giúp tạo ra các chi tiết sản phẩm 3 chiều bằng cách thêm những lớp vật liệu cho đến khi bộ phận đó được hoàn thiện. Phương pháp này được nhiều khách hàng lựa chọn vì mang tính kinh tế và có khả năng tạo ra những bộ phận với những thiết kế hình học phức tạp.

Quy trình in 3D bao gồm các giai đoạn:

• Giai đoạn 1 – Thiết lập quy trình in

Chuẩn bị phần mềm in để xác định cách bố trí mô hình in phù hợp với khối lượng, cấu trúc hỗ trợ, lát cắt mô hình,..

• Giai đoạn 2 – Quá trình in

Ứng dụng các công nghệ như tạo mô hình lắng đọng hợp chất, làm nóng chảy các sợi nhựa, công nghệ in lập thể nhằm xử lý chất dẻo trạng thái lỏng ( SLA) và kỹ thuật nóng chảy bột nhựa bằng laser. 

• Giai đoạn 3 – Xử lý sau in

Tháo các bộ phận, chi tiết ra khỏi máy in. Sau đó mang đi làm sạch và bảo dưỡng.

Ưu điểm của quy trình sản xuất nhựa bằng cách ion 3D là chi phí sản xuất thấp, không yêu cầu cao về cơ sở vật chất. Tuy nhiên, điểm hạn chế của phương pháp này chính là tốn nhiều thời gian và đòi hỏi có nhiều nhân công hơn để thực hiện quy trình sản xuất.

Các loại nhựa có thể sử dụng phương pháp này cho sản xuất như: 

• Nhựa dẻo
• Nhựa nhiệt rắn
• Nylon và các vật liệu tổng hợp từ nylon

 

Liên hệ với Salub Việt Nam ngay để được hỗ trợ và tư vấn thiết kế – sản xuất chai nhựa mỹ phẩm cao cấp dành riêng cho thương hiệu của bạn!

Địa chỉ showroom: 872A Trường Chinh, P15, Tân Bình, TP. HCM

Hotline: 0914.08.44.22