Đúc Chân Không Là Gì? Nguyên Lý Đúc Chân Không Khuôn Silicon

Đúc chân không là phương pháp hiện đại được sử dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất: sản xuất khuôn mẫu, sản phẩm nhựa,… Đúc chân không khuôn silicon là công nghệ đem lại những ưu điểm vượt trội. Cùng tìm hiểu thêm các thông tin về đặc điểm, nguyên lý đúc chân không này qua bài viết sau. 

1. Đúc chân không là gì?

Đúc chân không (vacuum casting) là một quá trình đúc cho chất đàn hồi sử dụng chân không để hút vật liệu lỏng vào khuôn. Đây là phương pháp hoàn toàn sử dụng lực hút chân không để đưa vật liệu vào khuôn. Khác với phương pháp đúc chuyển nhựa truyền thống sử dụng chân không hỗ trợ quá trình điền nhựa vào khuôn dưới lực ép của khí nén (thiết bị nén).

Đúc chân không bằng khuôn silicone

Nguyên lý đúc chân không: sử dụng sự chênh lệch áp suất trong khuôn và thiết bị chứa nhựa polymer để điền nhựa vào khuôn. Khi độ chân không trong khuôn đã đạt tới yêu cầu, van dẫn bình chứa mở ra, vật liệu trong bình chứa được điền vào khuôn theo hệ thống ống dẫn bố trí theo chu vi của khuôn. 

Bơm hút chân không được sử dụng với mục đích hút chân không thể tích trong khuôn. Tốc độ điền nhựa vào khuôn phụ thuộc vào chi tiết được chế tạo, tỷ lệ vật liệu gia cường, chủng loại nhựa polymer và phương án bố trí cũng như thiết kế khuôn.

2. Lịch sử về công nghệ đúc chân không

Kỹ thuật đúc chân không sử dụng silicone được bắt nguồn ở Châu Âu vào khoảng những năm 1960, tại các trường đại học kỹ thuật Dresden và Cottbus thuộc Cộng hòa Dân chủ Đức cũ. Các khuôn mềm dẻo như cao su cũng được các nhà phục chế và điêu khắc sử dụng để tạo ra các tác phẩm điêu khắc mà không làm hỏng chúng.

Vào khoảng những năm 1970, người Nhật đã mua kỹ thuật này. Người Nhật đã ứng dụng nó vào sản xuất công nghiệp các bộ phận ô tô. Vài năm sau, công nghệ này đã được giới thiệu lại ở Châu Âu và nó được sử dụng rộng rãi trên khắp lục địa. 

Hiện nay ở hầu hết các quốc gia châu Âu, công nghệ này được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu và phát triển năng lực công nghiệp nhằm cung cấp sản xuất hàng loạt và chất lượng tốt.

Năm 1980 là năm ra đời của nhựa nhiệt rắn vào quy trình đúc chân không. Những loại nhựa này có thể bắt chước một cách hoàn hảo các đặc tính và thể hiện việc sử dụng vật liệu trong sản xuất hàng loạt. Kể từ đó, nhiều cải tiến hơn đã đạt được, kết hợp thêm việc sử dụng CAD hiện đại đã cho phép đúc chân không được thực hiện nhanh hơn, rẻ hơn và chính xác hơn.

Ở Việt Nam, việc đúc chân không silicon còn khá hạn chế và chưa xuất hiện nhiều. Theo xu hướng phát triển, đây chắc hẳn là công nghệ đáng nghiên cứu cho các doanh nghiệp.

3. Ứng dụng của nguyên lý đúc chân không

Quá trình đúc chân không thường được sử dụng khi có vấn đề về khí nén, có các chi tiết phức tạp hoặc đường cắt nhỏ dưới khuôn. Ngoài ra nó còn được áp dụng nếu vật liệu được gia cố bằng sợi hoặc dây.

Nguyên lý đúc chân không lý tưởng để tạo ra các bộ phận nguyên mẫu bằng nhựa, có độ chính xác cao và chi tiết tốt. Quá trình này có thể tạo các mẫu, kích thước và cấu hình kết cấu.

• Sản xuất các bộ phận cho thử nghiệm dây chuyền lắp ráp, mục đích tiếp thị, ví dụ như thuyết trình và triển lãm
• Đúc chân không có thể được sử dụng để sản xuất chai nhựa, hộp thiếc trong đóng gói
• Các sản phẩm gia dụng, các sản phẩm nhựa đúc khuôn
• Sản xuất chân tay giả và thiết bị y tế.
• Các ngành công nghiệp phụ tùng ô tô, chế tạo các chi tiết có kích thước lớn, số lượng không lớn: phần thân vỏ ô tô…
• Sản xuất hàng không vũ trụ.
• Thiết bị trang trí nhà cửa.
• Tạo mẫu nhựa nhanh chóng.

Một số sản phẩm từ công nghệ đúc chân không, nhựa đúc khuôn

>>> Xem thêm: Bơm hút chân không dùng trong ngành nhựa tạo sản phẩm nhựa chất lượng cao

2. Ưu điểm của quá trình đúc chân không bằng khuôn silicone

Ưu điểm của phương pháp:

– Độ chính xác cao và chi tiết tốt cho thành phẩm.

Sử dụng silicone làm khuôn cho các sản phẩm sẽ đảm bảo sản phẩm cuối cùng hoàn thiện tốt đến từng chi tiết. Sản phẩm cuối cùng trông giống như sản phẩm ban đầu.

Phương pháp đúc chân không hiệu quả khi sản phẩm ban đầu có dạng hình học phức tạp.

– Các sản phẩm được tạo ra bằng phương pháp đúc chân không có chất lượng cao

– Giảm chi phí sản xuất, khuôn silicon có giả cả phải chăng hơn so với nhôm hoặc thép.

– Các thiết bị chính bao gồm: máy bơm hút chân không, thiết bị chứa nhựa polymer và thiết bị hòa trộn nhựa polymer, các dụng cụ đo và hệ thống dẫn chân không.

– Phương pháp đúc chân không diễn ra nhanh chóng, mất ít thời gian để hoàn thành sản phẩm.

Đúc chân không giúp tạo sản phẩm có độ chính xác cao

Nhược điểm:

Phương pháp đúc chân không có nhược điểm là khó kiểm soát độ đồng đều của chiều dày chi tiết cũng như tỷ lệ vật liệu gia cường và nhựa polymer. Bên cạnh đó, số lượng sản xuất hàng loạt thấp hơn so với các phương pháp khác. Các đội ngũ vận hành cũng đang cố gắng cải thiện hạn chế này.

3. Quy trình công nghệ

– Tạo ra một mô hình bằng kỹ thuật in lập thể, gia công CNC hoặc in 3D. Mô hình này được sử dụng để tạo khuôn silicone (khuôn hút chân không).

– Khi khuôn đã được tạo ra, quá trình đúc được thực hiện bằng cách ép chân không, sử dụng máy đúc chân không: nhựa polyurethane được bơm vào khuôn silicone bằng máy, đóng rắn dưới nhiệt. 

Khi bộ phận đã đóng rắn, khuôn hút chân không được lấy ra và có thể lặp lại thao tác để tạo khuôn mẫu hoàn hảo.

– Khuôn được đặt bên trong một buồng chân không để thực hiện.

Buồng chân không để thực hiện đúc

– Bên trong buồng chân không, lượng nguyên liệu cần thiết được đổ đầy vào khuôn. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng chân không cường độ cao, để đảm bảo chúng không để lại phân tử không khí bên trong. 

– Sau quá trình đúc, mở khuôn để lấy sản phẩm. Khuôn silicon có thể được tái sử dụng.

– Sản phẩm có thể sơn nguyên mẫu hoặc giữ nguyên theo đề nghị.

Trên đây là các thông tin tìm hiểu về đúc chân không, nguyên lý đúc chân không. Hy vọng bài viết đem lại những thông tin hữu ích dành cho bạn. 

(HCTECH sưu tầm và biên dịch)