Gia công cao su kỹ thuật: chọn vật liệu, độ cứng, khuôn và kiểm mẫu

Nhiều người gửi xưởng một chiếc gioăng cũ, dặn làm y hệt. Xưởng làm đúng kích thước, lắp vừa khít. Vài tuần sau gioăng phồng lên, mềm nhũn, máy rỉ dầu. Gioăng gốc là cao su chịu dầu, bản sao thì không, dù bề ngoài không khác gì. Gia công cao su kỹ thuật là vậy: hình dáng chỉ là phần dễ thấy, vật liệu mới quyết định chi tiết sống được bao lâu. Bài này viết cho doanh nghiệp cần gioăng, phớt, đệm chống rung, núm, tấm cao su hay chi tiết đúc theo bản vẽ.

Năm loại cao su hay gặp, mỗi loại sợ một thứ

Cao su tự nhiên (NR) đàn hồi tốt, bền xé, chịu mài mòn, hợp với đệm chống rung, bánh xe, tấm lót; gặp dầu thì trương, phơi nắng lâu thì nứt. NBR là lựa chọn quen cho phớt, gioăng, ống tiếp xúc dầu nhớt, xăng, dầu thủy lực và gas, phần gas có trong bài vật tư ngành gas. Nhưng NBR không ưa ozone và nắng, nên ít dùng ngoài trời.

EPDM thì ngược lại: chịu nắng mưa, ozone, nước nóng, hơi nước, hay gặp ở ron cửa, gioăng đường ống nước. Có điều EPDM gặp dầu khoáng là hỏng, chiếc gioăng ở đầu bài chính là nhầm NBR thành EPDM. Silicone chịu dải nhiệt rộng, có loại dùng tiếp xúc thực phẩm, làm gioăng nồi, núm, khuôn bánh; đổi lại bền xé kém, giá cao hơn. FKM (tên thương mại quen là Viton) chịu nhiệt cao, nhiên liệu và nhiều hóa chất mạnh, giá cao hơn hẳn nên chỉ dùng khi thật cần.

Trong gia công cao su, cùng chữ “NBR” mà mỗi xưởng một công thức pha trộn, độ bền khác nhau. Vì vậy hãy mô tả nơi chi tiết làm việc: tiếp xúc chất gì, nhiệt độ bao nhiêu, trong nhà hay ngoài trời. Chi tiết chạm vào thực phẩm còn phải đạt quy chuẩn riêng, nên kiểm tra văn bản hiện hành trên trang Cục An toàn thực phẩm.

Độ cứng Shore A khi gia công cao su

Độ cứng cao su thường đo bằng đồng hồ Shore A, số càng lớn càng cứng; vòng O-ring thông dụng nhất là loại 70. Chọn độ cứng là chọn giữa kín và bền. Gioăng mềm dễ ôm kín bề mặt nhám nhưng dễ bị ép bẹp, đùn vào khe hở khi áp suất cao. Đệm chống rung mềm hút rung tốt nhưng lún nhiều dưới tải nặng. Bản vẽ nên ghi kèm dung sai, ví dụ 70 ± 5 Shore A, vì các mẻ trộn vẫn lệch vài độ. Cách đo theo tiêu chuẩn như ASTM D2240 hoặc ISO 48-4, trên mẫu đủ dày.

Ép nén, ép phun hay đùn: chọn cách gia công cao su theo số lượng

Ép nén đặt phôi cao su sống vào lòng khuôn, ép nóng cho cao su chảy kín và lưu hóa. Khuôn đơn giản, rẻ, hợp với chi tiết to, dày, số lượng vừa phải, nhưng mỗi chu kỳ tính bằng phút và bavia nhiều. Ép phun bơm cao su đã gia nhiệt vào khuôn kín, chu kỳ ngắn, ít bavia, kích thước đều, hợp với số lượng lớn; khuôn và máy đắt hơn. Silicone lỏng (LSR) ép phun hay dùng cho núm, chi tiết y tế.

Đùn đẩy cao su qua đầu khuôn có biên dạng để ra thanh dài như ron cửa, ống, rồi lưu hóa liên tục và cắt theo chiều dài. Còn gioăng phẳng, đệm dạng tấm có khi không cần khuôn đúc: mua tấm cao su đúng loại rồi cắt bằng dao dập, dao CNC hoặc tia nước. Số lượng ít thì đây thường là cách rẻ nhất.

Tiền khuôn và hệ số co

Khuôn gia công cao su thường bằng thép, giá tính theo số lòng khuôn, độ phức tạp và kiểu ép. Mấu chốt là sản lượng năm. Vài nghìn cái thì khuôn ép nén ít lòng là đủ; vài trăm nghìn cái thì tiền khuôn ép phun chia ra mỗi sản phẩm không còn bao nhiêu. Chuyện khuôn thuộc về ai, bảo trì ra sao thì giống bên nhựa, bài gia công ép nhựa đã nói kỹ.

Điểm riêng của cao su: lòng khuôn làm lớn hơn chi tiết theo hệ số co của đúng hỗn hợp định dùng. Khuôn xong mà đổi từ NBR sang FKM hay silicone, kích thước có thể lệch khỏi dung sai. Vì thế phải chốt vật liệu trước khi cắt thép.

Bavia và dung sai: chỗ hay vướng khi nghiệm thu

Đơn hàng gia công cao su hay vướng nhất ở bavia, tức màng cao su mỏng tràn ra ở đường ghép khuôn. Xưởng có thể tỉa tay, mài, hoặc làm lạnh sâu cho bavia giòn rồi đánh văng. Bavia nằm đúng mặt làm kín có thể gây rò, nên bản vẽ cần đánh dấu mặt nào không được có bavia.

Dung sai cao su rộng hơn kim loại và nhựa vì vật liệu mềm, co sau lưu hóa, dễ biến dạng khi đo. Nhiều xưởng báo theo các cấp dung sai trong ISO 3302-1, cấp càng chặt giá càng cao. Chỉ ghi dung sai chặt ở chỗ thật cần như đường kính trong của phớt. Đo bằng máy quang học hoặc dưỡng, không đo khi chi tiết còn nóng.

Thử mẫu và thử lão hóa trước khi chạy lô

Mẫu duyệt nên ra từ khuôn thật, đúng hỗn hợp sẽ chạy lô. Lắp chạy thật một thời gian rồi tháo ra xem có nứt, trương, chai cứng không. Muốn nhanh thì có phép thử rút ngắn: lão hóa nhiệt trong tủ sấy rồi so độ cứng, độ bền kéo trước và sau; ngâm dầu hay hóa chất để đo mức trương; biến dạng nén dư để biết gioăng bị ép lâu có còn bật lại không. Chi tiết ngoài trời thì thêm thử ozone.

Duyệt xong, giữ vài mẫu chuẩn có chữ ký hai bên để so với các lô sau. Cách kiểm theo lô xem bài AQL là gì.

Muốn báo giá gia công cao su sát thực tế thì gửi gì

Nên gửi: bản vẽ có dung sai, hoặc mẫu thật nếu chưa có bản vẽ; chất tiếp xúc, nhiệt độ thấp nhất và cao nhất, áp suất, trong nhà hay ngoài trời; độ cứng và màu; số lượng mỗi lô và cả năm; giấy tờ cần có như tiếp xúc thực phẩm, RoHS, phiếu kết quả thử. Thiếu điều kiện làm việc, xưởng phải đoán vật liệu và dễ chọn loại rẻ cho giá đẹp. Nên xin báo giá tách riêng tiền khuôn, phí thử nghiệm và đơn giá ở hai, ba mức số lượng.

Đặt chi tiết cao su qua Inmax Á Châu

Inmax Á Châu tìm trong mạng lưới đối tác xưởng gia công cao su có đúng công nghệ cho chi tiết của anh/chị, cùng soát vật liệu với điều kiện làm việc và theo dõi mẫu thử trước khi chạy lô. Các nhóm sản phẩm có ở trang nhựa, cao su kỹ thuật. Có bản vẽ hay chiếc gioăng cũ, anh/chị cứ gửi cho chúng tôi kèm mô tả nơi nó làm việc.