Nghiên cứu tính toán, thiết kế, chế tạo thiết bị tự động tái chế phế liệu nhựa của máy ép nhựa

Trong bối cảnh ngành công nghiệp nhựa phát triển mạnh, lượng phế liệu phát sinh từ quá trình ép phun như cuống phun và sản phẩm lỗi ngày càng lớn. Tại nhiều doanh nghiệp, việc tái chế các phế liệu này vẫn được thực hiện theo phương pháp thủ công, gồm các công đoạn tách rời như nghiền, cân trộn và cấp liệu, dẫn đến năng suất thấp, tiêu tốn nhân công và khó kiểm soát chất lượng hỗn hợp nhựa tái chế.

TS. Nguyễn Trọng Mai
Trường Cơ khí - Ô tô

Thông tin liên lạc

Nguyễn Trọng Mai (nguyentrongmai@haui.edu.vn) , Trường Cơ khí – Ô tô, Đại học Công nghiệp Hà Nội

Mục tiêu

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn sản xuất và xu hướng phát triển sản xuất xanh, đề tài “Nghiên cứu tính toán, thiết kế, chế tạo thiết bị tự động tái chế phế liệu nhựa của máy ép nhựa” được thực hiện nhằm xây dựng một hệ thống tái chế nhựa tích hợp, tự động và phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước.

Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu, tính toán và thiết kế thiết bị tự động tái chế phế liệu nhựa phục vụ trực tiếp cho máy ép phun; đồng thời chế tạo mô hình thực nghiệm có khả năng chuyển giao công nghệ cho doanh nghiệp. Hệ thống được định hướng tích hợp các công đoạn nghiền phế liệu, phối trộn hạt nhựa tái chế với nhựa nguyên sinh theo tỷ lệ yêu cầu và cấp liệu tự động cho máy ép nhựa. Ngoài hiệu quả kinh tế như giảm chi phí nguyên liệu và giảm lượng phế thải nhựa, đề tài còn hướng tới mục tiêu làm chủ công nghệ thiết kế – chế tạo thiết bị tái chế nhựa trong nước, phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực cơ khí và công nghệ vật liệu polymer.

Giải pháp

Về phương pháp nghiên cứu, nhóm tác giả sử dụng phương pháp kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Quá trình thiết kế được thực hiện trên nền tảng phần mềm CAD nhằm tối ưu hóa kết cấu và khả năng làm việc của thiết bị. Nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát đặc tính của các loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến như PE, PP, PS, PET…, phân tích nguyên lý làm việc của các loại máy nghiền nhựa một trục và hai trục, từ đó lựa chọn phương án phù hợp với yêu cầu tích hợp cùng máy ép nhựa. Trên cơ sở tính toán cơ học và động học, nhóm đã thiết kế hệ thống nghiền sử dụng dao thép SKD11 có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao; tính toán trục nghiền, ổ lăn, thân máy, phễu nạp liệu và lựa chọn động cơ – hộp giảm tốc phù hợp với công suất yêu cầu.

Kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhóm đã chế tạo thành công thiết bị tự động tái chế phế liệu nhựa có khả năng nghiền các cuống phun và sản phẩm lỗi thành hạt nhựa kích thước nhỏ hơn hoặc bằng 6 mm, với công suất tái chế đạt khoảng 15–25 kg/h. Thiết bị được tích hợp hệ thống hút chân không và cơ cấu phân phối giúp phối trộn hạt nhựa tái chế với hạt nhựa nguyên sinh theo tỷ lệ cài đặt trước, sau đó đưa trực tiếp vào phễu sấy của máy ép nhựa. Hệ thống hoạt động ổn định, giúp giảm thao tác thủ công, nâng cao tính liên tục của dây chuyền sản xuất và giảm diện tích lưu trữ phế liệu trong nhà máy. Ngoài sản phẩm thiết bị hoàn chỉnh, đề tài còn xây dựng bộ bản vẽ thiết kế, quy trình công nghệ chế tạo, tài liệu hướng dẫn vận hành và bài thực hành phục vụ đào tạo chuyên ngành.

Sản phẩm/Bài báo/Báo cáo

Đề tài có ý nghĩa thực tiễn và triển vọng ứng dụng cao đối với các doanh nghiệp sản xuất nhựa tại Việt Nam, đặc biệt là các cơ sở sử dụng công nghệ ép phun. Việc nội địa hóa thiết bị tái chế không chỉ góp phần giảm phụ thuộc vào máy móc nhập khẩu mà còn giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí đầu tư, giảm tiêu hao nguyên liệu và nâng cao hiệu quả sản xuất. Trong tương lai, hệ thống có thể tiếp tục được nghiên cứu nâng cấp theo hướng tự động hóa hoàn toàn, tích hợp điều khiển PLC, cảm biến giám sát tỷ lệ phối trộn và kết nối dữ liệu sản xuất theo mô hình nhà máy thông minh. Đồng thời, đây cũng là nền tảng quan trọng cho các nghiên cứu sâu hơn về công nghệ tái chế nhựa và phát triển sản xuất bền vững trong ngành công nghiệp vật liệu polymer tại Việt Nam.

Toàn văn báo cáo:https://drive.google.com/open?id=1FrDQl72Pw-2PT3hLqwQpZ070iRXsCkhH

Nhóm Sản phẩm

Thiết bị tự động tái chế phế liệu nhựa.

Sản phẩm liên quan

Xem trong không gian 3D

Video Giới thiệu sản phẩm