Hướng dẫn sử dụng Moldflow 2012 docx

Giới thiệu Autodesk ® Moldflow ® phần mềm mô phỏng ép nhựa, một phần mềm của hãng Autodesk cung cấp các công cụ giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa việc thiết kế các bộphận nhựa trong khuôn

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

1 Giới thiệu

Autodesk ® Moldflow ® phần mềm mô phỏng ép nhựa, một phần mềm của hãng

Autodesk cung cấp các công cụ giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa việc thiết kế các bộphận nhựa trong khuôn ép nhựa và dòng chảy nhựa trong quá trình đúc ép nhựa Nhiềucông ty trên thế giới sử dụng phần mềm mô phỏng Autodesk ® Moldflow ® Insight để

mô phỏng các quá trình đúc, ép nhưa làm giảm nhu cầu cho việc thử nghiệm các mẫuthực tế tốn kém, cũng như dự đoán và giải quyết được các khuyết tật sản xuất và đưa rathị trường một cách nhanh chóng

2 Tầm quan trọng

Để thấy được tầm quan trọng của việc ứng dụng phần mềm CAE vào quá trình tối

ưu trong thiết kế khuôn ta sẽ so sánh phương pháp thiết kế truyền thống và phươngpháp thiết kế với sự trợ giúp của phần mềm CAE

2.1 Phương pháp thiết kế truyền thống

Là kiểu thiết kế mà người sản xuất chỉ dựa vào kinh nghiệm và tri thức trước đâytiến hành thiết kế và sản xuất đồng thời dựa vào kết quả thử khuôn thực tế (moldingtrial) để sửa đổi thiết kế hoặc phán đoán một cách một cách khó khăn

Đặc điểm của phương pháp này là tất cả các tham số thiết kế hoặc ép phun hoàntoàn dựa vào kinh nghiệm và hiểu biết của người sản xuất và người thiết kê, sử dụng sổtay hoặc tiêu chuẩn thiết kế và tiến hành thiết kế điều chỉnh Những tham số thiết kế cóphù hợp hay không phải đến lúc thử khuôn thực tế mới có thể nghiệm chứng, khi xuấthiện vấn đề, thường phải tiến hành sửa chữa khuôn, sửa đổi thiết kế khuôn hoặc cả sảnphẩm

Nhược điểm của phương pháp này là công việc kiểm chứng dựa vào thử khuôn, sửađổi thiết kế tiến hành ở công đoạn sau, do đó việc sửa chữa khó khăn và hao phí tiền

2.2 Phương pháp thiết kế ứng dụng CAE

Thiết kế CEA là sự kết hợp kinh nghiệm và tri thức, sử dụng phương pháp phân tíchbằng máy vi tính để hiểu dưới tổ hợp điều kiện ép phun thiết kế không giống nhau, đặctính ép phun và biến đổi chất lượng sản phẩm kết quả cung cấp có thể giúp người thiết

kế sử lý giả quyết vấn về dựa vào kết quả và tham số thiết kế và ép phun có thể biếtđược các vấn đề tiềm ẩn

Do máy vi tính tính toán nhanh chóng hiệu quả , đồng thời có thể đem kết quả phântích với các thông số phân bố nhiệt độ rất khó thu được trên thực tế với đồ họa máytính biểu diễn ra Do đó nhà thiết kế sản phẩm và nhà thiết kế khuôn có thể dựa vào kếtquả phân tích để cải thiện thiết kế, nâng cao chất lượng sản phẩm và tránh các vấn đề

về ép phun, và có thể thử trên máy tính các phương án khả thi để tối ưu hóa thiết kê.Phương pháp thiết kê ứng dụng CAE giúp giảm giá thành và thời gian hao phí trongquá trình thử khuôn thực tế, rút ngắn thời gian đưa ra sản phẩm đồng thời kết quả phântích cung cấp đặc tính trạng thái của từng quá trình cụ thể, giúp người thiết kế nhanhchóng tích lũy kinh nghiệm và thiết lập tiêu chuẩn thiết kế

2.2.3 Lợi ích của việc sử dụng phương pháp CAE

Do tính tin cậy của phương pháp CAE, có thể chỉ ra vấn đề tiềm ẩn trong ép phun vàthiết kế, đề ra phương hướng sửa đổi thiết kế, hướng giải quyết trở ngại và phương ánkhả thi, có thể tránh điểm mù kinh nghiệm

CAE được thực hiện ở giai đoạn thiết kế trên máy tính trước khi khuôn được ép thử

do đó giảm thời gian giá thành thử khuôn, sửa khuôn thực tế, rút ngắn chu trình thử saithực tế, rút ngắn thời gian ép thử sản phẩm và thời gian ra thị trường, hao phí tiền bạctrong các công đoạn Do đó giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh của sảnphẩm trên thị trường, đem lại hiệu quả trong kinh doanh

CAE có thể trợ giúp người ép phun dự đoán và nắm bắt thông số ép phun đối vớiảnh hưởng chất lượng sản phẩm, tìm ra thông số gia công và tối ưu hóa điều kiện giacông

CAE có thể chỉ ra các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến chất lượng ép phun, từ đócung cấp tham số sửa ổi thiết kế, tham số ép phun và chỉ tiêu định lượng

CAE có thể mô phỏng quá trình ép phun, với phương pháp sinh động và cụ thể hiệnthị tham số gia công và thiết kế với trình tự trạng thái và ảnh hưởng chất lượng sảnphẩm, có thể giúp người sử dụng nhanh chóng tích lũy kinh nghiệm và ép phun…

3 Lý do chọn đề tài

Hiện nay ngành công nghệ khuôn mẫu đang rất phát triển ở nước ta và nhu cầu họctập và tìm hiểu kiến thức liên quan đến lĩnh vực này là rất lớn Hơn nữa đây là mộttrong những môn học chuyên ngành quan trọng trong ngành chế tạo khuôn mẫu tuynhiên vẫn chưa có một tài liệu cụ thể nào giới thiệu về phần mềm CAE trong môn họcnày Nay chúng em chọn đề tài : “ Ứng dụng phần mềm mô phỏng CAE trong dạyhọc” nhằm giúp hướng dẫn người học có thể tiếp cận và sử dụng phần mềm trong quátrình thiết kế và chế tạo khuôn mẫu

- Giới thiệu và hướng dẫn sử dụng phần mềm mô phỏng dòng chảy trong khuôn ép nhựa: Moldflow 2010

- Ứng dụng một số sản phẩm cụ thể từ đó phân tích :

+ Tối ưu hóa hệ thống kênh dẫn và hệ thống làm mát

+ Nhận biết các khuyết tật: đường hàn, rỗ khí, cong vênh , không điền đầy, vật liệubiến chất…

+ Đưa ra nguyên nhân và cách khắc phục

5 Giới hạn của đề tài.

Do còn nhiều hạn chế về thời gian cũng như kiến thức chuyên môn nên đồ án chỉ tậptrung thực hiện các vấn đề như sau:

- Tìm hiểu tổng quan về phương pháp phần tử hữu hạn

- Nghiên cứu sử dụng phần mềm mô phỏng dòng chảy trong khuôn ép nhựa trên phần mềm Moldflow

- Áp dụng phần mềm để mô phỏng một số sản phẩm

6 Phương pháp nghiên cứu.

Đề tài này được tiến hành dựa trên các phương pháp sau:

- Phương pháp quan sát: Phương pháp thực tế các mô hình có sẵn, những đoạnvideo, những bộ khuôn thật

- Phương pháp tham khảo tài liệu: tập hợp và nghiên cứu các thông tin liên quanđến đề tài

7 Đối tượng nghiên cứu.

- Phần mềm mô phỏng dòng chảy trong khuôn ép nhựa Moldflow

8 Dàn ý nghiên cứu.

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Hướng dẫn sử dụng phần mềm Moldflow

Chương 4: Áp dụng phần mềm phân tích một số chi tiết cụ thể

Chương 5: Kết luận và khuyến nghị

2.1 Lý thuyết về phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM) là một phương phápgần đúng để giải một số lớp bài toán biên Theo phương pháp phần tử hữu hạn, trong

cơ học, vật thể được chia thành những phần tử nhỏ có kích thước hữu hạn, liên kết vớinhau tại một số hữu hạn các điểm trên biên (gọi là các điểm nút) Các đại lượng cầntìm ở nút sẽ là ẩn số của bài toán (gọi là các ẩn số nút).Tải trọng trên các phần tử cũngđược đưa về các nút

Trong mỗi phần tử, đại lượng cần tìm được xấp xỉ bằng những biểu thức đơn giản và

có thể biểu diễn hoàn toàn qua các ẩn số nút Dựa trên nguyên lí năng lượng, có thểthiết lập được các phương trình đại số diễn tả quan hệ giữa các ẩn số nút và tải trọngnút của một phần tử Tập hợp các phần tử theo điều kiện liên tục sẽ nhận được hệphương trình đại số đối với các ẩn số nút của toàn vật thể

Phương pháp phần tử hữu hạn có nội dung như sau: Để giải một bài toán biên trongmiền W, bằng phép tam giác phân, ta chia thành một số hữu hạn các miền con Wj (j =1, , n) sao cho hai miền con bất kì không giao nhau và chỉ có thể chung nhau đỉnhhoặc các cạnh

Mỗi miền con Wj được gọi là một phần tử hữu hạn (phần tử hữu hạn)

Người ta tìm nghiệm xấp xỉ của bài toán biên ban đầu trong một không gian hữu hạnchiều các hàm số thoả mãn điều kiện khả vi nhất định trên toàn miền W và hạn chế củachúng trên từng phần tử hữu hạn Wj là các đa thức Có thể chọn cơ sở của không giannày gồm các hàm số ψ1(x), , ψn(x) có giá trị trong một số hữu hạn phần tử hữu hạn Wj

ở gần nhau Nghiệm xấp xỉ của bài toán ban đầu được tìm dưới dạng :

trong đó các ck là các số cần tìm Thông thường người ta đưa việc tìm các ck về việcgiải một phương trình đại số với ma trận thưa (chỉ có các phần tử trên đường chéochính và trên một số đường song song sát với đường chéo chính là khác không) nên dễgiải Có thể lấy cạnh của các phần tử hữu hạn là đường thẳng hoặc đường cong để xấp

xỉ các miền có dạng hình học phức tạp Phương pháp phần tử hữu hạn có thể dùng đểgiải gần đúng các bài toán biên tuyến tính, phi tuyến và các bất phương trình

Ứng dụng:

Với sự hỗ trợ của máy tính điện tử, phương pháp phần tử hữu hạn đang được sửdụng rộng rãi và có hiệu quả trong nhiều lĩnh vực như lí thuyết đàn hồi và dẻo, cơ họcchất lỏng, cơ học vật rắn, cơ học thiên thể, khí tượng thuỷ văn, vvv

2 2 Độ nhớt của chất lỏng

Độ nhớt của một chất lưu là thông số đại diện cho ma sát trong của dòng chảy Khicác dòng chất lưu sát kề có tốc độ chuyển động khác nhau, ngoài sự va đập giữa cácphần tử vật chất còn có sự trao đổi xung lượng giữa chúng Những phần tử trong dòngchảy có tốc độ cao sẽ làm tăng động năng của dòng có tốc độ chậm và ngược lại phần

tử vật chất từ các dòng chảy chậm sẽ làm kìm hãm chuyển động của dòng chảy nhanh.Kết quả là giữa các lớp này xuất hiện một ứng suất tiếp tuyến τ gây nên ma sát

Định luật Newton về độ nhớt của chất lỏng:

Theo định luật Newton cho chất lưu, với những dòng chảy tầng (có thể được hìnhdung như những lớp dòng chảy song song với nhau), ứng suất tiếp tuyến τ giữa nhữnglớp này tỷ lệ tuyến tính với vi phân vận tốc theo hướng vuông góc với các lớp đó

.theo như công thức trên, hằng số μ được gọi là độ nhớt động lực học hay còn gọi là độ nhớt tuyệt đối (đơn vị kg m-1s-1 hay Pa.s)

Ngoài độ nhớt động lực học, khi nghiên cứu chuyển động của chất lưu, để kể đếnảnh hưởng của lực quán tính, mà thực chất là khối lượng riêng ρ, người ta còn đưa ramột đại lượng quan trọng khác là độ nhớt động học ν, có đơn vị là m2/s.

Đối với nước độ nhớt rất nhỏ nên những phần tử nước gần trục quay sẽ bị văng ratheo lực ly tâm

Đối với vật liệu nhựa độ nhớt rất lớn, nhựa di chuyển đến trung tâm của trục quay và

di chuyển lên trên trục quay

Dòng chảy trong kênh dẫn là phi Newton vì độ nhớt của nhựa thay đổi tùy theonhiệt độ

Dòng chảy trong kênh dẫn có sự chuyển pha vì khi nhựa chảy vào kênh thì phần sát

bề mặt sẽ gặp nhiệt độ thấp và bị hóa rắn Nếu tốc độ phun lớn thì có thể coi như không

2.3 Lý thuyết về truyền nhiệt

Các hiện tượng truyền nhiệt đã được biết và sử dụng hàng ngày từ lâu Tuy nhiênthì các hiện tượng đó chỉ được hiểu biết một cách muộn màng, ở thế kỉ XIX : Một thời

Joseph Fourier đã công bố vào năm một lí thuyết giải tích về sự dẫn nhiệt Các dạngtruyền nhiệt khác nhau :

Sự dẫn nhiệt hay khuếch tán nhiệt: phần ta tìm hiểu

Sự đối lưu: liên quan đến các chất lưu, lỏng hay khí

Bức xạ: đây là hình thức đặc biệt, dẫn nhiệt hay đối lưu luôn đòi hỏi môi trườngtồn tại vật chất, còn bức xạ có thể xảy ra ngay ở chân không

Phương trình truyền nhiệt.

Với:

• u =u(t,x,y,z) là nhiệt độ như là một hàm số theo thời gian và không gian

• là mức độ thay đổi của nhiệt độ tại một điểm nào đó theo thời gian

• uxx , uyy, uzz là đạo hàm bậc 2(lưu chuyển nhiệt )của nhiệt độ theo hướng x,y,ztheo thứ tự

• k là hệ số phụ thuộc vào vật liệu :độ dẫn điện, mật độ và dung tích nhiệt

phương trình nhiệt là hệ quả của định luật Fourier cho dẫn nhiệt

Nghiệm của phương trình nhiệt được đặc trưng bởi sự tiêu tán dần của nhiệt độ banđầu do một dòng nhiệt truyền từ vùng ấm hơn sang vùng lạnh hơn của một vật thể Mộtcách tổng quát, nhiều trạng thái khác nhau và nhiều điều kiện ban đầu khác nhau sẽ điđến cùng một trạng thái cân bằng Do đó, để lần ngược từ nghiệm và kết luận điều gì

đó về thời gian sớm hơn hay các điều kiện ban đầu từ điều kiện nhiệt hiện thời là hếtsức không chính xác ngoài trừ trong một khoảng thời gian rất ngắn

2.4 Tính số lòng khuôn

2.4.1 Tầm quan trọng của việc tinh số lòng khuôn

Nâng cao năng suất trong sản xuất : Số lượng lòng khuôn được tính toán hợp lý thì

được, thời gian tạo ra lượng sản phẩm nhỏ nhất khi số lượng lòng khuôn đạt giá trị lớnnhất (phải nằm trong giới hạn cho phép).

Sử dụng đúng hiệu suất của máy: Tùy thuộc vào kích cỡ của máy, lực ép phun, lựckẹp… mà số lượng lòng khuôn cho phép của mỗi máy sẽ khác nhau Chính vì thế,trong

sản xuất, ta phải tính toán sao cho số lượng lòng khuôn phù hợp với từng loại máy.Phù hợp với sản lượng cần sản xuất trong loạt: Tùy theo số lượng đơn đặt hàng mà

ta có thể tính toán và đề ra số lượng lòng khuôn cho phù hợp, tránh sản xuất quá nhiềutrong khi số lượng đơn hàng ít và ngược lại

2.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tính toán số lòng khuôn

Kích cỡ máy phun ép: kích thước của máy ép phun càng lớn thì số lòng khuôn tối

Giá thành khuôn: dựa vào giá thành của khuôn nếu giá thành khuôn quá đắt so vớigiá của sản phẩm thì ta nên thiết kế số lòng khuôn trong khuôn ít ,nếu như vậy thì thờigian hoàn thành sẽ lâu Nếu giá thành khuôn rẻ thì ta nên thiết kế số lòng khuôn trongkhuôn nhiều, như vậy thì thời gian hoàn thành sẽ nhanh hơn

Số lượng sản lượng đặt hàng: nếu số lượng sản phẩm trong đơn đặt hàng lớn thì ta

có thể thiết kế nhiều lòng khuôn trong một khuôn

Năng suất phun của máy: nếu như máy nhỏ mà số lòng khuôn nhiều thì lực épkhông đủ dẫn đến phế phẩm nhiều, nếu như máy lớn mà ta chỉ sử dụng quá ít lòngkhuôn thì không khai thác được tối đa hiệu suất của máy

Năng suất làm dẻo: nếu năng suất làm dẻo của máy lớn thì ta nên thiết kế số lòngkhuôn trong khuôn nhiều tần số phun và trọng lượng phun càng nhỏ thì số lòng khuôntrong khuôn càng nhiều.

Lực kẹp khuôn của máy: dựa vào tùy loại máy nếu lực kẹp khuôn của máy cànglớn thì số lòng khuôn trong khuôn càng ít Nếu diện tích bề mặt trung bình của sảnphẩm và áp suất trong khuôn càng lớn thì số lòng khuôn trong khuôn càng nhiều vàngược lại

2.4.3 Các công thức tính số lòng khuôn

1.Tính số lòng khuôn theo số lượng sản phẩm đặt hàng:

Trong đó:

N: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

L: số sản phẩm trên một lô sản xuất

K: hệ số do phế phẩm,K= Với k là tỉ lệ phế phẩm

Tc: thời gian của 1 chu kỳ ép phun(s)

Tm: thời gian hoàn tất lô sản phẩm(ngày)

2.Tính theo năng suất phun của máy ép phun:

Trong đó:

n: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

Trong đó:

n: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

P: năng suất làm dẻo của máy(g/ph)

X: tần số phun(ước lượng) trong 1 phút(1/ph)

W: trọng lượng của sản phẩm(g)

4.Tính theo lực kẹp khuôn của máy:

Trong đó:

n:số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

Fp:lực kẹp tối đa của máy(N)

S: diện tích bề mặt trung bình của sản phẩm kể cả các rãnh dòng theo hướng đóngkhuôn(mm2)

P: áp suất trong khuôn(MPa)

5 Cách bố trí lòng khuôn sao khi tính toán

Số lòng khuôn thường được thiết kế theo dãy 2, 4, 6, 8,12,16,24,32,48,64,96,128.

Lưu ý: Để tránh xảy ra lỗi trên sản phẩm ( đặc biệt đối với những khuôn có những

lòng khuôn khác nhau trên cùng một khuôn ta nên mô phỏng quá trình điền đầy củatừng lòng khuôn mà không có hệ thống kênh dẫn để biết chúng được điền đầy như thếnào

2.5 Vật liệu trong công nghệ ép phun.

2.5.1 Vật liệu nhựa ép sản phẩm – Polypropylene.

 Khái niệm:

 Polypropylen là một loại polymer là sản phẩm của phản ứng trùng hợpPropylen

 Danh pháp IUPAC: poly(1-methylethylene)

 Tên khác : Polypropylene, Polypropene.

Polipropene 25 [USAN], Propene polymers

Propylene polymers, 1-Propene homopolymer

 Kháng lão hoá nhiệt thông thường, có phụ gia bôi trơn không hại về sinh học

 Kháng lão hoá nhiệt cao, có ổn định quang, không ảnh hưởng về mặt sinh học

 Kháng thời tiết - ổn định bằng than đen, dùng amine có cấu trúc không giancồng kềnh cho các áp dụng ngoài trời

 Kháng lão hoá nhiệt cao với dung dịch tẩy rửa nóng, nước nóng, không độc

 Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ

 PP không màu không mùi,không vị, không độc PP cháy sáng với ngọn lửamàu xanh nhạt, có dòng chảy dẻo, có mùi cháy gần giống mùi cao su

 Chịu được nhiệt độ cao hơn 1000C Tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân) bao

bì PP (1400C), cao so với PE - có thể gây chảy hư hỏng màng ghép cấu trúcbên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng

 Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác

Có nhiều phương pháp để chế tạo PP và một phương pháp điển hình là dùng côngnghệ Hypol II để chế tạo Polypropylene, Hypol II là một trong những công nghệ tiêntiến cà cho racho ra sản phẩm có chất lượng cao và ổn định

Hypol II là quy trình sản xuất PP có phản ứng polymer hóa ở thể bùn (slurry/bulkphase), sử dụng lò phản ứng homopolymer dạng vòng (loop reactor) Công nghệ Hypol

II cùng nhóm với công nghệ Spheripol (Basell) và công nghệ Exxon Mobile (nhómcông nghệ có phản ứng polymer hóa ở thể bùn Các công nghệ nhóm này có chi phíđầu tư cao hơn và cho ra sản phẩm có chất lượng tốt hơn các công nghệ có phản ứngpolymer hóa ở thể khí (gas-phase processes) Công nghệ Hypol II tạo ra các mạch

Polypropylene có tính đẳng hướng cũng như tỷ lệ kết tinh cao hơn các công nghệ phổbiến trên thế giới hiện nay (Hypol II cho ra polypropylene có II = 98%) Chỉ sốIsostaticity cao này làm cho hạt nhựa PP có độ cứng, độ bền, độ chịu va đập và độtrong suốt cao.- Công nghệ Hypol II sử dụng chất xúc tác có hiệu suất phản ứng rất caolàm giảm tối đa hàm lượng tro, tạp chất sinh ra trong quá trình phản ứng Điều này làmcho hạt nhựa có độ trong suốt, độ nguyên chất rất cao.

 Công dụng:

 Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm , không yêu cầu chống oxyhóa một cách nghiêm nhặt

 Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn

 PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để tăng tínhchống thấm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, và dễ xé rách để mở bao bì (do cótạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì

 Với công nghệ ép phun, thông thường compoud PP có ổn định được dùng sản xuất cáctrang thiết bị nhà bếp và nội thất, thiết bị vệ sinh, gót giày, đồ dùng gia đình( chénđĩa…),đồ chơi…PP kháng nhiệt có ổn định chịu đựơc dung dịch tẩy rửa dùng sản xuấtcác bộ phận máy giặt gia đình và trong công nghiệp dệt, ví dụ lõi quấn chỉ bộ phậnnhuộm, các phần của máy móc điện tiếp xúc dây đồng Trong lĩnh vực phương tiện vậnchuyển, nhiều loại PP không hoặc có gia cường được dùng: vỏ acquy, cửa thông gió xehơi, vôlăng xe hơi, bộ lọc khí, thanh chắn bùn, cái hãm phanh

2.5.2 Đặc tính của một số loại nhựa thông dụng.

 Polyetylen (PE):

i2 : chỉ số chảy MFR đo ở điều kiện 190*C, 2160 g ( ASTM D1248 )

Trong ép phun, loại PE dễ chảy ( i2 >25) được sử dụng để gia công các sản phẩmkhối Độ co ngót ( liên quan tỷ trọng sản phẩm ) chịu tác động của nhiệt độ khi hoádẻo khối vật liệu và khi làm nguội

Với PE tỷ trọng cao có chỉ số chảy thấp yêu cầu nhiệt độ khuôn 40 – 70*C để sảnphẩm có độ bóng cao Loại có i2 = 2.5-4 dễ bị rạn do tập trung ứng suất Để khắc phục

Đa số các sản phẩm làm từ họ nhựa styrene gia công ép phun Nhựa styrene có độ

co rút nhỏ, độ chính xác kích thước cao Nhựa styrene có biến tính cao su có ưu điểmtạo sản phẩm lớn do dòng chảy tốt

Các loại nhựa styrene có tính chất dẫn điện rất tốt, khả năng đúc các chi tiết chínhxác cao, giá thành vừa phải Chúng dùng cho các áp dụng cách điện, các phần kết cấucủa công nghệ điện tử và truyền thông: như điện thoại ( vỏ bọc ABS, các phần bêntrong SB và SAN)

SB và ABS kháng va đập ở nhiệt độ thấp tốt nên được dùng để sản xuất các phần

vỏ bọc trong và ngoài trong kỹ nghệ lạnh

Trong ngành phương thiện giao thông, SB và terpolymer dùng làm lớp lót vỏ bọc,bảng điều khiển, bộ tải nhiệt, ABS dùng làm thân xe hơi thể thao…

xe hơi, phích cắm điện, đế giày, ủng, sandal

Bảng nhiệt độ phá hủy của một sô loại nhựa:

Sau đây là bảng thống kê một số loại nhựa:

11 LDPE LowDensity PolyEtylen 50-70 160-260

12 HDPE HighDensiy PolyEtylen 30-70 75-110

Về độ co ngót của nhựa xem bảng sau:

3.1 Cấu trúc giao diện

Khởi động phần mềm: Start>All program>Autodesk>Autodesk Moldflow Insight 2010

File: Được dùng để làm việc với các file và các đối tượng Trong menu file gồm có

các tùy chọn liên quan đến file như: Mở hay lưu file…

View: Được dùng để quản lý giao diện của phần mềm với người dùng và góc nhìn

của chi tiết các tùy chọn thường để phóng to thu nhỏ …

Analysis: Tùy chọn dùng để phân tích quá trình dòng chảy.

Tool: Chứa các công cụ hỗ trợ…

Window: quản lý của sổ làm việc

Help: giải thích , hướng dẫn phần mềm…

Cách sử dụng chuột:

• Chuột trái: chọn đối tượng

• Chuột phải: Xuất hiện Submenu

• Shift + chuột giữa: kéo đối tượng

• Xoay chuột giữa hoặc Ctrl + chuột giữa: phóng to, thu nhỏ đối tượng

• Giữ chuột giữa: quay đối tượng

Lưu đồ quá trình phân tích

3.2.1 Đưa đối tượng vào môi trường phân tích

Vào File > Import: Hộp thoại Import xuất hiện, dẫn đến file chứa đối tượng cần đưa vào phân tích (Đối tượng được vẽ trong phần mềm Pro ENGINEER và được lưu dưới dạng File igs)

Sau đó, chọn Open, hộp thoại xuất hiện với 3 lựa chọn:

 Lưới Midplane: đối với chi tiết dạng khối rỗng

 Lưới Solid (3D): là phân tích trên toàn bộ khối thể tích, chính xác hơn so với dual

domain nhưng chậm hơn, áp dụng chi tiết dạng khối đặc

 Lưới Dual-Domain (bản cũ là Fusion): là phân tích bề mặt áp dụng đối với chi

tiết dạng tấm mỏng Một số kết quả chỉ xuất hiện trong phân tích này và một sốdạng phân tích cũng chỉ thực hiện được trong phân tích Mid-plane này

Sau đó chọn OK, hộp thoại Import – Creat/Open Project xuất hiện:

 Project name: Đặt tên cho Project

 Creat in: Thư mục lưu

Sau đó chọn OK.

3.2.2 Chia lưới cho đối tượng:

a Cách 1: Trên thanh Toolbars, chọn Mesh > Generate Mesh

b Cách 2: Click đúp vào lựa chọn Creat Mesh… trong ô tác vụ ở phía trái màn

hình

Sau khi thực hiện 1 trong 2 cách trên, hộp thoại Generate Mesh xuất hiện:

 Global edge length: nhập giá trị chiều dài cạnh

 IGES merge tolerance: nhập gái trị dung sai

 Preview: xem trước kết quả, nếu thấy chưa hợp lý thì điền lại các thông số Sau đó chọn Mesh Now để tạo lưới cho mô hình :

Đối tượng sau khi được chia lưới

Phần mềm sẽ tính toán và chia lưới cho mô hình Lưới chia có thể có các lỗi sai Cáclỗi phát sinh trong quá trình chia lưới chủ yếu phụ thuộc vào kích thước các cạnh trong

tam giác khi chia lưới (global edge length), dung sai, độ phức tạp của chi tiết phân

tích…Vì thế một bước quan trọng tiếp theo là chúng ta phải kiểm tra và sửa chữa lướichia

Để biết được thông tin kết quả sau khi chia lưới, trên thanh Menu, ta chọn Mesh > Mesh Statistics

Hộp thoại Mesh Statistics xuất hiện:

 Entity counts: số lượng các đối tượng

 Surface triangles: số tam giác xuất hiện sau khi mesh.

 Nodes: số nút xuất hiện sau khi mesh.

 Beams: thanh, đoạn thẳng chưa được mesh.

 Connectivity regions: số phần tử được kết nối trong chi tiết (phải bằng 1)

 Mesh volume, Mesh area: thể tích, diện tích đã mesh.

 Free edges:các cạnh chỉ liên kết với 1 tam giác

 Manifold edges: các cạnh chỉ liên kết với 2 tam giác.

 Non-manifold edges: các cạnh liên kết với nhiều hơn 2 tam giác.

 Free edges: phải bằng 0 trong phân tích mid plane và 3D

 Elements not oriented: phần tử ko định hướng ( nên bằng 0)

 Intersection details: nên bằng 0 cho cả 3 hệ số

 Aspect ratio: là tỉ lệ giữa chiều cao và cạnh của tam giác Tỉ số này phụ thuộc vào

phương pháp và các thông số khi mesh Khi chia lưới sao cho càng nhỏ càng tốt

 Match percentage: khi chia lưới sao cho càng cao càng tốt.

Sau khi mesh xong, để thay đổi các thông số đã chọn trong quá trình mesh trước đó,

trên thanh Menu, ta chọn Mesh > Generate Mesh…

Hộp thoại xuất hiện, ta tick vào ô Remesh already meshed parts of the model, thay đổi các thông số cần thiết rồi chọn Mesh Now.

3.2.3 Chọn phương pháp ép phun

Trên thanh Menu, chọn Analysis> Set Molding Process >Thermoplastics Injection Molding

3.2.4 Chọn vật liệu nhựa:

Trên thanh Menu, chọn Analysis > Select Material…

Hộp thoại Select Material xuất hiện:

 Commonly used material: vật liệu được sử dụng phổ biến

 Specific material: lựa chọn vật liệu đặc trưng với danh sách vật liệu hiện ra khi ta click vào Customize Material List…

 Manufacturer: Chọn tên nhà sản xuất trong

 Trade name: Chọn tên thương mại của vật liệu trong

 Để xem chi tiết về dữ liệu của vật liệu, ta click vào Details…

 Sau đó, ta chọn OK

 Việc chọn vật liệu này càng phù hợp với vật liệu thức tế thì kết quả phân tích càngchính xác

3.2.5 Lựa chọn quá trình phân tích

Trên thanh Menu, chọn Analysis > Set Analysis Sequence > Customize Analysis Sequences…

Hộp thoại Customize Commonly Used Analysis Sequences xuất hiện

Trong hộp thoại có nhiều lựa chọn:

 Fill: Quá trình điền đầy

 Fast Fill: Quá trình điền đầy nhanh

 Pack: Quá trình bão áp

 Stress: Quá trình hư hỏng sản phẩm

 Design of Experiments (Fill): Thiết kế thử quá trình điền đầy

 Design of Experiments – Flow: Thiết kế thử quá trình dòng chảy toàn bộ

 Runner Balance: Cân bằng dòng hệ thống cấp nhựa

 Gate Location: Tìm vị trí miệng phun tốt nhất

Muốn lựa chọn quá trình nào, thì nhấn chọn vào quá trình đó

 Select All: Chọn tất cả các quá trình

 Deslect All: Bỏ tất cả các lựa chọn

3.2.6 Tìm vị trí cổng phun tối ưu

Sau khi thực hiện bước chia lưới ta lựa chọn quá trình phân tích : Gate location

Sau đó ta bắt đầu quá trình phân tích :

(Chú ý : Do đang trong quá trình tìm cổng phun tối ưu nên ta bỏ qua bước đặt cổngphun)

Ta có kết quả phân tích như sau:

Tuy nhiên không phải lúc nào cổng phun thích hợp mà ta tìm được trong quá trình

mô phỏng cũng được áp dụng trong thực tế bởi nó gây ra khó khăn cho quá trình thiết

kế khuôn vì vậy ta có thể phân tích nhiều lần để tìm cổng phun tối ưu và đảm bảo dễdàng cho khâu thiết kế khuôn:

3.2.7 Tạo hệ thống bơm keo

Cuống phun , kênh dẫn, và vị trí miệng phun so với kính thước đã định.Các bướcthực hiện như sau:

 Tạo curve: Trên thanh Menu, ta chọn Modeling > Creat curves >line

Hộp thoại Creat Line xuất hiện :

 First: tọa độ điểm đầu của đường

curve ,ta click vào vị trí điểm xuất

phát của đường curve trên đối tượng

phân tích

 Second: tọa độ điểm thứ hai của đường curve với 2 lựa chọn:

• Absolute: Tọa độ tuyệt đối của điểm thứ hai của đường curve

• Relative: Tọa độ tương đối ( so với điểm thứ nhất) của điếm thứ hai của đường curve

(dựa vào hệ tọa độ để xác định) như hình sau ( với tọa độ tương đối của điểm 2 củađường curve là (0 0 10)

Sau đó, ta chọn Apply, ta sẽ có được đường curve như sau:

Gán thuộc tính cho đường curve: Chọn đường curve , click phải chuột, chọnProperties…

Hộp thoại xuất hiện, ta chọn Yes

Hộp thoại Asisgn Property xuất hiện

Ta bấm vào mũi tên phần New… như hình trên và gán thuộc tính cho dường curve

 Baffle: vách ngăn

 Connector: bộ liên kết

 Critical dimension: kích thước giới hạn

 Hot gate: cổng vào nhựa nóng

 Hot sprue:cuống phun nhựa nóng

Ứng với mỗi thuộc tính, sẽ có bảng để ta hiệu chỉnh hình dạng và kích thước

 Cross- section is:tiết diện mặt cắt ngang: bao gồm:

• Tapered (by angle): hình nón ( tạo theo đường kính của vòng tròn 1 đầu và góc côn)

 Edit Dimensions: hiệu chỉnh kích thước tương ứng với từng loại

Sau khi gán thuộc tính cho đường curve, ta chia lưới cho đường curve, ta sẽ được hệthống mong muốn

Để chỉnh sửa đường curve vừa tạo, ta chọn đường curve, click chuột phải:

Thay đổi hình dạng và kích thước của đường curve: Chọn properties…hộp thoại xuất hiện,ta chọn OK

Hộp thoại để ta thay đổi thông số hiện lên, sửa đổi thông số và chọn OK

 Thay đổi thuộc tính cho đường curve: Chọn Change Property Type…xuất hiện hộp

thoại