1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn bằng phương pháp mô phỏng

121 3 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Phân Bố Nhiệt Độ Lòng Khuôn Phun Ép Với Phương Pháp Gia Nhiệt Bằng Khí Nóng Tích Hợp Trong Lòng Khuôn Bằng Phương Pháp Mô Phỏng
Tác giả Cao Văn Thịnh
Người hướng dẫn PGS.TS Đỗ Thành Trung
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2022
Thành phố Tp. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 121
Dung lượng 9,96 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN (69)
    • 1.1. Tổng quan chung (0)
      • 1.1.1. Công nghệ ép phun… (26)
      • 1.1.2. Phân loại các phương pháp gia nhiệt (27)
    • 1.2. Đặt vấn đề (34)
    • 1.3. Tình hình nghiên cứu (0)
      • 1.3.1. Nghiên cứu trên thế giới (0)
      • 1.3.2. Nghiên cứu trong nước (0)
    • 1.4. Mục đích nghiên cứu (41)
    • 1.5. Nhiệm vụ và giới hạn đề tài (42)
    • 1.6. Phương pháp nghiên cứu (43)
  • CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT (0)
    • 2.1. Lý thuyết về khuôn ép nhựa (0)
      • 2.1.1. Khái niệm chung về khuôn (44)
      • 2.1.2. Kết cấu chung một bộ khuôn (44)
      • 2.1.3. Phân loại khuôn ép phun (46)
        • 2.1.3.1. Khuôn hai tấm (46)
        • 2.1.3.2. Khuôn ba tấm (48)
        • 2.1.3.3. Khuôn nhiều tầng (49)
    • 2.2. Vật liệu nhựa sử dụng trong công nghệ ép phun (51)
      • 2.2.1. Polymer (51)
      • 2.2.2. Phân loại (51)
      • 2.2.3. Các tính chất của Polymer (52)
        • 2.2.3.1. Độ bền cơ học (52)
        • 2.2.3.2. Độ dai va đập (53)
        • 2.2.3.3. Modun đàn hồi (53)
        • 2.2.3.4. Tỷ trọng của nhựa (0)
        • 2.2.3.5. Chỉ số nóng chảy (54)
        • 2.2.3.6. Độ co rút của nhựa (54)
        • 2.2.3.7. Tính cách điện (55)
        • 2.2.3.8. Một số loại Polymer thường gặp (55)
      • 2.2.4. Nhựa sử dụng làm thí nghiệm (56)
    • 2.3. Lý thuyết truyền nhiệt (59)
      • 2.3.1. Các phương thức trao đổi nhiệt (59)
        • 2.3.1.3. Trao đổi nhiệt bức xạ (63)
      • 2.3.2. Truyền nhiệt (66)
        • 2.3.2.1. Khái niệm (66)
        • 2.3.2.2. Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng (66)
        • 2.3.2.3. Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống… (67)
  • CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ BỘ GIA NHIỆT TÍCH HỢP TRONG KHUÔN PHUN ÉP NHỰA (0)
    • 3.1. Yêu cầu của sản phẩm (69)
    • 3.2. Thiết kế bộ phận gia nhiệt (69)
    • 3.3. Bộ khuôn tích hợp hệ thống gia nhiệt bên trong khuôn (71)
    • 3.4. Cài đặt các thông số thực tế cho máy ép nhựa (0)
    • 3.5. Thiết bị đo nhiệt độ khuôn (73)
  • CHƯƠNG 4: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI THỰC NGHIỆM VỀ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ (0)
    • 4.1. Mô phỏng quá trình gia nhiệt tấm insert trên phần mềm ANSYS - CFX (74)
      • 4.1.1. Mô tả mô phỏng (74)
      • 4.1.2. Mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX (0)
      • 4.1.3. Các bước mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX (0)
      • 4.1.4. Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX (77)
    • 4.2. Kết quả thí nghiệm thực tế (84)
    • 4.3. Biểu đồ so sánh và nhận xét (87)
  • CHƯƠNG 5. SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI THỰC NGHIỆM VỀ CHIỀU DÀI DÒNG CHẢY (0)
    • 5.1. Giới thiệu phần mềm Moldex 3D (90)
    • 5.2. Điều kiện mô phỏng chiều dài dòng chảy (90)
    • 5.3. Điều kiện thực nghiệm phun ép (0)
    • 5.4. Kết quả chiều dài sản phẩm bằng mô phỏng và thực nghiệm (0)
  • CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN (0)
    • 6.1. Kết luận (0)
    • 6.2. Hướng phát triển (107)

Nội dung

TỔNG QUAN

Đặt vấn đề

Sản phẩm nhựa hiện nay rất đa dạng, từ kích thước lớn đến nhỏ, đáp ứng nhu cầu phát triển công nghệ Đặc biệt, công nghệ phun ép đang được yêu cầu cải tiến để chế tạo các sản phẩm nhựa có bề dày nhỏ hơn 1mm, phục vụ cho các ứng dụng như chip sinh học và thiết bị quang học.

Trong quá trình sản xuất sản phẩm nhựa mỏng (chip sinh học), khi nhựa được đổ vào khuôn, lớp nhựa tiếp xúc với bề mặt khuôn có nhiệt độ thấp sẽ đông lại Hiện tượng đông lại này tại bề mặt tiếp xúc làm giảm áp lực của dòng nhựa, dẫn đến tình trạng nhựa không thể điền đầy lòng khuôn.

Để khắc phục tình trạng sản phẩm thiếu nhựa, cần tăng nhiệt độ bề mặt lòng khuôn tiếp xúc với nhựa lên mức tối ưu Việc này giúp giảm quá trình đông đặc của lớp nhựa tiếp xúc với khuôn mà không làm tăng quá trình giải nhiệt sau khi ép.

Hiện nay, có nhiều phương pháp gia nhiệt cho bề mặt lòng khuôn, bao gồm gia nhiệt bằng chất lỏng, điện và khí nóng Trong đó, gia nhiệt bằng chất lỏng và điện có ưu điểm và nhược điểm như thời gian giải nhiệt dài sau quá trình ép phun và yêu cầu kết cấu khuôn phức tạp Ngược lại, phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng mang lại nhiều lợi ích như khả năng gia nhiệt linh hoạt ở nhiều vị trí, quá trình gia nhiệt nhanh và thiết bị đơn giản, cho phép tự động hóa dễ dàng.

Chun-Feng Yeh ANTEC., 2008, pp 2208-2212) [4]

Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng khí để gia nhiệt và giải nhiệt từ 60°C đến 100°C, 110°C, 120°C và quay lại 60°C có thời gian chu kỳ ngắn hơn so với việc sử dụng nước cho cùng quá trình này, như minh họa trong Hình 1.12.

Hình 1.12: So sánh thời gian một chu kỳ gia/giải nhiệt bằng khí và bằng nước giải nhiệt khác

2 Feasibility evaluation of gas-assisted heating for mold surface temperature controlduring injection molding process (Shia-Chung Chen, Rean-Der Chien, Su-Hsia Lin, Ming-Chung Lin, Jen-An Chang Shia-Chung Chen, Rean-Der Chien, Su-Hsia Lin, Ming-Chung Lin International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol 36.,

Việc gia nhiệt bằng khí nóng có khả năng tăng nhiệt độ bề mặt khuôn từ 60°C lên 120°C chỉ trong 2 giây, với tốc độ trung bình đạt 30°C/s Sau đó, quá trình làm nguội trở lại 60°C mất khoảng 34 giây.

0 C Trong khi dùng các chất làm lạnh khác phải mất tới 267 s để thực hiện một chu trình như Hình 1.13

Hình 1.13: So sánh các thay đổi nhiệt độ do gia nhiệt bằng khí và nước nóng (một chu kỳ nóng / làm mát)

Cũng theo nghiên cứu này ứng dụng cho bề mặt khuôn bằng tấm nikenl là đạt hiệu quả cao nhất và có thể ứng dụng trong công nghiệp

3 A study on the micro-injection molding of multi-cavity ultra-thin parts (S Y Yang,S C Nian, S T Huangand Y J Weng, Polymers Advances Technologies, 2011)

Việc gia nhiệt cho khuôn phun ép nhựa đối với sản phẩm thành mỏng có kết cấu nhiều lòng khuôn sẽ cải thiện khả năng điền đầy lòng khuôn Cụ thể, khi nhiệt độ ban đầu được điều chỉnh từ 70°C đến 110°C, hiệu quả điền đầy sẽ tăng lên rõ rệt.

Hình 1.14: Ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến khả năng điền đầy lòng khuôn

4 Variable Mold Temperature to Improve Surface Quality of Microcellular Injection Molded Parts Using Induction HeatingTechnology (Shia-Chung Chen, Yu- Wan Lin, Rean-Der Chien, Hai-Mei Li Advances in Polymer Technology, Vol 27, No

Kết quả đạt được cho thấy rằng việc tăng nhiệt độ khuôn, nhiệt độ nóng chảy và tốc độ phun đều góp phần nâng cao chất lượng bề mặt sản phẩm ép phun Cụ thể, độ nhám bề mặt của chi tiết đúc có thể giảm từ 25μm xuống còn 6.5μm khi nhiệt độ khuôn được nâng từ 100°C lên 160°C Tuy nhiên, khi nhiệt độ đạt đến khoảng 180°C, độ nhám trung bình bề mặt của phần đúc sẽ tiến gần đến mức tối ưu.

5 μm Đồng thời, các phần bọt nhựa PC có thể được loại bỏ hoàn toàn nếu nhiệt độ khuôn cao hơn 160 0 C Hình 1.15

Hình 1.15: Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy phun tới độ nhám bề mặt trong đúc ép phun khuôn thành mỏng

5 Ngoài ra, một số bài báo nghiên cứu khác liên quan đến nghiên cứu này, bao gồm: Investigation of micro-injection moulding: Factors affecting the replication quality (B Sha, S Dimov, C Griffiths, M S Packianather, Journal of Materials Processing Technology, Vol 183, 2007, pp 284–296 ) [17]; Simulation and verification on rapid mold surface heating/cooling using electromagnetic induction technology (Shia-Chung Chen, Wen-Ren Jong, Jen-An Chang and Hsin-Shu Peng, 4 th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics Cairo, Egypt, 2005) [18]; Rapid mold temperature control in injection molding by using steam heating, điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng (ThS Nguyễn Hộ, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM, 2015) [3] Kết quả đạt được: ở cùng một chế độ phun như nhau, cùng một chiều dày như nhau nhưng ở những nhiệt độ bề mặt khuôn khác nhau thì quá trình điền đầy lòng khuôn sẽ khác nhau và cụ thể là tăng nhiệt độ bề mặt lòng khuôn lên thì khả năng điền đầy lòng khuôn sẽ tăng lên với những mức khác nhau như Hình 1.16

Hình 1.16: So sánh khả năng điền đầy lòng khuôn của sản phẩm nhựa thành mỏng với vật liệu PP.

- %increase: tỉ lệ % gia tăng khả năng điền đầy lòng khuôn

- Mold surface temperature: Nhiệt độ bề mặt lòng khuôn

- 0.2: Bề dày sản phẩm nhựa ép được là 0.2 mm

- 0.4: Bề dày sản phẩm nhựa ép được là 0.4 mm

Bề dày sản phẩm nhựa ép là 0.6 mm, cho thấy rõ sự ảnh hưởng của nhiệt độ bề mặt khuôn đến quá trình điền đầy của sản phẩm nhựa PP Cụ thể, với bề dày 0.2 mm, quá trình điền đầy thấp hơn so với các bề dày 0.4 mm và 0.6 mm, cho thấy nhiệt độ có tác động đáng kể đến hiệu quả sản xuất nhựa ở các mức bề dày khác nhau.

Nhiều nghiên cứu gần đây đã tập trung vào phương pháp gia nhiệt và giải nhiệt khuôn ép nhựa cho các sản phẩm nhựa kỹ thuật, với sự dẫn dắt của giáo viên [20, 21] Trong số đó, phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng nổi bật như một hướng nghiên cứu tiềm năng trong tự động hóa công nghệ ép phun, đặc biệt là trong chế tạo sản phẩm kích thước micromet Công nghệ này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn mở rộng khả năng công nghệ của phương pháp ép phun nhựa kỹ thuật cao.

Công nghệ điều khiển nhiệt độ khuôn đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm ép phun Khi nhiệt độ khuôn quá thấp, nhựa sẽ mất nhiệt nhanh chóng, gây khó khăn trong việc điền đầy lòng khuôn, đặc biệt là với vật liệu composite có độ nhớt cao Sự gia tăng độ nhớt khi tiếp xúc với khuôn lạnh làm giảm khả năng chảy của composite Ngược lại, nếu nhiệt độ khuôn quá cao, sản phẩm có thể bị quá nhiệt, ảnh hưởng đến chất lượng và kéo dài thời gian giải nhiệt, dẫn đến tăng thời gian chu kỳ sản xuất.

1.4 Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của luận văn: "Nghiên cứu phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun đầy lòng khuôn;

Dựa trên kết quả mô phỏng và kiểm chứng thực nghiệm, có thể xác định nhiệt độ lòng khuôn phù hợp với vật liệu và bề dày sản phẩm, từ đó nâng cao khả năng điền đầy lòng khuôn.

1.5 Nhiệm vụ và giới hạn đề tài

 Nhiệm vụ đề tài: Để thực hiện đề tài này tác giả đã tiến hành các nhiệm vụ như sau:

 Thiết kế tối ưu kênh dẫn nhiệt khí nóng của khuôn phun ép;

 Mô phỏng quá trình gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn;

 Xác định quy trình gia nhiệt lòng khuôn bằng khí nóng tích hợp trong khuôn;

 Mô phỏng quá trình điền đầy khuôn của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn với các thông số khác nhau;

 Mô phỏng quá trình điền đầy khuôn của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn với các điều kiện khác nhau;

 Mô phỏng quá trình điền đầy khuôn của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn với các vật liệu khác nhau;

 Đánh giá ảnh hưởng của các thông số đến khả năng điền đầy khuôn

 Giới hạn đề tài: Đề tài được giới hạn trong các điều kiện như sau:

 Áp dụng cho chi tiết thành mỏng

 Áp dụng cho vật liệu nhựa nhiệt dẻo

 Kích thước sản phẩm ép làm thí nghiệm có kích thước rộng 10 mm, chiều dài tối đa 60 mm Chiều dày sản phẩm khảo sát là 0.1 mm, 0.3 mm và 0.5 mm

Mục đích nghiên cứu

Dựa trên kết quả mô phỏng và kiểm chứng thực nghiệm, có thể xác định nhiệt độ lòng khuôn tối ưu cho từng loại vật liệu và bề dày sản phẩm, nhằm tăng cường khả năng điền đầy lòng khuôn hiệu quả hơn.

Nhiệm vụ và giới hạn đề tài

 Nhiệm vụ đề tài: Để thực hiện đề tài này tác giả đã tiến hành các nhiệm vụ như sau:

 Thiết kế tối ưu kênh dẫn nhiệt khí nóng của khuôn phun ép;

 Mô phỏng quá trình gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn;

 Xác định quy trình gia nhiệt lòng khuôn bằng khí nóng tích hợp trong khuôn;

 Mô phỏng quá trình điền đầy khuôn của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn với các thông số khác nhau;

 Mô phỏng quá trình điền đầy khuôn của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn với các điều kiện khác nhau;

 Mô phỏng quá trình điền đầy khuôn của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn với các vật liệu khác nhau;

 Đánh giá ảnh hưởng của các thông số đến khả năng điền đầy khuôn

 Giới hạn đề tài: Đề tài được giới hạn trong các điều kiện như sau:

 Áp dụng cho chi tiết thành mỏng

 Áp dụng cho vật liệu nhựa nhiệt dẻo

 Kích thước sản phẩm ép làm thí nghiệm có kích thước rộng 10 mm, chiều dài tối đa 60 mm Chiều dày sản phẩm khảo sát là 0.1 mm, 0.3 mm và 0.5 mm

Xác định chiều dài sản phẩm nhựa thông qua các thí nghiệm nhiệt độ đã được chỉ định, tiến hành quá trình ép nhựa trên máy ép phun tại Trung tâm công nghệ cao của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM.

Phương pháp nghiên cứu

Đề tài "Nghiên cứu phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn bằng phương pháp mô phỏng" được thực hiện thông qua các phương pháp nghiên cứu hiện đại Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa quá trình gia nhiệt và cải thiện hiệu suất của khuôn phun ép Việc sử dụng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu thời gian sản xuất Các kết quả từ mô phỏng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự phân bố nhiệt độ, từ đó hỗ trợ trong việc điều chỉnh và cải tiến quy trình sản xuất.

 Cơ sở phương pháp luận: tìm hiểu các loại tài liệu chuyên ngành, các tạp chí khoa học, báo,…

Các phương pháp nghiên cứu cụ thể bao gồm việc kế thừa các công trình và kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước, đồng thời thực hiện các thử nghiệm trên mẫu thử để đảm bảo phân tích được thực hiện một cách tiết kiệm và chính xác nhất.

 Phương pháp nghiên cứu phân tích: Phân tích những dữ liệu mô phỏng và đưa ra kết quả để nhận xét;

 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: tiến hành thực nghiệm và xử lý, tổng hợp số liệu;

 Phương pháp nghiên cứu mô phỏng: xử lý số liệu thực nghiệm để mô phỏng quá trình;

2.1.1 Khái niệm chung về khuôn Khuôn là cụm gồm nhiều chi tiết lắp với nhau để tạo thành một bộ khuôn hoàn chỉnh Sản phẩm được tạo hình giữa 2 phần khuôn, khoảng trống giữa 2 phần đó là hình dạng của sản phẩm cần tạo [2]

Khuôn là thiết bị quan trọng trong quá trình định hình sản phẩm, được thiết kế để tạo ra hình dạng mong muốn Nó có thể được sử dụng cho một chu trình duy nhất hoặc nhiều chu trình khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu sản xuất.

Khuôn bao gồm hai phần chính:

- Phần cavity (khuôn cái, khuôn cố định): được gá lên tấm cố định của máy ép nhựa

- Phần core (khuôn đực, khuôn di động): được gá lên tấm di động của máy ép nhựa

Hình 2.1: Khuôn âm và khuôn dương ở trạng thái đóng

2.1.2 Kết cấu chung một bộ khuôn Ngoài core và cavity thì trong khuôn còn rất nhiều bộ phận khác Các bộ phận này lắp ghép với nhau tạo thành những hệ thống cơ bản của bộ khuôn:

Hình 2.2: Kết cấu của bộ khuôn

 Chức năng của các yếu tố cơ bản:

1 Vít lục giác: liên kết các tấm khuôn và tạo tính thẩm mỹ

2 Vòng định vị: định tâm giữa bạc cuống phun và vòi phun

3 Bạc cuống phun: dẫn nhựa từ máy ép phun vào các kênh dẫn nhựa

4 Khuôn cái: tạo hình cho sản phẩm

5 Bạc định vị: đảm bảo vị trí tương quan giữa khuôn đực và khuôn cái

6 Tấm kẹp trước: giữ chặt phần cố định của khuôn vào máy ép nhựa

10 Chốt định vị: chui vào bạc định vị khi khuôn đóng, giúp khuôn đực và khuôn cái liên kết một cách chính xác

12 Tấm đỡ: tăng bền cho khuôn trong quá trình ép phun

13 Gối đỡ: tạo khoảng trống để tấm đẩy hoạt động

14 Tấm giữ: giữ các chốt đẩy

15 Tấm đẩy: đẩy các chốt đẩy để lói sản phẩm ra khỏi khuôn

16 Tấm kẹp sau: giữ chặt phần di động của trên máy ép nhựa

17 Gối đỡ phụ: tăng bền cho khuôn trong quá trình ép phun

2.1.3 Phân loại khuôn ép phun 2.1.3.1 Khuôn hai tấm

Khuôn 2 tấm là khuôn ép phun dùng hệ thống kênh dẫn nguội, kênh dẫn nằm ngang mặt phân khuôn, cổng phun nhựa nằm ngang mặt sản phẩm và khi mở khuôn thì có một khoảng mở để lấy sản phẩm và kênh dẫn nhựa

Cổng phun nhựa có thể được thiết kế để sản phẩm và kênh dẫn nhựa tự động tách rời hoặc giữ nguyên khi được lấy ra khỏi khuôn.

Khuôn 2 tấm được sử dụng rất thông dụng trong hệ thống khuôn ép phun Kết cấu khuôn đơn giản, dễ chế tạo nhưng chỉ sử dụng khuôn 2 tấm cho những sản phẩm dễ bố trí cổng phun nhựa

Hình 2.3: Cấu tạo khuôn 2 tấm

- Khuôn 2 tấm tiết kiệm vật liệu hơn, do kênh dẫn nhựa ở bên hông

- So với khuôn 3 tấm thì khuôn 2 tấm đơn giản hơn do không cần có tấm giật cuống keo như khuôn 3 tấm, rẻ hơn, chu kỳ ép ngắn hơn

- Thời gian để gia công và chế tạo khuôn cũng ngắn hơn

- Giá thành thấp hơn khuôn 3 tấm hay khuôn nhiều tầng

- Khuôn 2 tấm chỉ sử dụng được cho các chi tiết đòi hỏi có độ chính xác thấp hơn so với các loại khuôn khác

- Phải tốn nhiều nhiên liệu hơn so với kênh dẫn nóng vì phần xương keo không được sử dụng cho lần phun tiếp theo như trong kênh dẫn nóng

 Ứng dụng: nhân, các sản phẩm phục vụ cho gia đình không đòi hỏi độ chính xác cao và rẻ tiền

Khuôn 3 tấm là khuôn ép phun dùng hệ thống kênh dẫn nguội, kênh dẫn được bố trí trên 2 mặt phẳng, khi mở khuôn thì có một khoảng mở để lấy sản phẩm và một khoảng mở khác để lấy kênh dẫn nhựa

Sản phẩm và kênh dẫn sẽ tự động tách rời khi được lấy ra khỏi khuôn Đối với sản phẩm lớn yêu cầu nhiều miệng phun hoặc khuôn nhiều lòng, có thể sử dụng khuôn 3 tấm để đáp ứng nhu cầu này.

Khuôn 3 tấm ở giai đoạn thứ nhất của quy trình mở khuôn (giật đuôi keo)

Khuôn 3 tấm ở giai đoạn thứ hai của quy trình mở khuôn (mở tấm giật đuôi keo) Hình 2.4: Khuôn 3 tấm 2 lòng khuôn

- Giá thành thấp hơn so với khuôn kênh dẫn nóng

- Ít bị hỏng hơn khuôn có kênh dẫn nóng

- Có thể phù hợp với những vật liệu chịu nhiệt kém

- Năng suất cao do hệ thống dẫn nhựa tự động tách ra khỏi sản phẩm khi mở khuôn

- Cho khả năng phân phối nhựa tốt hơn và đồng đều hơn do các nhánh kênh dẫn được bố trí cách đều nhau

- Chu kỳ ép phun tăng và cần áp suất phun lớn để điền đầy do hành trình của của dòng nhựa để đến được lòng khuôn dài

- Lãng phí nhiều vật liệu do có thêm tấm stripper plate chứa hệ thống kênh dẫn

- Khuôn có nhiều lòng khuôn

- Khuôn có một lòng khuôn nhưng phức tạp nên cần hơn một vị trí phun nhựa

- Khó khăn trong việc chọn ra một vị trí phun thích hợp khác

- Vì phải cân bằng dòng nhựa giữa các kênh dẫn khác với nhau nên buộc phải thiết kế kênh dẫn không nằm trên mặt phân khuôn

Khuôn nhiều tầng là khuôn ép phun do 2 hay nhiều bộ khuôn ghép lại với nhau, để tăng năng suất (tăng số lượng sản phẩm trong 1 chu kỳ ép)

Khuôn nhiều tầng hiện nay chủ yếu sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng, vì chiều dài kênh dẫn trên khuôn này quá dài, gây khó khăn trong việc duy trì nhiệt độ và áp suất khi dùng kênh dẫn nguội.

Hình 2.5: Hình thực tế bộ khuôn nhiều tầng (hình a) và hệ thống bơm nhựa + hệ thống gia nhiệt (hình b)

- Do 2 hay nhiều khuôn ghép lại nên năng suất cao

- Giảm số lượng máy, diện tích nhà xưởng

- Giá thành cao do kết cấu khuôn phức tạp

- Sử dụng máy ép chuyên dụng, cần lực ép lớn

- Hao tốn vật liệu do kênh dẫn dài

- Áp suất cao để điền đầy khuôn do kênh dẫn dài

- Khuôn có nhiều lòng khuôn

- Khuôn có một lòng khuôn nhưng phức tạp nên cần hơn một vị trí phun nhựa

- Khó khăn trong việc chọn ra một vị trí phun thích hợp khác

- Vì phải cân bằng dòng nhựa giữa các kênh dẫn khác với nhau nên buộc phải thiết kế kênh dẫn không nằm trên mặt phân khuôn

2.2 Vật liệu nhựa sử dụng trong công nghệ ép phun Vật liệu nhựa là điều kiện quan trọng quyết định đến toàn bộ quá trình thiết kế, gia công khuôn ép phun Mỗi một sản phẩm hay một chu trình ép phun đều có những tính chất đặc trưng và yêu cầu kỹ thuật khác nhau, ví dụ: độ dẻo, độ bóng bề mặt, màu sắc, độ cứng,… Vì vậy, cần chọn loại vật liệu nhựa thích hợp để tránh những sai hỏng trong quá trình ép cũng như đảm bảo được yêu cầu về cơ tính và thẩm mỹ của sản phẩm [1]

2.2.1 Polymer Polymer là những hợp chất mà trong phân tử của chúng gồm những nhóm nguyên tử được nối với nhau bằng những liên kết hóa học tạo thành những mạch dài và có khối lượng phân tử lớn Trong mạch chính của polymer, những nhóm nguyên tử này được lặp đi lặp lại nhiều lần

Ví dụ: polyetylen [-CH 2 -CH 2 -] n , Acrylonitrin butadien styren (ABS) [C 8 H 8 -C 4 H 6 -

 Dựa vào nguồn gốc: polymer thiên nhiên, nhân tạo và polymer tổng hợp

Chất dẻo và chất đàn hồi được phân loại dựa trên tính chất cơ lý, đây là phương pháp phân loại phổ biến nhất Sự phân loại này liên quan đến cấu trúc của chúng và xác định khả năng thích ứng với các yêu cầu trong ngành công nghiệp.

Nhựa nhiệt dẻo là một nhóm vật liệu cao phân tử quan trọng trong các polymer tổng hợp, bao gồm các cao phân tử có kích thước xác định, với cấu trúc mạch thẳng hoặc phân nhánh.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Vật liệu nhựa sử dụng trong công nghệ ép phun

Để đảm bảo yêu cầu về cơ tính và thẩm mỹ của sản phẩm, việc lựa chọn loại vật liệu nhựa phù hợp là rất quan trọng, nhằm tránh những sai hỏng trong quá trình ép.

2.2.1 Polymer Polymer là những hợp chất mà trong phân tử của chúng gồm những nhóm nguyên tử được nối với nhau bằng những liên kết hóa học tạo thành những mạch dài và có khối lượng phân tử lớn Trong mạch chính của polymer, những nhóm nguyên tử này được lặp đi lặp lại nhiều lần

Ví dụ: polyetylen [-CH 2 -CH 2 -] n , Acrylonitrin butadien styren (ABS) [C 8 H 8 -C 4 H 6 -

 Dựa vào nguồn gốc: polymer thiên nhiên, nhân tạo và polymer tổng hợp

Chất liệu có thể được phân loại dựa vào tính chất cơ lý thành hai nhóm chính: chất dẻo và chất đàn hồi Phân loại này không chỉ phổ biến mà còn liên quan chặt chẽ đến cấu trúc của chúng, từ đó xác định khả năng thích ứng với các yêu cầu trong ngành công nghiệp.

Nhựa nhiệt dẻo là một trong những loại vật liệu cao phân tử quan trọng nhất trong các polymer tổng hợp, bao gồm các cao phân tử với kích thước xác định, có cấu trúc mạch thẳng hoặc phân nhánh.

Trạng thái rắn của nhựa nhiệt dẻo có thể chuyển sang trạng thái dẻo thông qua việc gia tăng nhiệt độ, và quá trình này là thuận nghịch, cho phép lặp lại nhiều lần Trong quá trình tác dụng nhiệt, nhựa nhiệt dẻo chỉ thay đổi tính chất vật lý mà không xảy ra phản ứng hóa học, điều này cho phép tái sinh nhựa nhiệt dẻo, ngoại trừ PTFE (polytetrafluoroethylene) Một số loại nhựa nhiệt dẻo có thể tái sinh bao gồm PE, PP, PVC, PS, và PMMA.

Cao su là một loại polymer mạch thẳng với lực liên kết thứ cấp yếu, tồn tại dưới dạng chất lỏng nhớt Để sử dụng, cần tạo liên kết ngang giữa các mạch phân tử, hình thành mạng không gian ba chiều Đặc điểm nổi bật của cao su tự nhiên lưu hóa là khả năng dãn dài lên đến 1.000% Tuy nhiên, do sự hình thành liên kết ngang, cao su không thể tái sinh.

- Nhựa thông dụng: PE, PP, PVC, PS, ABS, HIPS …

- Nhựa kỹ thuật: PA, PC, POM, Teflon …

- Nhựa chuyên dụng: PE khối lượng phân tử cực cao, PTFE, PPS, PPO…

2.2.3 Các tính chất của Polymer Một số tính chất cơ học quan trọng của vật liệu nhựa: độ bền kéo, độ dãn dài, độ cứng, độ dai va đập, chống mài mòn, modun đàn hồi…

2.2.3.1 Độ bền cơ học Độ bền cơ học là khả năng chống lại sự phá hoại dưới tác dụng của các lực cơ học Độ bền của một sản phẩm làm bằng vật liệu polymer phụ thuộc nhiều yếu tố như:

- Chế độ trùng hợp, loại xúc tác, phụ gia…

- Kết cấu hình dạng sản phẩm…

Thông số cơ bản phản ánh độ bền của Polymer bao gồm giới hạn bền (𝜎 b ), là giá trị ứng suất mà mẫu chịu đựng trước khi bị phá hoại trong các điều kiện nhất định Giới hạn bền có thể được xác định qua nhiều loại biến dạng khác nhau, như biến dạng kéo đứt, biến dạng nén và biến dạng uốn, tương ứng với độ bền kéo đứt, độ bền nén và độ bền uốn.

Độ bền kéo đứt là khả năng chịu lực của vật liệu khi bị kéo dãn bởi một lực xác định, với tốc độ kéo dãn nhất định, cho đến khi vật liệu bị đứt.

 Độ bền uốn: là khả năng chịu lực của vật liệu khi chịu uốn

 Độ bền nén: là khả năng chịu lực của vật liệu khi bị nén

Giới hạn bền của polymer chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường thử nghiệm và thời gian tác dụng của lực Do đó, để so sánh độ bền của các polymer, cần thực hiện thí nghiệm trong cùng một điều kiện.

 Độ biến dạng tương đối (e): là giá trị biến dạng tăng đến cực đại tại thời điểm đứt

Độ biến dạng cực đại tương đối phụ thuộc vào loại biến dạng, tốc độ biến dạng và nhiệt độ của vật liệu Đây là yếu tố quan trọng để xác định trạng thái của vật liệu khi xảy ra hiện tượng đứt Chẳng hạn, với vật thể dòn, độ biến dạng cực đại tương đối thường không vượt quá vài phần trăm, trong khi đối với vật liệu mềm, con số này có thể lên tới hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn phần trăm Đặc biệt, trong trường hợp kéo đơn trục, độ biến dạng tương đối cực đại chính là độ dãn dài khi vật liệu bị đứt.

2.2.3.2 Độ dai va đập Hiện trạng chống lại tải trọng động của chất dẻo thường có thể phân tích bằng kết quả kiểm tra độ dai va đập Thực hiện trên thiết bị Charpy – dùng con lắc dao động (búa) để phá vỡ mẫu thử được kẹp chặt hai đầu, xác định công va đập riêng trên 1 đơn vị diện tích mẫu thử (kJ/m 2 )

2.2.3.3 Modun đàn hồi Đặc trưng cho độ cứng của vật liệu hoặc đặc trưng cho tính chất của vật liệu, mà dưới tác dụng của một lực đã cho thì sự biến dạng của mẫu thử xảy ra đến mức nào Vật liệu đàn hồi lý tưởng, trong quá trình chịu tải, cho đến giới hạn chảy thì độ giãn dài tỷ lệ thuận với ứng suất Hệ số tỷ lệ chính là modun đàn hồi, ký hiệu là E (N/mm 2 )

- Vật liệu nhựa tương đối nhẹ, tỷ trọng dao động từ 0.9 – 2 (g/cm3)

Tỷ trọng của vật liệu tăng lên khi lực kéo đứt, nhiệt độ biến mềm và độ kháng hóa chất gia tăng, trong khi lực va đập và độ nhớt lại giảm Đặc biệt, tỷ trọng cũng phụ thuộc vào độ kết tinh; khi độ kết tinh cao, tỷ trọng sẽ cao hơn.

Bảng 2.1: Tỷ trọng một số nguyên liệu nhựa thông dụng

Loại nhựa Tỷ trọng, g/cm 3 Loại nhựa Tỷ trọng, g/cm 3

Lý thuyết truyền nhiệt

Quá trình trao đổi nhiệt có ba phương thức cơ bản: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ, trong đó dẫn nhiệt là phương thức truyền năng lượng giữa các phân tử của hai vật.

Dẫn nhiệt trên quy mô nhỏ xảy ra khi các phân tử, nguyên tử hoặc hạt nhỏ (như electron) ở vùng nóng tương tác với các hạt ở vùng lạnh hơn, chuyển giao động năng từ hạt này sang hạt khác Trong chất rắn, sự dẫn nhiệt diễn ra mạnh mẽ do mạng lưới nguyên tử cố định và gần gũi, tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi năng lượng qua dao động nhiệt.

Khi mật độ các hạt giảm, khoảng cách giữa chúng trở nên xa hơn, dẫn đến việc giảm khả năng dẫn nhiệt Điều này xảy ra vì khoảng cách lớn giữa các nguyên tử làm giảm số lần va chạm, dẫn đến ít trao đổi nhiệt hơn Do đó, chất lỏng và đặc biệt là khí ít dẫn nhiệt Tuy nhiên, khi nhiệt độ hoặc áp suất của khí tăng, xác suất va chạm giữa các nguyên tử tăng lên, từ đó làm tăng khả năng dẫn nhiệt.

Tính chất dẫn nhiệt trong lòng vật liệu có thể khác với tính dẫn nhiệt ở bề mặt, nơi có thể tiếp xúc với vật liệu khác

Kim loại như đồng, platinum và vàng là những vật liệu dẫn nhiệt tốt nhờ vào sự hiện diện của các điện tử tự do, cho phép chuyển nhiệt năng nhanh chóng Các điện tử này thực hiện hầu hết các dòng nhiệt trong kim loại, trong khi proton chỉ mang ít hơn 1% năng lượng nhiệt Đặc biệt, điện tử cũng dẫn điện trong các chất rắn dẫn điện, dẫn đến sự tương đồng giữa độ dẫn nhiệt và độ dẫn điện của hầu hết kim loại Do đó, dây dẫn điện như đồng không chỉ dẫn điện tốt mà còn dẫn nhiệt hiệu quả Hiệu ứng Peltier-Seebeck, hay còn gọi là hiệu ứng nhiệt điện, cũng xuất phát từ khả năng dẫn nhiệt của điện tử trong các chất dẫn điện.

Dẫn nhiệt trong một vật rắn tương tự như khuếch tán của các hạt trong chất lỏng, khi không có dòng chảy chất lỏng

Hình 2.7: Nguyên lý dẫn nhiệt

Khi nghiên cứu quá trình dẫn nhiệt trong vật thể, Fourier đã phát hiện rằng lượng nhiệt dQ truyền qua một bề mặt dF trong thời gian dt sẽ tỷ lệ thuận với gradient nhiệt độ, cũng như thời gian và diện tích bề mặt.

𝑑𝑄 = 𝜆 𝑑𝐹 𝑑𝜏 (bỏ qu a c h iề u, c h ỉ tí nh độ lớ n)

N ế u qu á t r ì nh là ổn đ ị nh :

 : h ệ số d ẫ n nh iệt (h ệ số t ỷ lệ , độ d ẫ n nh iệt )

F : b ề m ặt vuông gó c v ới ph ươ ng d ẫ n nh iệt (m 2 ) τ : t h ời g ia n (s) 2.3.1.2 Trao đổi nhiệt đối lưu 2.3.1.2.1 Quá trình đối lưu

Quá trình đối lưu là sự trao đổi nhiệt giữa các khối khí hoặc chất lỏng, diễn ra khi chúng di chuyển từ vùng có nhiệt độ cao đến vùng có nhiệt độ thấp.

Hình 2.8: Tỏa nhiệt đối lưu

Tỏa nhiệt đối lưu là quá trình trao đổi nhiệt giữa bề mặt vật rắn với dòng chất lỏng hoặc chất khí chuyển động trên bề mặt đó

Tỏa nhiệt đối lưu tự nhiên là hiện tượng chất lỏng và khí chuyển động mà không cần lực tác động từ bên ngoài Sự chuyển động này xảy ra do sự chênh lệch mật độ phân tử giữa các khu vực có nhiệt độ khác nhau, tạo ra lực tự phát sinh.

- Tỏa nhiệt đối lưu cưỡng bức: môi trường chuyển động nhờ ngoại lực từ bên ngoài tác động vào như bơm, quạt, máy nén… a b

Hình 2.9: a: Truyền nhiệt đối lưu tự nhiên, b: Truyền nhiệt đối lưu cưỡng bức

 Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình tỏa nhiệt đối lưu:

- Tốc độ chuyển động của khối chất lỏng, chất khí

- Bản chất vật lý của chất lỏng, chất khí (, Cp, Cv )

- Cường độ và sự phân bố trường nhiệt độ

- Hình dáng, kích thước và vị trí của vách

Mô tả quá trình truyền nhiệt qua một bề mặt dF của vật thể với nhiệt độ tT cấp cho môi trường xung quanh có nhiệt độ tL trong khoảng thời gian dτ được diễn tả bằng công thức dQ = α (tT – tL).dF.dτ Trong đó, tT là nhiệt độ của vật thể (đơn vị °C), tL là nhiệt độ của lưu chất (có thể là chất lỏng hoặc khí, đơn vị °C), α là hệ số cấp nhiệt (hệ số tỷ lệ), dF là diện tích bề mặt (m²), và dτ là thời gian (s) Công thức này cho thấy tỷ lệ truyền nhiệt phụ thuộc vào hiệu số nhiệt độ giữa vật thể và môi trường.

Q = q.F =(t w -t f )F ; [W] (2.2) Trong đó F [m 2 ]- diện tích bề mặt vật

2.3.1.3 Trao đổi nhiệt bức xạ

Tất cả các vật thể có nhiệt độ cao hơn 0 K đều phát ra tia năng lượng dưới dạng tia bức xạ lan truyền ra không gian Năng lượng này đã biến thành tia bức xạ Khi nhiệt độ của vật thể càng cao, lượng nhiệt truyền đi dưới dạng năng lượng càng lớn Tuy nhiên, ở nhiệt độ thấp, bức năng lượng của các dao động điện từ truyền đi trong không gian khi gặp các vật khác, một phần (hoặc toàn bộ) năng lượng đó bị vật hấp thụ và lại biến thành nhiệt năng.

Mức độ hấp thụ phụ thuộc vào độ đen của vật Năng lượng hấp thụ sẽ một phần được phát tán dưới dạng năng lượng sóng điện từ, và quá trình này diễn ra liên tục.

Nh ư v ậ y, một v ật không c h ỉ l uôn l uôn ph át đ i n ă ng lượ ng b ức x ạ m à đồng t h ời nh ậ n n ă ng lượ ng b ức x ạ từ các v ật kh ác đ ế n nó

Hình 2.10: Truyền nhiệt bức xạ

Bức xạ nhiệt có bản chất vật lý tương tự như bức xạ ánh sáng, tuân theo các định luật phát xạ, khu vực xạ và hấp thụ Nó truyền qua một đường thẳng và xuyên qua không gian chân không với tốc độ không đổi là 3.10^10 cm/s.

Nh ư ng g iữa c húng c h ỉ kh ác nh a u v ề b ước sóng T uỳ t h e o c h iề u d ài c ủ a b ước sóng m à ng ười ta ph â n r a:

D ạ ng b ức x ạ C h iề u d ài b ức x ạ

Tia s ỏ ng (nh ỡ n đ ược b ằ ng m ắt t h ườ ng) 0,4 - 0,8 à m Tia hồng ngo ại (khụng nh ỡ n đ ược b ằ ng m ắt t h ườ ng) 0,8 - 40 à m

Sóng vô t uy ế n đ iệ n 0,2mm - X km

T r a o đổ i nhiệt b ức x ạ đóng v ai t rò r ất qu a n t rọng t rong qu á t r ì nh t ruy ề n nh iệt c ủ a nh iề u t h iết b ị: l ò h ơi ,

Không chỉ có vật nóng truyền năng lượng cho vật lạnh, mà quá trình ngược lại cũng xảy ra Năng lượng nhận được được xác định bằng hiệu số giữa năng lượng nhận và năng lượng mất đi Kết quả của việc trao đổi năng lượng vẫn tuân theo định luật nhiệt động thứ hai, nghĩa là vật có nhiệt độ cao truyền năng lượng cho vật có nhiệt độ thấp.

Quá trình dẫn nhiệt và trao đổi nhiệt đối lưu phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độ giữa các vật Tuy nhiên, trong trao đổi nhiệt bức xạ, cường độ của quá trình không chỉ phụ thuộc vào hiệu số nhiệt độ mà còn vào giá trị nhiệt độ tuyệt đối của vật Khi nhiệt độ của vật càng cao (trong trường hợp có cùng hiệu số nhiệt độ), lượng nhiệt trao đổi bằng bức xạ sẽ càng lớn.

- T r a o đổ i nh iệt b ằ ng b ức x ạ g iữa các v ật c ó t h ể tiế n h à nh ng a y cả kh i g iữa các v ật đó là c h â n không (kh ác v ới d ẫ n nh iệt v à đố i lư u nh iệt )

 Định l uậ t S tef an- B a ltz man:

Stefan đã phát hiện ra định luật này thông qua thực nghiệm từ năm 1879 đến 1884 Baltzmann bằng lý thuyết đã chứng minh rằng "cường độ bức xạ của vật đen tuyệt đối tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối lũy thừa bậc 4".

C 0 = 5,7 W / m k : h ệ số b ức x ạ c ủ a v ật đ e n t uy ệt đố i Đ ị nh luật n à y c h ỉ c h í nh x ác đúng c ho v ật đ e n t uy ệt đố i

Nh ư ng qu a các t h í ngh iệ m c ủ a S te f a n v à các nh à kho a họ c kh ác t h ì đ ị nh l u ật n à y c ũng á p dụng c ho v ật x á m T rong t r ườ ng h ợ p n à y :

Hệ số bức xạ C của vật xám thay đổi tùy thuộc vào bản chất, trạng thái bề mặt và nhiệt độ của vật Giá trị của C nằm trong khoảng 0 < C < C0 Độ đen của vật, ký hiệu là ε (0 < ε < 1), được xác định bằng thực nghiệm.

THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ BỘ GIA NHIỆT TÍCH HỢP TRONG KHUÔN PHUN ÉP NHỰA

Yêu cầu của sản phẩm

bề dày lần lượt là 0.1 mm, 0.3 mm, và 0.5 mm có biên dạng như Hình 3.1

Hình 3.1: Mô hình sản phẩm.

Thiết kế bộ phận gia nhiệt

Bộ phận gia nhiệt có kích thước 240 mm x 100 mm x 80 mm, bao gồm hai nửa tấm gia nhiệt được ghép lại với nhau, như thể hiện trong các hình 3.2 và 3.3.

Hình 3.2: Mô hình tấm heater 1

Hình 3.3: Mô hình tấm heater 2

Trên 2 tấm này được gắn các điện trở gia nhiệt và các rãnh dẫn khí nóng có dạng dích dắt nhằm tối đa hóa chiều dài từ cổng vào (air inlet) đến cổng ra của khí nóng (air oulet) như Hình 3.4

Hình 3.4: Bộ phận gia nhiệt của hệ thống In-GTMC

Bộ khuôn tích hợp hệ thống gia nhiệt bên trong khuôn

Mô hình bộ khuôn tích hợp hệ thống gia nhiệt bên trong được trình bày trong hình 3.5, trong khi bộ khuôn hoàn chỉnh được lắp đặt trên máy phun ép SW-120B như thể hiện trong hình 3.6.

Hình 3.5: Mô hình bộ khuôn tích hợp hệ thống gia nhiệt bên trong khuôn

Hình 3.6: Hệ thống In-GMTC gắn trên máy phun ép SW-120B

- Áp suất phun thay đổi theo từng loại nhựa

- Gia nhiệt bằng khí ở các thời gian tương ứng 0 s, 5 s, 10 s, 15 s, 20 s

- Phun nhựa tương ứng ở các nhiệt độ ứng với thời gian trên

- Thông số ép của hai loại nhựa PP, PA6 (GF 0-30% và CaCO3 0-30%) được mô tả như Bảng 3.1

Bảng 3.1: Thông số ép của hai loại nhựa PP, PA6 (GF 0-30% và CaCO3 0- 30%)

Tên Flamripp3625CS1 Schulamid6GF30TC

Nhà sản xuất Lanxess Lanxess

Nhiệt độ chảy 200 – 220 0 C 250 – 280 0 C Nhiệt độ khuôn 40 – 80 0 C 40 – 80 0 C

Trong quá trình phun ép, nhiệt độ nhựa (melt temperature) được điều chỉnh ở 210

Nghiên cứu này tiến hành thí nghiệm để xác định chiều dài sản phẩm với các điều kiện áp suất phun 30 Kg/cm², thời gian ép phun 2 giây và tốc độ phun 30% Các giá trị nhiệt độ khuôn được thay đổi từ 200°C đến 400°C, sử dụng nhựa PP và 7 loại nhựa PA6 với tỉ lệ sợi thủy tinh (GF) và canxi cacbonat (CaCO3) khác nhau, bao gồm 0%GF, 10%GF, 20%GF, 30%GF, 10%CaCO3, 20%CaCO3 và 30%CaCO3.

3.5 Thiết bị đo nhiệt độ khuôn

Nhiệt độ phân bố trên bề mặt lòng khuôn bằng phương pháp In-GMTC được xác định thông qua camera hồng ngoại Flute TiS20 như Hình 3.7

 Camera kỹ thuật số: 5 MP

 Dải đo: -20 ºC đến 650 ºC

 Dải phổ hồng ngoại: 7.5 ± 14 àm

 Khoảng cách lấy nét tối thiểu: 0.45 m

Hình 3.7: Camera hồng ngoại Flute TiS20 + Công dụng: Xác định nhiệt độ khuôn khi kết thúc quá trình gia nhiệt

Thiết bị đo nhiệt độ khuôn

Nhiệt độ phân bố trên bề mặt lòng khuôn bằng phương pháp In-GMTC được xác định thông qua camera hồng ngoại Flute TiS20 như Hình 3.7

 Camera kỹ thuật số: 5 MP

 Dải đo: -20 ºC đến 650 ºC

 Dải phổ hồng ngoại: 7.5 ± 14 àm

 Khoảng cách lấy nét tối thiểu: 0.45 m

Hình 3.7: Camera hồng ngoại Flute TiS20 + Công dụng: Xác định nhiệt độ khuôn khi kết thúc quá trình gia nhiệt

SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI THỰC NGHIỆM VỀ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ

Mô phỏng quá trình gia nhiệt tấm insert trên phần mềm ANSYS - CFX

Nung nóng khối gia nhiệt bằng các điện trở, lần lượt ở các khoảng nhiệt độ 200 0 C,

Nhiệt độ được thiết lập lần lượt ở 250°C, 300°C, 350°C và 400°C, sau đó khí từ máy nén khí với áp suất trên 5 Kg/cm² được phun qua khối gia nhiệt Thời gian giữ nhiệt là 5 giây, 10 giây, 15 giây và 20 giây trên ba tấm insert có độ dày 0.1 mm, 0.3 mm và 0.5 mm Cuối cùng, nhiệt độ sau khi gia nhiệt được đo bằng camera đo nhiệt.

Hình 4.1: Hình chiếu thể hiện bề dày tấm insert Tsp (mm)

Hình 4.2: Vị trí phun khí 4.1.2 Điều kiện mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX

Phần mềm ANSYS với mô đun CFX được sử dụng để mô phỏng phân bố nhiệt độ bề mặt khuôn, đặc biệt cho dòng chảy lưu chất Dòng khí gia nhiệt có hệ số nhớt động lực khoảng 1.83e-5 kg/ms, dẫn đến hệ số Re lớn và dòng chảy rối, vì vậy mô hình k-ε tiêu chuẩn được áp dụng Mô hình mô phỏng bao gồm khối khí và khối gia nhiệt với các điều kiện biên cụ thể Nhiệt độ khí nóng trong mô phỏng thay đổi từ 200°C đến 400°C, được phun trực tiếp lên bề mặt lòng khuôn với áp suất 7 atm, trong khi nhiệt độ và áp suất ban đầu của môi trường là 30°C và 1 atm Nhiệt độ ban đầu của tấm insert cũng được thiết lập ở 30°C Để tăng độ chính xác của mô phỏng, tấm gia nhiệt được chia theo lưới hex dominant, trong khi khối khí sử dụng lưới tetrahedrons, đồng thời tăng số lượng phần tử ở các vùng cần độ chính xác cao.

Bảng 4.1: Thông số vật liệu trong mô phỏng gia nhiệt bằng khí nóng

Vật liệu Thông số Đơn vị Giá trị

Khối lượng phân tử kg/kmol 28.96

Khối lượng riêng kg/m 3 1.185 Độ nhớt động lực học kg/ms 1.831e-5

ANSYS - CFX là một mô đun phân tích động lực học chất lỏng nổi bật, được sử dụng rộng rãi để mô phỏng chính xác và đáng tin cậy các loại dòng chảy khác nhau.

+ Geometry: 2 Bodies + Boundary: 1 face + Maximun Thickness: 1mm

+ inlet ( Normal Speed: 100m/s, Static temperature: 400 0 C) + Outlet (Opening temperature:

+ Model: Variable + Variabel: Temperature + Range: Use Spectified

- Default Legend View 1 + Title mode: Variable + Precision: 1 - Fixed

4.1.4 Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX Kết quả mô phỏng về phân bố nhiệt độ trên lòng khuôn ứng với chiều dày tấm insert lần lượt là 0.1 mm, 0.3 mm, và 0.5 mm được tổng hợp như Bảng 4.2, 4.3, và 4.4 Trong đó, nhiệt độ gia nhiệt được khảo sát trong khoảng 200 0 C đến 400 0 C và thời gian gia nhiệt bằng khí nóng trong khoảng 5 s đến 20 s Kết quả phân bố nhiệt độ cho thấy tại vị trí gần vòi phun khí nóng có nhiệt độ lớn nhất, đồng thời nhiệt độ bề mặt khuôn cải thiện đáng kể khi thời gian gia nhiệt và nhiệt độ khí nóng tăng lên Để thấy rõ hơn về sự chênh lệch nhiệt độ khi gia nhiệt với các điều kiện khác nhau, nhiệt độ tại vị trí A (Hình 4.2) được tổng hợp như Bảng 4.5, 4.6 và 4.7 tương ứng với chiều dày tấm insert lần lượt là 0.1 mm, 0.3 mm và 0.5 mm

Bảng 4.3: Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ khuôn với chiều dày tấm insert 0,3mm Nhiệt độ khí

Phân bố nhiệt độ khuôn

( C) Phân bố nhiệt độ khuôn

Bảng 4.5: Giá trị nhiệt độ theo thời gian tại điểm A của tấm insert 0.1 mm Thời gian gia nhiệt

Nhiệt độ nguồn khí nóng

Nhiệt độ tại vị trí A

Bảng 4.6: Giá trị nhiệt độ theo thời gian tại điểm A của tấm insert 0.3 mm Thời gian gia nhiệt

Nhiệt độ nguồn khí nóng

Nhiệt độ tại vị trí A

Bảng 4.7: Giá trị nhiệt độ theo thời gian tại điểm A của tấm insert 0.5 mm Thời gian gia nhiệt Nhiệt độ nguồn khí nóng

Nhiệt độ tại vị trí A

Hình 4.3: So sánh nhiệt độ mô phỏng tại vị trí A với chiều dày tấm insert khác nhau

Trong công nghệ phun ép, hình dạng sản phẩm là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình tạo hình Đối với sản phẩm mỏng, có nhiều phương pháp cải thiện sự điền đầy, trong đó phun ép ở nhiệt độ cao qua gia nhiệt bằng cảm ứng điện từ và điện trở là phổ biến Phương pháp kiểm soát nhiệt độ khuôn bằng khí nóng đã cho thấy nhiều kết quả khả quan Cấu trúc của tấm insert thường được sử dụng để tăng hiệu quả gia nhiệt, với độ dày của tấm insert là thông số quan trọng trong thiết kế khuôn, bị ảnh hưởng bởi độ dày sản phẩm Do đó, để đánh giá khả năng gia nhiệt, tấm insert kích thước 77.4 mm × 70 mm với các chiều dày khác nhau đã được lắp vào khuôn trong nghiên cứu này.

Dựa trên kết quả mô phỏng về nhiệt độ tại vị trí A khi gia nhiệt với nguồn khí nóng từ 200 0 C đến 400 0 C, thời gian gia nhiệt từ 5 s đến 20 s và chiều dày tấm insert khác nhau, trường hợp khí nóng 300 0 C được chọn để phân tích ảnh hưởng của chiều dày tấm insert đến nhiệt độ khuôn Kết quả cho thấy nhiệt độ khuôn có thể nâng từ 30 0 C lên khoảng 153.5 0 C.

Phương pháp này cho thấy tốc độ gia nhiệt đạt khoảng 6.15 °C/s, với nhiệt độ khuôn cao hơn nhiệt độ chuyển pha của hầu hết các loại vật liệu nhựa thông thường.

Khi chiều dày tấm insert tăng từ 0.1 mm lên 0.5 mm, nhiệt độ bề mặt khuôn tăng từ 114.8 °C lên 120.1 °C, cho thấy tốc độ gia nhiệt tăng từ 5.74 °C/s lên 6 °C/s Sự gia tăng tốc độ gia nhiệt này có thể được giải thích bởi lượng nhiệt năng cần thiết để làm nóng thể tích tấm insert.

Tấm insert và tấm khuôn được ngăn cách bởi lớp cách nhiệt, dẫn đến việc gia nhiệt chủ yếu phụ thuộc vào thể tích tấm insert Theo Hình 4.1, với độ dày tấm insert là 5 mm và khoảng cách giữa đầu phun khí nóng và bề mặt gia nhiệt là 3.5 mm, sản phẩm dày hơn sẽ có thể tích tấm insert ít hơn, từ đó tăng tốc độ gia nhiệt Tuy nhiên, sự khác biệt về tốc độ gia nhiệt khi độ dày tấm insert thay đổi từ 0.1 mm đến 0.5 mm là không đáng kể Điều này cho thấy trong quá trình phun ép sản phẩm mỏng, phương pháp gia nhiệt này cho phép kiểm soát nhiệt độ khuôn và độ dày sản phẩm dưới 0.5 mm Hơn nữa, Hình 4.3 chỉ ra rằng tốc độ gia nhiệt rất cao trong 5 giây đầu tiên, dao động từ 13.04 °C/s đến 18.02 °C/s, vượt trội hơn so với nhiều phương pháp gia nhiệt đã được nghiên cứu trước đây.

Tại thời điểm gia nhiệt 20 giây, các đường cong nhiệt độ tiếp tục tăng lên mà không bị giới hạn, khác với các nghiên cứu trước đây.

Kết quả thí nghiệm thực tế

Để xác thực tính chính xác của kết quả mô phỏng, một thí nghiệm gia nhiệt đã được thực hiện với các điều kiện biên tương tự như trong mô phỏng Thí nghiệm được lặp lại 10 lần cho mỗi trường hợp, và giá trị trung bình được sử dụng để đánh giá Kết quả nhiệt độ đo được trên lòng khuôn tại các vị trí A, B và C cho thấy kết quả thực nghiệm thấp hơn so với mô phỏng, với sự chênh lệch không đáng kể khi sử dụng nguồn khí nóng 400°C Sự khác biệt này chủ yếu do độ trễ trong quá trình đo bằng ảnh nhiệt, cùng với việc nhiệt truyền nhanh chóng từ vùng có nhiệt độ cao sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, và tổn thất năng lượng trong quá trình gia nhiệt thực nghiệm Kết quả mô phỏng được xem là gần đúng trong điều kiện lý tưởng Tóm lại, kết quả gia nhiệt từ mô phỏng và thực nghiệm tương đồng, với chênh lệch nhiệt độ không đáng kể.

Khi GMTC được áp dụng để gia nhiệt bề mặt khuôn, có sự chênh lệch nhiệt độ giữa khu vực đầu vào và đầu ra của khí nóng Kết quả cho thấy nhiệt độ cao nhất tại vị trí A, gần nguồn cung cấp khí nóng, trong khi nhiệt độ thấp nhất ở vị trí C, xa nguồn cung cấp khí nóng Những kết quả này cho thấy nhiệt độ thấp nhất trong nghiên cứu đáp ứng yêu cầu nhiệt độ của khuôn cho vật liệu nhựa thông thường, và nhiệt độ cao nhất không vượt quá mức làm suy giảm tính chất của vật liệu.

Bảng 4.8: Kết quả thí nghiệm đo nhiệt độ theo thời gian trên tấm insert 0.1 mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 0 C tại 3 điểm A, B, C

Bảng 4.10: Kết quả thí nghiệm đo nhiệt độ theo thời gian trên tấm insert 0.5 mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 0 C tại 3 điểm A, B, C

Biểu đồ so sánh và nhận xét

Hình 4.4: Biểu đồ so sánh kết quả gia nhiệt theo thời gian 5 s, 10 s, 15 s, 20 s trên tấm insert 0.1 mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 0 C tại 3 điểm A, B, C

Hình 4.5: Biểu đồ so sánh kết quả gia nhiệt theo thời gian 5 s, 10 s, 15 s, 20 s trên tấm insert 0.3 mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 0 C tại 3 điểm A, B, C

Biểu đồ gia nhiệt theo thời gian 5s, 10s, 15s, 20s trên tấm insert 0.3mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 0 C tại 3 điểm A, B, C

Hình 4.6: Biểu đồ so sánh kết quả gia nhiệt theo thời gian 5 s, 10 s, 15 s, 20 s trên tấm insert 0.5 mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 0 C tại 3 điểm A, B, C

Dựa vào bảng kết quả ta thấy:

Thời gian gia nhiệt dài hơn dẫn đến nhiệt độ cao hơn trên tấm insert Cụ thể, nhiệt độ tối thiểu ghi nhận được là 48.4°C khi gia nhiệt ở 200°C trong 5 giây trên tấm insert dày 0.1 mm.

0 C; nhiệt độ cao nhất tại thời điểm gia nhiệt 400 0 C với thời gian gia nhiệt là 20 s trên tấm insert 0.5 mm là khoảng 147.4 0 C

Trong ba loại tấm insert với độ dày 0.1 mm, 0.3 mm và 0.5 mm, tấm insert có độ dày 0.5 mm cho khả năng gia nhiệt cao nhất Điều này cho thấy rằng độ dày của tấm insert càng lớn thì khả năng gia nhiệt cũng sẽ tăng theo.

Theo kết quả so sánh từ biểu đồ, có sự chênh lệch nhiệt độ giữa mô phỏng trên phần mềm và kết quả đo thực tế khoảng 3°C đến 5°C.

Biểu đồ gia nhiệt theo thời gian 5s, 10s, 15s, 20s trên tấm insert 0.5mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 0 C tại 3 điểm A, B, C

SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI THỰC NGHIỆM VỀ CHIỀU DÀI DÒNG CHẢY

Giới thiệu phần mềm Moldex 3D

Phần mềm Moldex3D, sản phẩm của tập đoàn CoreTech Đài Loan, là giải pháp CAE hàng đầu trong lĩnh vực khuôn ép nhựa Nó cho phép phân tích các thông số quan trọng như thời gian điền đầy, nhiệt độ, áp suất khuôn, độ cong vênh và đường hàn Nhờ đó, Moldex3D cung cấp giải pháp tối ưu hóa thông số ép phun và hỗ trợ trong thiết kế khuôn cũng như thiết kế sản phẩm, mang lại nhiều ưu điểm nổi bật.

Phần mềm Moldex3D chuyên cung cấp giải pháp mô phỏng cho quy trình ép phun, giúp tối ưu hóa thiết kế khuôn và sản phẩm nhựa một cách hiệu quả.

 Giúp bạn dự đoán được các khuyết tật có thể xảy ra và đưa ra phương án phòng tránh

 Thân thiện với các công cụ thiết kế hàng đầu hiện nay như Solidworks, Catia,

 Được nhiều công ty hàng đầu chuyên dung.

Điều kiện mô phỏng chiều dài dòng chảy

Trong công nghệ phun ép, phân tích khả năng chảy của vật liệu trong khuôn là rất quan trọng Nghiên cứu này thiết lập mô hình mô phỏng để đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến chiều dài dòng chảy, với vật liệu khảo sát là nhựa PP và composite nhựa nhiệt dẻo PA6 (0-30%GF, 0-30% CaCO3) Những vật liệu này có giá thành hợp lý và ứng dụng rộng rãi Nhiệt độ khuôn được chọn phù hợp với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong khuôn, trong khi nhiệt độ nóng chảy của nhựa được thiết lập ở 270°C theo khuyến cáo của nhà sản xuất Áp suất phun 30 Kg/cm² cũng là giá trị phổ biến trong quy trình tạo hình sản phẩm.

Bảng 5.1: Thông số mô phỏng chiều dài dòng chảy

STT Thông số mô phỏng Giá trị

2 Chiều dày lòng khuôn 0.1 mm, 0.3 mm, 0.5 mm

3 Nhiệt độ nóng chảy nhựa 270 0 C

4 Áp suất phun 30 Kg/cm 2

Trong nghiên cứu này, phần mềm Moldex3D được sử dụng để mô phỏng chiều dài dòng chảy của nhựa trong lòng khuôn, nhờ vào tính năng chính của nó là phân tích dòng chảy hiệu quả Việc này giúp đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến chiều dài dòng chảy một cách thuận tiện Ngoài ra, quá trình thực hiện mô phỏng còn nhận được sự hỗ trợ bản quyền từ công ty, và được tiến hành theo ba giai đoạn như đã trình bày trong Hình 5.1.

Hình 5.1: Quá trình mô phỏng chiều dài dòng chảy bằng phần mềm Moldex3D

 Giai đoạn 1 - Tiền xử lý

Trong giai đoạn này, mô hình 3D của sản phẩm được thiết kế trên phần mềm Creo V5 và nhập vào Moldex3D Designer Tại đây, hệ thống kênh dẫn nhựa, kênh làm mát và lòng khuôn được thiết lập Tiếp theo, mẫu sản phẩm được chia lưới bằng tùy chọn BLM (Boundary Layer Mesh), một công nghệ chia lưới tối ưu cho ứng dụng CAE trong dòng chảy khuôn phun ép Chương trình tự động xác định kích thước lưới phù hợp để tạo lưới bề mặt.

Hình 5.2: Mặt cắt thể hiện vùng chia lưới bên trong mô hình

Trong quá trình mô phỏng với mô đun Moldex3D Project, phần mềm này đóng vai trò quan trọng như cầu nối giữa người dùng và phương pháp giải bài toán mô phỏng, mang lại kết quả đa dạng Nghiên cứu thiết lập loại vật liệu và thông số phun ép dựa trên Bảng 5.1, tiến hành mô phỏng độ điền đầy thông qua chiều dài dòng chảy, tương ứng với từng loại vật liệu, độ dày dòng chảy và nhiệt độ khuôn khác nhau.

 Giai đoạn 3 - Kết quả mô phỏng

Kết thúc quá trình mô phỏng, các kết quả như độ điền đầy, độ cong vênh và phân bố áp suất có thể được hiển thị Tuy nhiên, trong phạm vi nghiên cứu này, chỉ kết quả mô phỏng về độ điền đầy (chiều dài dòng chảy) sẽ được lựa chọn để phân tích trong chương tiếp theo.

5 xuất như nhiệt độ nóng chảy nhựa, áp suất phun là giá trị thông dụng của máy phun ép, đồng thời qua thực tế phun ép tạo hình sản phẩm, các thông số được thể hiện cụ thể như Bảng 5.2

Hình 5.3: Hệ thống In-GMTC gắn trên máy phun ép SW-120B

Bảng 5.2: Thông số thực nghiệm phun ép sản phẩm thành mỏng

STT Thông số Giá trị

1 Nhiệt độ nóng chảy nhựa 270 0 C

7 Thời gian gia nhiệt ban đầu của In-GMTC 20 s

8 Nhiệt độ khuôn ban đầu 30 0 C

Quá trình thực nghiệm phun ép được thực hiện 10 lần cho mỗi trường hợp để xác định giá trị trung bình Mức độ ảnh hưởng của phân bố nhiệt độ khuôn đến khả năng điền đầy sản phẩm thành mỏng được phân tích và đánh giá chi tiết trong Chương 5 của nghiên cứu này.

5.4 Kết quả chiều dài sản phẩm mô phỏng với thực nghiệm

Nghiên cứu này sử dụng nhựa PP và 7 loại nhựa PA6 với tỉ lệ sợi thủy tinh khác nhau (0%GF, 10%GF, 20%GF, 30%GF, 10%CaCO3, 20%CaCO3, 30%CaCO3) trong quá trình phun ép Phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong khuôn được áp dụng, với nhiệt độ khảo sát từ 200°C đến 400°C và thời gian gia nhiệt 20 giây Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho sản phẩm dày 0.5 mm được tổng hợp trong các bảng 5.1 đến 5.8 Qua 20 chu kỳ phun ép để ổn định, chiều dài dòng chảy được xác định từ 10 chu kỳ tiếp theo Kết quả cho thấy chiều dài dòng chảy tăng khi nhiệt độ khí tăng, và sự sai lệch giữa thực nghiệm và mô phỏng là không đáng kể, cho thấy tính khả thi của nghiên cứu trong công nghệ phun ép.

Bảng 5.4: Kết quả chiều dài dòng chảy nhựa giữa thực nghiệm và mô phỏng bề dày sản phẩm 0.5 mm với nhựa PA6 (0% GF) Nhiệt độ nguồn khí ( o C)

Kết quả mô phỏng (mm)

Bảng 5.6: Kết quả chiều dài dòng chảy nhựa giữa thực nghiệm và mô phỏng bề dày sản phẩm 0.5 mm với nhựa PA6 (GF 20%) Nhiệt độ nguồn khí ( o C)

Kết quả mô phỏng (mm)

Bảng 5.8: Kết quả chiều dài dòng chảy nhựa giữa thực nghiệm và mô phỏng bề dày sản phẩm 0.5 mm với nhựa PA6 (CaCO3 10%) Nhiệt độ nguồn khí ( o C)

Kết quả mô phỏng (mm)

Bảng 5.10: Kết quả chiều dài dòng chảy nhựa giữa thực nghiệm và mô phỏng bề dày sản phẩm 0.5 mm với nhựa PA6 (CaCO3 30%) Nhiệt độ nguồn khí ( o C)

Kết quả mô phỏng (mm)

Để tránh tình trạng tiêu hao năng lượng nhiều hơn và hiện tượng cong vênh trong quá trình sản xuất, nghiên cứu này tập trung vào việc kiểm soát nhiệt độ khuôn cục bộ Thay vì giữ toàn bộ tấm khuôn ở nhiệt độ cao, phương pháp kiểm soát nhiệt độ được áp dụng cho khu vực lòng khuôn thông qua việc sử dụng gia nhiệt cục bộ bằng khí nóng vào đầu chu kỳ phun ép.

Nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng khi nhiệt độ khuôn vượt quá nhiệt độ chuyển pha, vật liệu có khả năng chảy dễ dàng hơn trong khuôn Hình 5.1 trong nghiên cứu này cho thấy mối quan hệ giữa nhiệt độ khí và chiều dài lòng chảy, với việc chiều dài lòng chảy tăng lên khi nhiệt độ khí cao hơn.

Chiều dài dòng chảy của các vật liệu PA6 30%GF và PA6 30%CaCO3 tương đương nhau và ngắn nhất, cho thấy chúng khó nóng chảy Ngược lại, chiều dài dòng chảy của vật liệu PP và PA6 cũng tương đương nhưng dài nhất, cho thấy PP và PA6 là những vật liệu dễ nóng chảy nhất.

Hình 5.4: Chiều dài dòng chảy của các vật liệu ứng với nhiệt độ nguồn khí khác nhau

Nhận xét chung cho thấy rằng, ở các mức nhiệt độ khí nóng khác nhau, chiều dài dòng chảy sau 20 giây gia nhiệt có sự khác biệt rõ rệt: chiều dài dòng chảy tăng lên khi nhiệt độ cao hơn Bên cạnh đó, mỗi loại nhựa với độ nhớt khác nhau sẽ ảnh hưởng đến quá trình điền đầy lòng khuôn Nghiên cứu chỉ ra rằng nhựa PA6 gia cường 30% sợi thủy tinh có độ chảy kém hơn so với nhựa nguyên chất.

Luận văn "Nghiên cứu phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn bằng phương pháp mô phỏng" đã thành công trong việc đạt được mục tiêu nghiên cứu, với những kết quả đáng chú ý về phân bố nhiệt độ trong lòng khuôn.

Về kết quả quá trình gia nhiệt:

- Nhiệt độ khí nóng càng lớn và thời gian gia nhiệt càng lâu thì nhiệt độ lòng khuôn (thông qua tấm insert) càng lớn, cụ thể như sau:

Với tấm insert 0.5 mm, khi nhiệt độ khí nóng đạt 400°C trong 20 giây, nhiệt độ lòng khuôn tối đa là 153.6°C Ngược lại, khi nhiệt độ khí nóng chỉ 200°C và thời gian gia nhiệt là 5 giây, nhiệt độ lòng khuôn giảm xuống còn 75°C.

Với tấm insert dày 0.3 mm, khi nhiệt độ khí nóng đạt 400 độ C trong 20 giây, nhiệt độ lòng khuôn tối đa có thể đạt 147 độ C Ngược lại, khi nhiệt độ khí nóng chỉ ở mức 200 độ C và thời gian gia nhiệt là 5 giây, nhiệt độ lòng khuôn chỉ đạt 72.1 độ C.

Ngày đăng: 23/12/2023, 21:20

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w