Tối ưu hóa các thông số đầu vào quá trình phun ép nhựa với phần mềm Modex 3D bằng phương pháp Taguchi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TỐI ƯU HỐ THƠNG SỐ ÉP CHO SẢN PHẨM VỎ BẢO VỆ THIẾT BỊ DẪN HƯỚNG CHO NGƯỜI KHIẾM THỊ BẰNG PHẦN MỀM MOLDFLOW VÀ PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI GVHD: ThS NGUYỄN VĂN MINH SVTH: PHAN HUY HOÀNG MSSV: 11144039 SVTH: NGUYỄN TƯ THI MSSV: 11144096 SVTH: NGUYỄN BÁ SƠN MSSV: 11144088 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY - BỘ MƠN CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỐI ƢU HỐ THƠNG SỐ ÉP CHO SẢN PHẨM VỎ BẢO VỆ THIẾT BỊ DẪN HƢỚNG CHO NGƢỜI KHIẾM THỊ BẰNG PHẦN MỀM MOLDFLOW VÀ PHƢƠNG PHÁP TAGUCHI Giáo viên hƣớng dẫn: ThS NGUYỄN VĂN MINH Sinh viên thực hiện: PHAN HUY HOÀNG 11144039 NGUYỄN TƢ THI 11144096 NGUYỄN BÁ SƠN 11144088 Tp Hồ Chí Minh, Tháng năm 2015 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY  Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc  Bộ môn Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ, tên sinh viên MSSV Email PHAN HUY HOÀNG 11144039 phanhuyhoang110993@gmail.com NGUYỄN TƢ THI 11144096 tuthi240993@gmail.com NGUYỄN BÁ SƠN 11144088 bason11144088@gmail.com Lớp: 111442B Niên khố: 2011-2015 Ngành đào tạo: Cơng nghệ kỹ thuật khí Hệ: Đại học quy Tên đề tài: TỐI ƢU HỐ THƠNG SỐ ÉP CHO SẢN PHẨM VỎ BẢO VỆ THIẾT BỊ DẪN HƢỚNG CHO NGƢỜI KHIẾM THỊ BẰNG PHẦN MỀM MOLDFLOW VÀ PHƢƠNG PHÁP TAGUCHI Các số liệu ban đầu: - Phần mềm AutoDesk Simulation Moldflow Synergy 2013 Thông số kỹ thuật máy ép nhựa Thông số loại vật liệu nhựa Hình ảnh sản phẩm vỏ bảo vệ thiết bị dẫn hƣớng cho ngƣời khiếm thị Tài liệu khuôn ép nhựa Phƣơng pháp Taguchi Các cơng thức tính tốn tối ƣu Nội dung đồ án: - Tìm hiểu vật liệu công nghệ ép phun - Chạy phân tích mơ dịng nhựa phần mềm AutoDesk Simulation Moldflow Synergy 2013 - Áp dụng phƣơng pháp Taguchi tính tốn tối ƣu - Ép thử sản phẩm kiểm tra i Nội dung thuyết trình tính tốn: - Cơ sở lý thuyết - Q trình thí nghiệm - Phƣơng pháp nghiên cứu tối ƣu Taguchi - Tính tốn tối ƣu - Kết phân tích đánh giá - Kết luận Ngày giao nhiệm vụ:10/5/2015 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 22/7/2015 Giáo viên hướng dẫn:ThS Nguyễn Văn Minh TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên ) (Ký, ghi rõ họ tên ) ii LỜI CAM KẾT - Tên đề tài:TỐI ƢU HỐ THƠNG SỐ ÉP CHO SẢN PHẨM VỎ BẢO VỆ THIẾT BỊ DẪN HƢỚNG CHO NGƢỜI KHIẾM THỊ BẰNG PHẦN MỀM MOLDFLOW VÀ PHƢƠNG PHÁP TAGUCHI - GVHD:ThS NGUYỄN VĂN MINH - Nhóm sinh viên: Họ tên sinh viên MSSV Email PHAN HUY HOÀNG 11144039 phanhuyhoang110993@gmail.com NGUYỄN TƢ THI 11144096 tuthi240993@gmail.com NGUYỄN BÁ SƠN 11144088 bason11144088@gmail.com - Lớp: 111442B - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Chúng tơi xin cam đoan khóa luận tố t nghiê ̣p (ĐATN) này là công trình chính nghiên cứu và thực hiê ̣n Chúng không chép từ bấ t kỳ bài viế t nào đã được công bố mà không trích dẫn ng̀ n gớ c Nế u có bấ t kỳ vi phạm nào, xin chi ̣u hoàn toàn trách nhiê ̣m” TP.Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2015 Ký tên iii LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp “TỐI ƢU HỐ THƠNG SỐ ÉP CHO SẢN PHẨM VỎ BẢO VỆ THIẾT BỊ DẪN HƢỚNG CHO NGƢỜI KHIẾM THỊ BẰNG PHẦN MỀM MOLDFLOW VÀ PHƢƠNG PHÁP TAGUCHI” Trong trình thực đồ án, nhóm trải qua q trình tìm hiểu, nghiên cứu thời gian ngắn nên đòi hỏi tâm nỗ lực lớn tất thành viên, với hỗ trợ lớn từ nhiều phiá để giúp chúng em hoàn thành đồ án lần Qua trình thực đồ án, nhóm ho ̣c đƣợc nhiều kiến thức chun mơn bổ ích, nhìn nhận thiếu sót kinh nghiệm thực tế mà chúng em chƣa có, góp phần khơng nhỏ tạo nên tự tin công việc tƣơng lai Trƣớc tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Nhà trƣờng, Khoa Cơ khí – Chế tạo máy, môn Công Nghệ Tự Động tạo điều kiện cho nhóm hồn thành đồ án thời gian vừa qua Xin kiń h gửi lời cảm ơn đến thầy ThS Nguyễn Văn Minh – giáo viên trực tiếp hƣớng dẫn đồ án hƣớng dẫn tận tình nhƣ tạo điều kiện tốt để chúng em hồn thành đồ án Xin kiń h gửi lời cảm ơn đến cac thầy ThS Trần Minh Thế Uyên, ThS Nguyễn Văn Sơn, TS Phạm Sơn Minh nhƣ thầy cô môn giúp đỡ chúng em q trình hồn thiện đồ án Cuối cùng, chúng em xin gởi lời tri ân đến quý thầy cô trƣờng ĐH Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM tận tình dạy dỗ, bảo chúng em, để chúng em có đƣợc ngày hơm Mỗi học thầy cô thêm chút chúng em đƣợc trƣởng thành Chúng em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày … tháng … năm 2015 Nhóm sinh viên thực Phan Huy Hoàng Nguyễn Tƣ Thi Nguyễn Bá Sơn iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐI ƢU HÓA THÔNG SỐ ÉP VỎ BẢO VỆ THIẾT BỊ DẪN HƢỚNG CHO NGƢỜI KHIẾM THỊ TRÊN PHẦN MỀM MOLD FLOW BẰNG PHƢƠNG PHÁP TAGUCHI Bài báo cáo đồ án bao gồm phần sau: - Tìm hiểu vật liệu cơng nghệ ép phun - Nghiên cứu tổng quan phần mềm Moldflow 2013 phƣơng pháp Taguchi - Mô dịng chảy nhựa phần mềm - Tính tốn tối ƣu - Ép thử kiểm tra Sau nghiên cứu thực hiện, nhóm làm thành sản phẩm vỏ bảo vệ thiết bị dẫn hƣớng cho ngƣời khiếm thị, nhiên sản phẩm nhiều hạn chế nhƣ tính thẩm mỹ chƣa đạt đƣợc tốt nhất, sản phẩm cịn để lại vết lằn dịng chảy nhựa…Vì thế, để nâng cao tính hồn thiện, tạo sản phẩm đạt chất lƣợng tốt cần nghiên cứu phát triển đồ án Nhóm sinh viên thực Phan Huy Hoàng Nguyễn Tƣ Thi Nguyễn Bá Sơn ABSTRACT OPTIMIZE THE INJECTION PARAMETERS OF PROTECTIVE COVER OF GUIDE DEVICE FOR THE BLIND USE TAGUCHI METHOD BY THE MOLDFLOW SOFTWARE The report projects include the following: - Research material and injection molding technology - Research Moldflow 2013 software and Taguchi method - Simulate the plastic flow on the software - Calculate optimal - Injection test and inspection After researching and performing, the group has made protective cover of guide device for the blind However, the product still has some problems such as hasn't reach the best aesthetics, scratch on the surface of product because of plastic flow Therefore, to improve the completeness, create better quality product research, we need research and develop projects more specific v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN v MỤC LỤC vi LIỆT KÊ HÌNH xi LIỆT KÊ BẢNG VÀ SƠ ĐỒ xiv LỜI MỞ ĐẦU xvi CHƢƠNG : GIỚI THIỆU I Giới thiệu II Mục đích nghiên cứu III Đối tƣợng nghiên cứu IV Mục tiêu cần đạt đƣợc V Các bƣớc thực CHƢƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Giới thiệu tổng quan công nghệ ép phun 1.1 Giới thiệu máy ép phun 1.2 Các công nghệ ép phun đặc biệt 1.3 Tổng quan khuôn ép nhựa 1.3.1 Khái niệm chung khuôn 1.3.2 Kết cấu chung khuôn 1.3.3 Phân loại khuôn ép phun 10 1.4 Tổng quan vật liệu nhựa sử dụng công nghệ ép phun 12 1.4.1 Polymer 12 1.4.2 Phân loại 12 1.4.3 Các tính chất Polymer 13 II Các lỗi thƣờng gặp trình ép phun 16 2.1 Cong vênh (Warp) 16 vi 2.2 Co ngót 17 2.3 Tập trung bọt khí 18 2.4 Sản phẩm có vết lõm bề mặt (Sink mark ) 19 2.5 Hiện tƣợng phun thiếu 20 2.6 Hiện tƣợng bavia 21 III Giới thiệu Taguchi Method 22 3.1 Bối cảnh tổng quan phƣơng pháp Taguchi 22 3.1.1 Bối cảnh đời phƣơng pháp Taguchi 22 3.1.2 Tổng quan phƣơng pháp taguchi 22 3.2 Xác định thông số thiết kế cho bảng Orthogonal Array 24 3.3 Phân tích kết thí nghiệm 25 3.4 Thuận lợi hạn chế phƣơng pháp Taguchi 28 IV Tổng quan Moldflow 28 4.1 Giới thiệu 28 4.2 Một số thao tác chuột MOLDFLOW 29 4.3 Các sản phẩm Moldflow dùng phân tích khn mẫu 29 4.3.1 Moldflow Plastics Adviser 29 4.3.2 Moldflow Plastic Insight (MPI) 30 4.3.3 Moldflow Cad Doctor (MCD) 30 4.3.4 Moldflow Magic STL Expert 31 4.3.5 Moldflow Design Link 31 4.4 Các bƣớc thực phân tích phần mềm MOLDFLOW 32 4.4.1 Phân tích q trình điền đầy nhựa vào khn 33 4.4.2 Cân dòng chảy, định kích thƣớc kênh dẫn nhựa 35 4.4.3 Tối ƣu hoá thời gian làm nguội 37 4.4.4 Tối ƣu hố thời gian định hình (bão áp) 39 4.4.5 Phân tích, dự đốn khuyết tật có sản phẩm 40 4.5 Sản phẩm cần tối ƣu thông số MoldFLow 42 V Thông số ép 43 5.1 Vận tốc phun 43 vii 5.2 Vận tốc quay trục vít 45 5.3 Vận tốc đóng – mở khn 46 5.4 Áp suất đƣờng ống 46 5.5 Áp suất ép phun 46 5.6 Áp lực phun 46 5.7 Áp suất trì 47 5.8 Áp suất kẹp khuôn 48 5.9 Áp suất ngƣợc 48 5.10 Nhiệt độ thành khuôn 49 5.11 Nhiệt độ nhựa nóng chảy 49 5.12 Nhiệt độ nhựa nóng chảy tăng gây 49 5.13 Nhiệt độ nòng xy lanh 50 5.14 Thời gian làm nguội 50 5.15 Lực kẹp khuôn 51 5.16 Thời gian áp suất giữ 51 5.17 Thƣớc nhập liệu 52 5.18 Chuyển đổi 52 VI Các nghiên cứu liên quan 53 CHƢƠNG : QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM 56 I Chuẩn bị thí nghiệm 56 1.1 Thiết kế quy trình thí nghiệm 56 1.2 Lựa chọn vật liệu 57 1.3 Lựa chọn thông số đầu vào thí nghiệm 59 II Thiết bị phƣơng tiện dùng làm thí nghiệm 59 2.1 Máy ép 59 2.2 Phần mềm Mold flow Plastics Insight 2013 61 III Phƣơng pháp thí nghiệm 62 3.1 Chạy mô Moldflow: 62 3.1.1 Cool + Fill + Pack +Warp 62 3.1.2 Tiến hành chạy phân tích MoldFlow 68 viii