Lê Minh Tài ĀNG DỤNG CÁC KỸ THUẬT TÞI ƯU XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SÞ XỬ LÝ TRONG CƠNG NGHÞ ÉP PHUN SẢN PHẨM COMPOSITE Đà GIẢM CO RÚT Trang 3 TR¯àNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M KĀ THT THÀNH PHà Hâ CHÍ MI
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM ỨNG DỤNG CÁC KỸ THUẬT TỐI ƯU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ XỬ LÝ S K C 0 0 3 9 5 9 TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN SẢN PHẨM COMPOSITE ĐỂ GIẢM CO RÚT Mà SỐ: T2020-58TĐ S KC 0 0 7 2 8 1 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÞ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIàM 2020 ĀNG DỤNG CÁC KỸ THUẬT TÞI ƯU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SÞ XỬ LÝ TRONG CÔNG NGHÞ ÉP PHUN SẢN PHẨM COMPOSITE Đà GIẢM CO RÚT Mã sß: T2020-58TĐ Chÿ nhißm đß tài: TS Lê Minh Tài TP HCM, 8/2021 T2020-58TĐ TR¯àNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M KĀ THUÀT THÀNH PHà Hâ CHÍ MINH KHOA C¡ KHÍ CH¾ T¾O MÁY BÁO CÁO TäNG K¾T ĐÀ TÀI NCKH CÂP TR¯àNG TRàNG ĐIÂM 2020 ĄNG DĀNG CÁC Kþ THUÀT TàI ¯U XÁC ĐÞNH CÁC THÔNG Sà XĀ LÝ TRONG CÔNG NGHà ÉP PHUN SÀN PHÀM COMPOSITE Đ GIÀM CO RÚT Mã sá: T2020-58TĐ Chă nhiám đÁ tài: TS Lê Minh Tài Thành viên đÁ tài: PGS TS Ph¿m S¢n Minh TS Tr¿n Minh Th¿ Uyên TP HCM, 8/2021 iii TS Lê Minh Tài, PGS.TS Ph¿m S¡n Minh, TS TrÁn Minh ThÁ Uyên T2020-58TĐ DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CĄU ĐÀ TÀI VÀ Đ¡N VÞ PHàI HþP CHÍNH NHĂNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CĄU ĐÀ TÀI Đ¡n vß công tác và Nái dung nghiên cąu cā thß Chữ TT Há và tên lĩnh vực chuyên đ°ÿc giao ký môn 1 Lê Minh Tài Đ¿i hác S° ph¿m Kā -Nghiên cąu các giÁi thuÁt tái °u thuÁt, chuyên ngành Taguchi, ANOVA, RSM, Neural Kā thuÁt c¡ khí Network trong việc tìm kiÁm các thông sá công nghệ đß nâng cao ch¿t l°ÿng sÁn phẩm ép phun -TiÁn hành thiÁt kÁ và quy ho¿ch thực nghiệm chÁ t¿o các m¿u thí nghiệm composite -Tính toán tìm kiÁm bá thông sá tái °u đß làm giÁm co rút -Kißm tra đá co rút căa các m¿u composite sau chÁ t¿o -Tổng hÿp sá liệu và viÁt báo cáo 2 Ph¿m S¡n Minh Đ¿i hác S° ph¿m Kā -TiÁn hành thiÁt kÁ và quy ho¿ch thuÁt, chuyên ngành thực nghiệm các m¿u thí nghiệm Kā thuÁt c¡ khí composite 3 TrÁn Minh ThÁ Đ¿i hác S° ph¿m Kā -Kißm tra đá co rút căa các m¿u Uyên thuÁt, chuyên ngành composite sau chÁ t¿o Kā thuÁt c¡ khí Đ¡N VÞ PHàI HþP CHÍNH Nái dung phái hÿp nghiên cąu Há và tên ng°ái Tên đ¡n vß đ¿i diện đ¡n vß trong và ngoài n°ßc ii TS Lê Minh Tài, PGS.TS Ph¿m S¡n Minh, TS TrÁn Minh ThÁ Uyên T2020-58TĐ Khoa C¡ khí ChÁ t¿o Gia công khuôn TrÁn Minh ThÁ máy – ĐH S° ph¿m Kā Uyên thuÁt TP HCM iii TS Lê Minh Tài, PGS.TS Ph¿m S¡n Minh, TS TrÁn Minh ThÁ Uyên T2020-58TĐ DANH MĀC CÁC KÝ HIàU, CÁC CHĂ VI¾T TÂT STT TÊN VIÀT TÂT TÊN ĐÀY ĐĂ DIàN GIÀI 1 ANN Artificial Neural Network M¿ng n¡ron nhân t¿o 2 PP Polypropylene Nhựa Polypropylene 3 ABS Acrylonitrin butadien styren Nhựa Acrylonitrin butadien styren 4 PA6 Polyamide Nhựa Polyamide 5 S/N Signal-to-Noise ratios Tỉ lệ tín hiệu nhiáu 6 A Melt temperature Nhiệt đá nóng chÁy 7 B Injection pressure Áp su¿t phun 8 C Packing pressure Áp su¿t bão hòa 9 D Packing time Thái gian bão hòa 10 OA Orthogonal Array MÁng trực giao 11 SS Sum of Square Tổng bình ph°¡ng ph°¡ng Degree of freedom sai 12 Df BÁc tự do căa các yÁu tá 13 MS Mean square Bình ph°¡ng trung bình 14 P P- Value Giá trß kỳ váng 15 F F- Value Tỉ lệ biÁn thiên giữa các sá Contribution trung bình m¿u vßi sự biÁn 16 % C thiên trong nái bá các m¿u PhÁn trăm đóng góp 17 N¡ ron Neural TÁ bào thân kinh iv TS Lê Minh Tài, PGS.TS Ph¿m S¡n Minh, TS TrÁn Minh ThÁ Uyên T2020-58TĐ MĀC LĀC DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CĄU ĐÀ TÀI VÀ Đ¡N VÞ PHàI HþP CHÍNH .ii DANH MĀC CÁC KÝ HIàU, CÁC CHĂ VI¾T TÂT iv DANH MĀC HÌNH ÀNH ix DANH MĀC Đâ THÞ xi THÔNG TIN K¾T QUÀ NGHIÊN CĄU xii INFORMATION ON RESEARCH RESULTS xv Ch°¢ng 1 Mở đ¿u 1 1.1 Gißi thiáu các công trình nghiên cąu liên quan 1 1.1.1 Các công trình nghiên cąu ngoài n°ßc 1 1.1.2 Các công trình nghiên cąu trong n°ßc 2 1.2 Tính cÃp thi¿t căa đÁ tài 3 1.3 Māc tiêu đÁ tài 4 1.4 Ph°¢ng pháp .4 1.5 Đái t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu 5 1.6 Ý ngh*a khoa hác và thực tißn 5 Ch°¢ng 2 C¢ sở lý thuy¿t 5 2.1 VÁt liáu nhựa .5 2.1.1 Đßnh ngh*a 5 2.1.2 Thành ph¿n 6 2.1.3 Mßt sá lo¿i nhựa th°áng dùng 6 2.2 Công nghá ép phun [27] 10 2.2.1 Đßnh ngh*a 10 2.2.2 Nhu c¿u và hiáu quÁ kinh t¿ 10 2.2.3 KhÁ năng công nghá 11 2.2.4 Quy trình công nghá ép phun 11 2.2.5 Các y¿u tá Ánh h°ởng đ¿n công nghá ép phun [24] 13 2.3 Hián t°ÿng co ngót 15 v TS Lê Minh Tài, PGS.TS Ph¿m S¡n Minh, TS TrÁn Minh ThÁ Uyên T2020-58TĐ 2.3.1 Đßnh Ngh*a 15 2.3.2 Phân lo¿i co ngót 15 2.3.3 Các y¿u tá Ánh h°ởng đ¿n đß co ngót 15 2.3.4 Cách xác đßnh mąc đß co ngót 16 2.4 Khái niám vÁ điÁu khiÃn nhiát đß khuôn trong quá trình phun ép 16 2.4.1 Phân lo¿i các ph°¢ng pháp gia nhiát 17 2.5 Taguchi, ANOVA, Neural network 23 2.5.1 Taguchi .23 2.5.2 ANOVA 26 2.5.3 M¿ng n¢ ron nhân t¿o và thuÁt toán lan truyÁn ng°ÿc .29 Ch°¢ng 3 Xây dựng mô hình thực nghiám 38 3.1 Thi¿t k¿, mô phßng dòng chÁy sÁn phÁm (ph¿n mÁm Moldex3D) 38 3.1.1 Thi¿t k¿ thông sá ép cho sÁn phÁm 38 3.1.2 Mô phßng và kiÃm tra khÁ năng điÁn đ¿y tÿ các thông sá đã thi¿t k¿ 40 3.2 Ti¿n hành thực nghiám ch¿ t¿o sÁn phÁm 42 3.2.1 ChuÁn bß 42 3.2.2 Cách thąc ti¿n hành thực nghiám 45 3.3 Đo và tháng kê k¿t quÁ thí nghiám .47 3.4 KhÁo sát quá trình gia nhiát lòng khuôn 51 3.4.1 Thi¿t k¿ sÁn phÁm micro 51 3.4.2 Thi¿t k¿ tÃm gia nhiát đà thí nghiám .52 3.4.3 Gia công tÃm khuôn cái 52 3.4.4 Gia công tÃm khuôn đực 53 3.4.5 K¿t quÁ phân tích nhiát đß 54 3.5 Tái °u hoá các thông sá thi¿t k¿ công nghá ép phun bằng Taguchi, ANOVA và ANN 65 3.5.1 Tái °u hóa thông sá thi¿t k¿ bằng Taguchi và ANOVA trên Minitab 18 65 vi TS Lê Minh Tài, PGS.TS Ph¿m S¡n Minh, TS TrÁn Minh ThÁ Uyên T2020-58TĐ 3.5.2 Dự đoán đß co ngót bằng m¿ng n¢ ron trên Matlab R18 .66 Ch°¢ng 4 K¿t quÁ và thÁo luÁn 70 4.1 K¿t quÁ phân tích Taguchi 70 4.1.1 VÁt liáu PP/15%GF 71 4.1.2 VÁt liáu PA6/15%GF .73 4.1.3 VÁt liáu ABS/15%GF .76 4.2 K¿t quÁ phân tích ANOVA 79 4.2.1 VÁt liáu PP/15%GF 80 4.2.2 VÁt liáu PA6/15%GF .81 4.2.3 VÁt liáu ABS/15%GF .81 4.3 K¿t quÁ dự đoán co ngót căa vÁt liáu PP bằng m¿ng n¢ ron .82 Ch°¢ng 5 K¿t luÁn và h°ßng phát triÃn 87 5.1 K¿t luÁn 87 5.2 KhÁ năng mở rßng căa đÁ tài 88 Tài liáu tham khÁo .89 PHĀ LĀC 92 vii TS Lê Minh Tài, PGS.TS Ph¿m S¡n Minh, TS TrÁn Minh ThÁ Uyên T2020-58TĐ DANH MĀC BÀNG BIÂU BÁng 2 1: BÁng Array Selector [18] 25 BÁng 2 2: BÁng đánh giá mąc đá t°¡ng quan 27 BÁng 3 1: BÁng thông sá đÁu vào căa vÁt liệu PP/15%GF 38 BÁng 3 2: BÁng thông sá đÁu vào căa vÁt liệu PA6/15%GF 38 BÁng 3 3: BÁng thông sá đÁu vào căa vÁt liệu ABS/15%GF 39 BÁng 3 4: BÁng trực giao L27 OA 39 BÁng 3 5: BÁng tháng kê kÁt quÁ đo căa vÁt liệu PP/15%GF 48 BÁng 3 6: BÁng tháng kê kÁt quÁ đo căa vÁt liệu PA6/15%GF 49 BÁng 3 7: BÁng tháng kê kÁt quÁ đo căa vÁt liệu ABS15%GF 50 BÁng 3 8: KÁt quÁ đo bằng cÁm biÁn nhiệt đá thực tÁ 56 BÁng 3 9: KÁt quÁ đo bằng mô phßng COMSOL 57 BÁng 3 10: BÁng các mąc phân mąc gia nhiệt đái vßi từng lo¿i nhựa 60 BÁng 3 11: BÁng phân chia tr°áng hÿp thí nghiệm và mô phßng sÁn phẩm Micro 61 BÁng 3 12: KÁt quÁ dòng chÁy nhựa giữa thí nghiệm và mô phßng sÁn phẩm micro 61 BÁng 4 1: BÁng giá trß co ngót và tÿ lệ S/N căa vÁt liệu PP/15%GF 71 BÁng 4 2: BÁng kÁt quÁ tÿ lệ S/N căa vÁt liệu PP/15%GF 72 BÁng 4 3: BÁng giá trß co ngót thực nghiệm và dự đoán căa vÁt liệu PP/15%GF .73 BÁng 4 4: BÁng giá trß co ngót và tÿ lệ S/N căa vÁt liệu PA6/15%GF .73 BÁng 4 5: BÁng kÁt quÁ tÿ lệ S/N căa vÁt liệu PA6/15%GF 74 BÁng 4 6: BÁng giá trß co ngót thực nghiệm và co ngót dự đoán căa vÁt liệu PA6/15%GF 76 BÁng 4 7: BÁng giá trß co ngót và tÿ lệ S/N căa vÁt liệu ABS/15%GF 76 BÁng 4 8: BÁng kÁt quÁ tÿ lệ S/N căa vÁt liệu ABS/15%GF .77 BÁng 4 9: BÁng giá trß co ngót thực nghiệm và dự đoán căa vÁt liệu ABS/15%GF 79 BÁng 4 10: BÁng giá trß [F], [17] 79 BÁng 4 11: BÁng kÁ quÁ ANOVA căa vÁt liệu PP/15%GF 80 BÁng 4 12: BÁng kÁt quÁ ANOVA căa vÁt liệu PA6/15%GF 81 BÁng 4 13: BÁng kÁt quÁ ANOVA căa vÁt liệu ABS/15%GF .81 BÁng 4 14: BÁng 21 bá thông sá đÁu vào căa m¿ng n¡ ron Error! Bookmark not defined BÁng 4 15: BÁng 6 bá thông sá đß kißm tra khÁ năng dự đoán 83 BÁng 4 16: BÁng kÁt quÁ co ngót căa thực nghiệm và m¿ng n¡ ron 85 BÁng 4 17: BÁng so sánh kÁt quÁ căa Taguchi và m¿ng n¡ ron 86 viii TS Lê Minh Tài, PGS.TS Ph¿m S¡n Minh, TS TrÁn Minh ThÁ Uyên