BÀI TẬP CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NHỰA VÀ KHUÔN MẪU

Ngành vật liệu nhựa đang rât phát triển tại Việt Nam. Các đồ gia dụng ngày càng được chế tạo dụng vật liệu này bởi trọng lượng nhỏ và dễ chế tạo từ các chi tiết đơn giản đến phức tạp từ kích thước nhỏ đến lớn. Bài tập Vật liệu nhựa và khuôn mẫu ngoài việc giúp cho sinh viên ôn tập lại những kiế thức đã học còn giúp sinh viên làm quen với việc mô phỏng chế tạo một sản phẩm nhựa. Qua đó càng tiếp cận được với thực tế trong ngành chế tạo vật liệu nhựa đang ngày càng phát triển.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY BÀI TẬP CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NHỰA VÀ KHUÔN MẪU Sinh viên: MSSV: Lớp: Giáo viên hướng dẫn: TP Hồ Chí Minh – 06/2010 NGUYỄN VĂN TÂY 20602156 CK06CTM02 LÊ QUANG BÌ NH BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG I BÀ I TN1 – GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MOLDFLOW .4 1.1 Sản phẩm: 1.2 Các bƣớc thực Bƣớc Khởi động chƣơng trình Moldflow Bƣớc Tạo project với sản phẩm cần phân tích Bƣớc Chia lƣới file 3D sản phẩm cần phân tí ch Bƣớc Chọn phƣơng pháp ép phun .6 Bƣớc Chọn vật liệu nhựa .6 Bƣớc Chọn chức phân tích Bƣớc Chọn vị trí đặt miệng phun Bƣớc Chọn chế độ ép phun Bƣớc Tính toán xuất kết 1.3 Kết thu đƣợc: 14 1.4 Kết luận 21 CHƢƠNG II BÀ I TN2 – ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA KÊNH DẪN ĐẾN QUÁ TRÌNH ÉP PHUN 23 2.1 Lựa chọn thông số cho kênh dẫn: 23 2.2 Trình tự bƣớc thực 24 Bƣớc Nhập mô hình phân tích – Chia lƣới mô hình phân tích 24 Bƣớc Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa .24 Bƣớc Chia lƣới cho hệ thống kênh dẫn nhựa 25 Bƣớc Đặt vị trí miệng phun .27 Bƣớc Chọn vật liệu nhựa 27 Bƣớc Thiết lập thông số phân tích tiến hành phân tích 28 2.3 Kết thu đƣợc .28 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU 2.4 GVHD: LÊ QUANG BÌNH Kết luận 28 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH LỜI NÓI ĐẦU Ngành vật liệu nhựa rât phát triển Việt Nam Các đồ gia dụng ngày chế tạo dụng vật liệu trọng lượng nhỏ dễ chế tạo từ chi tiết đơn giản đến phức tạp từ kích thước nhỏ đến lớn Bài tập Vật liệu nhựa khuôn mẫu việc giúp cho sinh viên ôn tập lại kiế thức học giúp sinh viên làm quen với việc mô chế tạo sản phẩm nhựa Qua tiếp cận với thực tế ngành chế tạo vật liệu nhựa ngày phát triển Em xin chân thành cảm ơn cô Thái Thị Thu Hà thầy Lê Quang Bình giúp đỡ em hoàn thành tập Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN TÂY SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU CHƢƠNG I GVHD: LÊ QUANG BÌNH BÀ I TN1 – GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MOLDFLOW 1.1 Sản phẩm: - Chậu nƣớc dùng gia đình, có kích đƣờng kính miệng chậu 30 mm nghiêng 10 so với phƣơng đứng có khối lƣợng khoảng 145 gam Vật liệu Polypropylene (PP) Hình 1.0 Sản phẩm dùng phân tích 1.2 Các bƣớc thực Bƣớc Khởi động chƣơng trình Moldflow Hình 1.1 Khởi động chương trình Moldflow SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU Bƣớc - GVHD: LÊ QUANG BÌNH Tạo project với sản phẩm cần phân tích Chọn import để đƣa file 3D sản phẩm vào (thƣờng file igs – vẽ chƣơng trình CAD 3D) Hình 1.2 Tạo project  Sau chọn Fusion, ta tạo “ thƣ mục làm việc” cách đƣờng dẫn đặt tên thƣ mục Bƣớc Chia lƣới file 3D sản phẩm cần phân tí ch  Chọn Mesh > Generate Mesh cửa sổ Mesh chọn Advanced để xác định cạnh tam giác – phần tử lƣới – Ta chọn chiều dài cạnh 1.5 độ xác 0.01 mm Hình 1.3 Tạo lưới cho file 3D SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hình 1.4 File 3D sau tạo lưới Bƣớc Chọn phƣơng pháp ép phun  Chọn Analysis > Set Molding Process > Thermoplastics Injection Molding để chọn công nghệ ép phun cho nghiên cứu Hình 1.5 Chọn phương pháp ép phun Bƣớc Chọn vật liệu nhựa  Click vào Select Material để chọn vật liệu A Schulman GMBH với tên thƣơng mại 620-31 SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hình 1.6 Chọn vật liệu cho mô hình 3D Bƣớc Chọn chức phân tích  Chọn Analysis > Set Analysis Sequence > Fill để chọn chức phân tích trình điền đầy Hình 1.7 Chọn chức phân tích SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU Bƣớc GVHD: LÊ QUANG BÌNH Chọn vị trí đặt miệng phun Hình 1.8 Chọn vị trí đặt miệng phun  Chọn Analysis > Set Injection Locations, sau click chuột trái vào vị trí mà ta muốn đặt miệng phun Sau nhấn phải chuột chọn Finish Injection Locations Bƣớc Chọn chế độ ép phun  Chọn Analysis > Process setting, xuất hộp thoại ta chọn nhiệt độ khuôn 240 o C nhiệt độ nhựa 60o C SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hình 1.9 Các thông số ép phun Bƣớc Tính toán xuất kết  Chọn Analysis  Analysis now phần mềm chạy tính toán  Quá trình chạy tí toán diễn nhƣ sau: nh SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hình 1.12 Kết rỗ khí b/ Lần 2: Trên vành miệng chậu nƣớc - Thời gian điền đầy Hì 1.13 Kết thời gian điền đầy nh - Áp suất ép phun: Áp suất tƣơng đối thấp để miệng phun cao SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 15 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hình 1.14 Kết áp suất ép phun - Vị trí rỗ khí Rất rỗ khí : Hì 1.15 Kết rỗ khí nh c/ Lần 3: Đáy gần vách chậu nƣớc: - Thời gian điền đầy: SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 16 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hì 1.16 Kết thời gian điền đầy nh - Áp suất ép phun: Hình 1.17 Kết áp suất ép phun - Vị trí rỗ khí: SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 17 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hì 1.18 Kết rỗ khí nh d/ Lần 4: Đặt tâm đối xứng mặt chậu nƣớc: - Thời gian điền đầy: Hì 1.19 Kết thời gian điền đầy nh - Áp suất ép phun: SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 18 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hình 1.20 Kết áp suất ép phun - Vị trí rỗ khí: Hì 1.21 Kết rỗ khí nh e/ Lần 5: Đặt vành đáy chậu nƣớc - Thời gian điền đầy: SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 19 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hì 1.22 Kết thời gian điền đầy nh - Áp suất ép phun: Hình 1.23 Kết áp suất ép phun - Vị trí rỗ khí: SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 20 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hình 1.24 Kết rỗ khí 1.4 Kết luận Lần Lần Lần Lần Lần (tâm lòng chậu) (vành miệng chậu) (góc đáy chậu) (tâm bên chậu) ( thành đế chậu) Thời gian điền đầy (s) 0.3176 0.3168 0.3178 0.3172 0.7484 Áp suất ép phun (MPa) 10,69 13.56 13.62 9.857 15.46 Rỗ khí Khá nhiều Rất Ít Rất nhiều Tƣơng đối Thông số  Chi tiết có hai vị trí khó điền nhựa vành cong miệng vành đế chậu  Nếu đặt tâm bên chậu thời gian điền đầy phân bố đƣợc đặt cao tâm đối xứng  Ngƣợc lại, đặt thành đế bên chậu thời gian điền đầy lớn không SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 21 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH  Áp suất vị trí tâm bên chậu thấp đƣợc đặt cao tâm đối xứng chi tiết  Ngƣợc lại, áp suất vị trí thành đế chậu lớn  Tuy nhiên, rỗ khí vị trí thành đế chậu vành miệng chậu miệng phun đặt vị trí khó điền đầy  Vị trí thích hợp nhât vị trí tâm đáy bên chậu  Vị trí miệng phun ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng sản phẩm Nó định hầu hết thông số cấu thành sản phẩm nhƣ thời gian điền đầy, rỗ khí, nhiệt độ …  Với sản phẩm có kích thƣớc nhỏ kết cấu đơn giản, ảnh hƣởng vị trí miệng phun đến thời gian điền đầy không rõ rệt Ngƣợc lại, với chi tiết lớn phức tạp vị trí miệng phun góp phần lớn vào việc rút ngắn trình điền đầy khuôn SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 22 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH CHƢƠNG II BÀ I TN2 – ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA KÊNH DẪN ĐẾN QUÁ TRÌNH ÉP PHUN 2.1 Lựa chọn thông số cho kênh dẫn: Bảng 2.1 Đường kính kênh dẫn số vật liệu nhựa Đƣờng kính Vật liệu Vật liệu mm ABS, SAN Acetal Đƣờng kính inch 5.0-10.0 3/16-3/8 3.0-10.0 mm inch Polycarbonate 5.0-10.0 3/16-3/8 1/8-3/8 Thermoplastic polyester (unreinforced) 3.0-8.0 1/8-5/16 5.0-10.0 3/16-3/8 Acetate 5.0-11.0 3/16-7/16 Thermoplastic polyester (reinforced) Acrylic 8.0-10.0 5/16-3/8 Polyethylene 2.0-10.0 1/16-3/8 Butyrate 5.0-10.0 3/16-3/8 Polyamide 5.0-10.0 3/16-3/8 Fluorocarbon 5.0-10.0 3/16-3/8 Polyphenylene oxide 6.0-10.0 1/4-3/8 Impact acrylic 8.0-13.0 5/16-1/2 Polypropylene 5.0-10.0 3/16-3/8 Ionomers 2.0-10.0 3/32-3/8 Polystyrene 3.0-10.0 1/8-3/8 Nylon 2.0-10.0 1/16-3/8 Polysulfone 6.0-10.0 1/4-3/8 Phenylene 6.0-10.0 1/4-3/8 Polyvinyl (plasticized) 3.0-10.0 1/8-3/8 Phenylene sulfide 6.0-13.0 1/4-1/2 PVC Rigid 6.0-16.0 1/4-5/8 Polyallomer 5.0-10.0 3/16-3/8 Polyurethane 6.0-8.0 1/4-5/16 - Vât liệu chậu nƣớc Polypropylen nên theo 2.1 ta chọn đƣờng kính kênh dẫn từ – 10 mm SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 23 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH 2.2 Trình tự bƣớc thực Bƣớc - Nhập mô hình phân tích – Chia lƣới mô hình phân tích Thực tƣơng tự nhƣ thí nghiệm Hì 2.1 Mô hì phân tí nh nh ch Bƣớc  Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa Chọn Modeling > Create Curves chọn line hộp hội thoại nhập thông sô cần thiết để vẽ đƣờng thẳng tạo hệ thống kênh dẫn nhƣ hình Hình 2.2 Vẽ curves để thiết kế kênh dẫn Hình 2.3 Thiết kế kênh dẫn SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 24 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU Bƣớc  GVHD: LÊ QUANG BÌNH Tạo hệ thống kênh dẫn Ta chọn Modeling > Move/copy chỉnh thông số cần thiết để copy chi tiết hệ thống kênh dẫn để đƣợc hệ thống kênh dẫn nhựa nhƣ hình Hình 2.4 Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa Hình 2.5 Hệ thống kênh dẫn nhựa Bƣớc  Chia lƣới cho hệ thống kênh dẫn nhựa Dùng lệnh nhƣ bƣớc trƣớc, ta vẽ thêm hệ thống rót định nghĩa cold spue SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 25 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hình 2.6 Thiết kế kênh dẫn  Tƣơng tự nhƣ chia lƣới cho chi tiết, ta chia lƣới cho hệ thống kênh dẫn Hình 2.7 Chia lưới cho hệ thống kênh dẫn SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 26 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH HÌnh 2.8 Hệ thống kênh dẫn sau chia lưới Bƣớc  Đặt vị trí miệng phun Tƣơng tự nhƣ bƣớc trƣớc ta đặt vị trí miệng phun nhƣ hình: Hình 2.9 Hệ thống kênh dẫn sau đặt miệng phun Bƣớc  Chọn vật liệu nhựa Tƣơng tụ ta chọn vật liệu nhựa SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 27 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH Hình 2.10 Thiết lập vật liệu cho hệ thống kênh dẫn Bƣớc Thiết lập thông số phân tích tiến hành phân tích  Chọn apply now nhƣ bƣớc trƣớc chờ cho máy tính tính toán kết  Sau lấy kết xong ta tiến hành thay đổi kích thƣớc cho hệ thống kênh dẫn lấy kết 2.3 Kết thu đƣợc 2.4 Kết luận SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 28 BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH  TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: NGUYỄN VĂN TÂY – MSSV: 20602156 29