Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng đến khả năng điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH **************** LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HỘ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP GIA NHIỆT BẰNG KHÍ NÓNG ĐẾN KHẢ NĂNG ĐIỀN ĐẦY LÒNG KHUÔN SẢN PHẨM NHỰA DẠNG THÀNH MỎNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH **************** LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HỘ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP GIA NHIỆT BẰNG KHÍ NÓNG ĐẾN KHẢ NĂNG ĐIỀN ĐẦY LÒNG KHUÔN SẢN PHẨM NHỰA DẠNG THÀNH MỎNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Hướng dẫn khoa học: TS PHẠM SƠN MINH Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Nguyễn Hộ Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20-09-1989 Nơi sinh: Quảng Ngãi Quê quán: Nghĩa Hành - Quảng Ngãi Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: KP5 - Trảng Dài - Biên Hòa - Đồng Nai Điện thoại quan: Điện thoại di động: 0979126234 Fax: Email: nguyenho@dntu.edu.vn II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …./… đến ……/ …… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2007 đến 09/2011 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM Ngành học: Công nghệ kỹ thuật khí Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo dây chuyền xử lý rác thải sinh hoạt suất 200 tấn/ngày Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 07/2011 trường Đại học Công nghiệp TP.HCM Người hướng dẫn: NCS.ThS Bùi Trung Thành ThS Nguyễn Tuấn Hùng Trang i III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 1/2012 đến Trường Đại học Công nghệ Đồng Nai Giảng viên Trang ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 04 năm 2015 Nguyễn Hộ Trang iii LỜI CẢM TẠ Trong thời gian học tập nghiên cứu chương trình đào tạo sau đại học trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, em tiếp thu đúc kết nhiều kiến thức bổ ích cho chuyên môn Với đề tài nghiên cứu hình thức luận văn thạc sĩ, em vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tế Đề tài em nghiên cứu giải vấn đề lĩnh khuôn mẫu, nghiên cứu lý thuyết làm thực nghiệm, lần tiếp xúc nên em gặp nhiều khó khăn Với hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn TS Phạm Sơn Minh hướng dẫn nhiệt tình thầy ThS Trần Minh Thế Uyên hỗ trợ gia đình, bạn bè, đồng nghiệp Cho đến thời điểm luận văn em củng đạt kết mong muốn Đến đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Ban Giám Hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM - Thầy TS Phạm Sơn Minh - Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao - trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM - Thầy ThS Trần Minh Thế Uyên- Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM - Quý thầy cô khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM - Gia đình, bạn bè đồng nghiệp Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ động viên quý báu tất người Xin trân trọng cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 Học viên thực luận văn Nguyễn Hộ Trang iv TÓM TẮT Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp gia nhiệt khí nóng đến khả điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng đề tài lần đầu nghiên cứu Việt Nam Phương pháp gia nhiệt khí nóng có nhiều ưu điểm so với phương pháp gia nhiệt khác gia nhiệt nước, gia nhiệt điện, điện từ có tốc độ gia nhiệt nhanh Quá trình giải nhiệt nhanh chóng, kết cấu thiết bị đơn giản Rất thuận lợi cho việc việc chế tạo vận hành, dễ tự động hóa Đề tài thực thời gian từ tháng 09/2014 đến 02/2015 Nội dung phương pháp nghiên cứu đề tài nghiên cứu lý thuyết truyền nhiệt, lý thuyết khuôn mẫu, lý thuyết vật liệu nhựa polyme Thí nghiệm gia nhiệt ép nhựa thực phòng thí nghiệm công nghệ khuôn mẫu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM Nội dung luận văn trình bày cách đầy đủ cô đọng lý thuyết tương đối truyền nhiệt, khuôn mẫu, vật liệu nhựa polyme kết trình mô phần mềm kết hợp với đo đạt thực tế nhiệt độ bề mặt khuôn Kết trình ép nhựa loại nhựa polyme Polypropylene (PP) Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) nhiệt độ khác (30 0C, 60 0C, 90 0C, 120 0C, 150 0C) bề mặt lòng khuôn gia nhiệt phương pháp khí nóng với bề dày sản phẩm nhựa 0,2 mm, 0,4 mm 0,6 mm Kết đề tài sở thực tiễn để xử lý khuyết tật sản phẩm nhựa gây tổn thất nhiệt áp trình chuyển động dòng nhựa đặc biệt sản phẩm vi khuôn sở lý thuyết cho nghiên cứu sâu cho tương lai ngành vi khuôn Việt Nam Trang v ABSTRACT “Effect of gas – assisted preheating method on the melt flow length of thin – wall plastic products” is the first research topic in Vietnam Gas – assisted preheating method has many advantages if compared to the other heating methods using water, electric, electromagnetic, so on because it has faster preheating and cooling rate, simple equipments, being convenient for using and automatising easily The thesis was implemented from Sept 2014 to Feb 2015 The content and methodology of the research relate to heat transfer, moulding and polymer materials theories The surface – preheating experiment and product forming were carried out in molding technology in the laboratory of the Ho Chi Minh City University of Technology and Education Concisely and completely, thesis content presented theories of heat transfer, molding, polymer materials and the results of simulation combined with the actual mould surface temperature measuring process Results of injection process using polymers: Polypropylene (PP) and Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS), at different temperatures of mould – cavity surface (30 0C, 60 0C, 90 0C, 120 0C, 150 C) are preheated by the gas – assissted preheating method with the thicknesses of products are 0,2 mm, 0,4 mm, and 0,6 mm The results of this thesis will be become the reality background for remedying the defects of plastic which are created by heat and pressure losing during motion process of plastic flow especially the micro – feature products and also become the theoretical basis for further studies about the micro – molding industry at Vietnam in the future Key words: injection moulding, flow length, preheating method, thin – wall, gas – assissted, mould temperature Trang vi MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan iii Lời cảm tạ iv Tóm tắt v Mục lục .vii Danh sách từ viết tắt ký hiệu xi Danh sách hình ảnh xiii Danh sách bảng biểu xviii Chƣơng 1:TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung 1.1.1 Công nghệ ép phun 1.1.2 Phương pháp gia nhiệt cho khuôn phun ép khí nóng 1.2 Đặt vấn đề 1.3 Tình hình nghiên cứu 1.4 Mục đích nghiên cứu 10 1.5 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 10 1.6 Phương pháp nghiên cứu 12 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 2.1 Tổng quan khuôn ép nhựa 14 2.1.1 Khái niệm chung khuôn 14 Trang vii 2.1.2 Kết cấu chung khuôn 14 2.1.3 Phân loại khuôn ép phun 16 2.2 Tổng quan vật liệu nhựa sử dụng công nghệ ép phun 20 2.2.1 Polymer 21 2.2.2 Phân loại 21 2.2.3 Các tính chất Polymer 22 2.2.4 Nhựa sử dụng làm thí nghiệm 26 2.2.4.1 PP (Polypropylene) 26 2.2.4.2 ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 28 2.3 Lý thuyết truyền nhiệt: 29 2.3.1 Các phương thức trao đổi nhiệt 29 2.3.1.1 Dẫn nhiệt 30 2.3.1.2 Trao đổi nhiệt đối lưu 32 2.3.1.3 Trao đổi nhiệt xạ 33 2.3.2 Truyền nhiệt 36 2.3.2.1 Khái niệm: 36 2.3.2.2 Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng 36 2.3.2.3 Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống 37 Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG 38 3.1 Mô hình thí nghiệm 38 3.1.1 Mô hình Modun gia nhiệt cho khuôn 38 3.1.2 Nguyên lý hoạt động Modun gia nhiệt 42 3.1.3 Giới thiệu khuôn thí nghiệm: 43 3.1.4 Kết cấu khuôn 44 Trang viii Ghi chú: P1: Điểm đo nhiệt độ số (xem hình 3.32) P2: Điểm đo nhiệt độ số (xem hình 3.32) P3: Điểm đo nhiệt độ số (xem hình 3.32) P4: Điểm đo nhiệt độ số (xem hình 3.32) 200C: Nhiệt độ khối gia nhiệt 200 0C 250C: Nhiệt độ khối gia nhiệt 250 0C 300C: Nhiệt độ khối gia nhiệt 300 0C 350C: Nhiệt độ khối gia nhiệt 350 0C 400C: Nhiệt độ khối gia nhiệt 400 0C Ex: kết thí nghiệm Si: kết mô Nhận xét: Nhìn vào hình so sánh nhiệt độ đo mô (Hình 4.11-4.14), thấy khác biệt mô thí nghiệm thực tế xảy khoảng thời gian từ 15 giây đến 25 giây Đây khoảng thời gian gia nhiệt thực tế gặp khó khăn sụp áp máy nén khí 4.2 Kết quả, phân tích thí nghiệm ép 4.2.1 Sản phẩm nhựa PP Sau ép sản phẩm tiến hành đo đạt sản phẩm ép được,thống kê tổng hợp số liệu đo đạt trường hợp ép nhựa Tác giả có số liệu bảng 4.4, bảng 4.5, bảng 4.6: Trang 76  Kết đạt sau ép nhựa sản phẩm có chiều dày 0,2 mm Bảng 4.4: Kết ép nhựa PP chiều dày 0,2 mm Kết thí nghiệm nhựa PP chiều dày 0,2 mm Nhiệt độ bề mặt khuôn ( 0C) Stt 30 60 90 120 37.5 38.2 39.8 39 37.4 38.5 39.8 41.2 37.6 38.6 38.4 40.5 38 38.8 40.4 41 38.3 37.8 39 40.7 38.2 39 38 39.6 38 38 38.6 39.4 38.5 38.4 38 41.1 37.8 38 38.4 39.5 10 37.2 38.3 39.2 40.4 TB 37.85 38.36 38.96 40.24 %increase 1.3 2.9 6.3 150 42 41.2 40.8 41.5 41 41.6 41.3 41.5 40.7 41.6 41.32 9.2 300C 600C 900C 1200C 1500C Hình 4.15: Chiều dài dòng chảy nhựa với chiều dày dòng chảy 0,2 mm nhiệt độ khuôn thay đổi từ 30 0C đến 150 0C Trang 77  Kết đạt sau ép nhựa sản phẩm có chiều dày 0,4 mm Bảng 4.5: Kết ép nhựa PP chiều dày 0,4 mm Bảng kết thí nghiệm nhựa PP chiều dày 0,4 mm Nhiệt độ bề mặt khuôn( 0C) Stt 30 60 90 120 150 74 78 78 80.1 86.5 75 76.3 80 82 87.8 75 78 78.3 81 92.8 75.3 78.3 77.6 83 92.8 74.8 76.3 78.4 80 94.8 74.3 78.3 78 81 89.8 74.20 77.6 78.8 83.6 91 74.2 78.7 78.6 81.6 90.5 75 78.2 78.9 80.7 92 10 75 78 78.8 85.5 90.6 TB 74.68 77.77 78.54 81.85 90.86 %increase 4.1 5.2 9.6 21.7 300C 600C 900C 1200C 1500C Hình 4.16: Chiều dài dòng chảy nhựa với chiều dày dòng chảy 0,4 mm nhiệt độ khuôn thay đổi từ 30 0C đến 150 0C Trang 78  Kết đạt sau ép nhựa sản phẩm có chiều dày 0,6 mm Bảng 4.6: Kết ép nhựa PP chiều dày 0,6 mm Bảng kết thí nghiệm nhựa PP chiều dày 0,6 mm Nhiệt độ bề mặt khuôn(0C) Stt 30 60 90 120 150 115.6 123.8 123.7 130.4 139.1 116.7 115.8 123.7 135.1 140.7 106.8 121.3 121 134.1 138.3 110.7 121.6 122.3 132 136.6 121.8 122.8 123.5 134 140.9 118.1 122.5 122.5 130.2 148 116.7 115 122.5 133.3 150.7 116.7 122.8 125 132.4 147.7 120.5 121.2 125 133.7 147.1 10 120.5 122.9 124.3 133.8 143.5 TB 116.41 120.97 123.35 132.9 143.26 %increase 3.9 6.0 14.2 23.1 300C 600C 900C 1200C 1500C Hình 4.17: Chiều dài dòng chảy nhựa với chiều dày dòng chảy 0,6 mm nhiệt độ khuôn thay đổi từ 30 0C đến 150 0C Trang 79 * Nhận xét: Qua trình thí nghiệm kiểm nghiệm dựa theo cở sở lý thuyết đạt được: Cùng chế độ phun ( mục 3.3.2.3.1), chiều dày nhau, nhiệt độ bề mặt khuôn tăng lên làm tăng chiều dài dòng chảy nhựa thành mỏng ( hình 4.15 – 4.17) Với bề dày 0,2 mm, ảnh hưởng nhiệt độ bề mặt lòng khuôn đế khả điền đầy (9,2 %) thấp so với ảnh hưởng nhiệt độ bề mặt lòng khuôn bề dày 0,4 mm (21,7 %) 0,6 mm (23,1 %) ( xem hình % gia tăng 4.18, bảng 4.4 – 4.6) Nhiệt độ bề mặt lòng khuôn (oC) Hình 4.18: So sánh khả điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa thành mỏng với vật liệu PP Ghi chú: 0,2: Bề dày sản phẩm nhựa ép 0,2 mm 0,4: Bề dày sản phẩm nhựa ép 0,4 mm 0,6: Bề dày sản phẩm nhựa ép 0,6 mm Trang 80 4.2.2 Sản phẩm nhựa ABS Sau ép sản phẩm tiến hành đo đạt sản phẩm ép tổng hợp số liệu bảng 4.7, 4.8, 4.9  Kết đạt sau ép nhựa sản phẩm có chiều dày 0,2 mm Bảng 4.7: Kết ép nhựa ABS chiều dày 0,2 mm Bảng kết thí nghiệm nhựa ABS chiều dày 0,2 mm Stt 10 TB %increase 30 14.5 14.6 14.5 14.6 14.5 14.6 14.5 14.4 14.7 14.5 14.54 Nhiệt độ bề mặt khuôn (0C) 60 90 120 14.6 15 15.2 14.7 14.9 15.3 14.5 14.8 15.2 14.7 14.7 15.1 14.7 14.9 15.2 14.6 14.8 15.4 14.8 14.7 15.3 14.8 14.8 15.3 14.7 15 15.2 14.8 14.9 15.4 14.69 14.85 15.26 1.0 2.1 5.0 150 15.6 15.5 15.6 16.1 15.9 15.9 15.4 16.2 15.9 15.9 15.8 8.7 300C 600C 900C 1200C 1500C Hình 4.19: Chiều dài dòng chảy nhựa với chiều dày dòng chảy 0,2 mm nhiệt độ khuôn thay đổi từ 30 0C đến 150 0C Trang 81 Đối với chiều dày 0,2 mm tỉ lệ tăng chiều dài dòng chảy ( điền đầy lòng khuôn) gia tăng nhiệt độ bề mặt lòng khuôn thấp, cụ thể tăng 8,7 % (ở 150 0C so với nhiệt độ 30 0C( Bảng 4.7))  Kết đạt sau ép nhựa sản phẩm có chiều dày 0,4 mm Bảng 4.8: Kết ép nhựa ABS chiều dày 0,4 mm Bảng kết thí nghiệm nhựa ABS chiều dày 0,4 mm Stt 10 TB %increase Nhiệt độ bề mặt khuôn (0C) 30 60 90 120 26 26.3 27.5 28 25.9 26.1 26.5 27.6 25.7 26.6 26.8 28 25.6 26.5 26.9 28.3 26.1 26.3 26.5 27.1 26.1 26.4 27.3 29 25.2 26.5 27.4 28.8 26.2 26.8 26.6 28.3 24.4 26.5 26.7 27 24.4 26.7 26.4 26.8 25.56 26.47 26.86 27.89 3.6 5.1 9.1 300C 600C 900C 1200C 1500C Trang 82 150 31 30.2 29.8 30.1 30.2 29.1 30.6 30.2 31.4 29.8 30.24 18.3 Hình 4.20: Chiều dài dòng chảy nhựa với chiều dày dòng chảy 0,4 mm nhiệt độ khuôn thay đổi từ 30 0C đến 150 0C Chiều dày 0,4 mm, khác biệt tăng nhiệt độ bề mặt lòng khuôn tỉ lệ điền đầy cao bề dày 0,2 mm Cụ thể tăng 18,3 % (150 0C so với 30 0C (Bảng 4.8))  Kết đạt sau ép nhựa sản phẩm có chiều dày 0,6 mm Bảng 4.9: Kết ép nhựa ABS chiều dày 0,6 mm Bảng kết thí nghiệm nhựa ABS chiều dày 0,6 mm Nhiệt độ bề mặt khuôn (0C) Stt 30 60 90 120 150 36 37.7 38.4 39.1 43.2 36.4 36.9 38.3 40.7 44 36.3 37.6 38 39.5 43.6 35.5 36.5 38.3 40.6 44.3 35.6 37.3 38 39.6 43.6 36 37.6 38.3 39.3 44.6 36.1 37.6 38 40.2 43 36.3 37.4 37.6 41 43.6 36.2 37.7 37.7 40.7 43.2 10 36 37.8 38.3 40.4 43.8 TB 36.04 37.41 38.09 40.11 43.69 %increase 3.8 5.7 11.3 21.2 Trang 83 300C 600C 900C 1200C 1500C Hình 4.21: Chiều dài dòng chảy nhựa với chiều dày dòng chảy 0,6 mm nhiệt độ khuôn thay đổi từ 30 0C đến 150 0C Đối với chiều dày 0,6 mm khác biệt gia tăng nhiệt độ bề mặt lòng khuôn tới khả điền đầy lòng khuôn rõ Cụ thể tỉ lệ tăng khả điền đầy lòng khuôn lên 21,2 % nhiệt độ bề mặt lòng khuôn tăng từ 30 0C so với 150 C (xem Bảng 4.9) Chứng minh nhiệt độ bề mặt lòng khuôn ảnh hưởng lớn khả điền đầy sản phẩm nhựa Nhận xét: Qua trình thí nghiệm kiểm nghiệm dựa theo cở sở lý thuyết đạt được: Cùng chế độ phun ( mục 3.3.2.3.2), chiều dày nhau, nhiệt độ bề mặt khuôn tăng lên làm tăng chiều dài dòng chảy nhựa thành mỏng ( hình 4.19 – 4.21) Với bề dày 0,2 mm, ảnh hưởng nhiệt độ bề mặt lòng khuôn đế khả điền đầy (8,7 %) thấp so với ảnh hưởng nhiệt độ bề mặt lòng khuôn bề dày 0,4 mm (18,3 %) 0,6 mm (21,2 %) ( xem hình 4.22, bảng 4.7 – 4.9) Nhưng sản phẩm nhựa ABS tăng so với nhựa PP ( so sánh bảng 4.4 – 4.9) Đây khác biệt thuộc tính Trang 84 hai loại nhựa mà cụ thể độ chảy loãng nhựa PP lớn so với % gia tăng nhựa ABS Nhiệt độ bề mặt lòng khuôn (oC) Hình 4.22: So sánh khả điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa thành mỏng với vật liệu ABS Ghi chú: 0,2: Bề dày sản phẩm nhựa ép 0,2 mm 0,4: Bề dày sản phẩm nhựa ép 0,4 mm 0,6: Bề dày sản phẩm nhựa ép 0,6 mm Trang 85 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết đạt đƣợc: Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp gia nhiệt khí nóng đến khả điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng” khảo sát tính gia nhiệt phương pháp sử dụng khí nóng cho lòng khuôn thành mỏng, phương pháp lần đầu áp dụng cho nghiên cứu ngành vi khuôn Việt Nam Kiểm nghiệm ưu điểm phương pháp gia nhiệt khí nóng gia nhiệt nhanh, linh hoạt, nhiều vị trí (4 vị trí lúc (hình 3.22)) khuôn dạng thành mỏng khả ứng dụng thực tế sản xuất Từ kết đạt phương pháp gia nhiệt (bảng 4.2), tác giả nghiên cứu ứng dụng phương pháp gia nhiệt khí nóng để khắc phục phần lượng nhiệt nhựa tiếp xúc với bề mặt khuôn nhiệt độ thấp Đây nguyên nhân gây tượng không điền đầy dòng nhựa tạo nên khuyết tật cho sản phẩm thành mỏng Tác giả nghiên cứu thử nghiệm khả điền đầy lòng khuôn loại vật liệu nhựa PP ABS với chiều dày khác ( 0,2 mm; 0,4 mm; 0,6 mm) nhiệt độ bề mặt lòng khuôn khác (ở 30 0C, 60 0C, 90 0C, 120 0C, 150 0C) Kết đề tài phương pháp gia nhiệt khí nóng giúp tăng khả điền đầy lòng khuôn dạng thành mỏng ( từ hình 4.15- 4.22 từ bảng 4.44.9) Từ bổ sung vào kết vào kết nghiên cứu ngành vi khuôn, giải pháp khác để giải vấn đề khuyết tật sản phẩm nhựa không điền lòng khuôn cho ngành công nghiệp khuôn mẫu Việt Nam 5.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Hiện thực tế sản xuất ngành công nghiệp khuôn ép nhựa dạng thành mỏng việc gia nhiệt cho bề mặt lòng khuôn vấn đề lớn giải khả điền đầy nhựa Không phải tất bề mặt lòng khuôn gia nhiệt mà phần bề mặt gia nhiệt Khi phương pháp gia nhiệt Trang 86 khí nóng lên phương pháp có tính khả thi cao cách giải vấn đề nêu ngành vi khuôn Kết đề tài giúp nhà sản xuất có lựa chọn giải pháp khác ( phương pháp gia nhiệt cho bề mặt lòng khuôn khí nóng) giải pháp áp dụng trước để giải vấn đề gặp phải trình sản xuất sản phẩm nhựa dạng thành mỏng Kết luận văn sở để thực nghiên cứu sâu ngành vi khuôn 5.3 Hƣớng phát triển đề tài  Gia nhiệt cho hai bề mặt khuôn (bề mặt cố định bề mặt di động) để tăng khả điền đầy lòng khuôn  Thực việc giải nhiệt cho bề mặt khuôn cách nhanh mà tác giả đề tài chưa giải  Thiết kế lại hệ thống gia nhiệt thành hệ thống gia nhiệt tự động để giải vấn đề nhân lực, ứng dụng vào sản xuất  Tối ưu hóa trình gia nhiệt, tránh thất thoát nhiệt cách thực đồng nhanh  Tìm kiếm vật liệu kỹ thuật cách nhiệt cao 300 0C có tính cao  Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ cổng vào khuôn để tăng khả điền đầy Trang 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Phạm Sơn Minh, Trần Minh Thế Uyên, Thiết kế chế tạo khuôn phun ép nhựa, NXB ĐHQG TP HCM, 2014 Vũ Hoài Ân, Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa, Viện máy dân dụng công nghiệp, Hà nội 1994 Nguyễn Bốn, Hoàng Ngọc Đồng, Kỹ thuật nhiệt, NXB Giáo dục Việt Nam, 1999 Phan Thế Anh, Kỹ thuật sản xuất chất dẻo, NXB Đại học Đà Nẵng, 2008 TIẾNG NƢỚC NGOÀI Peter Jones, The Mould Design Guide, Published by Smither Rapra, 2008 Jingyi Xu, Microcellular Injection Molding, Published by John Wiley & Sons, Inc, 2010 Shia-Chung Chen, Jen-An Chang, Ying-Chieh Wang, Chun-Feng Yeh, Development of Gas-Assisted Dynamic Mold Temperature Control System and Its Application for Micro Molding, ANTEC, 2008, Page 2208-2212 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, Feasibility evaluation of gas-assisted heating for mold surface temperature control during injection molding process, International Communications in Heat and Mass Transfer, vol 36, 2009, Page 806-812 S.-Y Yang, S.-C Nian, S.-T Huang and Y.-J Weng, A study on the microinjection molding of multi-cavity ultra-thin parts, Polymers Advances Technologies, 2011 10 Yung-Kang Shen, Chiung-Fang Huang, Yu-Sheng ShenSung-Chih Hsu, MingWei Wu, Analysis for microstructure of microlens arrays on micro-injection Trang 88 molding by numerical simulation, International Communications in Heat and Mass Transfer, 2008 11 K F Zhang, Zhen Lu , Analysis of morphology and performance of PP microstructures manufactured by micro injection molding, Microsyst Technol, 2008 12 Shia-Chung Chen, Yu-Wan Lin, Rean-Der Chien, Hai-Mei Li, Variable Mold Temperature to Improve Surface Quality of Microcellular Injection Molded Parts Using Induction Heating Technology, Advances in Polymer Technology, Vol 27, 2008, No 4, Page 224–232 13 B Sha, S Dimov, C Griffiths, M.S Packianather , Investigation of microinjection moulding: Factors affecting the replication quality, Journal of Materials Processing Technology, 2007, 284–296 14 Shia-Chung Chen, Wen-Ren Jong, Jen-An Chang and Hsin-Shu Peng , Simulation and verification on rapid mold surface eating/cooling using electromagnetic induction technology, 4th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics Cairo, Egypt, 2005 Trang 89 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Thông số kỹ thuật máy ép General Information Trọng lượng máy Kích thước bao (L x W x H) Tốc độ nước làm mát Dầu thủy lực Dầu bôi trơn Injection Mold Khoảng mở khuôn Khoảng cách trục dẫn hướng Kích thước bệ máy Chiều cao khuôn (Min~Max) Kích thước khuôn thích hợp Machine Injection Unit Đườn kính trục vít Áp suất phun Thể tích nhựa lần phun lớn theo lý thuyết Khối lượng nhựa lần phun lớn Tốc độ phun Khả làm dẻo nhựa Tốc độ quay trục vít theo lý thuyết Hành trình phun Clamping Unit Lực kẹp Khoảng mở khuôn Max Opening Daylight Khoảng đẩy Lực đẩy Bơm thủy lực Công suất gia nhiệt Cảm biến nhiệt độ Trang 90 4.5 (ton) 4.8 x 1.3 x 1.65 (m) 20 (l/min) American ESSO – 68 (350L) ESSO – Mobil No (2L) 380 (mm) 395 x 395 (mm) 595 x 595 (mm) 180 ~ 440 (mm) 295 x 350 (mm) 45 (mm) 1393 (kg/cm2) 318 (cm3) 267 (gram) 131 (cm3/sec) 74 (kg/hour) ~ 200 (rpm) 200 (mm) 120 (ton) 380 (mm) 820 (mm) 100 (mm) 4.6 (ton) 20 (HP/KW) 4.6 (KW) (0 ~ 399) x (set) [...]... 1.2: Phương pháp gia nhiệt bằng khí 3 Hình 1.3: Các sản phẩm nhựa 4 Hình 1.4: Sản phẩm không điền đầy 5 Hình 1.5: So sánh thời gian một chu kỳ gia/ giải nhiệt bằng khí và bằng nước giải nhiệt khác 6 Hình 1.6: So sánh các thay đổi nhiệt độ do gia nhiệt bằng khí và nước nóng (một chu kỳ nóng / làm mát) 7 Hình 1.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến khả năng điền đầy lòng khuôn 8 Hình 1.8: Ảnh hưởng của tốc... phun khí gia nhiệt tới 60 giây, bước thời gian khảo sát là 5 giây - Xác định chiều dài của sản phẩm nhựa ứng với các nhiệt độ bề mặt khuôn khác nhau, thực hiện ép nhựa trên máy ép phun tại phòng thí nghiệm khuôn mẩu, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu Đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng đến khả năng điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành. .. Mục đích nghiên cứu: Mục đích nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng đến khả năng điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng là: - Ứng dụng lý thuyết truyền nhiệt trong nghiên cứu và tiến hành thí nghiệm thực tế gia nhiệt cho khuôn kết hợp với mô phỏng nhiệt độ trên phần mềm ANSYS để so sánh - Sử dụng các kết quả các thí nghiệm ép các loại nhựa khác... khuôn với thời gian gia nhiệt khác nhau và nhiệt độ khối gia nhiệt 300 0C 64 Hình 4.4: Phân bố nhiệt độ tại lòng khuôn với thời gian gia nhiệt khác nhau và nhiệt độ khối gia nhiệt 350 0C 65 Hình 4.5: Phân bố nhiệt độ tại lòng khuôn với thời gian gia nhiệt khác nhau và nhiệt độ khối gia nhiệt 400 0C 65 Hình 4.6: Thay đổi của nhiệt độ tại 4 điểm trên bề mặt lòng khuôn trong quá trình gia nhiệt 69 Hình... Đối với nhựa nhiệt dẻo, nhiệt độ của khuôn thấp hơn nhiệt độ nhựa lỏng Đối với nhựa nhiệt rắn, nhiệt độ khuôn cao hơn nhiệt độ của nhựa lỏng Vùng tạo hình của khuôn đã được lấp đầy nguyên liệu thì khuôn mới chịu tác dụng lực của pittong đúc gián tiếp qua nhựa lỏng Năng suất của phương pháp đúc dưới áp suất cao, tùy theo kích thước và hình dạng của sản phẩm chu kỳ đúc có thể thay đổi từ mấy giây đến mấy... tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng đến khả năng điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng 1.3 Tình hình nghiên cứu 1 Development of Gas-Assisted Dynamic Mold Temperature Control System and Its Application for Micro Molding (Shia-Chung Chen, Jen-An Chang, Ying-Chieh Wang, Chun-Feng Yeh ANTEC Page, pp 2208-2212, 2008) Trang 5 Kết quả đạt được: Việc gia nhiệt và... gia nhiệt bằng điện, gia nhiệt bằng khí nóng Trong đó phương pháp gia nhiệt bằng chất lỏng và gia nhiệt bằng điện có những ưu điểm nhất định và những khuyết điểm như: sau quá trình ép phun cần giải nhiệt với thời gian tương đối dài, yêu cầu kết cấu khuôn phức tạp Đối với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng có rất nhiều ưu điểm như có thể gia nhiệt linh hoạt ở nhiều vị trí, quá trình gia nhiệt xảy... đo nhiệt độ bằng dây cảm biến 58 Hình 3.31: Vị trí của khuôn trong quá trình gia nhiệt 59 Hình 3.32: Các vị trí đo nhiệt độ 60 Trang xv Hình 4.1: Phân bố nhiệt độ tại lòng khuôn với thời gian gia nhiệt khác nhau và nhiệt độ khối gia nhiệt 200 0C 63 Hình 4.2: Phân bố nhiệt độ tại lòng khuôn với thời gian gia nhiệt khác nhau và nhiệt độ khối gia nhiệt 250 0C 64 Hình 4.3: Phân bố nhiệt độ tại lòng khuôn. .. các sản phẩm nhựa bằng công nghệ ép phun với bề dày ở nhỏ hơn 1 mm phục vụ cho các chip sinh học, các thiết bị quang học… Hình 1.3: Các sản phẩm nhựa Trong quá trình nhựa điền vào khuôn với sản phẩm thành mỏng, những lớp nhựa tiếp xúc với thành của khuôn (bề mặt khuôn ở nhiệt độ thấp) sẽ đông lại Quá trình đông lại ở bề mặt tiếp xúc với khuôn sẽ làm giảm áp lực của dòng nhựa làm cho nhựa không điền đầy. .. 4.7: Thay đổi của nhiệt độ tại 4 điểm trên bề mặt lòng khuôn trong quá trình gia nhiệt 69 Hình 4.8: Thay đổi của nhiệt độ tại 4 điểm trên bề mặt lòng khuôn trong quá trình gia nhiệt 70 Hình 4.9: Thay đổi của nhiệt độ tại 4 điểm trên bề mặt lòng khuôn trong quá trình gia nhiệt 70 Hình 4.10: Thay đổi của nhiệt độ tại 4 điểm trên bề mặt lòng khuôn trong quá trình gia nhiệt 71 Hình 4.11: So sánh nhiệt độ giữa ... phương pháp gia nhiệt khí nóng đến khả điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng đề tài lần đầu nghiên cứu Việt Nam Phương pháp gia nhiệt khí nóng có nhiều ưu điểm so với phương pháp gia nhiệt. .. đích nghiên cứu: Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp gia nhiệt khí nóng đến khả điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng là: - Ứng dụng lý thuyết truyền nhiệt nghiên. .. THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH **************** LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HỘ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP GIA NHIỆT BẰNG KHÍ NÓNG ĐẾN KHẢ NĂNG ĐIỀN ĐẦY LÒNG KHUÔN SẢN PHẨM NHỰA DẠNG THÀNH MỎNG