Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều kĩ thuật mới được ứng dụng trong công nghệ đúc phun nhựa (Injection molding). Trong đó, phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy (Pulsed cooling) được ứng dụng nhằm nâng cao hiệu suất làm nguội trong quá trình đúc phun, cũng như rút ngắn thời gian gia công sản phẩm. Tuy nhiên, do hệ thống này khá phức tạp, cũng như ảnh hưởng của quá trình làm nguội đối với khuôn và sản phẩm vẫn chưa được nghiên cứu rõ, vì vậy, điều chỉnh các thông số của quá trình làm nguội theo phương pháp gián đoạn vẫn còn là bài toán khó đối với người vận hành máy đúc phun. Trong bài báo này, thông qua phương pháp mô phỏng, ảnh hưởng của các thông số trong quá trình làm nguội theo xung động dòng chảy bao gồm: thời gian làm nguội, nhiệt độ nước làm nguội, và nhiệt độ khuôn sẽ được nghiên cứu. Ngoài ra, bằng thực nghiệm, các thông số trên sẽ được kiểm chứng với kết quả mô phỏng.
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 52 (1) (2014) 123-132 ĐIỀU CHỈNH NHIỆT ĐỘ KHN BẰNG Q TRÌNH LÀM NGUỘI THEO XUNG ĐỘNG DÒNG CHẢY Phạm Sơn Minh1, *, Thanh Trung Do1 Đại học Sư phạm kỹ thuật TP HCM, 01 Võ Văn Ngân, Quận Thủ Đức, TP HCM * Email: minhps@hcmute.edu.vn Đến Tòa soạn: 10/9/2013; Chấp nhận đăng: 20/1/2014 TÓM TẮT Trong năm gần đây, ngày có nhiều kĩ thuật ứng dụng cơng nghệ đúc phun nhựa (Injection molding) Trong đó, phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy (Pulsed cooling) ứng dụng nhằm nâng cao hiệu suất làm nguội trình đúc phun, rút ngắn thời gian gia công sản phẩm Tuy nhiên, hệ thống phức tạp, ảnh hưởng trình làm nguội khuôn sản phẩm chưa nghiên cứu rõ, vậy, điều chỉnh thơng số trình làm nguội theo phương pháp gián đoạn tốn khó người vận hành máy đúc phun Trong báo này, thông qua phương pháp mô phỏng, ảnh hưởng thông số q trình làm nguội theo xung động dòng chảy bao gồm: thời gian làm nguội, nhiệt độ nước làm nguội, nhiệt độ khuôn nghiên cứu Ngồi ra, thực nghiệm, thơng số kiểm chứng với kết mơ Từ khóa: khn đúc phun nhựa, q trình làm nguội theo xung động, nhiệt độ khuôn TỔNG QUAN Trong công nghệ gia công sản phẩm nhựa phương pháp đúc phun, nhiệt độ bề mặt lòng khn thông số quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm nhựa Khi đúc phun với nhiệt độ bề mặt khuôn cao, chất lượng sản phẩm nâng cao đáng kể, nhiên, thời gian làm nguội, thời gian gia công sản phẩm tăng đáng kể Ngược lại, giảm nhiệt độ bề mặt khn q trình đúc phun, thời gian làm nguội rút ngắn, chất lượng bề mặt giảm khuyết tật sản phẩm đúc phun xuất nhiều Do đó, việc rút ngắn thời gian chu kì đúc phun đảm bảo chất lượng sản phẩm vấn đề đặt cho nghiên cứu khn đúc phun nói chung q trình điều khiển nhiệt độ cho khn nói riêng Với q trình làm nguội cho khn đúc phun, có hai phương pháp làm nguội [1]: làm nguội liên tục (phương pháp truyền thống - Traditional cooling) làm nguội theo xung động dòng chảy (Phương pháp - Pulesd cooling) Khi làm nguội theo phương pháp liên tục, nước làm nguội chảy liên tục kênh làm nguội khn Do đó, nhiệt độ nước thường chọn với nhiệt độ yêu cầu khuôn Ngược lại, với phương Phạm Sơn Minh, Thanh Trung Do pháp làm nguội theo xung động dòng chảy, nước điều khiển theo trạng thái: chảy kênh làm nguội dừng lại khoảng thời gian định trình đúc phun Nhìn chung, nghiên cứu trước đây, phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy có khả rút ngắn thời gian làm nguội nhiệt độ bề mặt khuôn giữ mức cao Ngoài ra, tổng lượng tiêu hao hệ thống giảm đáng kể [2 – 4] Trong nghiên cứu Chen S C [5], nhựa Polycarbonat (PC) sử dụng cho trình đúc phun, phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy rút ngắn 20 % thời gian chu kì so với phương pháp truyền thống nhiệt độ nước giảm từ 40 oC xuống 32 oC Kết thực nghiệm kiểm chứng nhiều loại bề mặt sản phẩm khác nhau, ứng với nhiều nhiệt độ khác nước làm nguội bốn mức nhiệt độ khuôn: 20 oC, 25 oC, 35 oC 50 o C [5] Ngồi ra, phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy áp dụng cho khuôn phun ép (Injection – Compression Molding) hệ thống chế tạo dĩa CD (Blue-ray disc) Kết cho thấy hệ thống làm nguội theo xung động dòng chảy giảm cong vênh cho dĩa sau gia công, chất lượng rãnh micro bề mặt dĩa cải thiện đáng kể Ngoài ra, so với phương pháp làm nguội truyền thống, phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy, nhiệt độ đầu vào nước làm nguội giảm oC (từ 40 oC xuống 32 oC) thời gian làm nguội rút ngắn 10 % [6] Trong nghiên cứu gần thực công ty Moldex3D, với phương pháp mô thực nghiệm, qui trình làm nguội theo xung động dòng chảy cho khuôn đúc phun nhựa áp dụng nhiệt độ khn nâng cao thêm oC [7] Như trình bày trên, phương pháp truyền thống có ưu điểm như: nhiệt độ khn ổn định nước làm nguội chảy liên tục kênh làm nguội khn Nếu q trình làm nguội, nước dừng lại, nhằm thoả mãn yêu cầu trình làm nguội, hai điều kiện sau phải xảy ra: (1) Thời gian làm nguội gia tăng để nhiệt độ nhựa đạt đến nhiệt độ mở khuôn (2) Nhiệt độ nước phải thấp nhiệt độ khuôn nhằm nâng cao hiệu suất làm nguội Với điều kiện (1), gia tăng thời gian làm nguội, thời gian chu kì sản phẩm tăng thêm Đây điều kiện bất khả thi ứng dụng thựa tế Do đó, muốn ứng dụng phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy nhằm nâng cao hiệu suất làm nguội, nhiệt độ nước làm nguội phải thấp nhiệt độ khuôn Trên sở này, với hệ thống trang thiết bị điều kiện dòng chảy (tốc độ, áp suất, độ nhớt dòng chảy,…) điểm bật phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy so với phương pháp truyền thống [3, 5]: nhiệt độ nước làm nguội thấp nhiệt độ khuôn thời gian làm nguội ngắn Trong nghiên cứu này, nhiệt độ nước làm nguội thời gian làm nguội điều chỉnh nhằm thỏa mãn nhiệt độ bề mặt khuôn tương tự phương pháp truyền thống Bên cạnh đó, thông số thời gian làm nguội, thời gian nước chảy nhiệt độ khuôn quan sát, ghi nhận so sánh ĐỊNH NGHĨA VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ Trong báo này, thơng số q trình làm nguội theo xung động dòng chảy (hình 1) nghiên cứu: 124 Điều chỉnh nhiệt độ khn q trình làm nguội theo xung động dòng chảy Làm nguội liên tục Làm nguội theo xung động Nhựa Điền Đầy Khuôn Định Hình Nhựa Điền Đầy Khn Định Hình Thời Gian Giải Nhiệt Nước chảy Đóng khn Thời Gian Mở Khn Đóng Khn Thời Gian Giải Nhiệt Nước dừng Thời Gian Mở Khn Đóng Khn Mở khn Mở khn Nhiệt Độ khn t ≤ CFT Đóng khn Nước chảy t > CFT CFT Nước dừng (*) t (s) : thời gian CFT (s): Thời gian chảy nước Hình Chu kì đúc phun nhựa với phương pháp làm nguội liên tục làm nguội theo xung động dòng chảy 2.1 Thời gian chảy nước làm nguội (Coolant Flow Time – CFT) CFT phần thời gian làm nguội chu kì gia cơng sản phẩm nhựa Đối với phương pháp làm nguội truyền thống, nước làm nguội chảy hệ thống kênh làm nguội, đó, CFT thời gian làm nguội tồn chu kì gia cơng sản phẩm nhựa Ngược lại, với phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy, suốt q trình đúc phun, nước làm nguội có trạng thái: chảy dừng (ứ động) kênh làm nguội Do đó, nghiên cứu này, CFT định nghĩa thời gian nước làm nguội chảy hệ thống kênh làm nguội để làm nguội, đơng cứng nhựa nóng chảy giữ giá trị nhiệt độ khuôn theo yêu cầu Khi sử dụng phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy, CFT dài, phần nhiệt nước hấp thu mang khỏi khuôn vượt giới hạn cho phép, điều làm nhiệt độ khn giảm theo chu kì sản phẩm, q trình tiếp tục, nhiệt độ bề mặt khn thấp giá trị cho phép Ngược lại, CFT khơng đủ, nhiệt truyền ngồi khơng thỏa mãn cho trình làm nguội chu kì sản phầm, vậy, sau chu kì đúc phun, nhiệt khuôn tăng lên, nhiệt độ khuôn gia tăng, vượt giới hạn cho phép trình đúc phun 2.2 Thời gian làm nguội (Cooling time) Khi làm nguội cho khuôn đúc phun theo phương pháp truyền thống, nước làm nguội lưu thông liên tục kênh làm nguội Nhiệt lượng truyền từ nhựa nóng sang khn thơng qua bề mặt lòng khn, sau đó, tồn lượng nhiệt truyền sang nước làm nguội thông qua trình đối lưu nhiệt bề mặt kênh làm nguội nước làm nguội Khi nước làm nguội đưa ngồi khn thơng qua bơm, lượng nhiệt thải môi trường thông qua nước làm nguội Với trình làm nguội truyền thống, nước liên tục chảy hệ thống kênh làm nguội nên trình truyền nhiệt từ nhựa nóng chảy sang vật liệu khn đưa ngồi thực liên tục Vì vậy, phương pháp gọi “làm nguội liên tục” Ngược với phương pháp liên tục phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy Trong phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy, tương tự phương pháp “liên tục”, trình nhiệt truyền từ nhựa nóng chảy sang vật liệu khn mang tính “liên tục” 125 Phạm Sơn Minh, Thanh Trung Do suốt chu kì đúc phun, nhựa vật liệu khuôn tiếp xúc thơng qua bề mặt lòng khn Tuy nhiên, q trình truyền nhiệt từ khuôn sang nước làm nguội chia thành trạng thái: • Khi chất làm nguội lưu thông kênh làm nguội, nhiệt truyền từ khn sang nước thơng q q trình đối lưu nhiệt bề mặt tiếp xúc Lượng nhiệt truyền từ khn sang nước tính theo cơng thức [8]: (1) Với: : Dòng nhiệt truyền từ khn sang nước làm nguội (W/m2), : Nhiệt độ thành kênh làm nguội (oC), : nhiệt độ nước làm nguội (oC), : hệ số trao đổi nhiệt thành kênh dẫn nhiệt (W/m2 oC) So với phương pháp liên tục, thời gian chảy nước làm nguội ngắn hơn, đó, để đảm bảo lượng nhiệt cần truyền tương tự q trình làm nguội liên tục, dòng nhiệt truyền từ khuôn sang nước trường hợp gián đoạn cần gia tăng Theo công thức (1), để tăng , ta tăng hiệu suất hấp thu nhiệt đối lưu ( ) tăng độ chênh lệch nhiệt độ bề mặt thành kênh làm nguội ( ) nước làm nguội ( ) Để tăng , vận tốc nước làm nguội phải gia tăng Tuy nhiên, giới hạn trang thiết bị, mục tiêu tiết kiệm lượng trình sản xuất, giải pháp khơng khả thi Do đó, để tăng dòng nhiệt từ khn sang chất làm nguội thời gian chảy nước rút ngắn, cách là: tăng độ chênh lệch nhiệt độ bề mặt thành kênh làm nguội ( ) nhiệt độ nước ( ) Trong thông số này, nhiệt độ bề mặt thành kênh làm nguội ( ) định nhiệt lượng truyền từ nhựa nóng lòng khn Do đó, thay đổi khó điều chỉnh theo yêu cầu trình làm nguội Ngược lại, với nhiệt độ nước ( ), ta điều chỉnh hệ thống điều chỉnh nhiệt độ khuôn (Mold temperature control) Đây thiết bị thông dụng ngành khn mẫu nói riêng cơng nghiệp nói chung Mặt khác, nhiệt độ thành kênh làm nguội cao nhiệt độ nước làm nguội, nên để tăng độ chênh lệch nhiệt độ giá trị này, ta cần giảm nhiệt độ nước làm nguội ( ) Khi giảm, dòng nhiệt truyền từ khn sang nước tăng, mặt khác, ta giảm lượng cần thiết để giữ nước nhiệt độ cao phương pháp truyền thống sử dụng • Khi nước làm nguội khơng lưu thơng (ứ động) kênh làm nguội, hệ số truyền nhiệt chất làm nguội (thông thường chọn nước, dầu nước pha dầu) thấp, trường hợp này, nhiệt độ nước bề mặt tiếp xúc chất làm nguội thành kênh làm nguội gia tăng với tốc độ nhanh đến giá trị nhiệt độ thành kênh làm nguội Lúc này, nhiệt độ bề mặt thành kênh làm nguội ( ) nhiệt độ bề mặt nước ( ) tương đương Do đó, theo cơng thức (1), dòng nhiệt truyền từ khuôn sang nước làm nguội gần [2, 4] Thực tế, nhiệt bề mặt tiếp xúc nước làm nguội thành kênh làm nguội truyền theo hướng tâm tiết diện kênh làm nguội Tuy nhiên, hệ số truyền nhiệt chất làm nguội thấp, tương tự nghiên cứu tác giả Chen S C [5] Smith G [2], phần lượng giả thuyết không đáng kể, không ảnh hưởng đến q trình làm nguội khn đúc phun Tóm lại, q trình làm nguội khn đúc phun nhựa, áp dụng kĩ thuật làm nguội theo xung động dòng chảy, nhiệt lượng tồn hệ thống đưa ngồi nước làm nguội lưu thơng kênh làm nguội, phần thời gian lại chu kì gia cơng nhựa, nước dừng kênh làm nguội, nhiệt truyền từ nhựa nóng sang vật liệu khn 126 Điều chỉnh nhiệt độ khn q trình làm nguội theo xung động dòng chảy 2.3 Nhiệt độ khn (Mold temperature) Nhiệt độ khn nhiệt độ bề mặt lòng khn khuôn mở để lấy sản phẩm (kết thúc chu kì gia cơng sản phẩm) Nếu nhiệt độ khuôn cao, sản phẩm mắc phải khuyết tật cong vênh, độ co rút vượt giới hạn cho phép, trình lấy sản phẩm khỏi khn khó sản phẩm chưa đạt đủ độ cứng cho phép,… Ngược lại, nhiệt độ khn q thấp, thời gian chu kì gia cơng sản phẩm nhựa bị kéo dài, làm giảm hiệu suất q trình gia cơng PHƯƠNG PHÁP MƠ PHỎNG VÀ THÍ NGHIỆM Phương trình tổng qt dùng q trình mơ truyền nhiệt làm nguội khn đúc phun sau [9]: (2) Quá trình truyền nhiệt từ nhựa nóng sang khn biểu diễn theo cơng thức Poisson, (3) với: : Nhiệt độ khuôn; : Hệ số truyền nhiệt vật liệu khuôn; : Tỉ trọng vật liệu khuôn; : Nhiệt dung riêng vật liệu khuôn; : Thời gian truyền nhiệt (thời gian chu kì trình đúc phun); : Hệ trục tọa độ Trong nghiên cứu này, phương pháp làm nguội: liên tục gián đoạn mô phần mềm Moldex3D Nhằm nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy q trình làm nguội khn đúc phun nhựa, khuôn đúc phun sản phẩm Tensile Bar với chiều dày mm sử dụng trình mơ phỏng, thí nghiệm thực tế Hình 2a trình bày thơng số kĩ thuật, kích thước sản phẩm Để quan sát ảnh hưởng phương pháp làm nguội nhiệt độ khuôn, cảm biến nhiệt thiết kế Hình 2b 99.2 57.6 Tấm Insert “Mặt phân khuôn” 19 13 Cổng vào nhựa 10 165.0 Cổng vào nhựa Kênh giải nhiệt Ø8 18 Tấm khuôn dương R76 Cảm biến Đơn vị: mm 20 Cảm biến Tấm Insert 45 (a) Tấm khuôn âm Đơn vị: mm (b) Hình Kích thước sản phẩm (a) kết cấu khn đúc phun (b) Hình trình bày mơ hình lưới sản phẩm (hình 3a), hệ thống kênh dẫn (hình 3b), hệ thống kênh làm nguội (hình 3c) Với sản phẩm, mơ hình lưới xây dựng sở phần tử Prism với lớp lưới theo chiều dày, tổng số phần tử sản phẩm 4032 phần tử Với hệ thống kênh dẫn cổng phun nhựa, phần tử dạng Prism Tetra sử dụng cho q trình mơ làm nguội Với kênh dẫn nhựa, lưới dạng Prism với lớp theo hướng kính sử dụng Tổng số phần tử kênh dẫn cổng phun 18010 phần tử Đối với kênh làm nguội, phần 127 Phạm Sơn Minh, Thanh Trung Do tử Tetra sử dụng với phương pháp chia lưới tự động, lớp lưới theo chiều hướng tâm Tổng số phần tử kênh làm nguội 7503 Trong nghiên cứu này, vật liệu khuôn chọn P20 với tỉ trọng nhiệt dung riêng lần lược là: 7750 kg/m3 465 J/kg oC Vật liệu nhựa chọn là: PC (Polycacbonat) sản xuất công ty Teijin – Đài Loan Thông số gia công nhựa PC trình bày Bảng Do đặc điểm q trình đúc phun, thơng số đạt đến trạng thái ổn định sau số chu kì Do đó, dựa vào nghiên cứu trước [1, 3, 6], nghiên cứu này, nhiệt độ khuôn ghi nhận so sánh sau 30 chu kì đúc phun (b) Kênh dẫn nhựa Loại phần tử: Prism + Tetra Số lớp: Tổng số phần tử: 18010 (a) Sản phẩm Loại phần tử: Prism Số lớp: Tổng số phần tử: 4032 (c) Hệ thống giải nhiệt Phần tử: Prism + Tetra Số lớp: Tổng số phần tử: 7503 Hình Mơ hình lưới hệ thống khuôn đúc phun Bảng Thông số q trình đúc phun truyền thống Thơng số trình phun ép 128 Thời gian điền đầy 0.18 s Thời gian định hình 0.2 s Thời gian giải nhiệt 15 s Thời gian mở đóng khn 9s Tốc độ ohun 300 mm/s Áp suất định hình 120 MPa Nhiệt độ khuôn 75 – 120 oC Nhiệt độ nhựa 280 – 350 oC Điều chỉnh nhiệt độ khuôn q trình làm nguội theo xung động dòng chảy KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH Trong nghiên cứu này, thời gian chảy nhiệt độ nước làm nguội điều chỉnh nhằm giữ nhiệt độ khuôn mức giá trị: 84 oC, 99 oC 114 oC Các thơng số khác q trình đúc phun giữ giá trị sau: nhiệt độ nhựa: 330 oC, thời gian làm nguội (phương pháp gián đoạn): s; thời gian chu kì: 24 s với phương pháp làm nguội liên tục 12 giây với phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy Kết thí nghiệm mơ trình bày hình bảng Các kết cho thấy: tăng thời gian chảy nước làm nguội, giá trị nhiệt độ nước cần tăng theo nhằm đảm bảo nhiệt độ khuôn giữ mức yêu cầu Để giải thích tượng này, tương tự phần trên, dựa vào nguyên tắc bảo lưu phần nhiệt khuôn nằm khoảng cho phép, tăng thời gian chảy nước làm nguội, lượng nhiệt thải ngồi mơi trường tăng theo Do đó, để đảm bảo lượng nhiệt thải tương đương với trường hợp làm nguội liên tục, nhiệt độ nước làm nguội điều chỉnh tăng lên nhằm hạn chế trình truyền nhiệt đối lưu bề mặt thành kênh làm nguội nước làm nguội Kết thí nghiệm mơ cho thấy nhiệt độ khuôn yêu cầu 99 oC, thời gian chảy nước làm nguội tăng từ s lên 2.5 s, nhiệt độ nước cần tăng từ 55 oC lên 80 oC Ngoài ra, nhiệt độ khuôn yêu cầu 114 oC, nhiệt độ nước cần tăng từ 77 oC đến 99 oC 98oC KQ Mô Phỏng Nhiệt độ lưu chất giải nhiệt (oC) KQ Thí Nghiệm 89oC 97oC 77oC 78oC 72oC 70oC Nhiệt độ khuôn: 114oC 95oC 88oC 78oC 99oC 77oC 63oC 80oC 78oC 65oC 63oC 56oC Nhiệt độ khuôn: 99oC Nhiệt độ khuôn: 84oC 60oC 55oC 51oC 50oC 40oC 38oC Thời gian chảy lưu chất giải nhiệt (s) Hình Quan hệ thời gian chảy nhiệt độ nước làm nguội ứng với giá trị nhiệt độ khuôn khác Theo kết hình 4, tăng nhiệt độ khuôn (từ 84 oC lên 99 oC 114 oC), với thời gian chảy nước làm nguội, nhiệt độ nước phải tăng lên Hiện tượng giải thích theo cơng thức (1): tăng nhiệt độ khuôn, nhiệt độ thành kênh làm nguội tăng theo Do đó, chênh lệch nhiệt độ thành kênh làm nguội nước làm nguội gia tăng Như vậy, với thời gian chảy, hiệu suất hấp thu nhiệt , dòng nhiệt truyền từ khn sang chất làm nguội gia tăng, kích thích q trình làm nguội mạnh Vì vậy, nguyên nhân dẫn đến tượng giảm nhiệt độ khn xuống nhiệt độ cho phép Do đó, nhằm hạn chế lượng nhiệt thải ngoài, phương pháp tăng nhiệt độ nước làm nguội 129 Phạm Sơn Minh, Thanh Trung Do thực Thông qua mô thí nghiệm, thời gian chảy nước làm nguội lần lược 1,0 giây, 1,5 giây, 2,0 giây 2,5 giây, nhiệt độ khuôn yêu cầu tăng từ: 84 oC lên 114 oC, nhiệt độ đầu vào nước làm nguội cần điều chỉnh tăng sau: 38 oC lên 78 oC, 50 oC lên 89 oC 63 oC lên 99 oC Ngồi ra, thơng qua thí nghiệm, số liệu đo từ cảm biến cho thấy kết mô đạt độ xác cao Bảng trình bày chênh lệch nhiệt độ mơ thí nghiệm nằm khoảng oC Đây giới hạn chấp nhận nghiên cứu nhiệt độ khuôn đúc phun nhựa [1 – 7] Bảng Nhiệt khuôn thời gian chảy nhiệt độ nước làm nguội thay đổi Nhiệt độ (oC) Thời gian (giây) Phương pháp Liên tục Nước giải nhiệt (Mô / Thí nghiệm) Khn 84 / 84 85,63 38 / 40 87,00 50 / 51 86,79 60 / 63 86,75 2,5 63 / 65 87,16 99 / 99 102,40 55 / 56 102,88 70 / 72 103,96 77 / 78 103,23 2,5 78 / 80 102,99 114 / 114 117,35 77 / 78 119,22 88 / 89 118,75 95 / 98 118,35 2,5 97 / 99 118,67 Lưu chất chảy Giải nhiệt Chu kì 15 15 24 Khn Nhựa nóng chảy Gián đoạn Liên tục 1,5 84,0 15 15 12 24 Gián đoạn Liên tục 1,5 99,0 15 15 24 Gián đoạn 1,5 114,0 330 12 12 Về hiệu q trình làm nguội theo xung động dòng chảy, bảng cho thấy: ứng với nhiệt độ khuôn khác nhau, phương pháp gián đoạn thỏa mãn giá trị nhiệt độ khuôn phương pháp làm nguội liên tục Tuy nhiên, trường hợp làm nguội theo xung động dòng chảy, thời gian làm nguội rút ngắn từ 15 giây xuống giây thời gian chu kì rút ngắn từ 24 giây xuống 12 giây 130 Điều chỉnh nhiệt độ khuôn trình làm nguội theo xung động dòng chảy KẾT LUẬN Qua q trình mơ thí nghiệm, mơ hình Tensile Bar với chiều dày mm sử dụng nhằm nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ khn với q trình làm nguội cho khn đúc phun nhựa theo phương pháp gián đoạn Thông qua mô với phần mềm Moldex3D thí nghiệm kiểm chứng, thơng số q trình làm nguội nghiên cứu với kết nhận sau: - Về hiệu trình làm nguội: Phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy có hiệu suất làm nguội cao phương pháp làm nguội liên tục Ngoài ra, phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy rút ngắn thời gian làm nguội từ 15 giây xuống giây (giảm 80 %) Thông qua đó, thời gian chu kì gia cơng sản phẩm nhựa rút ngắn từ 24 giây xuống 12 giây (50 %) - Khi tăng thời gian chảy nước làm nguội, nhiệt độ nước cần gia tăng - Khi sử dụng phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy cho khn với nhiệt độ khn yêu cầu cao hơn, nhiệt độ nước làm nguội cần gia tăng Lời cảm ơn Tác giả chân thành cảm ơn hỗ trợ kinh phí nghiên cứu từ phòng thí nghiệm khn mẫu thuộc trường Đại học Chung Yuan Christian – Đài Loan trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP HCM TÀI LIỆU THAM KHẢO Chen S C., Chang Y., Chang T H., Chien R D - Influence of using pulsed cooling for mold temperature control on microgroove duplication accuracy and warpage of the Bluray Disc, International Journal of Heat and Mass Transfer 35 (2) (2008) 130-138 Smith G., Wrobel L C., McCalla B A., Allan P S., and Hornsby P R - Optimisation of continuous and pulsed cooling in injection moulding processes, Plastics, Rubber and Composites: Macromolecular Engineering 36 (3) (2007) 93 – 100 McCalla B A., Allan P S and Hornsby P R - An evaluation of heat management in injection mould tools, Plastics, Rubber and Composites: Macromolecular Engineering 36 (1) (2007) 26-33 McCalla B A., Allan P S., and Hornsby P R - A computational model for the cooling phase of injection moulding, Journal of Materials Processing Technology 195 (1-3) (2008) 305-313 Chen S C., Wang Y C., Liu S C., Cin J C - Mold temperature variation for assisting micro-molding of DVD micro-featured substrate and dummy using pulsed cooling, International Journal of Heat and Mass Transfer 151 (1) (2009) 87-93 Chen S C., Tarng S H., and Tseng C Y - Using pulsed cooling to reduce cycle time and improve part warpage, SPE Antec Technical Paper 52 (2010) 1421-1425 Minh P S., Huang S W., Chiou Y C., Wang H C - Effect of processing parameters on pulse cooling efficiency in injection molding, SPE Antec Technical Paper 52 (2010) 760-764 Hans Dieter Baehr, Karl Stephan - Heat and mass transfer, Springer, 2011, pp 41 – 43 Moldex3D Design guide, 2012, pp 200 – 205 131 Phạm Sơn Minh, Thanh Trung Do ABSTRACT MOLD TEMPERATURE CONTROL BY PULSED COOLING PROCESS Pham Son Minh*, Thanh Trung Do University of Technical Education of Ho Chi Minh City * Email: minhps@hcmute.edu.vn In recent years, there are many new technologies which are applied in injection molding field One of them is the pulsed cooling method, which is used to improve the cooling process, as well as reduce the molding cycle of plastic part However, due to the complex of mold structure and the influence of cooling step on the product quality is still not investigated clearly, the pulsed cooling method still has many troubles for the operator In this paper, by simulation, the effect of mold temperature on the pulsed cooling process is studied Furthermore, by experiment, simulation results will be verified by the experiment measurement Keywords: injection molding, pulsed cooling, mold temperature 132 ... 124 Điều chỉnh nhiệt độ khn q trình làm nguội theo xung động dòng chảy Làm nguội liên tục Làm nguội theo xung động Nhựa Điền Đầy Khuôn Định Hình Nhựa Điền Đầy Khn Định Hình Thời Gian Giải Nhiệt. .. điều kiện dòng chảy (tốc độ, áp suất, độ nhớt dòng chảy, …) điểm bật phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy so với phương pháp truyền thống [3, 5]: nhiệt độ nước làm nguội thấp nhiệt độ. .. nóng sang vật liệu khn 126 Điều chỉnh nhiệt độ khn q trình làm nguội theo xung động dòng chảy 2.3 Nhiệt độ khn (Mold temperature) Nhiệt độ khn nhiệt độ bề mặt lòng khuôn khuôn mở để lấy sản phẩm