Thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn bằng phần mềm Autodesk Inventor

Tổng quan về ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế khuôn

Khi sự tích hợp trên máy tính điện tử cho các hoạt động thiết kế và chế tạo được thực hiện, tức là khi việc thực hiện có thể trực tiếp dựa vào các dữ liệu số được tạo ra bởi việc thiết kế, tập hợp các hoạt động đặc trưng của CAD/CAM được mô tả duới khái niệm chế tạo, được tích hợp bởi máy tính điện tử. Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời lượng thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết mà chỉ có 10% thời gian dành cho lao động sáng tạo và quyết định phương án, do vậy các công việc trên có thể thực hiện bằng máy tính điện tử để vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác và chất luợng.

Tình hình ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor trong thiết kế khuôn

Trong môi trường Sketch 2D, ta có thể vẽ biên dạng chi tiết từ các công cụ hổ trợ: lệnh đoạn thẳng (Line), lệnh vẽ đa giác đều (Polygon), bo tròn góc lượn (Fillet), dời hình (Move), Ràng buộc hình dạng và kích thước phác thảo bằng lệnh Dimension. Trong giao diện chính chọn Design Accelerator xuất hiện giao diện gồm: thiết kế trục (Shaft), bộ truyền bánh răng (Spur Gear), bộ truyền đai (V- Belts), bộ truyền xích… Ở môi trường này ta vừa thiết kế, tính toán vừa có thể kiểm tra sức bền từng chi tiết.

Mục tiêu, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thực nghiệm: tiến hành thực nghiệm quá trình quá trình cắt gọt thực tế, lấy đó làm cơ sở chính trong việc tính toán, thiết kế và chế tạo các chi tiết trong khuôn. Phương pháp phân tích: sau khi đã tham khảo, nghiên cứu tài liệu và có được số liệu cần thiết thì việc phân tích các số liệu cũng như các tài liệu có liên quan là điều cần thiết.

Công nghệ và thiết bị đúc phun chất dẻo

Modul đàn hồi là đại lượng đặc trưng cho độ cứng của vật liệu hoặc đặc trưng cho tính chất của vật liệu mà dưới tác dụng của một lực đã cho thì biến dạng của mẫu thử xảy ra đến mức độ nào. Đối với độ cứng không có ý nghĩa kĩ thuật thông dụng, thông thường người ta gọi các tính chất có thể xác định bằng các thí nghiệm kiểm tra bằng cách ấn thể cứng vào vật liệu là độ cứng. Độ bền lạnh của chất dẻo là khả năng chống lại sự dạn vỡ của vật liệu ở nhiệt độ thấp khi chịu tải trọng xác định để đặc trưng cho độ bền lạnh người ta thường xác định nhiệt độ rạn vỡ.

Trong một đơn vị thời gian trên mặt cắt ngang đã cho trên vật liệu có một đơn vị bề dày như nhau, dưới tác dụng của một đơn vị nhiệt độ có một lượng nhiệt được truyền đi, đơn vị W/mk. Phương pháp gia công sản phẩm nhựa trên máy đúc phun là công nghệ phun nhựa nóng chảy được định lượng chính xác vào lòng khuôn đóng kín (thường làm nguội bằng nước) với áp lực cao và tốc độ nhanh và sau một thời gian ngắn sản phẩm được định hình, sản phẩm được lấy ra ngoài.

Máy đúc phun kiểu đứng và kiểu nằm

Các quy trình cho phép sản xuất ra sản phẩm có chi tiết nhỏ, mà hầu hết không thể chế tạo bằng phương pháp khác. Công nghệ mang tính tiết kiệm chi phí nguyên liệu, bởi vì nó có thể đưa các nguyên liệu nhựa rẻ tiền hơn như nguyên liệu tái chế, các phế phẩm có thể sử dụng lại ngay lập tức bằng máy nghiền và máy đúc lại. Vì năng lượng tiêu tốn thấp nên quá trình này là quá trình kinh tế nhất để chế tạo ra nhiều sản phẩm.

Thêm vào đó, độ nhớt, nhiệt độ, áp suất trong suốt quá trình đúc thay đổi liên tục và khó kiểm soát. Chất lượng hàng hóa thường khó xác định một cách chính xác và đặc tính lâu dài của nguyên liệu thì khó xác định, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và tay nghề của công nhân.

Đặc điểm cấu tạo chung của khuôn đúc phun chất dẻo

Để thiết kế khuôn hai tấm cho chi tiết tấm nắp máy in thì trên thị trường hiện nay có thể sử dụng được rất nhiều các phầm mềm như: Inventor (2010 trở lên có cài thêm môdun khuôn), Catia, CAD Meister …. Bản thân các phiên bản của phần mềm Inventor đã tích hợp sẵn phần mềm phân tích dòng chảy là Mold Flow, nên ta có thể dễ dàng phân tích chi tiết và phân tích dòng chảy trong khuôn mà không phụ thuộc vào các phần mềm phân tích dòng chảy khác. + Phần mềm CAM để gia công khuôn là phần mềm MasterCAM X5 để đảm bảo gia công chính xác các chi tiết, vì đây là phần mềm thông dụng và bản MasterCAM X5 có thể đọc được tất cả các đuôi của các phần mềm khác.

Trên thực tế thì tùy thuộc vào yêu cầu về độ chính xác và kết cấu của chi tiết mà người ta dùng các phương pháp đo khác nhau đối với chi tiết phức tạp có nhiều bề mặt cong và yêu cầu độ chính xác cao thì ta phải sử dụng đến máy đo 3D, còn với chi tiết bình thường, những chi tiết dân dụng bình thường thì người ta thường sử dụng những dụng cụ đo truyền thống như panme, thước cặp và các dưỡng. Đối với chi tiết nhựa này (chi tiết khay đựng thức ăn) có hình dạng không gian và những mặt cong phức tạp, cho nên em sử dụng máy đo 3D và phần mền Rapidform để xây dựng lại mô hình của sản phẩm đã cho Mô hình 3D chi tiết nhựa.

Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor để thiết kế khuôn khay nhựa đựng thức ăn

Tùy theo yêu cầu của khách hàng mà ta có thể thiết kế lại chi tiết từ mẫu có sẵn, thiết kế từ bản vẽ 2D hay thiết kế mới dựa trên ý tưởng về sản phẩm của khách hàng. Tại đây trước hết ta để phần mềm tự tính toán và tìm điểm phun tốt nhất bằng cách khi hộp thoại hiện ra chọn mục Suggest. Qua các kết quả tính toán trên ta kết luận rằng việc đặt miệng phun tại vị trí này đem lại chất lượng điền đầy nhựa tốt, khả năng xảy ra các khuyết tật như rỗ khí, đường hàn của sản phẩm là không nhiều, và ít ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm cũng như tính thẩm mỹ.

Cú nhiều cỏch để xỏc định số lũng lừi trờn khuụn tuy nhiờn do cỏc thụng tin mà khách hàng cung cấp như điều kiện vật chất, số lượng sản phẩm cụ thể mà ta áp dụng. Phần đuôi nguội chậm trên cuống phun không chỉ giúp quá trình điền đầy nhựa tốt hơn mà nó còn có tác dụng kết hợp với phần côn ngược hình chữ Z của chốt dật cuống phun để dật phần nhựa trên kênh dẫn và cuống phun ở lại trên khuôn đực khi hai nửa khuôn mở ra và sau đó đẩy phần nhựa này ra ngoài cùng với quá trình đẩy sản phẩm. Bộ định vị cú tỏc dụng đảm bảo lũng và lừi khuụn được ăn khớp với nhau và không bị xê dịch dưới tác dụng của lực kẹp khuôn và áp lực phun trong quá trình đúc.

Khóa khuôn có tác dụng bắt chặt hai nửa khuôn lại với nhau, đảm bảo hai nửa khuôn không bị tách rời trong quá trình vận chuyển, lắp đặt hay lưu giữ khuôn.

Lựa chọn dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi

Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn

Thông số kỹ thuật của máy phay CNC sử dụng để gia công lòng khuôn.

Quy trỡnh cụng nghệ gia cụng lừi khuụn

Đúc phun là một phương pháp đang được sử dụng rộng rãi hiện nay để sản xuất ra các sản phẩm nhựa đa dạng phục vụ cho sinh hoạt, học tập và sản xuất của con người. Hầu hết các vật dụng thường ngày đều được làm từ nhựa và đó mang lại ưu điểm rừ rệt, chẳng hạn như: cửa nhựa, chai nhựa, đĩa nhựa, vỏ đồ điện, đồ chơi của trẻ em hoặc vỏ bọc, tay cầm của các thiết bị máy móc. Qua đề tài tốt nghiệp được giao, bản thân em có cơ hội dược nghiêm cứu, học hỏi, đã hiểu được rất nhiều điều về công nghệ đúc phun, về đặc tính, khả năng ứng dụng của vật liệu nhựa, nguyên tắc thiết kế sản phẩm nhựa, nguyên tắc thiết kế khuôn đúc phun và đã thiết kế hoàn chỉnh một bộ khuôn sản xuất sản phẩm nhựa theo chi tiết mẫu.

Mặc dù bản thân em đã cố gắng rất nhiều, tích cực học hỏi và cập nhật những công nghệ mới để áp dụng vào đề tài của mình nhưng do khối lượng công việc khá lớn, trình độ của bản thân còn hạn chế và em chưa có kinh nghiệm thực tế trong việc thiết kế cũng như trong sản xuất, do đó em mong muốn nhà trường đưa bộ môn thiết kế khuôn mẫu vào giảng dạy, để những sinh viên như bọn em. Cuối cùng do kinh nghiệm thiết kế khuôn của em còn hạn chế, kính mong các thầy, cô giáo và mong các bạn đóng góp ý kiến giúp em hoàn thiện hơn nữa nội dung đề tài của mình.