4. Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
1.6. Tự động hóa quá trình thiết kế khuôn
Các sản phẩm từ nhựa luôn thay đổi về chủng loại và số lượng theo yêu cầu sử dụng của người tiêu dùng nên sau mỗi đời sản phẩm ra đời luôn có sự cải tiến và đổi mới về mẫu mã và kiểu dáng nên đòi hỏi khuôn nhựa phải thay đổi theo. Mỗi
29
một sản phẩm tốt được thị trường chấp nhận luôn đi kèm theo là một chuỗi sản phẩm và một chuỗi bộ khuôn tạo ra họ sản phẩm đó.
Hình 1.12. Các sản phẩm nhựa
Một bộ khuôn (minh họa hình 1.13) bao gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau. Do đặc điểm trong chế tạo khuôn, một số chi tiết thường được tiêu chuẩn hóa, định hướng cho việc thiết kế theo nguyên tắc mô đun hóa. Đồng thời định trước kế hoạch về mặt đặt hàng và định thời gian lắp ráp và hoàn thiện khuôn. Mỗi một hãng sản xuất khuôn như Futaba, Misumi… đều có một bộ tiêu chuẩn riêng để thuận tiện cho quá trình tự động hóa quá trình thiết kế và lắp ráp khuôn.
Trong khu vực tấm lòng - lõi khuôn, khối lòng- lõi (minh họa hình 1.14) thường được tạo hình riêng và sử dụng nguyên vật liệu có cơ tính cao để đảm bảo độ bền cho khu vực tạo hình và được liên kết với áo khuôn thông qua một lắp ghép định hướng trước nhằm tiết kiệm nguyên vật liệu, tiết kiệm thời gian gia công, phù hợp với thời gian đặt áo khuôn, dễ dàng cho việc thay thế, sửa chữa khi có hỏng hóc.
Một bộ áo khuôn thường được sử dụng cho nhóm sản phẩm có độ chênh về kích thước không quá lớn và với một phương án bố trí hòm khuôn. Khi kích thước sản phẩm vượt qua khỏi phạm vi kích thước áo khuôn ta phải thiết kế lại áo khuôn
30
khác. Mỗi một bộ áo khuôn của đời sản phẩm sau thường kế thừa các thiết kế của đời khuôn trước. Vì vậy một vấn đề đặt ra là làm thế nào để có thể rút ngắn thời gian thiết kế khuôn cho các họ sản phẩm hoặc các sản phẩm cải tiến mới.
Hình 1.13. Kết cấu một bộ khuôn
Hình 1.14. Tấm lõi và khối lõi
Kỹ thuật KBE cho phép người thiết kế có thể tái sử dụng kiến thức đã được thu thập từ các công việc trước đó. Vì vậy nó rất có lợi trong việc thiết kế các chi tiết có hình dáng tương đồng nhau, các họ chi tiết hoặc thiết kế đó là nối tiếp trong
31
việc phát triển sản phẩm. Từ đó kỹ thuật KBS đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực thiết kế khác nhau như cơ điện tử, hàng không và cơ khí… với mục tiêu là giảm thời gian thiết kế lặp lại trên các chi tiết có hình dạng tương đồng và trong việc phát triển sản phẩm.
Hình 1.15. Tấm lòng và khối lòng
Kỹ thuật KBE đã được tích hợp tính năng Knowledgeware trên CATIA cho
phép các nhà thiết kế có thể tạo ra các mô hình tiến hóa một cách nhanh chóng, giúp cho quá trình thiết kế khuôn có thể tự động hóa
Kỹ thuật KBE được tích hợp trong CATIA (2005 [11]) có thể thực hiện để tạo ra mô hình tiến hóa của sản phẩm ứng dụng trong thiết kế. Mô hình tiến hóa cho phép tạo ra nhanh các thiết kế mới dựa trên các thiết kế trước đó, cho phép giảm thời gian thời gian cần thiết cho những công việc lặp lại trong quá trình thiết kế. Trên cơ sở đó, có thể sử dụng phần mềm Catia để tạo ra mô hình tiến hóa để giúp cho quá trình thiết kế khuôn diễn ra nhanh, chính xác mà vẫn đảm bảo tính công nghệ trong thiết kế khuôn. Nghiên cứu này đã sử dụng Catia để xây dựng mô hình hình học bộ khuôn và tiến hành tham số hóa các thông số hình học và tạo ra các hàm liên kết giữa chúng, kết quả ta thu được một mô hình tiến hóa của bộ khuôn. Khi thay đổi các kích thước của sản phẩm hay các thông số của bộ khuôn thì hình dạng của bộ khuôn sẽ thay đổi theo. Do đó làm giảm thời gian thiết kế khuôn lặp lại của đời sản phẩm trước, tăng thời gian thiết kế sáng tạo mới của sản phẩm, giúp tạo
32
ra sản phẩm nhanh chóng đồng thời tăng tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường.
Kết luận chương 1
Công nghệ thiết kế và chế tạo khuôn định hướng tiêu chuẩn hóa. Trong đó, không gian tạo hình được hình thành bằng các khối lòng, khối lõi. Hệ thống áo khuôn bao gồm tấm lòng, tấm lõi, họng phun, hệ thống đẩy, hệ thống kẹp chặt…được tiêu chuẩn hóa. Do đó công việc thiết kế khuôn chủ yếu tập trung vào thiết kế không gian tạo hình và thiết kế kết cấu hệ thống.
Các sản phẩm nhựa luôn thay đổi và vòng đời của một sản phẩm nhựa thường ngắn. Do đó, yêu cầu tốc độ ra sản phẩm phải đủ nhanh để có thể cạnh tranh trên thị trường. Để tạo ra sản phẩm nhanh thì tốc độ ra khuôn phải đủ nhanh. Việc áp dụng quy trình công nghệ CAD/CAM/CAE trong quá trình thiết kế, kiểm định và gia công chế tạo khuôn đúc phun đã được áp dụng phổ biến nhưng vẫn chiếm nhiều thời gian, nhiều công việc lặp lại. Quá trình thiết kế khuôn cho các họ sản phẩm có tính kế thừa các đời khuôn trước cao. Vì vậy, một yêu cầu đặt ra là cần một kỹ thuật thiết kế nào đó để làm giảm thời gian thiết kế khuôn, giúp tăng tốc độ khuôn nhanh cho các họ sản phẩm, hoặc các thiết kế phát triển sản phẩm.
33
CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH TIẾN HÓA VÀ GIẢI PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH TIẾN HÓA TRONG CATIA