I. Khảo sát phân bố nhiệt độ tấm khuôn
Nghiên cứu tập trung vào khảo sát phân bố nhiệt độ trong các tấm khuôn khi sử dụng kênh giải nhiệt dạng layer. Phương pháp này nhằm cải thiện khả năng quản lý và điều khiển nhiệt trong quá trình ép phun nhựa. Phân bố nhiệt độ không đồng đều có thể dẫn đến các khuyết tật như cong vênh và ứng suất dư. Nghiên cứu sử dụng cả phương pháp thực nghiệm và mô phỏng trên phần mềm ANSYS để phân tích sự phân bố nhiệt độ. Kết quả cho thấy quá trình gia nhiệt trong mô phỏng luôn cao hơn thực nghiệm, nhưng độ chênh lệch giảm dần theo thời gian.
1.1. Phương pháp gia nhiệt
Nghiên cứu sử dụng phương pháp gia nhiệt bằng nước nóng do tính tiết kiệm chi phí và thiết bị đơn giản. Quá trình thực nghiệm được tiến hành ở các mốc nhiệt độ 50°C, 60°C, 70°C, 80°C và 90°C, với thời gian đo từ 30s đến 240s. Kết quả thực nghiệm được so sánh với mô phỏng, cho thấy sự tương đồng cao về phân bố nhiệt độ.
1.2. Ứng dụng ANN trong dự đoán
Nghiên cứu áp dụng mô hình ANN (Artificial Neural Network) để dự đoán kết quả thực nghiệm. Dữ liệu được chia thành biến đầu vào và đầu ra, sau đó được đưa vào phần mềm Matlab để huấn luyện. Kết quả dự đoán từ ANN cho thấy độ chênh lệch thấp so với thực nghiệm, chứng tỏ độ tin cậy cao của mô hình.
II. Thiết kế kênh giải nhiệt dạng layer
Nghiên cứu đề xuất thiết kế kênh giải nhiệt dạng layer nhằm tối ưu hóa quá trình làm mát trong khuôn cơ khí. Thiết kế này giúp cải thiện hiệu quả giải nhiệt, giảm thời gian chu kỳ ép phun và nâng cao chất lượng sản phẩm. Kênh layer được thiết kế dựa trên cấu trúc 2D và 3D, với hệ thống dẫn nước được bố trí hợp lý để đảm bảo phân bố nhiệt độ đồng đều.
2.1. Thiết kế mô hình 3D
Mô hình 3D của tấm khuôn được thiết kế chi tiết, bao gồm hệ thống kênh giải nhiệt dạng layer. Mô hình này được sử dụng để mô phỏng phân bố nhiệt độ trên phần mềm ANSYS. Kết quả mô phỏng cho thấy sự phân bố nhiệt độ đồng đều hơn so với thiết kế truyền thống.
2.2. So sánh với kênh giải nhiệt truyền thống
Nghiên cứu so sánh hiệu quả của kênh layer với kênh giải nhiệt truyền thống. Kết quả cho thấy kênh layer giúp giảm thời gian làm mát và cải thiện chất lượng sản phẩm, đặc biệt trong các sản phẩm có thiết kế phức tạp.
III. Phân tích và đánh giá kết quả
Nghiên cứu tiến hành phân tích kết quả từ cả mô phỏng và thực nghiệm. Phân bố nhiệt độ được đo bằng camera nhiệt Fluke và so sánh với kết quả mô phỏng. Kết quả cho thấy sự tương đồng cao giữa hai phương pháp, chứng tỏ độ chính xác của mô hình mô phỏng. Nghiên cứu cũng đánh giá hiệu quả của kênh giải nhiệt dạng layer trong việc tối ưu hóa quá trình ép phun.
3.1. So sánh mô phỏng và thực nghiệm
Kết quả mô phỏng và thực nghiệm được so sánh chi tiết ở các mốc nhiệt độ khác nhau. Sự chênh lệch nhiệt độ giảm dần theo thời gian, chứng tỏ hiệu quả của kênh giải nhiệt trong việc ổn định nhiệt độ.
3.2. Đánh giá độ tin cậy của mô hình
Nghiên cứu sử dụng mô hình ANN để đánh giá độ tin cậy của kết quả thực nghiệm. Kết quả dự đoán từ ANN cho thấy độ chênh lệch thấp, chứng tỏ mô hình thực nghiệm có độ tin cậy cao.
IV. Ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện quy trình ép phun nhựa, đặc biệt trong các ngành công nghiệp sản xuất khuôn cơ khí. Kênh giải nhiệt dạng layer giúp tối ưu hóa quá trình làm mát, giảm thời gian chu kỳ và nâng cao chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cũng mở ra hướng ứng dụng AI trong việc dự đoán và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
4.1. Ứng dụng trong công nghiệp
Nghiên cứu có thể được áp dụng trong các nhà máy sản xuất khuôn công nghiệp, giúp cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí. Kênh layer có thể được tích hợp vào các thiết kế khuôn hiện đại để tối ưu hóa quá trình làm mát.
4.2. Hướng phát triển tương lai
Nghiên cứu đề xuất hướng phát triển tương lai trong việc ứng dụng AI và ANN để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện độ chính xác của mô hình dự đoán và ứng dụng trong các lĩnh vực khác.
