Đồ án tốt nghiệp công nghệ kỹ thuật cơ khí: Thiết kế mô hình khuôn phun ép nhựa thành mỏng sử dụng hệ thống giải nhiệt dạng lớp

• Tác giả: Trần Quang Đại
• Người hướng dẫn: TS. Trần Minh Thế Uyên
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí Chế Tạo
• Đề tài: Chế Tạo Mô Hình Khuôn Phun Ép Nhựa Có Thành Mỏng Dùng Hệ Thống Giải Nhiệt Dạng Lớp (Layer)
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Nội dung nghiên cứu
• 1.6. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHUÔN ÉP NHỰA
• 2.1. Tầm quan trọng và mục đích của hệ thống làm nguội
• 2.2. Độ dẫn nhiệt của kim loại
• 2.3. Quy luật thiết kế kênh dẫn nguội
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM
• 3.1. Cơ sở thiết kế sản phẩm
• 3.2. Thiết kế tấm insert và sản phẩm
• 3.3. Hệ thống định vị
• 3.4. Bạc cuống phun
• 3.5. Vòng định vị
• 3.6. Bạc dẫn hướng
• 3.7. Chốt dẫn hướng
• 3.8. Tấm kẹp di động
• 3.9. Tấm kênh dẫn (Runner)
• 3.10. Tấm khuôn âm
• 3.11. Tấm kẹp cố định
• 3.12. Hệ thống làm nguội cooling layer
• 3.13. Hình dạng 3D của hệ thống nguội chạy qua sản phẩm
• 3.14. Mô phỏng nhiệt độ sản phẩm bằng phần mềm moldex 3D
• 3.15. Thời gian điền đầy sản phẩm
• 3.16. Nhiệt độ sản phẩm sau khi giải nhiệt
• 3.17. Thời gian làm nguội của khuôn
• 4. CHƯƠNG 4: GIA CÔNG VÀ LẮP RÁP BỘ KHUÔN
• 4.1. Tính toán gia công
• 4.2. Kế hoạch chuẩn bị
• 4.3. Phần mềm gia công
• 4.4. Gia công 6 mặt của các tấm khuôn
• 4.5. Tấm kẹp cố định
• 4.6. Tấm khuôn âm
• 4.7. Tấm khuôn dương
• 4.8. Tấm lòng khuôn và tấm lót
• 4.9. Tấm kẹp di động
• 4.10. Khuôn sau khi gia công và sản phẩm
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• 5.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp là một phần quan trọng trong chương trình đào tạo của sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí Chế tạo Máy. Đề tài 'Thiết kế khuôn phun ép nhựa thành mỏng với hệ thống giải nhiệt layer' tập trung vào việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình khuôn phun ép nhựa có thành mỏng, sử dụng hệ thống giải nhiệt dạng lớp (layer). Đồ án này không chỉ giúp sinh viên áp dụng kiến thức đã học mà còn nâng cao kỹ năng thực hành, chuẩn bị cho môi trường làm việc thực tế.

1.1. Mục tiêu và ý nghĩa

Mục tiêu chính của đồ án tốt nghiệp là thiết kế và chế tạo mô hình khuôn phun ép nhựa có thành mỏng, sử dụng hệ thống giải nhiệt layer. Điều này giúp tối ưu hóa quá trình làm nguội, giảm thời gian chu kỳ ép nhựa và nâng cao chất lượng sản phẩm. Ý nghĩa khoa học của đề tài nằm ở việc nghiên cứu cơ chế truyền nhiệt và phát triển các vật liệu mới, trong khi ý nghĩa thực tiễn là cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí.

1.2. Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đồ án tốt nghiệp bao gồm tổng quan về khuôn ép nhựa, thiết kế hệ thống làm mát dạng lớp, tính toán tách khuôn, và mô phỏng quá trình ép nhựa bằng phần mềm Moldex3D. Ngoài ra, đồ án cũng tập trung vào quá trình gia công và lắp ráp khuôn, cũng như thử nghiệm và đánh giá sản phẩm.

II. Thiết kế khuôn phun ép nhựa

Thiết kế khuôn phun ép nhựa là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành. Trong đồ án này, sinh viên đã sử dụng phần mềm Creo Parametric 9 để thiết kế mô hình khuôn, bao gồm các thành phần như tấm insert, hệ thống định vị, và hệ thống làm nguội. Việc thiết kế khuôn cần đảm bảo độ chính xác cao để sản phẩm nhựa có chất lượng tốt và đúng kích thước.

2.1. Hệ thống giải nhiệt layer

Hệ thống giải nhiệt layer là một trong những điểm nhấn của đồ án. Hệ thống này được thiết kế để làm nguội khuôn một cách đồng đều, giúp giảm thiểu hiện tượng biến dạng và cong vênh của sản phẩm. Việc sử dụng hệ thống giải nhiệt dạng lớp cũng giúp rút ngắn thời gian chu kỳ ép nhựa, tăng năng suất sản xuất.

2.2. Mô phỏng và tối ưu hóa

Để đảm bảo hiệu quả của khuôn phun ép nhựa, sinh viên đã sử dụng phần mềm Moldex3D để mô phỏng quá trình ép nhựa. Phần mềm này giúp phân tích nhiệt độ, thời gian điền đầy, và thời gian làm nguội của sản phẩm. Kết quả mô phỏng được sử dụng để tối ưu hóa thiết kế khuôn, đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng cao.

III. Gia công và lắp ráp khuôn

Quá trình gia công và lắp ráp khuôn là bước quan trọng để biến thiết kế thành sản phẩm thực tế. Sinh viên đã sử dụng các phương pháp gia công CNC để tạo ra các thành phần của khuôn, bao gồm tấm kẹp cố định, tấm khuôn âm, và tấm khuôn dương. Việc lắp ráp khuôn cần đảm bảo độ chính xác cao để sản phẩm nhựa có chất lượng tốt và đúng kích thước.

3.1. Tính toán gia công

Trước khi tiến hành gia công, sinh viên đã thực hiện các tính toán cần thiết để xác định kích thước và dung sai của các thành phần khuôn. Các thông số gia công như tốc độ cắt, chiều sâu cắt, và lượng ăn dao được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả của quá trình gia công.

3.2. Thử nghiệm và đánh giá

Sau khi lắp ráp khuôn, sinh viên đã tiến hành thử nghiệm ép nhựa để đánh giá chất lượng sản phẩm. Các thông số như nhiệt độ, áp suất, và thời gian ép được theo dõi chặt chẽ. Kết quả thử nghiệm được sử dụng để đánh giá hiệu quả của hệ thống giải nhiệt layer và đưa ra các cải tiến nếu cần.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Đồ án tốt nghiệp đã thành công trong việc thiết kế và chế tạo mô hình khuôn phun ép nhựa có thành mỏng, sử dụng hệ thống giải nhiệt layer. Kết quả cho thấy hệ thống giải nhiệt dạng lớp giúp cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm và rút ngắn thời gian chu kỳ ép nhựa. Trong tương lai, đồ án có thể được phát triển thêm bằng cách nghiên cứu các vật liệu mới và cải tiến thiết kế hệ thống giải nhiệt.

4.1. Giá trị thực tiễn

Đồ án không chỉ có giá trị học thuật mà còn có giá trị thực tiễn cao. Các kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong ngành công nghiệp nhựa để cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí. Đồ án cũng là cơ sở để sinh viên tiếp tục nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực khuôn mẫu.

4.2. Hướng phát triển

Trong tương lai, đồ án có thể được mở rộng bằng cách nghiên cứu các vật liệu mới có độ dẫn nhiệt cao hơn, cũng như cải tiến thiết kế hệ thống giải nhiệt để tối ưu hóa quá trình làm nguội. Ngoài ra, việc tích hợp các công nghệ tiên tiến như AI và IoT vào quá trình sản xuất cũng là một hướng phát triển tiềm năng.