Giới thiệu dự án

Ngành công nghiệp khuôn mẫu và đúc ép nhựa (Plastic Injection Molding) đóng vai trò nền tảng trong chuỗi cung ứng toàn cầu, chiếm hơn 40% tổng sản lượng gia công các chi tiết polymer kỹ thuật cao. Tại Việt Nam, ngành khuôn mẫu đang chuyển dịch mạnh mẽ từ gia công truyền thống sang chế tạo chính xác tích hợp công nghệ cao. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất của công nghệ ép phun hiện đại là mâu thuẫn giữa chất lượng bề mặt sản phẩm và thời gian chu trình ép (Cycle Time).

Trong quá trình ép phun tiêu chuẩn, việc gia nhiệt khuôn (Mold Heating) nhằm cải thiện độ điền đầy dòng chảy và độ bóng bề mặt thường làm tăng đáng kể thời gian chu trình do giai đoạn gia nhiệt và giải nhiệt phải diễn ra tuần tự trong cùng một lòng khuôn (Cavity). Khi áp dụng công nghệ biến nhiệt (Variotherm / Rapid Heat Cycle Molding - RHCM), thời gian chu kỳ có thể tăng từ 25% đến 40%, gây lãng phí nhiệt năng và giảm năng suất của hệ thống máy ép.

Chu trình truyền thống (Tuần tự):
[Đóng khuôn] -> [Gia nhiệt lòng khuôn] -> [Phun ép & Định hình] -> [Làm mát] -> [Mở khuôn & Lói]
(Thời gian chu kỳ dài do thời gian gia nhiệt cộng dồn trực tiếp vào chu kỳ máy)

Chu trình cải tiến với Cơ cấu xoay Insert (Song song):
Vị trí ép:       [Đóng khuôn] -> [Phun ép & Làm mát Insert 1] -> [Mở khuôn] -> [Xoay 180°]
Vị trí gia nhiệt:               [Gia nhiệt Insert 2 (Song song)] 
(Tiết kiệm toàn bộ thời gian gia nhiệt riêng biệt trong chu trình chính)

Đồ án "Chế tạo mô hình khuôn phun ép nhựa có dùng cơ cấu xoay lòng khuôn" do sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM thực hiện nhằm giải quyết triệt để bài toán gia nhiệt song song mà không làm gián đoạn chu trình ép phun.

Mục tiêu của dự án

  1. Thiết kế kết cấu cơ khí 3D hoàn chỉnh: Mô hình hóa toàn bộ nửa khuôn động (Moving Half) và cơ cấu xoay luân phiên 2 tấm Insert bằng phần mềm PTC Creo Parametric 8.0.
  2. Tách biệt và đồng bộ hóa hai quá trình nhiệt: Vận hành đồng thời quá trình gia nhiệt cưỡng bức cho Insert 1 tại trạm gia nhiệt ngoài (buồng khí nóng) trong khi Insert 2 đang thực hiện phun ép và giải nhiệt tại lòng khuôn chính.
  3. Quy trình công nghệ gia công cơ khí chính xác: Lập trình CAD/CAM/CNC và gia công hoàn chỉnh các chi tiết phức tạp: Tấm Insert, thanh nối xoay, gối đỡ, khối chặn và hộp khí gia nhiệt.
  4. Thử nghiệm thực tế và tối ưu hóa thông số: Gá đặt bộ khuôn lên máy ép nhựa Haitian, tiến hành ép thử nghiệm vật liệu Polypropylene (PP) và đánh giá độ chính xác biên dạng, co rút cũng như chất lượng bề mặt sản phẩm.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khuôn 2 tấm cải tiến có gắn cụm Insert xoay 180° đối xứng qua trục tâm, áp dụng cho sản phẩm khay nhựa với vật liệu nhựa nhiệt dẻo Polypropylene (PP).

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Hiện nay, các giải pháp gia nhiệt lòng khuôn nhằm nâng cao chất lượng quang học và loại bỏ đường hàn nguội (Weld Line) trên sản phẩm nhựa phân thành ba nhóm chính:

Tiêu chí kỹ thuật Khuôn 2 tấm truyền thống Khuôn Variotherm (RHCM hơi nước/điện trở) Khuôn có cơ cấu xoay Insert (Giải pháp đề xuất)
Thời gian chu trình (Cycle Time) 20 – 25 giây (Chuẩn) 35 – 50 giây (Tăng 40 - 60%) 22 – 26 giây (Tương đương chuẩn)
Chất lượng bề mặt / Điền đầy Trung bình, dễ có vệt dòng, đường hàn Rất cao, triệt tiêu khuyết tật Rất cao, dòng chảy linh động
Hiệu suất năng lượng Trung bình Thấp (Mất nhiệt qua toàn bộ tấm khuôn) Cao (Gia nhiệt cục bộ trên tấm Insert)
Độ phức tạp kết cấu Thấp Rất cao (Đòi hỏi trạm điều khiển hơi nước/lạnh) Trung bình - Khả thi cao về cơ khí
Chi phí đầu tư thiết bị Thấp Rất đắt (Hệ thống điều khiển riêng biệt) Thấp - Tận dụng máy ép hiện hữu

Dựa trên ma trận phân tích yêu cầu MoSCoW:

  • Must have: Cơ cấu xoay 180° chính xác, định vị chặt chẽ không rung lắc khi chịu lực ép phun lên đến hàng chục tấn; hệ thống dẫn hướng bạc - chốt chuẩn xác; 2 tấm Insert đồng nhất kích thước dung sai $\pm 0.015\text{ mm}$.
  • Should have: Hệ thống gia nhiệt hộp khí âm/dương đối xứng cách ly nhiệt với thân khuôn; kênh làm mát bố trí trực tiếp sát lòng khuôn khảo sát.
  • Could have: Tích hợp bộ đếm hành trình điện tử hoặc cảm biến tiệm cận kiểm soát góc quay.
  • Won't have (Giai đoạn này): Động cơ Servo điều khiển tự động độc lập hoàn toàn (sử dụng cơ cấu dẫn động cơ khí/khí nén kết hợp mở khuôn).

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc bộ khuôn được module hóa thành các cụm chức năng chính:

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                       HỆ THỐNG KHUÔN XOAY LÒNG KHUÔN                          |
+-------------------------------------------------------------------------------+
        |                                                   |
        v                                                   v
+-----------------------------+             +-----------------------------+
|     CỤM KHUÔN CỐ ĐỊNH       |             |      CỤM KHUÔN DI ĐỘNG      |
|  - Tấm kẹp trên (Fixed)     |             |  - Tấm kẹp dưới (Moving)    |
|  - Tấm khuôn âm             |             |  - Tấm khuôn dương          |
|  - Bạc cuống phun, Vòng đvị |             |  - Hệ thống Pin lói, Tấm đẩy|
+-----------------------------+             +-----------------------------+
                                                           |
                                                           v
                                            +-----------------------------+
                                            |     CƠ CẤU XOAY INSERT      |
                                            |  - Trục xoay trung tâm      |
                                            |  - Thanh nối 84x10 mm       |
                                            |  - 2 Tấm Insert đối xứng    |
                                            |  - Gối đỡ thanh xoay        |
                                            |  - Khối chặn & Lò xo hồi    |
                                            |  - Hộp khí gia nhiệt âm/dương|
                                            +-----------------------------+

Thông số kỹ thuật chi tiết các cụm chi tiết:

  • Tấm Insert (Cavity/Core Insert): Kích thước bao hình chữ nhật, chứa lòng khuôn khảo sát gia nhiệt và lòng khuôn chuẩn đối xứng qua tâm. Khoảng cách an toàn biên dạng là $5\text{ mm}$.
  • Thanh nối 2 tấm Insert: Kích thước $84 \times 10\text{ mm}$, gia công rãnh lắp ghép chính xác ở 2 đầu, đục lỗ xuyên tâm $\varnothing 6\text{ mm}$ để liên kết với trục xoay.
  • Trục xoay (Thanh xoay): Kết cấu bậc gồm đầu giữ $\varnothing 8\text{ mm}$ dày $5\text{ mm}$, thân trụ $\varnothing 6\text{ mm}$ dài $60\text{ mm}$, đầu lắp ghép khoan lỗ $\varnothing 5\text{ mm}$ sâu $10\text{ mm}$ và vát mép Chamfer $0.5 \times 45^\circ$.
  • Gối đỡ trục xoay: Kích thước $24 \times 9\text{ mm}$, bố trí 4 lỗ bắt bu lông $\varnothing 2\text{ mm}$ định vị chính xác vào tấm khuôn di động.
  • Hộp khí gia nhiệt: Gồm hộp khí âm và hộp khí dương, lắp đặt ở nửa trên khuôn để thổi khí nóng đối lưu trực tiếp vào tấm Insert đang chờ.

Technology Stack & Công cụ chế tạo:

  • CAD/CAM Modeling: PTC Creo Parametric 8.0 (Modules: Part Design, Parting Surface, Volume Split, Mold Assembly).
  • CAE Flow Simulation: Moldex3D R17 / SolidWorks Plastics (Đánh giá nhiệt độ điền đầy, áp suất phun và ứng suất dư).
  • Gia công CNC: Trung tâm gia công phay CNC 3 trục Mazak/Hass, máy mài phẳng Okamoto, máy khoan cần và máy tiện vạn năng.
  • Thiết bị ép phun: Máy ép nhựa Haitian 120T thủy lực (Lực kẹp khuôn: 1200 kN, đường kính trục vít: 35 mm).
  • Vật liệu chế tạo: Thép làm khuôn P20/C45 tiêu chuẩn, thép SKD61 tôi cứng bề mặt cho các chi tiết chuyển động, hạt nhựa Polypropylene (PP) cấp độ ép phun thương mại.

Methodology

Quy trình phát triển dự án áp dụng mô hình kỹ thuật song song (Concurrent Engineering) kết hợp kiểm thử phân đoạn:

  1. Giai đoạn 1 (Milestone M1): Thiết kế 3D sản phẩm, mô hình hóa mặt phân khuôn (Parting Surface) trên Creo 8.0, tính toán độ co rút của nhựa PP ($S = 1.5 - 2.0%$).
  2. Giai đoạn 2 (Milestone M2): Thiết kế hệ thống cơ cấu xoay, mô phỏng động học va chạm khi mở khuôn và xoay $180^\circ$.
  3. Giai đoạn 3 (Milestone M3): Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết (CAPP), xuất mã lệnh G-code, gia công CNC các tấm khuôn và cơ cấu xoay.
  4. Giai đoạn 4 (Milestone M4): Lắp ráp, đánh bóng lòng khuôn đạt độ nhám $Ra \le 0.4,\mu\text{m}$, kiểm tra độ đảo trục quay $< 0.02\text{ mm}$.
  5. Giai đoạn 5 (Milestone M5): Ép thử nghiệm trên máy Haitian, ghi nhận thông số chu kỳ và tối ưu hóa.

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình tách khuôn và thiết kế chi tiết trên phần mềm PTC Creo Parametric 8.0 được thực hiện theo các bước chuẩn hóa:

  1. Khởi tạo và định vị mô hình (Reference Model): Import chi tiết sản phẩm khay đá, gán hệ số bù co rút cho nhựa PP theo công thức kích thước lòng khuôn: $$D_M = D_P \cdot (1 + S)$$ (Trong đó: $D_M$ là kích thước lòng khuôn, $D_P$ là kích thước danh nghĩa sản phẩm, $S = 0.018$ là hệ số co rút thể tích trung bình).
  2. Tạo mặt phân khuôn (Parting Surface): Sử dụng các lệnh Fill, Extend, Merge Surface kết hợp tạo mặt phân khuôn chính xác đảm bảo không bị kẹt lẫy (Undercut) và thoát khuôn tối ưu.
  3. Phân tách thể tích khuôn (Volume Split): Thực hiện lệnh Mold Volume Split phân tách khối phôi thành hai thành phần chính: Lòng khuôn âm (Cavity) và Lõi khuôn dương (Core), sau đó thực hiện lệnh Cavity Insert để hóa rắn (Solidify) các linh kiện.
  4. Thiết kế cụm xoay 180°: Lắp ráp mô đun Insert vào thanh nối ($84 \times 10\text{ mm}$) và trục xoay ($\varnothing 6\text{ mm}$), xác lập các ràng buộc động học Cylinder Connection và Pin Connection để kiểm soát góc quay chính xác.
( ========================================================= )
( CHUONG TRINH PHAY CNC GIA CONG RANH THANH NOI INSERT     )
( TOOL: ENDMILL D6 - VAT LIEU: THEP P20 - MAY PHAY CNC 3 TRUC)
( ========================================================= )
O1001 (GIA CONG THANH NOI 84x10)
G21 G90 G40 G80 G49
G54 (HE TOA DO G54)
T01 M06 (DAO PHAY NGON D6 R0)
S2800 M03 (TOC DO TRUC CHINH 2800 RPM)
G00 X-45.0 Y0.0 Z10.0 M08 (CHAY DAO NHANH, BAT DUNG DICH NGUOI)
G01 Z2.0 F1000
G01 Z-2.5 F250 (AN DAO THEO TRUC Z VOI FEEDRATE 250 mm/min)
( CHAY BIEN DANG PHAY RANH DUNG SAI +-0.015 )
G01 X-42.0 Y-5.0 F650
G01 X42.0
G02 X45.0 Y-2.0 R3.0
G01 Y2.0
G02 X42.0 Y5.0 R3.0
G01 X-42.0
G02 X-45.0 Y2.0 R3.0
G01 Y-5.0
G00 Z15.0
M09 (TAT DUNG DICH NGUOI)
G28 G91 Z0. M05
G28 Y0.
M30

Công thức tính toán chế độ cắt khi gia công chi tiết trục xoay và thanh nối trên máy CNC: $$n = \frac{1000 \cdot V_c}{\pi \cdot d} \quad (\text{vòng/phút}), \quad V_f = n \cdot z \cdot f_z \quad (\text{mm/phút})$$

  • Với dao phay ngón hợp kim $d = 6\text{ mm}$, vận tốc cắt $V_c = 55\text{ m/phút}$, số răng $z = 4$, lượng chạy dao trên mỗi răng $f_z = 0.05\text{ mm/răng} \Rightarrow n \approx 2900\text{ RPM}, V_f \approx 580\text{ mm/phút}$.

Testing và validation

Quá trình ép thử nghiệm được tiến hành trên máy ép phun Haitian 120T tại xưởng thực hành cơ khí. Các thông số ép thử nghiệm được thiết lập và ghi nhận như sau:

Thông số công nghệ Giá trị thiết lập thực nghiệm Đơn vị đo
Nhiệt độ gia nhiệt trục vít (Vùng 1 - 2 - 3 - Vòi phun) $180 - 195 - 210 - 220$ $^\circ\text{C}$
Nhiệt độ khí nóng gia nhiệt Insert ngoài $85 - 95$ $^\circ\text{C}$
Áp suất phun (Injection Pressure) $75$ $\text{bar}$
Thời gian phun điền đầy (Injection Time) $2.4$ giây
Áp suất duy trì (Holding Pressure) $45$ $\text{bar}$
Thời gian làm nguội (Cooling Time) $12.0$ giây
Thời gian xoay Insert 180° $1.8$ giây
Tổng thời gian chu trình (Total Cycle Time) 24.5 giây 
BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ THỜI GIAN TRONG MỘT CHU TRÌNH ÉP (24.5 GIÂY)

Kết quả đạt được

  • Chất lượng tạo hình: Sản phẩm khay nhựa PP điền đầy $100%$ biên dạng, bề mặt không có bọt khí, loại bỏ hiện tượng vết lõm (Sink Marks) tại các gân tăng cứng nhờ Insert được gia nhiệt sơ bộ trước khi ép.
  • Sai số hình học: Kích thước sản phẩm sau 24h đo bằng thước kẹp điện tử Mitutoyo đạt độ chính xác trong khoảng dung sai cho phép $\pm 0.05\text{ mm}$.
  • Độ ổn định cơ cấu xoay: Cụm thanh xoay và gối đỡ hoạt động trơn tru qua hơn 50 chu kỳ ép thử liên tục, không xảy ra hiện tượng kẹt cơ khí hoặc mất vị trí định vị.

Đổi mới và đóng góp

  1. Đổi mới phương pháp gia nhiệt đồng thời (Parallel Thermal Processing): Khác với phương pháp truyền thống phải đợi khuôn gia nhiệt rồi mới phun, việc tách rời vùng gia nhiệt lên hộp khí riêng biệt cho phép Insert được nung nóng liên tục trong suốt thời gian ép và làm nguội của chu trình trước đó.
  2. Cơ chế xoay định vị chính xác cao: Thiết kế gối đỡ $24 \times 9\text{ mm}$ cùng thanh xoay tích hợp lò xo định vị giúp bù khe hở nhiệt khi khuôn đóng, đảm bảo độ kín khít khống chế bavia dưới $0.02\text{ mm}$.
  3. Tối ưu hóa năng lượng và rút ngắn thời gian chu kỳ:
Chỉ số đánh giá Khuôn gia nhiệt tuần hoàn tại chỗ Khuôn có cơ cấu xoay lòng khuôn Mức độ cải thiện (%)
Thời gian gia nhiệt trong chu trình 15 giây (Chiếm thời gian máy) 0 giây (Gia nhiệt song song) Tiết kiệm 100% thời gian chờ
Tổng chu trình ép (Cycle Time) 39.5 giây 24.5 giây Giảm 38.0% thời gian
Năng lượng gia nhiệt tiêu thụ Gia nhiệt toàn bộ thân khuôn Gia nhiệt cục bộ tấm Insert Tiết kiệm ~42% điện năng
Độ bóng bề mặt (Gloss Unit - GU) 82 GU 88 GU Tăng 7.3% độ bóng
  1. Đóng góp học thuật và công nghiệp: Cung cấp tài liệu thiết kế - chế tạo thực chứng cho mô hình khuôn xoay Insert, làm nền tảng cho các nghiên cứu chuyên sâu về khuôn nhiều màu (Multi-shot Molding) hoặc khuôn ép chi tiết quang học chính xác tại Việt Nam.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Real-world use cases

  • Sản xuất linh kiện quang học và thấu kính nhựa: Yêu cầu độ bóng bề mặt cực cao, không có ứng suất dư và biến dạng dòng chảy.
  • Sản xuất sản phẩm mỏng (Thin-wall Packaging): Giúp nhựa nóng chảy điền đầy nhanh chóng các thành mỏng dưới $0.6\text{ mm}$ mà không bị đông tụ sớm.
  • Sản phẩm gia dụng cao cấp: Ứng dụng ép khay đá, hộp bảo quản thực phẩm trong suốt bằng nhựa PP/PS không bị vệt mờ hay đường hàn.
LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI VÀ HOÀN VỐN ĐẦU TƯ (ROI)
+-------------------+      +-------------------+      +--------------------+
|   Tháng 1 - 2     | ---> |   Tháng 3 - 4     | ---> |   Tháng 5 - 12     |
| Chuẩn hóa thiết kế|      | Chế tạo khuôn &   |      | Vận hành sản xuất  |
| mô-đun Insert xoay|      | Thử nghiệm tối ưu |      | Thu hồi vốn đầu tư |
+-------------------+      +-------------------+      +--------------------+

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Chi phí chế tạo thêm cơ cấu xoay: Khoảng $15.000.000 - 20.000.000\text{ VNĐ}$ cho phôi thép SKD61, gia công CNC chính xác và hộp khí nhiệt.
  • Hiệu quả tăng sản lượng: Chu kỳ giảm từ $39.5\text{ s}$ xuống $24.5\text{ s}$ giúp tăng sản lượng ép từ $91\text{ sản phẩm/giờ}$ lên $146\text{ sản phẩm/giờ}$ (Tăng $60.4%$ năng suất ca máy).
  • Thời gian hoàn vốn ước tính: 6 đến 8 tháng đối với dây chuyền sản xuất hàng loạt liên tục 2 ca/ngày.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Kích thước bao khuôn tăng: Cần khoảng không gian phía trên để bố trí hộp khí gia nhiệt và trục xoay, làm tăng chiều cao vỏ khuôn thêm khoảng 15 - 20%.
  • Chưa tự động hóa hoàn toàn góc xoay: Trong mô hình thực nghiệm thí nghiệm, cơ cấu xoay vẫn cần hỗ trợ từ cữ chặn cơ khí và xylanh khí nén cơ bản thay vì động cơ Servo điều khiển vòng kín.
  • Mài mòn nhiệt: Sự thay đổi nhiệt độ liên tục của tấm Insert ($85^\circ\text{C} \leftrightarrow 35^\circ\text{C}$) đòi hỏi chế độ bôi trơn và bảo dưỡng gối đỡ khắt khe hơn.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Tích hợp động cơ Servo Direct-Drive: Điều khiển góc quay $180^\circ$ chính xác đến $\pm 0.01^\circ$ đồng bộ trực tiếp với PLC máy ép nhựa.
  • Ứng dụng công nghệ gia nhiệt cảm ứng điện từ (Induction Heating): Thay thế hộp khí nóng bằng cuộn dây cảm ứng tần số cao tích hợp, giúp nâng nhiệt tấm Insert lên $120^\circ\text{C}$ chỉ trong 3 - 5 giây.
  • Cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc (IR Sensor): Giám sát nhiệt độ thời gian thực của bề mặt Insert trước khi xoay vào vị trí ép phun để tự động điều chỉnh áp lực phun.

Đối tượng hưởng lợi

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                             ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI                               |
+-------------------------------------------------------------------------------+
|  SINH VIÊN & NGHIÊN CỨU SINH      |  KỸ SƯ THIẾT KẾ KHUÔN (CAD/CAM/CAE)       |
|  - Tài liệu thực hành tách khuôn  |  - Giải pháp thiết kế cơ cấu xoay module  |
|  - Quy trình vận hành máy Haitian |  - Bộ thông số chế độ cắt chuẩn thép P20  |
+-----------------------------------+-------------------------------------------+
|  DOANH NGHIỆP ÉP PHUN NHỰA        |  CHUYÊN GIA VẬT LIỆU POLYMER              |
|  - Giải pháp tăng 60% năng suất   |  - Dữ liệu thực nghiệm co rút nhựa PP     |
|  - Giảm chi phí đầu tư thiết bị   |  - Tối ưu hóa vi cấu trúc bề mặt          |
+-------------------------------------------------------------------------------+
  • Sinh viên ngành Cơ khí/Chế tạo máy: Tiếp cận tài liệu thiết kế khuôn thực tế trên Creo Parametric 8.0, hiểu rõ nguyên lý hoạt động của cụm chi tiết cơ khí phức tạp.
  • Kỹ sư thiết kế khuôn mẫu: Tham khảo thông số dung sai lắp ghép, kết cấu thanh xoay và gối đỡ làm cơ sở ứng dụng vào các dòng khuôn xoay nhiều lòng khuôn (Rotary Cavity Molds).
  • Doanh nghiệp sản xuất nhựa: Ứng dụng giải pháp gia nhiệt song song để nâng cao chất lượng sản phẩm xuất khẩu mà không phải đầu tư hệ thống máy móc Variotherm đắt đỏ hàng tỷ đồng.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu của máy ép nhựa để lắp đặt bộ khuôn này là gì?

Máy ép nhựa cần có hành trình mở khuôn (Daylight Opening) đủ lớn (tối thiểu lớn hơn 2 lần bề dày khuôn cộng khoảng lọt phôi) để tạo không gian cho trục xoay Insert tiến ra và quay $180^\circ$. Lực kẹp khuôn tối thiểu từ 100 tấn trở lên để đảm bảo giữ kín mặt phân khuôn khi có cơ cấu Insert lắp ghép.

2. Dung sai gia công giữa tấm Insert, thanh nối và gối đỡ cần đạt mức nào?

Để hạn chế bavia và chống kẹt cơ cấu khi giãn nở nhiệt, dung sai lắp ghép trục - lỗ của thanh xoay và gối đỡ được khống chế ở mức $\text{H7/h6}$, độ phẳng bề mặt lắp ghép tấm Insert đạt $\pm 0.015\text{ mm}$, độ nhám bề mặt tiếp xúc $Ra \le 0.8,\mu\text{m}$.

3. Phương pháp này có thể áp dụng cho các loại nhựa kỹ thuật khác ngoài PP không?

Hoàn toàn có thể. Giải pháp cơ cấu xoay gia nhiệt này đặc biệt hiệu quả với các loại nhựa vô định hình hoặc bán kết tinh có nhiệt độ khuôn yêu cầu cao như Polycarbonate (PC), ABS, Polyamide (PA66), Polyoxymethylene (POM) nhằm xóa bỏ hoàn toàn đường hàn nguội và nâng cao cơ tính sản phẩm.

4. Chi phí bảo trì cơ cấu xoay lòng khuôn có cao hơn khuôn thông thường không?

Chi phí bảo trì tăng khoảng 10 - 15% do cần định kỳ kiểm tra mỡ bôi trơn chịu nhiệt tại gối đỡ trục xoay, kiểm tra độ mỏi của lò xo hồi và vệ sinh cặn bám trong hộp khí gia nhiệt sau mỗi 50.000 chu kỳ ép.

5. Thời gian thu hồi vốn đầu tư (ROI) của giải pháp này là bao lâu?

Nhờ cắt giảm $38%$ thời gian chu kỳ ép và tăng năng suất ca máy thêm $60.4%$, đối với các nhà máy chạy sản lượng lớn (từ 50.000 sản phẩm/tháng), thời gian thu hồi toàn bộ chi phí chênh lệch chế tạo khuôn cơ cấu xoay dao động từ 6 đến 8 tháng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chế tạo mô hình khuôn phun ép nhựa có dùng cơ cấu xoay lòng khuôn" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM dưới sự hướng dẫn của ThS. Đoàn Tất Linh đã giải quyết thành công bài toán xung đột giữa chất lượng gia nhiệt bề mặt và thời gian chu trình ép phun. Bằng việc làm chủ quy trình CAD/CAM/CNC trên Creo Parametric 8.0, chế tạo chính xác cụm cơ cấu xoay Insert 180° và thực nghiệm thành công trên máy ép Haitian 120T, đề tài đã chứng minh tính khả thi cao, giảm $38%$ thời gian chu trình và tiết kiệm $42%$ năng lượng gia nhiệt so với phương pháp Variotherm truyền thống. Đây là đóng góp thực tiễn có giá trị ứng dụng cao cho ngành công nghiệp cơ khí khuôn mẫu Việt Nam trong tiến trình tự chủ công nghệ sản xuất tiên tiến.