Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong lĩnh vực công nghiệp gia công cơ khí chính xác và chế tạo thiết bị, công nghệ khuôn mẫu và ép phun nhựa đóng vai trò then chốt để sản xuất hàng loạt các chi tiết có độ chính xác cao. Sự phân bố nhiệt độ không đồng đều trong lòng khuôn là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến các khuyết tật của sản phẩm nhựa như cong vênh, biến dạng nhiệt, co ngót không đều và làm giảm tuổi thọ của bộ khuôn. Việc gia nhiệt và giải nhiệt khuôn đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ nhằm ổn định chu kỳ ép và nâng cao chất lượng sản phẩm. Phương pháp điều chỉnh nhiệt độ truyền thống thường dựa vào quy trình thử - sai tốn kém thời gian và chi phí. Do đó, việc nghiên cứu ứng dụng lớp làm mát (cooling layer) kết hợp mô phỏng số trên nền tảng kỹ thuật trợ giúp bằng máy tính (Computer Aided Engineering - CAE) trở nên cần thiết nhằm dự đoán chính xác trường nhiệt độ trong lòng khuôn.

Đề tài "Mô phỏng phân bố nhiệt của lòng khuôn khi gia và giải nhiệt bằng cooling layer" (Mã số đề tài: CKM_109, SKL013379) do sinh viên Nguyễn Thành An và Võ Thanh Tùng thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Phạm Sơn Minh tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (tháng 06/2024), tập trung giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu sau:

  1. Thiết kế mô hình 3D và xây dựng mô hình lưới mô phỏng phân bố nhiệt của lòng khuôn tích hợp hệ thống cooling layer.
  2. Thiết lập các điều kiện biên nhiệt học và thủy động lực học cho quá trình mô phỏng truyền nhiệt.
  3. Tiến hành mô phỏng quá trình gia nhiệt và giải nhiệt ứng với các điều kiện biên và hình dáng hình học khác nhau của các tấm insert.
  4. Khảo sát, trích xuất dữ liệu phân bố nhiệt độ theo các mốc thời gian và nhiệt độ đầu vào.
  5. So sánh, đối chứng kết quả mô phỏng số với số liệu đo đạc từ quá trình thực nghiệm, từ đó đánh giá sự phù hợp và đề xuất hướng tối ưu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống kênh làm mát dạng lớp (cooling layer) và trường phân bố nhiệt độ trên bề mặt lòng khuôn trong hai giai đoạn gia nhiệt và giải nhiệt.
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Khảo sát mô hình khuôn ép nhựa hai tấm với các tấm insert thử nghiệm có độ dày và hình học khác nhau (mẫu thử uốn và mẫu thử kéo).
    • Khảo sát quá trình gia nhiệt ở 5 mức nhiệt độ của chất lỏng truyền nhiệt: 50°C, 60°C, 70°C, 80°C, và 90°C.
    • Khảo sát động học nhiệt theo thời gian: từ 5 giây đến 80 giây (tùy theo mức nhiệt độ gia nhiệt) và quá trình giải nhiệt tại 90°C qua các mốc thời gian 15s, 30s, 45s, 60s, 75s.
    • Phân tích 3 trạng thái dòng chảy của lưu chất: chặn dòng kéo, chặn dòng uốn, và không chặn dòng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình ứng dụng

  • Lý thuyết khuôn ép phun nhựa: Cấu tạo tổng thể của bộ khuôn ép nhựa bao gồm phần khuôn cố định (Cavity - khuôn cái), phần khuôn di động (Core - khuôn đực), hệ thống định vị (bạc định vị, chốt định vị), hệ thống dẫn hướng, giàn đẩy (tấm kẹp đẩy, tấm đẩy, chốt đẩy, chốt hồi, trụ kê), và hệ thống điều nhiệt. Phân loại khuôn theo số tầng, kênh dẫn (nóng/nguội), và kết cấu hai tấm.
  • Cơ chế truyền nhiệt trong khuôn mẫu: Quá trình truyền nhiệt phức hợp bao gồm dẫn nhiệt qua thành kim loại của khuôn (Core, tấm insert) và truyền nhiệt đối lưu cưỡng bức giữa bề mặt kênh dẫn/lớp làm mát với dòng môi chất (nước nóng gia nhiệt và nước lạnh giải nhiệt).
  • Hệ thống làm mát biên dạng (Conformal Cooling Channels - CCCs) và Cooling Layer: Khái niệm ứng dụng các lớp và kênh làm mát ôm sát biên dạng lòng khuôn nhằm tăng diện tích tiếp xúc truyền nhiệt, giảm thiểu gradient nhiệt độ cục bộ.
  • Phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi (DOE): Cơ sở lý thuyết về thiết kế thí nghiệm theo ma trận trực giao nhằm tối ưu hóa các thông số công nghệ và đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào.
  • Tiêu chuẩn cơ tính mẫu thử: Lý thuyết về tạo hình các mẫu thử kéo và mẫu thử uốn phục vụ kiểm tra cơ tính vật liệu polyme.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp mô phỏng số (CAE/CFD): Sử dụng bộ công cụ ANSYS Workbench (phân hệ ANSYS CFX) để mô hình hóa hình học, chia lưới (meshing), thiết lập điều kiện ban đầu (Initial Conditions), vật liệu (Core, Water), hệ số truyền nhiệt bề mặt (Wall Heat Transfer Coefficient), và giải phương trình truyền nhiệt phụ thuộc thời gian (Transient Thermal Analysis).
  • Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Thực hiện trên bộ khuôn thực nghiệm với bề mặt lòng khuôn được sơn đen nhằm chuẩn hóa độ phát xạ nhiệt. Sử dụng camera nhiệt và phần mềm SmartView để đo đạc, ghi nhận ảnh nhiệt và phân tích trường nhiệt độ lòng khuôn theo 10 khoảng thời gian phân chia trong chu kỳ gia/giải nhiệt.
  • Phương pháp xử lý số liệu và phân tích thống kê: Thu thập dữ liệu nhiệt độ từ ANSYS (thông qua công cụ Timestep Selector) và dữ liệu SmartView; xử lý số liệu, tính toán độ lệch và vẽ biểu đồ động học nhiệt độ trên phần mềm Origin.
+-------------------------------------------------------------------------------+
| NGUỒN DỮ LIỆU SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU                                        |
+------------------------------------+------------------------------------------+
| Loại dữ liệu                       | Nguồn cung cấp / Thiết bị trích xuất     |
+------------------------------------+------------------------------------------+
| Mô hình hình học 3D                | Phần mềm CAD (bộ khuôn 2 tấm, 5 tấm core)|
| Dữ liệu trường nhiệt mô phỏng      | Phần mềm ANSYS CFX / Workbench 2023      |
| Dữ liệu nhiệt độ thực nghiệm       | Thiết bị đo nhiệt độ, phần mềm SmartView |
| Dữ liệu công trình tham chiếu      | Nghiên cứu của PGS.TS Phạm Sơn Minh -     |
|                                    | Đỗ Thành Trung (2020) và Vargas-Isaza (2021) |
+------------------------------------+------------------------------------------+

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương này làm rõ tính cấp thiết của việc kiểm soát nhiệt độ lòng khuôn trong công nghệ ép phun nhựa. Phân tích các tổn thất về chi phí, năng lượng và chất lượng sản phẩm nếu quá trình giải nhiệt không đồng đều hoặc phải phụ thuộc vào phương pháp thử - sai. Xác lập mục tiêu nghiên cứu là xây dựng mô hình mô phỏng ANSYS cho hệ thống cooling layer, khảo sát phân bố nhiệt theo thời gian và nhiệt độ, đồng thời so sánh độ chính xác với kết quả đo đạc thực nghiệm. Xác định rõ đối tượng, phạm vi nghiên cứu, phương pháp luận và kết cấu 7 chương của đồ án.

Chương 2: Tổng quan về nghiên cứu đề tài

Trình bày tổng quan về nhu cầu sử dụng các sản phẩm phun ép nhựa trong các ngành công nghiệp phụ trợ (ô tô, điện tử, y tế, gia dụng) nhờ các đặc tính nhẹ, bền, linh hoạt và chi phí thấp. Khái quát các phương pháp thiết kế khuôn từ truyền thống (bản vẽ 2D), CAD (mô hình hóa 3D), CAE (phân tích tối ưu hóa dòng chảy và nhiệt độ) đến CAM/CNC (gia công tự động).

Tổng hợp các công trình nghiên cứu liên quan:

  • Nghiên cứu trong nước: Đề tài của PGS.TS Phạm Sơn Minh và Đỗ Thành Trung về "Ảnh hưởng của các thông số trong quá trình làm nguội theo xung động dòng chảy". Kết quả chỉ ra phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy giúp rút ngắn thời gian làm nguội từ 15s xuống 3s (giảm 80%), chu kỳ ép giảm từ 24s xuống 12s (giảm 50%) so với làm nguội liên tục, đồng thời làm rõ mối quan hệ giữa thời gian chảy và nhiệt độ nước làm nguội ở các mức nhiệt độ khuôn 84°C, 99°C, 114°C.
  • Nghiên cứu ngoài nước: Công trình của Carlos Vargas-Isaza và cộng sự về "Đánh giá hiệu quả làm mát của khuôn phun polyme bằng mô phỏng máy tính bằng cách sử dụng các kênh phù hợp (CCCs)". Kết quả mô phỏng phần tử hữu hạn chứng minh CCCs giúp giảm 9,26% độ cong vênh chi tiết hình cốc ở khuôn thép, và giảm độ cong vênh từ 32,4% (khuôn kim loại) đến 59,8% (khuôn polyme) đối với các chi tiết có độ cứng hình học thấp.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Trình bày chi tiết phân loại khuôn ép nhựa theo số tầng, loại kênh dẫn (nóng/nguội), cách bố trí (hai tấm, ba tấm, nhiều tầng, tháo chốt ngang), và lực kẹp khuôn. Mô tả cụ thể cấu tạo bộ khuôn hoàn chỉnh gồm: tấm kẹp trên/dưới, tấm khuôn trên/dưới, bạc định vị, chốt định vị, tấm đỡ, thanh kê, giàn đẩy (tấm đẩy, tấm kẹp đẩy, chốt đẩy, chốt hồi, trụ kê). Phân tích nguyên lý làm việc của khuôn hai tấm cùng ưu nhược điểm vận hành.

Mô tả mô hình sản phẩm mẫu thử của nhóm (chi tiết mẫu kéo và uốn), thiết kế tấm khuôn dương chứa hệ thống cooling layer và các tấm insert sau gia công. Giới thiệu tổng quan về phương pháp uốn, kéo và tiêu chuẩn áp dụng; cơ sở phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi; luận giải lý do lựa chọn giải pháp cooling layer thay thế cho các kênh làm mát truyền thống.

Chương 4: Ứng dụng mô phỏng CAE vào khuôn

Giới thiệu môi trường làm việc ANSYS 2023 Workbench và quy trình thiết lập bài toán truyền nhiệt trong phân hệ ANSYS CFX:

  1. Nhập mô hình hình học 3D của tấm khuôn dương và các tấm insert.
  2. Lựa chọn các bề mặt tiếp xúc và thực hiện chia lưới phần tử hữu hạn (Meshing).
  3. Thiết lập loại phân tích (Analysis Type) là bài toán truyền nhiệt phụ thuộc thời gian (Transient).
  4. Khai báo thuộc tính vật liệu: gán thông số vật lý cho tấm khuôn kim loại (Core) và môi chất truyền nhiệt (Water).
  5. Thiết lập điều kiện ban đầu, nhiệt độ dòng vào của nước, hệ số truyền nhiệt đối lưu tại thành (Wall Heat Transfer Coefficient).
  6. Khởi chạy bộ giải (Solver - Define Run), theo dõi quá trình hội tụ và trích xuất kết quả phân bố dải màu nhiệt độ (Temperature Contour) trên bề mặt lòng khuôn thông qua công cụ Timestep Selector.

Chương 5: Kết quả mô phỏng

Trình bày thông số mô phỏng và tập hợp toàn bộ các kết quả mô phỏng trường nhiệt độ trên 5 tấm insert (Tấm 1 đến Tấm 5) tương ứng với 3 trạng thái dòng chảy:

  • Chặn dòng kéo: Khảo sát ở 50°C (16s - 80s), 60°C (10s - 50s), 70°C (9s - 45s), 80°C (7s - 35s), 90°C (6s - 30s).
  • Chặn dòng uốn: Khảo sát ở 50°C (10s - 50s), 60°C (9s - 45s), 70°C (8s - 40s), 80°C (7s - 35s), 90°C (6s - 30s).
  • Không chặn dòng: Khảo sát ở 50°C (14s - 70s), 60°C (12s - 60s), 70°C (9s - 45s), 80°C (7s - 35s), 90°C (5s - 25s).

Chương cũng trình bày kết quả mô phỏng quá trình giải nhiệt tại 90°C ở các mốc thời gian 15s, 30s, 45s, 60s, và 75s. Phần cuối chương lập các bảng dữ liệu đối chứng trực tiếp giá trị nhiệt độ giữa mô phỏng ANSYS và đo đạc thực nghiệm từ 50°C đến 90°C.

Chương 6: Vẽ biểu đồ gia nhiệt và đánh giá

Mô tả quy trình chuyển đổi bảng số liệu sang phần mềm Origin để vẽ các đường đặc tuyến gia nhiệt và giải nhiệt. Thực hiện so sánh, đánh giá động học truyền nhiệt và mức độ đồng đều nhiệt độ giữa 3 chế độ:

  • Chế độ chặn dòng kéo.
  • Chế độ chặn dòng uốn.
  • Chế độ không chặn dòng.

Phân tích đồ thị biến thiên nhiệt độ tại các vị trí lòng khuôn kéo và lòng khuôn uốn nhằm làm rõ ảnh hưởng của độ dày tấm insert và vận tốc dòng chảy đến tốc độ truyền nhiệt.

Chương 7: Kết luận và hướng phát triển của đề tài

Tổng kết các kết quả đạt được về mặt xây dựng mô hình số và độ tin cậy của mô phỏng so với thực tế; chỉ rõ các hạn chế tồn tại trong quá trình thực hiện và định hướng các nghiên cứu tiếp theo.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng và phát hiện chính

  • Khảo sát trường nhiệt gia nhiệt: Đã mô phỏng thành công 15 trường hợp kết hợp (5 tấm insert × 3 trạng thái dòng chảy) qua 5 dải nhiệt độ từ 50°C đến 90°C với các bước thời gian chi tiết. Kết quả cho thấy khi nhiệt độ chất lỏng gia nhiệt tăng từ 50°C lên 90°C, thời gian đạt trạng thái cân bằng nhiệt của bề mặt lòng khuôn giảm rõ rệt (ví dụ ở trạng thái không chặn dòng, thời gian khảo sát rút ngắn từ 70s ở 50°C xuống 25s ở 90°C).
  • Khảo sát quá trình giải nhiệt: Mô hình hóa thành công quá trình hạ nhiệt độ khuôn từ 90°C qua các khoảng thời gian 15s, 30s, 45s, 60s và 75s, cung cấp dữ liệu về tốc độ tản nhiệt của lớp cooling layer.
  • Độ chính xác mô hình: Các bảng so sánh đối chứng giữa mô phỏng ANSYS và đo đạc thực nghiệm quang nhiệt (SmartView) ở các mức 50°C, 60°C, 70°C, 80°C, 90°C cho thấy sự tương đồng về xu hướng biến thiên và giá trị nhiệt độ bề mặt.
+---------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT TRONG ĐỒ ÁN                                     |
+-------------------+-------------------+-------------------------------+---------------------------------+
| Trạng thái dòng   | Mức nhiệt độ (°C) | Dải thời gian khảo sát (giây) | Đối tượng khảo sát              |
+-------------------+-------------------+-------------------------------+---------------------------------+
| Chặn dòng kéo     | 50, 60, 70, 80, 90| 6s - 80s (chia 5 mốc/mức)     | 5 tấm insert (độ dày khác nhau) |
| Chặn dòng uốn     | 50, 60, 70, 80, 90| 6s - 50s (chia 5 mốc/mức)     | 5 tấm insert (độ dày khác nhau) |
| Không chặn dòng   | 50, 60, 70, 80, 90| 5s - 70s (chia 5 mốc/mức)     | 5 tấm insert (độ dày khác nhau) |
+-------------------+-------------------+-------------------------------+---------------------------------+
| Quá trình giải nhiệt: Khảo sát tại 90°C ở các mốc thời gian 15s, 30s, 45s, 60s, 75s                       |
+---------------------------------------------------------------------------------------------------------+

+---------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| DỮ LIỆU THAM CHIẾU VỀ HIỆU QUẢ LÀM NGUỘI TỪ CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN (PGS.TS PHẠM SƠN MINH - ĐỖ THÀNH TRUNG)|
+-------------------+-------------------+-------------------+--------------------+------------------------+
| Phương pháp       | Nhiệt độ khuôn    | Thời gian làm     | Chu kỳ gia công    | Nhiệt độ nước làm nguội|
| làm nguội         | yêu cầu (°C)      | nguội (giây)      | (giây)             | yêu cầu (°C)           |
+-------------------+-------------------+-------------------+--------------------+------------------------+
| Liên tục          | 84                | 15                | 24                 | 85,63                  |
| Gián đoạn (xung)  | 84                | 3 (giảm 80%)      | 12 (giảm 50%)      | 38 - 65                |
| Liên tục          | 99                | 15                | 24                 | 102,40                 |
| Gián đoạn (xung)  | 99                | 3                 | 12                 | 55 - 80                |
| Liên tục          | 114               | 15                | 24                 | 117,35                 |
| Gián đoạn (xung)  | 114               | 3                 | 12                 | 77 - 99                |
+-------------------+-------------------+-------------------+--------------------+------------------------+

Đóng góp của đề tài

  • Về mặt khoa học: Xây dựng quy trình mô phỏng số CAE hoàn chỉnh sử dụng ANSYS CFX cho hệ thống gia và giải nhiệt dạng cooling layer, cung cấp cơ sở dữ liệu về động học truyền nhiệt và phân bố nhiệt độ trên bề mặt lòng khuôn ứng với các kết cấu insert khác nhau.
  • Về mặt thực tiễn: Cung cấp giải pháp kỹ thuật giúp các kỹ sư ngành khuôn mẫu dự đoán trước trường nhiệt độ mà không cần dựa vào phương pháp thử - sai; hỗ trợ tối ưu hóa thiết kế hệ thống giải nhiệt nhằm giảm khuyết tật và tiết kiệm năng lượng sản xuất.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Số lượng trường hợp mô phỏng và biến số thực nghiệm rất lớn (nhiều mức nhiệt độ, nhiều độ dày tấm insert, nhiều trạng thái dòng chảy và bước thời gian) dẫn đến khối lượng tính toán nặng.
  • Kiến thức và kinh nghiệm thực tế của sinh viên thực hiện còn hạn chế, dẫn đến việc giải quyết một số vấn đề phát sinh trong mô hình hóa và thực nghiệm chưa đạt mức tối ưu tuyệt đối.
  • Nghiên cứu mới dừng lại ở phân tích truyền nhiệt đơn thuần trên bề mặt kim loại của lòng khuôn, chưa tích hợp quá trình điền đầy và đông đặc của dòng nhựa nóng chảy thực tế (Filling - Packing - Cooling stages).

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Tối ưu hóa sâu hơn các thông số hình học của hệ thống cooling layer (kích thước kênh, khoảng cách tới bề mặt lòng khuôn) bằng các thuật toán tối ưu hóa kết hợp phương pháp Taguchi.
  • Mở rộng mô hình mô phỏng đa trường vật lý (Multiphysics): kết hợp bài toán truyền nhiệt khuôn với bài toán dòng chảy ép phun hạt nhựa và phân tích độ cong vênh (warpage), co ngót thực tế của sản phẩm ép.
  • Khảo sát ứng dụng cooling layer trên các hệ thống khuôn phức tạp hơn như khuôn ba tấm, khuôn nhiều tầng (stack mold) hoặc khuôn nhiều lòng khuôn (multi-cavity mold).

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Cơ khí Chế tạo máy, Công nghệ Vật liệu Polyme: Dùng làm tài liệu học tập, tham khảo phương pháp luận thiết kế khuôn mẫu, nguyên lý hoạt động của khuôn hai tấm và quy trình ứng dụng công cụ CAE trong nhiệt kỹ thuật.
  • Kỹ sư thiết kế khuôn mẫu và mô phỏng số: Tham khảo quy trình thiết lập bài toán truyền nhiệt trên ANSYS CFX (cách chọn lưới, gán vật liệu kim loại Core và lưu chất Water, cài đặt điều kiện biên Wall Heat Transfer Coefficient, sử dụng Timestep Selector).
  • Các nhà nghiên cứu về công nghệ nhiệt trong khuôn: Tham khảo phương pháp bố trí thực nghiệm đo nhiệt độ bề mặt khuôn bằng camera nhiệt kết hợp sơn đen bề mặt chuẩn hóa phát xạ và phần mềm SmartView.

Câu hỏi thường gặp

1. Trong đồ án, các tác giả đã khảo sát quá trình gia nhiệt ở những mốc nhiệt độ và trạng thái dòng chảy nào?
Quá trình gia nhiệt được khảo sát ở 5 mức nhiệt độ của chất lỏng truyền nhiệt gồm 50°C, 60°C, 70°C, 80°C và 90°C. Tại mỗi mức nhiệt độ, tác giả phân tích trên 5 tấm insert có độ dày khác nhau dưới 3 trạng thái thủy động lực học: chặn dòng kéo, chặn dòng uốn, và không chặn dòng.

2. Phương pháp thực nghiệm đo nhiệt độ lòng khuôn được tiến hành như thế nào để đối chứng với mô phỏng?
Nhóm nghiên cứu lắp đặt tấm insert vào bộ khuôn thực tế, tiến hành sơn đen bề mặt lòng khuôn để chuẩn hóa độ phát xạ nhiệt. Sau khi bơm nước gia nhiệt ở các mức nhiệt độ xác định, thời gian được chia thành các khoảng để chụp ảnh nhiệt độ bằng thiết bị quang nhiệt, sau đó trích xuất và phân tích dữ liệu phân bố nhiệt qua phần mềm SmartView.

3. Phần mềm nào được sử dụng để mô phỏng và công cụ nào được dùng để vẽ đồ thị đánh giá kết quả?
Nhóm tác giả sử dụng phần mềm ANSYS 2023 Workbench (phân hệ ANSYS CFX) để thiết lập lưới, điều kiện biên và giải bài toán phân bố nhiệt phụ thuộc thời gian (Transient). Dữ liệu trích xuất từ ANSYS và thực nghiệm sau đó được tổng hợp và vẽ biểu đồ động học truyền nhiệt bằng phần mềm Origin.

4. Nghiên cứu tham chiếu của PGS.TS Phạm Sơn Minh và Đỗ Thành Trung (2020) được trích dẫn trong đồ án mang lại kết quả gì về phương pháp làm nguội?
Nghiên cứu tham chiếu chứng minh rằng phương pháp làm nguội theo xung động dòng chảy gián đoạn giúp rút ngắn thời gian làm nguội từ 15 giây xuống còn 3 giây (giảm 80%) và giảm thời gian chu kỳ gia công từ 24 giây xuống còn 12 giây (giảm 50%) so với phương pháp làm nguội liên tục, đồng thời làm rõ sự gia tăng nhiệt độ nước làm nguội cần thiết khi tăng thời gian chảy hoặc khi yêu cầu nhiệt độ khuôn cao hơn.

5. Kết quả nghiên cứu quốc tế của Carlos Vargas-Isaza được nêu trong đồ án cho thấy ưu điểm gì của kênh làm mát biên dạng (CCCs)?
Nghiên cứu của Carlos Vargas-Isaza chỉ ra rằng việc sử dụng kênh làm mát biên dạng (CCCs) giúp giảm 9,26% độ cong vênh chi tiết hình cốc trên khuôn thép so với kênh làm mát truyền thống. Đối với các chi tiết có độ cứng hình học thấp, CCCs giúp giảm độ cong vênh 32,4% ở khuôn kim loại và giảm tới 59,8% ở khuôn polyme.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Mô phỏng phân bố nhiệt của lòng khuôn khi gia và giải nhiệt bằng cooling layer" đã xây dựng thành công mô hình mô phỏng số CAE trên phần mềm ANSYS CFX nhằm khảo sát chi tiết trường nhiệt độ của lòng khuôn ép nhựa theo thời gian và nhiệt độ. Nghiên cứu đã thực hiện phân tích toàn diện 15 trường hợp trên 5 tấm insert với 3 trạng thái dòng chảy khác nhau ở các dải nhiệt độ từ 50°C đến 90°C trong cả hai giai đoạn gia nhiệt và giải nhiệt. Kết quả mô phỏng số đạt độ tin cậy và tương đồng cao khi đối chứng với số liệu đo đạc thực nghiệm quang nhiệt qua phần mềm SmartView. Công trình cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu kỹ thuật giá trị phục vụ việc cải tiến kết cấu làm mát, nâng cao chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa hiệu quả sản xuất trong ngành công nghiệp khuôn mẫu.