Luận văn thạc sĩ hcmute nghiên cứu ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền mỏi uốn của đường hàn trong qui trình khuôn ép nhựa

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hcmute nghiên cứu ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền mỏi uốn của đường hàn trong qui trình, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Trọng Nghĩa
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Thông Số Phun Ép Đến Độ Bền Mỏi Uốn Của Đường Hàn Trong Qui Trình Khuôn Ép Nhựa
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tế
• 1.2.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa thực tế
• 1.3. Mục đích nghiên cứu, khách thể nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu
• 1.3.1. Mục đích nghiên cứu
• 1.3.2. Khách thể nghiên cứu
• 1.3.3. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn đề tài
• 1.4.1. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 1.4.2. Giới hạn đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Kết cấu của luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu về công nghệ ép phun
• 2.1.1. Khái niệm về công nghệ ép phun
• 2.1.2. Khả năng công nghệ
• 2.2. Tổng quan về máy ép phun
• 2.2.1. Hệ thống hỗ trợ ép phun
• 2.2.1.1. Thân máy
• 2.2.1.2. Hệ thống thủy lực
• 2.2.1.3. Hệ thống điện
• 2.2.1.4. Hệ thống làm nguội
• 2.2.2. Hệ thống phun
• 2.2.2.1. Phiễu cấp liệu
• 2.2.2.2. Khoang chứa liệu
• 2.2.2.3. Các băng gia nhiệt
• 2.2.2.4. Trục vít
• 2.2.2.5. Bộ hồi tự hở
• 2.2.2.6. Vòi phun

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền mỏi uốn của đường hàn trong quy trình khuôn ép nhựa. Đường hàn (weld line) là một trong những khuyết tật thường gặp trong sản phẩm nhựa, ảnh hưởng lớn đến chất lượng và tính thẩm mỹ. Việc tối ưu hóa thông số phun ép không chỉ giúp cải thiện độ bền của sản phẩm mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất. Các thông số như áp suất phun, nhiệt độ nhựa, và thời gian định hình sẽ được phân tích để xác định mối quan hệ giữa chúng và độ bền mỏi uốn của đường hàn.

II. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để tìm hiểu về ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền của sản phẩm nhựa. Các nghiên cứu như của Keun Park và nhóm tác giả khác đã chỉ ra rằng việc gia nhiệt khuôn có thể làm giảm chiều sâu và bề rộng của đường hàn. Tương tự, nghiên cứu của Yuanxin Zhou cho thấy nhiệt độ dòng chảy và áp suất có ảnh hưởng lớn đến độ bền kéo và tính chất mỏi của nhựa polypropylene. Những nghiên cứu này cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc phân tích độ bền mỏi uốn của đường hàn trong nghiên cứu này.

III. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm cả lý thuyết và thực nghiệm. Phân tích lý thuyết sẽ tổng hợp các thông tin liên quan đến thông số phun ép và độ bền mỏi uốn. Các thí nghiệm thực nghiệm sẽ được thực hiện trên máy ép nhựa SW-120B SHINE WELL, với các mẫu nhựa ABS. Các thông số như áp suất phun, nhiệt độ nhựa, và thời gian phun sẽ được thay đổi để đánh giá ảnh hưởng đến độ bền mỏi uốn của đường hàn. Kết quả sẽ được phân tích và so sánh với các nghiên cứu trước đó để đưa ra kết luận chính xác.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng áp suất phun và nhiệt độ nhựa có ảnh hưởng đáng kể đến độ bền mỏi uốn của đường hàn. Cụ thể, khi nhiệt độ nhựa tăng, độ bền mỏi uốn cũng tăng theo. Điều này cho thấy rằng việc tối ưu hóa thông số phun ép có thể cải thiện đáng kể chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, các yếu tố như thời gian định hình cũng cần được xem xét để đạt được kết quả tốt nhất. Những phát hiện này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có thể áp dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp chế biến nhựa.

V. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng thông số phun ép có ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi uốn của đường hàn trong quy trình khuôn ép nhựa. Việc tối ưu hóa các thông số này là cần thiết để nâng cao chất lượng sản phẩm. Đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo là mở rộng phạm vi nghiên cứu đến các loại nhựa khác và các thông số phun ép khác để có cái nhìn toàn diện hơn về vấn đề này. Những kết quả đạt được từ nghiên cứu này có thể giúp các doanh nghiệp trong ngành chế biến nhựa cải thiện quy trình sản xuất và chất lượng sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp chế tạo sản phẩm nhựa, công nghệ ép phun đóng vai trò then chốt với khả năng tạo ra các sản phẩm có hình dạng phức tạp, độ nhẵn bề mặt cao và tính lặp lại trong sản xuất hàng loạt. Theo báo cáo của ngành, các sản phẩm nhựa chiếm tỷ trọng lớn trong các lĩnh vực như đồ dùng sinh hoạt, linh kiện cơ khí và các sản phẩm tiêu dùng khác. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn là sự xuất hiện của đường hàn (weld line) trên sản phẩm, làm giảm đáng kể độ bền cơ học, đặc biệt là độ bền mỏi uốn của sản phẩm nhựa.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá ảnh hưởng của các thông số phun ép như áp suất phun, nhiệt độ nhựa, thời gian phun, áp suất định hình và thời gian định hình đến độ bền mỏi uốn của đường hàn trong quy trình khuôn ép nhựa, sử dụng vật liệu nhựa ABS SW750. Nghiên cứu được thực hiện trên máy ép nhựa SW-120B SHINE WELL với các mẫu thử được chế tạo theo tiêu chuẩn ASTM D790, trong khoảng thời gian nghiên cứu từ năm 2017 đến 2018 tại thành phố Hồ Chí Minh.

Ý nghĩa của nghiên cứu không chỉ nằm ở việc nâng cao chất lượng sản phẩm nhựa, giảm thiểu khuyết tật đường hàn mà còn góp phần tối ưu hóa quy trình sản xuất, tăng năng suất và giảm chi phí cho doanh nghiệp. Kết quả nghiên cứu cung cấp biểu đồ thực nghiệm giúp xác định thông số phun ép tối ưu, từ đó nâng cao độ bền mỏi uốn của sản phẩm, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường về chất lượng và độ bền sản phẩm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết về công nghệ ép phun nhựa và lý thuyết về cơ học vật liệu, đặc biệt là tính chất mỏi uốn của vật liệu nhựa. Công nghệ ép phun được mô tả là quá trình gia nhiệt vật liệu nhựa đến trạng thái chảy dẻo, sau đó phun ép vào khuôn dưới áp suất cao để tạo hình sản phẩm. Các thông số phun ép như nhiệt độ nhựa, áp suất phun, thời gian phun và áp suất định hình ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của sản phẩm, đặc biệt là tại vị trí đường hàn.

Mô hình nghiên cứu tập trung vào ảnh hưởng của các thông số phun ép đến độ bền mỏi uốn của đường hàn trên vật liệu nhựa ABS SW750. Các khái niệm chính bao gồm: đường hàn (weld line), độ bền mỏi uốn (fatigue bending strength), áp suất phun (injection pressure), nhiệt độ nhựa (melt temperature), và thời gian định hình (holding time). Nghiên cứu cũng tham khảo các mô hình thí nghiệm và phân tích từ các công trình trước đây về ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn, áp suất phun và tốc độ phun đến độ bền kéo và mỏi của nhựa.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ các thí nghiệm thực tế trên máy ép nhựa SW-120B SHINE WELL, sử dụng vật liệu nhựa ABS SW750. Cỡ mẫu thử được thiết kế theo tiêu chuẩn ASTM D790 với kích thước và hình dạng chuẩn để đảm bảo tính đồng nhất và khả năng so sánh kết quả. Phương pháp chọn mẫu là phương pháp ngẫu nhiên có kiểm soát nhằm đảm bảo tính đại diện và loại bỏ sai số do biến thiên vật liệu.

Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng phương pháp thống kê mô tả và phân tích phương sai (ANOVA) để xác định mức độ ảnh hưởng của từng thông số phun ép đến độ bền mỏi uốn của đường hàn. Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 12 tháng, bao gồm các giai đoạn: thiết kế thí nghiệm, chế tạo mẫu, tiến hành thí nghiệm, thu thập và xử lý số liệu, phân tích kết quả và hoàn thiện luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của áp suất phun: Khi áp suất phun tăng từ 40 MPa lên 60 MPa, độ bền mỏi uốn của đường hàn tăng khoảng 15%, cho thấy áp suất phun cao giúp cải thiện khả năng kết dính tại vị trí đường hàn.

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nhựa: Nhiệt độ nhựa tăng từ 230°C đến 270°C làm tăng độ bền mỏi uốn lên đến 20%. Tuy nhiên, khi nhiệt độ vượt quá 270°C, độ bền có xu hướng giảm nhẹ do hiện tượng phân hủy vật liệu.

3. Ảnh hưởng của thời gian phun và thời gian định hình: Thời gian phun kéo dài từ 3 giây lên 5 giây giúp tăng độ bền mỏi uốn khoảng 10%, trong khi thời gian định hình tối ưu là 15 giây, vượt quá thời gian này không làm tăng đáng kể độ bền.

4. So sánh với mẫu không có đường hàn: Độ bền mỏi uốn của mẫu có đường hàn thấp hơn khoảng 25% so với mẫu không có đường hàn, khẳng định ảnh hưởng tiêu cực của đường hàn đến tính bền mỏi của sản phẩm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự cải thiện độ bền mỏi uốn khi tăng áp suất phun và nhiệt độ nhựa là do khả năng kết dính giữa các dòng chảy nhựa tại vị trí đường hàn được nâng cao, giảm thiểu các khe hở vi mô và khuyết tật bên trong. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ đến độ bền kéo và mỏi của nhựa polypropylene và ABS.

Biểu đồ phân tích cho thấy sự tăng trưởng độ bền mỏi uốn theo từng thông số phun ép có dạng đường cong bậc hai, với điểm tối ưu nằm trong khoảng nhiệt độ và áp suất nhất định. So với các nghiên cứu về độ bền kéo, nghiên cứu này mở rộng thêm khía cạnh độ bền mỏi uốn, một yếu tố quan trọng trong ứng dụng thực tế khi sản phẩm chịu tải trọng lặp đi lặp lại.

Ý nghĩa của kết quả là giúp các nhà sản xuất có thể điều chỉnh thông số phun ép để tối ưu hóa độ bền mỏi uốn của sản phẩm, giảm thiểu lỗi do đường hàn và nâng cao tuổi thọ sản phẩm trong điều kiện sử dụng thực tế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng áp suất phun trong khoảng 55-60 MPa: Để nâng cao độ bền mỏi uốn của đường hàn, doanh nghiệp nên điều chỉnh áp suất phun trong khoảng này, giúp cải thiện khả năng kết dính và giảm khuyết tật.

2. Kiểm soát nhiệt độ nhựa từ 250°C đến 270°C: Nhiệt độ nhựa cần được duy trì trong khoảng này để tối ưu hóa độ bền mỏi, tránh hiện tượng phân hủy vật liệu khi nhiệt độ quá cao.

3. Tối ưu thời gian phun và định hình: Thời gian phun nên duy trì khoảng 4-5 giây, thời gian định hình khoảng 15 giây để đảm bảo nhựa được điền đầy và đông đặc đúng cách, nâng cao chất lượng đường hàn.

4. Đào tạo kỹ thuật viên vận hành: Chủ thể thực hiện là các doanh nghiệp sản xuất nhựa cần tổ chức các khóa đào tạo về kiểm soát và điều chỉnh thông số phun ép, nhằm áp dụng hiệu quả các kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất trong vòng 6 tháng tới.

5. Áp dụng phần mềm mô phỏng: Khuyến nghị sử dụng các phần mềm CAD-CAM-CAE như Moldflow hoặc Moldex3D để mô phỏng quá trình phun ép, giúp dự đoán và tối ưu hóa thông số trước khi sản xuất hàng loạt.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Doanh nghiệp sản xuất nhựa: Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình phun ép, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm tỷ lệ lỗi do đường hàn và tăng tuổi thọ sản phẩm.

2. Nhà thiết kế khuôn ép: Tham khảo các phân tích về ảnh hưởng thông số phun ép đến độ bền mỏi uốn để thiết kế khuôn phù hợp, giảm thiểu khuyết tật và cải thiện hiệu suất sản xuất.

3. Giảng viên và sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí và vật liệu: Sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo cho các khóa học về công nghệ ép phun, cơ học vật liệu và nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất.

4. Các nhà nghiên cứu phát triển vật liệu nhựa: Tham khảo kết quả để phát triển các loại vật liệu nhựa mới có khả năng chịu mỏi uốn tốt hơn, đặc biệt tại vị trí đường hàn.

Câu hỏi thường gặp

1. Đường hàn ảnh hưởng như thế nào đến độ bền sản phẩm nhựa?
   Đường hàn làm giảm độ bền kéo và độ bền mỏi uốn của sản phẩm do tạo ra vùng kết dính yếu, dễ phát sinh vết nứt khi chịu tải trọng lặp lại.

2. Thông số phun ép nào ảnh hưởng nhiều nhất đến độ bền mỏi uốn?
   Nhiệt độ nhựa và áp suất phun là hai thông số có ảnh hưởng lớn nhất, giúp cải thiện khả năng kết dính và giảm khuyết tật tại đường hàn.

3. Có thể loại bỏ hoàn toàn đường hàn trong sản phẩm nhựa không?
   Việc loại bỏ hoàn toàn đường hàn rất khó do thiết kế khuôn và quá trình phun ép, nhưng có thể giảm thiểu ảnh hưởng bằng cách tối ưu thông số phun ép và thiết kế khuôn.

4. Tại sao độ bền mỏi uốn giảm khi nhiệt độ nhựa quá cao?
   Nhiệt độ nhựa quá cao có thể gây phân hủy vật liệu, làm giảm tính liên kết và độ bền cơ học của sản phẩm, đặc biệt tại vị trí đường hàn.

5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất thực tế?
   Doanh nghiệp cần điều chỉnh các thông số phun ép theo biểu đồ thực nghiệm, đồng thời sử dụng phần mềm mô phỏng và đào tạo nhân viên vận hành để đảm bảo hiệu quả.

Kết luận

• Đường hàn là yếu tố làm giảm đáng kể độ bền mỏi uốn của sản phẩm nhựa ABS, ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và chất lượng sản phẩm.
• Áp suất phun và nhiệt độ nhựa là hai thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ bền mỏi uốn của đường hàn, với mức tăng độ bền lên đến 20% khi tối ưu hóa.
• Thời gian phun và thời gian định hình cũng đóng vai trò trong việc cải thiện độ bền, tuy nhiên hiệu quả không lớn bằng hai thông số chính.
• Biểu đồ thực nghiệm được xây dựng giúp doanh nghiệp dễ dàng lựa chọn thông số phun ép tối ưu cho sản xuất.
• Các bước tiếp theo bao gồm áp dụng kết quả nghiên cứu vào quy trình sản xuất thực tế, đào tạo nhân viên và sử dụng phần mềm mô phỏng để nâng cao chất lượng sản phẩm.

Khuyến khích các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu tiếp tục phát triển các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao độ bền mỏi uốn của sản phẩm nhựa, góp phần thúc đẩy ngành công nghiệp nhựa phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TRỌNG NGHĨA NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ PHUN ÉP ĐẾN ĐỘ BỀN MỎI UỐN CỦA ĐƯỜNG HÀN TRONG QUI TRÌNH KHUÔN ÉP NHỰA NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 0 5 8 4 4 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05/2018 Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Luan van Hình 1. 1 Quá tình hình thành đường hàn trên sản phẩm nhựa. Tuy công nghệ thiết kế khuôn phát triển mạnh mẽ với sự hỗ trợ của các phần mền thiết kế và phân tích: NX, solidworks, catia, v.

Nhưng việc loại bỏ triệt để đường hàn (weld line) trên sản phẩm nhựa là một chuyện rất khó dẫn tới độ bền của sản phẩm giảm đáng kể để nâng cao độ bền đường hàn (weld line) của sản phẩm nhựa ngoài việc thiết kế tối ưu bộ khuôn ta còn có thể thay đổi thông số phun ép để có thể tăng độ bền của đường hàn (weld line) dựa vào khả năng kết dính của các thành phần nhựa khi phun ép.2 Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nước. - Đề tài “eliminating weldlines of an injection-molded part with the aid of high- frequency induction heating” năm 2010 [6] - Đề tài được thực hiện bởi Keun Park, Dong-Hwi Sohn and Kwang-Hwan Cho. Nhóm tác giả dùng phương pháp gia nhiệt cảm ứng từ để gia nhiệt cho bề mặt khuôn hình 1.2 với ba khoản nhiệt độ khác nhau 1000C, 1100C và 1200C. 2 Mô hình khuôn thí nghiệm.

- Kết quả quan sát thực nghiệm cho thấy chiều sâu và bề rộng của đường hàn giảm khi nhiệt độ khuôn tăng bảng 1. 1 So sánh kết quả thực nghiệm. 3 Luan van - Đề tài “effects of melt temperature and hold pressure on the tensile and fatigue properties of an injection molded talc-filled polypropylene” [7] - Đề tài được thực hiện bởi Yuanxin Zhou, P.Mallick tác giả đã thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ dòng chảy và áp suất đến khả năng kéo và tính chất mỏi của nhựa polyropylene. Mẫu thí nghiệm được cắt nhỏ từ một tấm mẫu dày 2.5mm được chế tạo theo hai phương pháp như hình 1.4 và 2 tấm mẫu này được ép với 2 chế độ ép khác nhau.

Nhóm thứ nhất: giữ áp suất ở 55.2Mpa và thay đổi nhiệt độ dòng chảy với các giá trị, 209, 232 và 277°C. Nhóm thứ hai: giữ nhiệt độ dòng chảy ở 232°C và thay đổi áp suất với các giá trị, 27. 3 Hướng dòng chảy song song với chiều dài mẫu. 4 Luan van Hình 1.

4 Hướng dòng chảy vuông góc với chiều dài mẫu. L: là mẫu có hướng dòng chảy song song với chiều dài mẫu. W: là mẫu có hướng dòng chảy vuông góc với chiều dài mẫu. WL: là mẫu có xuất hiện đường hàn.

- Kết quả thí nghiệm cho thấy: Đối với hướng dòng chảy: Độ bền kéo và giới hạn mỏi kéo của các mẫu W thấp hơn so với các mẫu L, điều đó cho biết tính không đẳng hướng vốn có của vật liệu, đối với các mẫu WL thì giới hạn mỏi và giới hạn đàn hồi nhỏ hơn đáng kể so với các mẫu W và L. Đối với nhiệt độ và áp suất: Nhiệt độ dòng chảy không ảnh hưởng tới độ bền kéo và giới hạn mỏi của mẫu L, nhưng độ bền kéo và giới hạn mỏi được tăng lên nhờ sự tăng lên của áp suất. Đối với mẫu W nhiệt độ dòng chảy tăng làm cho độ bền kéo và giới hạn mỏi của nó giảm đi, nhưng độ bền kéo và giới hạn mỏi được tăng lên nhờ sự 5 Luan van tăng áp suất phun. Đối với mẫu WL thì độ bền kéo và giới hạn mỏi tăng khi tăng nhiệt độ dòng chảy cũng như áp suất phun.

- Đề tài “Effect of thickness on weld line strength of injection molded thermoplastis conposites” year 2009 [8] - Đề tài được thực hiện bởi Pichai Jariyatammanukul, Nipat Paecheroenchai, Patcharaphol Pomkajohn and Somjate Patcharaphun nhóm tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của bề dài đến độ bền của đường hàn trong khuôn ép nhựa, tác giả sử dụng nhựa PP 30% sợi thủy tinh được ép với bề dày khác nhau từ 2mm, 4mm, 6mm với cùng thông số ép. Với 2 trường hợp có đường hàn và không có đường hàn. Khuôn ép và kết cấu vị trí đường hàn như hình 1. 5 Khuôn sử dụng trong nghiên cứu.

6 Luan van Hình 1. 6 Mẫu thí nghiệm. Mẫu có đường hàn (trái) mẫu không có đường hàn (phải) - Kết quả cho thấy đối với mẫu có đường hàn độ bền kéo và độ bền va đập thấp hơn đáng kể so với mẫu không có đường hàn. Độ bền va đập của các mẫu không có đường hàn không thay đổi đáng kể.

Trái lại độ bền kéo giảm khi bề dày tăng từ 2mm, 4mm, 6mm. Việc tăng độ dày của mẫu không tạo ra bất kỳ thay đổi lớn nào đến độ bền của đường hàn như hình 1. 7 Luan van Hình 1. 7 Độ bền kéo tối đa của mẫu với bề dày khác nhau.

8 Độ bền va đập của mẫu với bề dày khác nhau. 8 Luan van - Đề tài “investigation the effects of obstacle geometries and injection molding parameters on weld line strength using experimental and finite element methods in plastic injection molding” [9] - Đề tài được thực hiện bởi Babur Ozcelik, Emel Kuram, M. Mustafa Topal nhóm tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của chướng ngại vật và thông số phun ép đến độ bền đường hàn trong khuôn ép nhựa sử dụng thực nghiệm và phương pháp phần tử hữu hạn. Nhóm tác giả sử dụng nhựa PP được ép với thông số ép như bảng 1.2 mẫu thí nghiệm như hình 1.

9 Kích thước mẫu thí nghiệm. (a) Mẫu thí nghiệm kéo ISO 527-2 (b) Mẫu thí nghiệm va đập ISO 180. 9 Luan van Bảng 1. 2 Thông số ép mẫu thí nghiệm của Ozcelik.

- Kết quả cho thấy độ bền kéo và độ bền va đập của mẫu có đường hàn thấp hơn đáng kể so với mẫu không có đường hàn. Độ bền va đập của mẫu có đường hàn có xu hướng tăng lên khi áp suất định hình (packing pressure) tăng từ 14 - 20 Mpa. Độ bền kéo của mẫu có đường hàn và mẫu không có đường hàn không có thay đổi lớn khi tăng nhiệt độ nhựa và áp suất định hình. Độ bền va đập của cả hai mẫu có đường hàn và không có đường hàn ở trường hợp chướng ngại vật có góc 150 là cao nhất so với các trường hợp khác.

- Đề tài “fatigue properties of injection molded 33% e-glass fiber reinforced polyamide-6,6” [10] - Đề tài được thực hiện bởi shivanand sankaran, P. Mallick đề tài nghiên cứu tính chất mỏi của nhựa nilon 6,6 30% sợi thủy tinh bằng phương pháp thực nghiệm. Các thông số thí nghiệm bao gồm nhiệt độ nhựa, tốc độ phun, áp suất phun, áp suất định hình. Thông số ép Bảng 1.

3 Thông số ép mẫu thí nghiệm của Mallick. 10 Luan van - Kết quả cho thấy nhiệt độ nhựa và áp suất phun ảnh hưởng nhiều hơn đến độ bền kéo của mẫu hơn so với áp suất định hình và tốc độ phun. Tương tự như độ bền kéo nhiệt độ nhựa và áp suất phun cũng ảnh hưởng lớn tính tính mỏi của vật liệu, nhưng tốc độ phun và áp suất định hình cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính mỏi của vật liệu. - Đề tài “thermal effects on weld and unweld tensile properties of injection moulded short glass fiber reinforced ABS composites” [17] - Đề tài được thực hiện bởi S.

Tác giả nghiên cứu tính chất kéo của nhựa ABS trong trường hợp có đường hàn và không có đường hàn trong khuôn ép nhựa. Mẫu thí nghiệm như hình 1.10 bảng thông số thí nghiệm bảng 1. 10 Kích thước mẫu thí nghiệm của S. 11 Luan van Bảng 1.

4 Bảng thông số thí nghiệm của S. - Kết quả cho thấy độ bền kéo của mẫu tăng khi tăng nhiệt độ nhựa. Độ bền kéo của mẫu không có đường hàn lớn hơn so với mẫu có đường hàn. Độ bền của mẫu có đường hàn tăng khi ta tăng tỉ lệ % sợi thủy tinh.

- Trong nghiên cứu của matti koponen, mô hình nghiên cứu đường hàn như hình 1.11 được tiến hành thực nghiệm với sự thay đổi của tốc độ dòng chảy nhựa, và áp suất phun. Kết quả cho thấy khi tăng tốc độ phun từ 30 𝑐𝑚3 /s đến 380 𝑐𝑚3 /s, độ bền kéo Theo chiều đường hàn tăng từ 122 Mpa đến 145 Mpa. Ngoài ra, khi tăng áp suất nén của khuôn, hầu như tất cả độ bền kéo Theo các phương của đường hàn sẽ được cải thiện. 12 Luan van - Hình 1.

11 Mô hình nghiên cứu độ bền đường hàn của matti koponen. - Đề tài “Effect of weldline on fatigue life of natural rubber parts” [16] - Đề tài được thực hiện bởi Watcharapong Chookaew, Chitchat Dokrak, Nuchanat Na-Ranong, Somjate Patcharaphun. Tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của đường hàn đến độ bền mỏi của cao su tự nhiên trong trường hợp có đường hàn và không có đường hàn. Tác giả thay đổi nhiệt độ khuôn 140 - 160 OC, áp suất định hình 30 – 60 Mpa.

Mẫu thí nghiệm như hình 1.12 13 Luan van Hình 1. 12 Kích thước mẫu thí nghiệm. (a) thử mỏi kéo, (b) thử mỏi uốn - Kết quả cho thấy khi tăng nhiệt độ khuôn và áp suất định hình độ bền mỏi của đường hàn tăng. Độ bền mỏi của mẫu có đường hàn thấp hơn rất nhiều so với mẫu không có đường hàn.

Khi tăng nhiệt độ khuôn 150 – 160 OC, áp suất phun 45 – 60 Mpa độ bền mỏi của đường hàn không thay đổi đáng kể. - Đề tài “Fatigue behavior of calcium carbonate filled polypropylene under high frequency loading” [13] - Đề tài được thực hiện bởi S. Tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của CaCO3 đến độ bền mỏi của đường hàn đối với nhựa PP. Tác giả thay đổi nồng độ CaCO3 0%, 20%, 40%.

Mẫu thí nghiệm như hình 1. 14 Luan van Hình 1. 13 Ảnh mẫu thí nghiệm. - Kết quả cho thấy khi tăng phần trăm chất phụ gia CaCO3 độ bền mỏi của mẫu giảm.

- Một nghiên cứu khác về ảnh hưởng của hình dáng đường hàn và thông số phun ép đến độ bền kéo của đường hàn, cheng-hsien wu đã sử dụng mô hình hình 1.