I. Phân bố nhiệt độ tấm khuôn dương
Nghiên cứu này tập trung vào phân bố nhiệt độ trên tấm khuôn dương trong quá trình gia nhiệt. Mục tiêu là đạt được phân bố nhiệt độ đồng đều và chính xác, tối ưu cho quá trình gia nhiệt điện trở. Các yếu tố ảnh hưởng đến phân bố nhiệt độ, bao gồm vật liệu khuôn, hình dạng và kích thước khuôn, cũng như thiết kế kênh làm mát, được phân tích kỹ lưỡng. Nhiệt độ bề mặt và gradient nhiệt độ được xem xét là chỉ tiêu quan trọng đánh giá hiệu quả gia nhiệt. Phân tích nhiệt được sử dụng để hiểu rõ hơn quá trình truyền nhiệt trong khuôn. Nhiệt độ bế mặt và nhiệt độ trung bình được đo đạc và so sánh với kết quả mô phỏng. Nghiên cứu này cũng đề cập đến việc kiểm soát nhiệt độ, giúp tối ưu hóa quá trình gia công và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
1.1 Mô phỏng phân bố nhiệt
Mô phỏng bằng phần mềm ANSYS đóng vai trò quan trọng trong việc dự đoán phân bố nhiệt độ. Các mô hình khác nhau được xây dựng, thay đổi vị trí heater, số lượng và hình dạng cooling channel, góc độ khuôn, kích thước sản phẩm và vật liệu khuôn (vật liệu khuôn bao gồm nhôm, thép CT3, đồng). Kết quả mô phỏng cho thấy sự ảnh hưởng rõ rệt của từng yếu tố đến phân bố nhiệt độ. Phân tích ứng suất nhiệt cũng được thực hiện để đánh giá khả năng chịu tải của khuôn. Mô hình toán học được sử dụng để tính toán chuyển nhiệt, độ dẫn nhiệt, và nhiệt độ tại các điểm khác nhau trên khuôn. Phương trình truyền nhiệt được giải quyết để xác định phân bố nhiệt độ trong khuôn. Giải pháp phần tử hữu hạn được áp dụng để giải quyết bài toán phức tạp này. Mô hình hóa nhiệt chính xác là chìa khóa để tối ưu hóa quá trình gia nhiệt.
1.2 Thí nghiệm và phân tích dữ liệu
Thí nghiệm được thực hiện để xác nhận kết quả mô phỏng. Các phép đo nhiệt độ được tiến hành trên bề mặt khuôn bằng các cảm biến nhiệt độ chính xác. Dữ liệu nhiệt độ thu thập được được phân tích để so sánh với kết quả mô phỏng. Phân tích số liệu nhiệt giúp đánh giá độ chính xác của mô hình. Sự khác biệt giữa kết quả thí nghiệm và mô phỏng được phân tích để tìm ra nguyên nhân và cải tiến mô hình. Hiệu quả gia nhiệt được đánh giá qua tốc độ tăng nhiệt độ, độ đồng đều của phân bố nhiệt độ, và thời gian cần thiết để đạt được nhiệt độ mong muốn. Dữ liệu thí nghiệm cung cấp bằng chứng thực tế cho tính khả thi của phương pháp gia nhiệt điện trở. Phân tích thống kê được sử dụng để đảm bảo độ tin cậy của kết quả.
1.3 Tối ưu hóa và ứng dụng thực tiễn
Dựa trên kết quả mô phỏng và thí nghiệm, các thông số của hệ thống gia nhiệt điện trở được tối ưu hóa. Thiết kế khuôn được tinh chỉnh để đạt được phân bố nhiệt độ tối ưu, đảm bảo chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất. Giảm nhiệt và tăng nhiệt được điều khiển chính xác để tránh các lỗi sản phẩm như cong vênh, co rút. Hiệu quả gia nhiệt được đánh giá qua tiêu thụ năng lượng. Tiêu tốn năng lượng được giảm thiểu nhờ vào thiết kế tối ưu. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này tập trung vào việc cải thiện quá trình gia công, tăng tuổi thọ khuôn, và nâng cao chất lượng sản phẩm nhựa. Giảm thiểu biến dạng nhiệt là một trong những mục tiêu quan trọng. Kiểm soát nhiệt độ hiệu quả góp phần giảm thời gian chu kỳ sản xuất, tăng năng suất và lợi nhuận.
