LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày … tháng 02 năm 2022 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Cao Văn Thịnh viii LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM là một cơ hội tuyệt vời cho việc kiểm tra lại những kiến thức đã được học, đồng thời cũng giúp phát huy khả năng giải quyết một vấn đề mới. Vì vậy, tôi rất may mắn vì đã có cơ hội để thực hiện nó. Tôi cũng rất biết ơn vì có cơ hội gặp gỡ rất nhiều người bạn tuyệt vời và những người thầy đã dẫn dắt tôi trong cả khóa học nói chung, và thực hiện luận văn nói riêng này. Tôi muốn nhân cơ hội này để bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy hướng dẫn luận văn của tôi là thầy PGS. Đỗ Thành Trung – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM đã giúp tôi đưa ra quyết định đúng đắn trong hướng giải quyết và đưa ra những lời khuyên cần thiết rất quan trong cho luận văn của tôi. Tôi chọn cơ hội này để ghi nhận sự giúp đỡ của thầy một cách biết ơn nhất. Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, đồng nghiệp và bạn bè vì luôn khuyến khích, động viên mỗi khi tôi cảm thấy khó khăn trong việc thực hiện luận văn. Cơ hội làm luận văn lần này có ý nghĩa như một mốc quan trọng trong sự phát triển nghề nghiệp của tôi. Một lần nữa, tôi muốn cảm ơn đến tất cả sự giúp đỡ và hỗ trợ có giá trị của mọi người. Học viên thực hiện. Cao Văn Thịnh ix TÓM TẮT Quy trình phun ép nhựa bao gồm các bước cơ bản: Gia nhiệt khuôn, phun ép nhựa vào khuôn, giải nhiệt khuôn và lấy sản phẩm ra khỏi khuôn. Trong đó, gia nhiệt là một trong các bước quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng phun ép sản phẩm. Thông qua luận văn: “Nghiên cứu phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn bằng phương pháp mô phỏng”, tác giả nghiên sự phân nhiệt độ trong lòng khuôn, quá trình điền đầy với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn. Phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn với thời gian gia nhiệt từ 5 s đến 20 s, nhiệt độ khí nóng từ 200 0C đến 400 0C, và độ dày tấm insert lần lượt là 0.5 mm được nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng và so sánh với thực nghiệm, đạt được kết quả như sau: - Trong 3 tấm insert với các bề dày lần lượt 0.5 mm thì tấm insert 0.5 mm có thể gia nhiệt lên được nhiệt độ cao nhất, nghĩa là bề dày tấm insert càng lớn thì nhiệt độ gia nhiệt càng cao. - Ở từng mức nhiệt độ khí nóng khác nhau, kết quả chiều dài dòng chảy ở thời gian gia nhiệt 20 giây cho thấy sự khác biệt: Chiều dài dòng chảy sẽ dài hơn ở mức nhiệt độ cao hơn. Ngoài ra, tùy vào từng loại nhựa (độ nhớt khác nhau) quá trình điền đầy lòng khuôn cũng khác nhau. Kết quả nghiên cứu này cho thấy: nhựa PA6 có gia cường 30 % sợi thủy tinh là khả năng chảy trong lòng khuôn bị hạn chế so với nhựa nguyên chất, nguyên nhân do ảnh hưởng của lớp đông đặc trong quá trình điền đầy. - Kết quả so sánh giữa mô phỏng và thực nghiệm về phân bố nhiệt độ là khá tương đồng, chênh lệch ở mức là từ 3 0C đến 5 0C. Nhìn chung, hệ thống gia nhiệt cho lòng khuôn bằng khí nóng tích hợp trong khuôn có thể áp dụng vào quá trình phun ép thực tế đối với các sản phẩm có kích thước x micromet. Kết quả của luận văn sẽ là cơ sở để nâng cao hiệu quả gia nhiệt trong quá trình phun ép sản phẩm, đặc biệt là sản phẩm thành mỏng. Đây cũng là cơ sở lý thuyết cho những nghiên cứu sâu hơn cho sự phát triển ngành khuôn trong tương lai của Việt Nam. xi ABSTRACT The plastic injection molding process includes the following basic steps: Heating the mold, injecting the plastic into the mold, cooling the mold, and taking the product out of the mold. In which, the heating is one of the important steps affecting the filling process and product quality. Through this thesis: "Studying the temperature distribution of the injection mold cavity with the heating by hot air integrated in the mold by simulation method", the author studies the temperature distribution in the mold cavity, the filling process with the hot air heating method integrated in the mold cavity. Through simulation and experiment, the heating by hot air integrated in the mold with the heating time from 5s to 20s, the hot air temperature from 200 0C to 400 0C, and the thickness of the insert plate of 0.5 mm, respectively, were studied with the following results: - In 3 insert plates with thicknesses of 0.5 mm, the insert plate of 0.5 mm has the highest heating value. It is shown that the larger the insert plate thickness, the higher the heating temperature. - At each different hot air temperature, the result of the flow length at the heating time of 20 seconds showing the difference: The flow length will be longer at higher temperature. In addition, depending on the type of plastic (different viscosity), the process of filling the mold cavity is also different. The results showed that: the PA6 reinforced 30 % glass fiber material is the most difficult to flow compared to the pure plastic (PA6). - The results of comparison between simulation and experiment on temperature distribution are quite similar, the difference is from 3 0C to 5 0C. xii In general, the heating system for the mold cavity with the hot air integrated in the mold can be applied to the actual injection molding process for the products with micrometer dimensions. The results of this thesis will be the basis to improve the heating efficiency in the injection molding process, especially for the thin-wall products. It is also the theoretical basis for further research for the future development of Vietnam's mold industry. xiii MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI….i LÝ LỊCH KHOA HỌC.vii LỜI CAM ĐOAN ….viii LỜI CẢM ƠN . xiv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT…………………………………………. xviii DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU………………………………………………xix DANH MỤC HÌNH VẼ…………………… …………………….………………xxi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . Tổng quan chung…………………………………. Công nghệ ép phun… ……………………………………………………. Phân loại các phương pháp gia nhiệt ………………………………………2 1. Tình hình nghiên cứu………………………………………………………. Nghiên cứu trên thế giới. Nghiên cứu trong nước . Mục đích nghiên cứu……………………………………………………. Nhiệm vụ và giới hạn đề tài …………………………………… …………. Phương pháp nghiên cứu ……………………………………… ………….21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT…………………………………… . Lý thuyết về khuôn ép nhựa………………… ……………………………. Khái niệm chung về khuôn ……………………. Kết cấu chung một bộ khuôn ……………………………………………. Phân loại khuôn ép phun…………………………………………………. Khuôn hai tấm …………. Khuôn ba tấm …………… ……………………………………………. Khuôn nhiều tầng ……………………………………………………. Vật liệu nhựa sử dụng trong công nghệ ép phun …………. Các tính chất của Polymer……. Độ dai va đập……. Modun đàn hồi……………. Tỷ trọng của nhựa…………. Chỉ số nóng chảy……………… ………………………………………. Độ co rút của nhựa……………………………………………………. Tính cách điện…………. Một số loại Polymer thường gặp……………. Nhựa sử dụng làm thí nghiệm…… ………………………………………. Lý thuyết truyền nhiệt ……………………………………………………. Các phương thức trao đổi nhiệt……… …………………………………. Trao đổi nhiệt đối lưu…. Quá trình đối lưu……………. Trao đổi nhiệt bức xạ…………………………………… ……………. Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng…………………… ………. Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống….46 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ BỘ GIA NHIỆT TÍCH HỢP TRONG KHUÔN PHUN ÉP NHỰA…………………. Yêu cầu của sản phẩm . Thiết kế bộ phận gia nhiệt . Bộ khuôn tích hợp hệ thống gia nhiệt bên trong khuôn . Cài đặt các thông số thực tế cho máy ép nhựa. Thiết bị đo nhiệt độ khuôn . 51 CHƯƠNG 4: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI THỰC NGHIỆM VỀ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ . Mô phỏng quá trình gia nhiệt tấm insert trên phần mềm ANSYS - CFX . Mô tả mô phỏng . Mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX . Các bước mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX . Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX . Kết quả thí nghiệm thực tế . Biểu đồ so sánh và nhận xét. SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI THỰC NGHIỆM VỀ CHIỀU DÀI DÒNG CHẢY . Giới thiệu phần mềm Moldex 3D . Điều kiện mô phỏng chiều dài dòng chảy . Điều kiện thực nghiệm phun ép . Kết quả chiều dài sản phẩm bằng mô phỏng và thực nghiệm . 73 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN . Hướng phát triển. 82 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO . 84 PHỤ LỤC CÔNG BỐ KHOA HỌC . 88 xvii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PET : Poly ethylene terephthalate PP : Polypropylene PE : Polyethylene ABS : Acrylonitrile butadiene styrene POM : Poly oxymethylene – acetal PA 6 : Polyamide 6 PA6 30%GF : Polyamide 6 + 30 % Glass fiber PA6 30%CaCO3 : Polyamide 6 + 30 % Canxi cacbonat PS : Poly styrene – nylon EDM : Electrical discharge machine FF : Full Fill In-GMTC : Internal Gas-assisted Mold Temperature Control (Gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp bên trong khuôn) xviii DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Tỷ trọng một số nguyên liệu nhựa thông dụng.2: Bảng tra hệ số co rút (tham khảo) của một số loại nhựa .1: Thông số ép của hai loại nhựa PP, PA6 (GF 0-30% và CaCO3 0-30%) .1: Thông số vật liệu trong mô phỏng gia nhiệt bằng khí nóng .2: Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ khuôn với chiều dày tấm insert 0.3: Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ khuôn với chiều dày tấm insert 0.4: Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ khuôn với chiều dày tấm insert 0.5: Giá trị nhiệt độ theo thời gian tại điểm A của tấm insert 0.6: Giá trị nhiệt độ theo thời gian tại điểm A của tấm insert 0.7: Giá trị nhiệt độ theo thời gian tại điểm A của tấm insert 0.8: Kết quả thí nghiệm đo nhiệt độ theo thời gian trên tấm insert 0.1 mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 ⁰C tại 3 điểm A, B, C …………………………………….9: Kết quả thí nghiệm đo nhiệt độ theo thời gian trên tấm insert 0.3 mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 ⁰C tại 3 điểm A, B, C …………………………………….10: Kết quả thí nghiệm đo nhiệt độ theo thời gian trên tấm insert 0.5 mm với nhiệt độ gia nhiệt là 400 ⁰C tại 3 điểm A, B, C …………………………………….1: Thông số mô phỏng chiều dài dòng chảy .2: Thông số thực nghiệm phun ép sản phẩm thành mỏng .3: Kết quả chiều dài dòng chảy nhựa giữa thực nghiệm và mô phỏng bề dày sản phẩm 0.5 mm với nhựa PP .4: Kết quả chiều dài dòng chảy nhựa giữa thực nghiệm và mô phỏng bề dày sản phẩm 0.
Nghiên cứu phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép nhựa với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng
Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất
Trường đại học
Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCMChuyên ngành
Công nghệ kỹ thuật cơ khíNgười đăng
Ẩn danhThể loại
Luận văn thạc sĩPhí lưu trữ
35 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Tác giả: Cao Văn Thịnh
Người hướng dẫn: Pgs. Đỗ Thành Trung
Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM
Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí
Đề tài: Nghiên cứu phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng tích hợp trong lòng khuôn bằng phương pháp mô phỏng
Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản: 2022
Địa điểm: Hồ Chí Minh
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ