Nghiên cứu phân bố nhiệt độ lòng khuôn phun ép nhựa với phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng

• 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

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung
• 1.2. Công nghệ ép phun
• 1.3. Phân loại các phương pháp gia nhiệt
• 1.4. Tình hình nghiên cứu
• 1.5. Mục đích nghiên cứu
• 1.6. Nhiệm vụ và giới hạn đề tài
• 1.7. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Lý thuyết về khuôn ép nhựa
• 2.2. Khái niệm chung về khuôn
• 2.3. Kết cấu chung một bộ khuôn
• 2.4. Phân loại khuôn ép phun
• 2.4.1. Khuôn hai tấm
• 2.4.2. Khuôn ba tấm
• 2.4.3. Khuôn nhiều tầng
• 2.5. Vật liệu nhựa sử dụng trong công nghệ ép phun
• 2.5.1. Các tính chất của Polymer
• 2.5.2. Độ dai va đập
• 2.5.3. Modun đàn hồi
• 2.5.4. Tỷ trọng của nhựa
• 2.5.5. Chỉ số nóng chảy
• 2.5.6. Độ co rút của nhựa
• 2.5.7. Tính cách điện
• 2.5.8. Một số loại Polymer thường gặp
• 2.5.9. Nhựa sử dụng làm thí nghiệm
• 2.6. Lý thuyết truyền nhiệt
• 2.6.1. Các phương thức trao đổi nhiệt
• 2.6.2. Trao đổi nhiệt đối lưu
• 2.6.2.1. Quá trình đối lưu
• 2.6.3. Trao đổi nhiệt bức xạ
• 2.6.4. Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng
• 2.6.5. Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ BỘ GIA NHIỆT TÍCH HỢP TRONG KHUÔN PHUN ÉP NHỰA
• 3.1. Yêu cầu của sản phẩm
• 3.2. Thiết kế bộ phận gia nhiệt
• 3.3. Bộ khuôn tích hợp hệ thống gia nhiệt bên trong khuôn
• 3.4. Cài đặt các thông số thực tế cho máy ép nhựa
• 3.5. Thiết bị đo nhiệt độ khuôn
• 4. CHƯƠNG 4: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI THỰC NGHIỆM VỀ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ
• 4.1. Mô phỏng quá trình gia nhiệt tấm insert trên phần mềm ANSYS - CFX
• 4.2. Mô tả mô phỏng
• 4.3. Mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX
• 4.4. Các bước mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX
• 4.5. Kết quả mô phỏng phân bố nhiệt độ trên ANSYS - CFX
• 4.6. Kết quả thí nghiệm thực tế
• 4.7. Biểu đồ so sánh và nhận xét
• 5. SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI THỰC NGHIỆM VỀ CHIỀU DÀI DÒNG CHẢY
• 5.1. Giới thiệu phần mềm Moldex 3D
• 5.2. Điều kiện mô phỏng chiều dài dòng chảy
• 5.3. Điều kiện thực nghiệm phun ép
• 5.4. Kết quả chiều dài sản phẩm bằng mô phỏng và thực nghiệm
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Hướng phát triển
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC CÔNG BỐ KHOA HỌC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phân bố nhiệt độ khuôn phun ép nhựa

Nghiên cứu phân bố nhiệt độ trong khuôn phun ép nhựa là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ sản xuất nhựa. Việc hiểu rõ về nhiệt độ trong khuôn không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất. Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt của nhựa, từ đó tác động đến khả năng điền đầy lòng khuôn và chất lượng bề mặt sản phẩm. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ trong khuôn phun ép nhựa, đặc biệt là phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng.

1.1. Tầm quan trọng của nhiệt độ trong quy trình ép nhựa

Nhiệt độ trong quy trình ép nhựa đóng vai trò quyết định đến chất lượng sản phẩm. Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến độ nhớt của nhựa mà còn quyết định tốc độ điền đầy lòng khuôn. Việc kiểm soát nhiệt độ chính xác giúp giảm thiểu các khuyết tật trong sản phẩm như bọt khí, vết nứt và độ nhám bề mặt.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến phân bố nhiệt độ trong khuôn

Phân bố nhiệt độ trong khuôn phun ép nhựa chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như loại nhựa, độ dày của tấm insert, và phương pháp gia nhiệt. Mỗi yếu tố này cần được phân tích kỹ lưỡng để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu nhiệt độ khuôn phun

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về phân bố nhiệt độ trong khuôn phun ép nhựa, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết. Một trong những vấn đề lớn nhất là việc kiểm soát nhiệt độ đồng đều trong toàn bộ khuôn. Sự không đồng nhất về nhiệt độ có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng trong quá trình sản xuất, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2.1. Khó khăn trong việc kiểm soát nhiệt độ

Việc kiểm soát nhiệt độ trong khuôn phun ép nhựa gặp nhiều khó khăn do sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng trong quá trình gia nhiệt và giải nhiệt. Điều này đòi hỏi các công nghệ tiên tiến để theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ một cách chính xác.

2.2. Ảnh hưởng của độ dày tấm insert đến nhiệt độ

Độ dày của tấm insert có ảnh hưởng lớn đến khả năng truyền nhiệt trong khuôn. Tấm insert dày hơn thường dẫn đến việc phân bố nhiệt độ không đồng đều, gây khó khăn trong việc đạt được nhiệt độ tối ưu cho quá trình ép nhựa.

III. Phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng trong khuôn phun

Phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng là một trong những giải pháp hiệu quả để cải thiện phân bố nhiệt độ trong khuôn phun ép nhựa. Phương pháp này cho phép gia nhiệt nhanh chóng và đồng đều, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất. Nghiên cứu sẽ phân tích chi tiết về cách thức hoạt động của phương pháp này và những lợi ích mà nó mang lại.

3.1. Nguyên lý hoạt động của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng

Phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng hoạt động dựa trên nguyên lý truyền nhiệt qua không khí nóng được bơm vào lòng khuôn. Nhiệt độ của khí nóng có thể điều chỉnh từ 200°C đến 400°C, giúp đạt được nhiệt độ tối ưu cho quá trình ép nhựa.

3.2. Lợi ích của việc sử dụng khí nóng trong gia nhiệt

Sử dụng khí nóng trong gia nhiệt khuôn phun mang lại nhiều lợi ích như giảm thời gian gia nhiệt, cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm thiểu các khuyết tật trong quá trình sản xuất. Phương pháp này cũng giúp tiết kiệm năng lượng và chi phí sản xuất.

IV. Kết quả nghiên cứu về phân bố nhiệt độ trong khuôn

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng có thể cải thiện đáng kể phân bố nhiệt độ trong khuôn phun ép nhựa. Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt về nhiệt độ giữa các tấm insert với độ dày khác nhau, từ đó ảnh hưởng đến khả năng điền đầy lòng khuôn và chất lượng sản phẩm.

4.1. So sánh kết quả mô phỏng và thực nghiệm

Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy sự tương đồng cao về phân bố nhiệt độ, với sai số chỉ từ 3°C đến 5°C. Điều này chứng tỏ tính chính xác của phương pháp mô phỏng trong việc dự đoán nhiệt độ trong khuôn.

4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng sản phẩm

Nhiệt độ trong khuôn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ cao hơn giúp cải thiện khả năng chảy của nhựa, từ đó nâng cao chất lượng bề mặt và giảm thiểu các khuyết tật.

V. Kết luận và hướng phát triển trong nghiên cứu khuôn phun

Nghiên cứu về phân bố nhiệt độ trong khuôn phun ép nhựa bằng khí nóng đã mở ra nhiều hướng phát triển mới cho ngành công nghiệp nhựa. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp cải thiện quy trình sản xuất mà còn tạo cơ sở cho các nghiên cứu sâu hơn trong tương lai.

5.1. Tương lai của công nghệ gia nhiệt khuôn

Công nghệ gia nhiệt khuôn bằng khí nóng có tiềm năng lớn trong việc cải thiện hiệu quả sản xuất. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế khuôn và cải thiện hệ thống gia nhiệt để đạt được hiệu quả cao hơn.

5.2. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới trong gia nhiệt khuôn, cũng như nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của các yếu tố khác đến phân bố nhiệt độ trong khuôn phun ép nhựa.