Nghiên Cứu Và Thiết Kế Bộ Khuôn Phun Ép Cho Mẫu Đo Cơ Tính Và Khả Năng Chống Cháy Của Vật Liệu Nhựa Theo Tiêu Chuẩn ASTM

• Tác giả: Lê Minh Nhật
• Người hướng dẫn: TS. Trần Văn Trọn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
• Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ khuôn phun ép cho bộ mẫu đo cơ tính và chống cháy nhựa theo ASTM
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.4. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.4.1. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về vật liệu nhựa
• 2.1.1. Tính chất cơ bản của nhựa
• 2.1.2. Một số loại nhựa thông dụng trong sản xuất
• 2.2. Tổng quan về công nghệ ép phun nhựa
• 2.2.1. Máy phun ép nhựa
• 2.2.2. Khuôn ép phun sản phẩm nhựa
• 2.2.3. Các loại khuôn ép sản phẩm nhựa
• 2.3. Đo độ bền uốn theo tiêu chuẩn ASTM D790
• 2.4. Đo độ dai va đập theo tiêu chuẩn ASTM D256
• 2.5. Đo khả năng chống cháy theo tiêu chuẩn ASTM UL94
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ BỘ KHUÔN HAI TẤM
• 3.1. Thiết kế sản phẩm
• 3.1.1. Yêu cầu về độ chính xác hình dáng
• 3.1.2. Yêu cầu về độ chính xác kích thước
• 3.2. Thiết kế mẫu thử
• 3.3. Tính toán và thiết kế khuôn hai tấm cho mẫu thử
• 3.3.1. Tính toán góc thoát khuôn của mẫu thử
• 3.3.2. Hệ số co rút của mẫu thử
• 3.3.3. Tính toán số lòng khuôn và cách bố trí lòng khuôn
• 3.3.4. Quy trình tách khuôn
• 3.3.5. Kênh dẫn nhựa
• 3.3.6. Hệ thống làm nguội
• 3.3.7. Hệ thống thoát khí
• 3.3.8. Các tấm khuôn của bộ khuôn
• 3.3.9. Hệ thống đẩy
• 3.3.10. Hệ thống dẫn hướng và định vị
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY NHỰA
• 4.1. Phân tích dòng chảy dựa trên phần mềm Moldex3D
• 4.2. Phân tích kết quả mô phỏng CAE dựa trên phần mềm Moldex3D
• 4.3. Filling & Packing Analysis
• 4.4. Cooling & Warpage analysis
• 5. CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÁC TẤM KHUÔN
• 5.1. Chọn vật liệu khuôn
• 5.2. Công thức tính thông số chế độ cắt
• 5.3. Công cụ thực hiện
• 5.4. Quy trình thực hiện công nghệ gia công
• 5.5. Tấm kẹp trên
• 5.6. Tấm khuôn dương
• 5.7. Tấm khuôn âm
• 5.8. Tấm kẹp dưới
• 5.9. Chuẩn bị cho quy trình lắp đặt bộ khuôn
• 5.10. Lắp đặt khuôn
• 5.11. Chuẩn bị trước khi ép bộ khuôn
• 5.12. Quy trình ép thử bộ khuôn
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN
• 6.1. Hướng phát triển đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Khuôn phun ép và ứng dụng trong đo cơ tính nhựa

Khuôn phun ép là công cụ quan trọng trong sản xuất nhựa, đặc biệt khi tạo ra các mẫu đo cơ tính và khả năng chống cháy. Đồ án này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo bộ khuôn phun ép đáp ứng tiêu chuẩn ASTM. Mẫu đo cơ tính được thiết kế để đánh giá độ bền kéo, uốn, và va đập của vật liệu nhựa. Chống cháy nhựa là yêu cầu thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt khi vật liệu nhựa được sử dụng trong môi trường có nguy cơ cháy nổ. Việc tuân thủ tiêu chuẩn ASTM đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả đo lường.

1.1. Thiết kế khuôn phun ép

Thiết kế khuôn phun ép đòi hỏi sự chính xác cao để đảm bảo các mẫu nhựa đạt yêu cầu kỹ thuật. Quy trình thiết kế bao gồm việc tính toán góc thoát khuôn, hệ số co rút, và bố trí lòng khuôn. Phần mềm Creo Parametric được sử dụng để tạo mô hình 3D của bộ mẫu. Phun ép nhựa là quá trình phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp giữa thiết kế khuôn và điều chỉnh thông số máy ép.

1.2. Đo lường cơ tính và chống cháy

Các mẫu nhựa được tạo ra từ khuôn phun ép sẽ được sử dụng để đo lường các tính chất cơ học như độ bền kéo, uốn, và va đập theo tiêu chuẩn ASTM. Khả năng chống cháy của vật liệu nhựa được đánh giá thông qua các thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM UL94. Kết quả đo lường giúp xác định tính ứng dụng của vật liệu nhựa trong các điều kiện thực tế.

II. Vật liệu nhựa và kỹ thuật phun ép

Vật liệu nhựa đóng vai trò quan trọng trong quá trình phun ép. Đồ án này sử dụng các loại nhựa thông dụng như PP và PE để thử nghiệm. Vật liệu chống cháy được nghiên cứu để đáp ứng yêu cầu an toàn trong các ứng dụng công nghiệp. Kỹ thuật phun ép bao gồm việc điều chỉnh thông số máy ép, thiết kế khuôn, và quản lý quá trình làm nguội để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

2.1. Tính chất vật liệu nhựa

Nhựa PP và PE được lựa chọn do tính chất cơ học và khả năng chống cháy phù hợp. Vật liệu chống cháy được bổ sung các phụ gia để cải thiện khả năng chịu lửa. Các tính chất này được kiểm tra thông qua các thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM để đảm bảo độ tin cậy.

2.2. Quy trình phun ép nhựa

Quy trình phun ép nhựa bao gồm các bước từ nạp nguyên liệu, phun nhựa vào khuôn, làm nguội, và lấy sản phẩm. Phun ép nhựa đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ các thông số như nhiệt độ, áp suất, và thời gian làm nguội để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

III. Ứng dụng và giá trị thực tiễn

Đồ án này mang lại giá trị thực tiễn cao trong việc thiết kế và chế tạo khuôn phun ép cho các mẫu đo cơ tính và chống cháy nhựa. Thiết kế khuôn và quy trình phun ép được tối ưu hóa để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất nhựa, đặc biệt là các sản phẩm yêu cầu độ bền và khả năng chống cháy cao.

3.1. Giá trị khoa học

Đồ án cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn về thiết kế khuôn phun ép và đo lường cơ tính nhựa. Tiêu chuẩn ASTM được áp dụng để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả nghiên cứu.

3.2. Ứng dụng công nghiệp

Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất nhựa, đặc biệt là các sản phẩm yêu cầu độ bền và khả năng chống cháy cao. Khuôn phun ép được thiết kế tối ưu giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.