Đồ án HCMUTE: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn ép phun tích hợp gia nhiệt cảm ứng điện từ

• Tác giả: Lê Giá Hiển
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Minh Thế Uyên
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Thiết kế và chế tạo khuôn ép phun tích hợp bộ gia nhiệt cảm ứng từ
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khuôn ép nhựa
• 1.2. Điều khiển nhiệt độ khuôn
• 1.3. Tính cấp thiết đề tài
• 1.4. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
• 1.5. Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Kế hoạch thực hiện
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ KHUÔN MẪU
• 2.1. Giới thiệu về khuôn mẫu
• 2.2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với bộ khuôn
• 2.3. Chu trình ép phun
• 2.4. Vật liệu trong công nghệ ép phun
• 2.5. Tổng quan về khuôn ép phun
• 2.5.1. Khuôn hai tấm
• 2.5.2. Khuôn ba tấm
• 2.5.3. Tính giá khuôn
• 2.5.4. Thiết kế lòng khuôn
• 2.5.5. Thiết kế hệ thống dẫn nhựa
• 2.5.6. Thiết kế hệ thống dẫn hướng
• 2.5.7. Thiết kế hệ thống làm nguội
• 2.5.8. Thiết kế hệ thống rãnh thoát khí trên mặt phân khuôn
• 2.5.9. Thiết kế hệ thống đẩy
• 2.5.10. Thiết kế hình học sản phẩm nhựa
• 2.5.11. Sản phẩm có thành mỏng
• 2.6. Quá trình gia nhiệt theo phương pháp cảm ứng từ
• 2.6.1. Giới thiệu chung về phương pháp gia nhiệt bằng cảm ứng từ
• 2.6.2. Hiệu ứng bề mặt
• 2.6.3. Một số đặc điểm nổi bật của gia nhiệt cảm ứng từ
• 3. CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
• 3.1. Quá trình chọn và thiết kế sản phẩm
• 3.1.1. Chọn sản phẩm thiết kế
• 3.1.2. Thiết kế lại sản phẩm
• 3.2. Phân tích và tách khuôn cho sản phẩm
• 3.2.1. Phân tích CAE để phân tích vị trí đặt cổng phun nhựa
• 3.2.2. Phân tích xác định cổng vào nhựa
• 3.2.3. Bố trí sản phẩm và chọn số lòng khuôn
• 3.2.4. Tính toán hệ thống kênh dẫn
• 3.2.5. Chọn kiểu phun
• 3.2.6. Kênh dẫn nhựa
• 3.2.7. Xác định đường kinh kênh dẫn
• 3.2.8. Thiết kế cuống phun
• 3.2.9. Kênh dẫn phụ
• 3.2.10. Phân tích dòng chảy của nhựa
• 3.3. Thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh
• 3.4. Chuẩn bị chế tạo gia công khuôn
• 3.4.1. Các chi tiết tiêu chuẩn
• 3.4.2. Các chi tiết gia công
• 3.5. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết
• 3.5.1. Dụng cụ cắt và chế độ cắt
• 3.5.2. Quy trình gia công
• 3.5.2.1. Gia công tấm kẹp trên
• 3.5.2.2. Gia công tấm kẹp dưới
• 3.5.2.3. Gia công tấm giữ
• 3.5.2.4. Gia công gối đỡ
• 3.5.2.5. Gia công tấm khuôn dương
• 3.5.2.6. Gia công tấm khuôn âm
• 3.6. Chế tạo cuộn dây gia nhiệt
• 3.7. Lắp ghép cuộn dây vào khuôn
• 3.8. Thực nghiệm nhiệt độ cuộn dây gia nhiệt cảm ứng từ
• 3.8.1. Bảng thống kê nhiệt độ cuộn gia nhiệt
• 3.8.2. Nhiệt độ trung bình và biểu đồ
• 3.9. Thiết kế và chế tạo hệ thống gá bộ gia nhiệt cho khuôn
• 3.9.1. Chế tạo đồ gá cuộn dây gia nhiệt
• 3.9.2. Chế tạo bộ gá máy tôi gắn lên máy ép nhựa
• 3.10. Hoàn thiện lắp ráp gá đặt hệ thống gia nhiệt lên máy ép nhựa
• 4. CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 4.1. Kết quả ép thử sản phẩm
• 4.1.1. Ép với nhựa PP
• 4.1.2. Ép với nhựa ABS
• 4.1.3. Ép với nhựa PA
• 4.2. Hướng phát triển
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG

I. Thiết kế khuôn ép phun và Gia nhiệt cảm ứng điện từ

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và chế tạo khuôn ép phun tích hợp bộ gia nhiệt cảm ứng từ" tại HCMUTE tập trung vào thiết kế khuôn ép phun cho khay sim điện thoại Sony Z5. Mục tiêu chính là khảo sát ảnh hưởng của gia nhiệt cảm ứng điện từ đến quá trình điền đầy nhựa. Đề tài kết hợp lý thuyết và thực hành, bao gồm các giai đoạn: thiết kế sản phẩm, thiết kế khuôn nhựa, chế tạo cuộn dây gia nhiệt cảm ứng từ, ép thử và đánh giá kết quả. Thiết kế khuôn được thực hiện trên phần mềm CREO, bao gồm thiết kế hệ thống dẫn nhựa, thiết kế hệ thống làm nguội, và thiết kế hệ thống đẩy. Gia nhiệt cảm ứng từ được xem là giải pháp tối ưu để nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thời gian chu kỳ ép phun. Việc sử dụng gia nhiệt cảm ứng từ giúp cải thiện đáng kể quá trình điền đầy nhựa, hạn chế các lỗi như cong vênh, co rút và đường hàn mờ. Nghiên cứu khuôn ép phun này góp phần vào việc phát triển công nghệ gia nhiệt cảm ứng từ trong ngành sản xuất nhựa.

1.1 Phân tích và thiết kế khuôn

Phần này tập trung vào thiết kế khuôn ép phun cho khay sim. Thiết kế khuôn bao gồm việc phân tích CAE để xác định vị trí đặt cổng phun nhựa tối ưu, thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa, lựa chọn kiểu phun phù hợp, và thiết kế hệ thống làm nguội. Thiết kế khuôn chính xác là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Phần mềm thiết kế khuôn CREO được sử dụng để mô phỏng quá trình điền đầy nhựa và tối ưu hóa thiết kế khuôn. Thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh bao gồm các chi tiết như tấm kẹp trên, tấm kẹp dưới, tấm khuôn dương, tấm khuôn âm và hệ thống đẩy. Thiết kế lòng khuôn được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo độ chính xác kích thước sản phẩm. Vật liệu khuôn được lựa chọn dựa trên các yêu cầu về độ bền, khả năng chịu nhiệt và khả năng gia công. Thiết kế 3D cho phép trực quan hóa và đánh giá tổng thể thiết kế khuôn ép phun. Gia công khuôn được mô phỏng trên CREO để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

1.2 Thiết kế và chế tạo hệ thống gia nhiệt cảm ứng từ

Chế tạo cuộn dây gia nhiệt cảm ứng từ là một phần quan trọng của đề tài. Thiết kế cuộn dây được thực hiện dựa trên nguyên lý gia nhiệt cảm ứng điện từ. Ứng dụng gia nhiệt cảm ứng từ trong khuôn ép phun mang lại nhiều lợi ích như tốc độ gia nhiệt nhanh, hiệu suất cao và khả năng điều khiển nhiệt độ chính xác. Thiết kế đồ gá cho cuộn dây đảm bảo sự ổn định và an toàn trong quá trình hoạt động. Điện từ học ứng dụng được vận dụng để tối ưu hóa thiết kế cuộn dây gia nhiệt. Công nghệ gia nhiệt cảm ứng từ được đánh giá là một công nghệ gia nhiệt tiên tiến, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Việc ép thử khuôn với và không có hệ thống gia nhiệt cảm ứng điện từ cho phép so sánh và đánh giá hiệu quả của công nghệ gia nhiệt này. Mô phỏng quá trình gia nhiệt giúp dự đoán và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Phân tích phân bố nhiệt độ trong khuôn là cơ sở để đánh giá hiệu quả của gia nhiệt cảm ứng từ.

1.3 Đánh giá và kết quả nghiên cứu

Kết quả ép thử sản phẩm với các loại nhựa khác nhau (PP, ABS, PA) được phân tích và so sánh. Việc sử dụng gia nhiệt cảm ứng từ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm thiểu các khuyết tật như bavia, co rút và đường hàn mờ. Nâng cao hiệu quả ép phun là mục tiêu chính của việc áp dụng gia nhiệt cảm ứng điện từ. Giảm thời gian chu kỳ ép phun là một lợi ích kinh tế quan trọng. An toàn lao động ép phun được đảm bảo nhờ thiết kế hệ thống gia nhiệt an toàn. Tiết kiệm năng lượng ép phun cũng là một lợi ích đáng kể. Chất lượng khuôn ép phun được đánh giá dựa trên các tiêu chí về độ chính xác, độ bền và hiệu suất. Nghiên cứu khoa học HCMUTE đóng góp vào sự phát triển của công nghệ ép phun tại Việt Nam. Giảng viên HCMUTE hướng dẫn sinh viên thực hiện đề tài này.