Chương 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong cuộc sống thường nhật hiện nay có thể nhận thấy các sản phẩm xung quanh mình được làm từ nhựa rất nhiều. Từ những sản phẩm đơn giản như cái thau, cái rổ, cái lược… đến các sản phẩm tinh xảo như vỏ điện thoại di động, vỏ xe máy, linh kiện máy tính… Với sự phát triển không ngừng của ngành nhựa thì sự ra đời của ngành công nghiệp khuôn mẫu để hỗ trợ cho nó là tất yếu. Việc nghiên cứu, ứng dụng các kiến thức khuôn ép nhựa giúp cải tiến sản phẩm, nâng cao hiệu quả sản xuất, góp phần phát triển ngành công nghiệp nhựa.
Mặt khác trong thị trường đồ nhựa mặt hàng đồ chơi trẻ em chiếm thị phần không hề nhỏ. Nhưng hiện nay Thị trường đồ chơi trẻ em Việt Nam hoàn toàn đã nhường sân cho đồ chơi ngoại nhập. Trong đó đồ chơi trẻ em do Trung Quốc sản xuất chiếm 80% thị phần, bên cạnh đó là những thương hiệu ngoại khác, đồ chơi nội địa chỉ chiếm 1% ít ỏi. Trong khi đó mặt hàng đồ chơi Trung Quốc tiềm ẩn nhiều mối nguy hiểm như có lượng phthalate vượt mức cho phép, chứa DEHP và DINP, nhiễm chì.
Do đó việc nghiên cứu và phát triễn mặt hàng đồ chơi an toàn là rất cần thiết. Theo kết quả điều tra của Tổng cục Thống kê thực hiện vào thời điểm 1-4- 2016, VN có 7529500 trẻ em trong độ tuổi 0-4 tuổi, chiếm 8,3% tổng dân số và khoảng 15217411 triệu trẻ em từ 5-14 tuổi (chiếm 16.3% tổng dân số). Số lượng trẻ em không ngừng tăng qua mỗi năm tạo ra một thị trường tiềm năng cho các sản phẩm hàng hóa dành cho trẻ em. Rõ ràng cơ hội cho các sản phẩm đồ chơi trẻ em là rất lớn.
Tuy nhiên, đến nay người tiêu dùng vẫn phải đỏ mắt tìm hàng nội cho con. Bởi lẻ sản phẩm Nghèo nàn mẫu mã, chất lượng sản phẩm kém và chất liệu không đảm bảo. Chính vì vậy việc thiết kế một sản phẩm mới lạ độc đáo về thiết kế, sáng tạo về cách sử dụng có tiềm năng rất cao. Trong bối cảnh trên bộ sản phẩm đồ chơi ghép hình đồ chơi trẻ em được thiết kế dựa trên mẫu của hiệu đồ chơi gỗ Tegu đến từ Mỹ được thiết kế mới lạ với lõi nam châm, nâng cao cải tiến chất lượng và đem lại sự thích thú và an toàn cho người sử dụng sẽ góp phần đưa sản phẩm đồ chơi trẻ em Việt Nam phát triển hơn.
Việc chuyển đổi một sản phẩm từ vật liệu gỗ sang vật liệu nhựa đem lại rất nhiều lợi ích về chi phí và thời gian sản suất những vẫn dữ được yêu cầu sử dụng của sản phẩm. Cụ thể một bộ sản phẩm đồ chơi ghép hình trẻ em bằng gỗ hiệu Tegu như Hình 1. Trong khi đó nếu được sản suất bằng nhựa và sử dụng nam châm ở thị trường việt nam thì giá cho một bộ sản phẩm 40 chi tiết với 4 loại khác nhau có giá chỉ khoảng 250000 đồng. Còn về thời gian việc gia công, chế tạo trên vật liệu gỗ đa phần là thủ công.
Nhưng với vật liệu nhựa sản xuất dựa trên khuôn mẫu làm giảm thời gian và chi phí gấp nhiều lần. Chính vì những lí do trên nên nhóm đã quyết định chọn đề tài “ thiết kế, chế tạo khuôn ép nhựa sản phẩm chi tiết ghép hình đồ chơi trẻ em ”. 1 do an Hình 1.1: Sản phẩm đồ chơi gỗ hiệu Tegu. Các tiêu chuẩn an toàn về đồ chơi trẻ em.
Độ tuổi sử dụng sản phẩm ghép hình: từ 5 tới 16 tuổi. Có 6 tiêu chuẩn an toàn về đồ chơi trẻ em: TCVN 6238-1:2008: An toàn đồ chơi trẻ em - Các khía cạnh an toàn liên quan đến tính chất cơ lý. TCVN 6238-2:2008: An toàn đồ chơi trẻ em - Yêu cầu chống cháy. TCVN 6238-3:2008: An toàn đồ chơi trẻ em - Mức giới hạn xâm nhập của các độc tố.
TCVN 6238-4:1997: An toàn đồ chơi trẻ em - Bộ đồ chơi thực nghiệm về hóa học và các hoạt động liên quan. TCVN 6238-5:1997: An toàn đồ chơi trẻ em - Bộ đồ chơi hóa học ngoài bộ đồ chơi thực nghiệm. TCVN 6238-6:1997: An toàn đồ chơi trẻ em -Yêu cầu về biểu tượng cảnh báo tuổi trẻ em không được sử dụng. Trong đó, tiêu chuẩn TCVN 6238-1 là được sử dụng rộng rãi và thường xuyên nhất.
Gần như tất cả các sản phẩm đồ chơi trẻ em đều được quy định trong tiêu chuẩn này. Một trong các tiêu chuẩn an toàn cho trẻ em gồm có: tiêu chuẩn về các thành phần nhỏ gây ngạt thở khi bị kẹt trong cuống họng, các thành phần cạnh sắc, bén hoặc các điểm nhọn gây tổn thương ngoài da, các cơ cấu bản lề, gấp, xếp gây kẹt tay, ngón tay. Để đánh giá các tiêu chí này, một sản phẩm đồ chơi trẻ em thông 2 do an thường phải trải qua 1 giai đoạn kiểm tra (theo kiểu sử dụng đúng và sử dụng lạm dụng) gồm: thả rơi, lật, nén, kéo, vặn xoắn, độ dẻo, độ chắc của đường may. Đối với bộ sản phẩm ghép hình đồ chơi trẻ em đang nghiên cứu ta chỉ cần xét trong 3 tiêu chuẩn đầu.
TCVN 6238-1:2008: An toàn đồ chơi trẻ em - Các khía cạnh an toàn liên quan đến tính chất cơ lý. Các yêu cầu trong tiêu chuẩn này áp dụng cho tất cả các loại đồ chơi, nghĩa là bất kỳ sản phẩm hoặc vật liệu nào được thiết kế hoặc được nêu rõ để cho trẻ nhỏ hơn 14 tuổi sử dụng khi chơi. Trừ khi có các qui định đặc biệt khác, tiêu chuẩn này áp dụng cho cả đồ chơi mới và đồ chơi đã trải qua các điều kiện sử dụng bình thường cũng như sử dụng sai có thể dự đoán trước do các hành vi thông thường của trẻ. Tiêu chuẩn này qui định các chuẩn mực có thể chấp nhận được đối với các đặc tính về cấu trúc của đồ chơi như hình dáng, kích cỡ, đường nét, khoảng trống (ví dụ lúc lắc, các chi tiết nhỏ, đầu nhọn và cạnh sắc, khe hở của đường bản lề) cũng như các chuẩn mực có thể chấp nhận được đối với các tính chất riêng biệt của một số nhóm đồ chơi.
TCVN 6238-2:2008: An toàn đồ chơi trẻ em - Yêu cầu chống cháy. Tiêu chuẩn này quy định các loại vật liệu dễ cháy bị cấm dùng trong tất cả các loại đồ chơi, những yêu cầu có liên quan đến tính dễ bốc cháy của một số loại đồ chơi nhất định khi đặt chúng vào một nguồn cháy nhỏ. Các phương pháp thử được dùng để xác định tính dễ bốc cháy của đồ chơi trong các điều kiện thử đã được quy định cụ thể. Bởi vậy không thể xem các kết quả thu được như là một chỉ dẫn có tính đến tất cả về nguy cơ cháy tiềm ẩn của đồ chơi hoặc vật liệu khi đặt chúng vào nguồn cháy khác.
TCVN 6238-3:2008: An toàn đồ chơi trẻ em - Mức giới hạn xâm nhập của các độc tố. Tiêu chuẩn này qui định mức chấp nhận được tối đa, phương pháp lấy mẫu và chiết trước khi phân tích sự xâm nhập của các độc tố antimon, asen, bari, cadimi, crom, chì, thủy ngân và selen từ các vật liệu làm đồ chơi và từ các phần của đồ chơi, trừ các vật liệu không tiếp xúc được. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học: Vận dụng các kiến thức về khuôn ép nhựa, đi sâu vào nghiên cứu để thiết kế bộ khuôn một cách hiệu quả. - Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài góp phần tạo ra sản phẩm đồ chơi có giá thành thấp, có thị trường rộng để phát triển, tăng tính cạnh tranh của doanh nghiệp.
Đặc biệt bộ đồ chơi làm tăng khả năng tư duy cho các bé và đáp ứng an toàn khi sử dụng. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu về thị trường phát triển của sản phẩm. - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và phân tích dòng chảy trong khuôn ép nhựa. - Thiết kế sản phẩm và bộ khuôn ép nhựa với các phần mềm hố trợ.
- Chế tạo khuôn ép nhựa cho sản phẩm thiết kế. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: bộ khuôn ép nhựa cho sản phẩm chi tiết ghép hình đồ chơi trẻ em. - Phạm vi nghiên cứu: thiết kế, chế tạo bộ khuôn; tính toán thông số ép. Phương pháp nghiên cứu 1.
Phương pháp luận Tìm hiểu lý thuyết sau đó thiết kế, chế tạo sản phẩm. Phương pháp nghiên cứu cụ thể: Để thực hiện đề tài này nhóm sinh viên đã tiến hành bằng các phương pháp: - Khảo sát các mẫu sản phẩm đồ chơi hiệu Tegu do Mỹ sản xuất trên thị trường và nhu cầu sử dụng, hình thành ý tưởng thiết kế hình dáng sản phẩm cho phù hợp với mục đích sử dụng. - Tham khảo tài liệu về khuôn mẫu. Kiến thức theo thời gian đã được tích lũy, tài liệu tham khảo được thu thập qua sách vở, giáo trình và Internet.
- Sử dụng phần mền Creo 3.0 để thiết kế sản phẩm, từ đó tiến hành các bước tiếp theo như tách khuôn, thiết kế bộ khuôn. - Lựa chọn vật liệu cho sản phẩm và vật liệu làm khuôn cho phù hợp. - Sử dụng phần mềm Moldflow Insight 2016 để phân tích quá trình ép phun. - Tự nghiên cứu từ nguồn tài liệu tin cậy thu thập được, chắt lọc những thông tin có giá trị, đồng thời suy nghĩ tìm ra cách giải quyết vấn đề.
- Lập trình gia công chi tiêt, lắp ráp bộ khuôn. - Tiến hành ép thử ở xưởng ép. Giới hạn đề tài - Gia công chế tạo bộ khuôn ép ra sản phẩm thực tế. - Nam châm sử dụng mua ở thị trường.
- Sản phẩm ép phun mang tính chất nghiên cứu chưa thể thương mại hóa. Kết quả dự kiến đạt được. - Bộ khuôn hoàn chỉnh. - Bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp,tập thuyết minh về tính toán bộ khuôn.
- Bộ sản phẩm đồ chơi ghép hình lõi nam châm. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp - Giới thiệu tổng quan về đồ án. - Cơ sở lý thuyết về khuôn ép nhựa và vật liệu nhựa. - Thiết kế sản phẩm khuôn Chi tiết ghép hình đồ chơi trẻ em trên phần mềm Creo Parametric 3.0 - Phân tích sản phẩm trên phần mềm Moldflow.
- Thiết kế các tấm khuôn. - Gia công các tấm khuôn và lắp ráp. - Lắp ráp và ép thử. 5 do an Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHUÔN ÉP NHỰA 2.
Tổng quan về khuôn ép nhựa 2.1 Khái niệm về khuôn - Là cụm gồm nhiều chi tiết lắp với nhau để tạo thành một bộ khuôn hoàn chỉnh.