Giới thiệu dự án

Ngành công nghiệp khuôn mẫu đóng vai trò xương sống trong chuỗi giá trị sản xuất chế tạo toàn cầu, quyết định trực tiếp đến năng lực cạnh tranh và chất lượng sản phẩm công nghiệp. Theo báo cáo từ Hiệp hội Công nghiệp Hỗ trợ Việt Nam (VASI), mức độ nội địa hóa công nghệ chế tạo khuôn mẫu tại Việt Nam phần lớn chỉ đạt cấp độ 3 – tập trung vào các kết cấu khuôn đơn giản hoặc gia công chi tiết đơn lẻ. Khi phát triển sản phẩm nhựa mới, việc chế tạo khuôn sản xuất hàng loạt (Series Mold) bằng thép hợp kim cao cấp (như SKD61, P20) đòi hỏi chi phí đầu tư rất lớn (từ vài trăm triệu đến hàng tỷ đồng) cùng thời gian chế tạo kéo dài từ 8 đến 16 tuần. Nếu phát sinh sai sót về mặt thiết kế hình học, bố trí kênh dẫn (runner), hoặc cổng phun (gate), chi phí sửa chữa và thời gian điều chỉnh (lead time) sẽ đội lên gấp nhiều lần, gây rủi ro tài chính nghiêm trọng cho doanh nghiệp.

                  QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN KHUÔN HÀNG MẪU (PROTOTYPE MOLD)

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và chế tạo khuôn hàng mẫu cho máy ép nhựa cỡ nhỏ" (Khoa Công nghệ Cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM - IUH) được nghiên cứu nhằm giải quyết bài toán cốt lõi: tối ưu hóa chu trình thử nghiệm sản phẩm thông qua công nghệ chế tạo khuôn hàng mẫu nhanh (Prototype Mold / Rapid Tooling). Đồ án ứng dụng tích hợp chuỗi công cụ CAD/CAE/CAM hiện đại trên nền tảng vật liệu hợp kim nhôm Al 6061 nhằm phục vụ công tác R&D và đào tạo thực nghiệm.

Mục tiêu cụ thể của dự án:

  1. Thiết kế hình học 3D hoàn chỉnh bộ khuôn hàng mẫu trên phần mềm SolidWorks, tương thích với máy ép nhựa mini đường kính nòng xylanh đùn $\varnothing 20\text{ mm}$, thể tích buồng chứa $21.991,15\text{ mm}^3$.
  2. Mô phỏng động học dòng chảy nhựa (CAE) bằng phần mềm Moldex3D để dự đoán chính xác các khuyết tật co ngót, bẫy khí (air trap), áp suất điền đầy và trường phân bố nhiệt độ.
  3. Lập quy trình công nghệ gia công cơ khí (CAM) trên Siemens NX, xác định chế độ cắt gọt tối ưu cho máy phay đứng vạn năng FVHM-GS300A và dụng cụ cắt hợp kim BK6/thép gió P6M5.
  4. Chế tạo thực tế và thử nghiệm ép phun trên nhiều chủng loại nhựa (ABS, PLA, Moldable Plastic, nhựa tái chế), đánh giá ảnh hưởng của bán kính cổng phun ($R_1 \to R_2 \to R_{3.5}\text{ mm}$) đến độ hoàn thiện sản phẩm.

Phạm vi và giới hạn: Dự án tập trung vào dạng sản xuất đơn chiếc phục vụ chế tạo thử nghiệm nguyên mẫu (dưới 10.000 sản phẩm), kích thước bộ khuôn $80 \times 80 \times 15\text{ mm}$, phôi ban đầu $87 \times 87 \times 22\text{ mm}$, sử dụng cơ cấu ép nén cơ - nhiệt trên máy ép nhựa để bàn phòng thí nghiệm.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Trong quy trình phát triển sản phẩm nhựa, việc lựa chọn giải pháp chế tạo khuôn thử nghiệm quyết định trực tiếp đến ngân sách và tốc độ đưa sản phẩm ra thị trường (Time-to-Market). Bảng so sánh dưới đây phân tích các giải pháp hiện hành:

Tiêu chí đánh giá Khuôn sản xuất thép (Series Mold) Khuôn in 3D nhựa (Additive Tooling) Giải pháp đề xuất: Khuôn nhôm Al 6061
Vật liệu chế tạo Thép SKD61, SKD11, P20 Resin cao phân tử, SLA/SLS Hợp kim nhôm Al 6061 (dạng cán)
Độ dẫn nhiệt ($W/m\cdot K$) $25 - 40$ (Thấp) $0.15 - 0.3$ (Rất thấp) $160 - 180$ (Cao gấp ~7 lần thép)
Thời gian gia công 6 - 12 tuần 1 - 3 ngày 1 - 2 tuần (Nhanh hơn 40% so với thép)
Chi phí chế tạo Rất cao (100% baseline) Thấp (15 - 20%) Trung bình thấp (25 - 35%)
Độ bền tuổi thọ $500.000 - 1.000.000$ shots $< 100$ shots (Dễ giòn, gãy) $5.000 - 10.000$ shots
Độ chính xác bề mặt Cực cao ($Ra \le 0.2,\mu\text{m}$) Trung bình ($Ra \approx 1.6 - 3.2,\mu\text{m}$) Cao ($Ra = 0.63,\mu\text{m}$)
Khả năng sửa đổi Rất khó, tốn kém Không thể sửa đổi Dễ phay, doa, chỉnh cổng phun

Phân loại yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW:

  • Must have (Bắt buộc): Đảm bảo độ chính xác lắp ghép 2 nửa khuôn qua 2 chốt định vị $\varnothing 10^{+0.12}\text{ mm}$; độ nhám bề mặt lòng khuôn đạt $Ra = 0.63,\mu\text{m}$; độ song song giữa các mặt chuẩn $\le 0.1\text{ mm}$; độ vuông góc $\le 0.05\text{ mm}$.
  • Should have (Nên có): Bố trí hệ thống thoát khí tối ưu dựa trên phân tích mô phỏng Moldex3D; cấu trúc cổng phun tháo lắp linh hoạt.
  • Could have (Có thể có): Bắn cát xử lý mờ bề mặt ngoại quan sau phay tinh.
  • Won't have (Chưa thực hiện): Hệ thống gia nhiệt tuần hoàn tự động và cơ cấu lói đẩy thủy lực tự động (sử dụng đẩy khuôn thủ công cho quy mô phòng lab).

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc bộ khuôn hàng mẫu gồm 2 nửa chính: Tấm khuôn trên (Cavity Plate) và Tấm khuôn dưới (Core Plate), được chế tạo từ hợp kim nhôm Al 6061 cán định hình với khối lượng tổng thể $Q = 1.3879\text{ kg}$.

                 SƠ ĐỒ KẾT CẤU BỘ KHUÔN HÀNG MẪU

Technology Stack & Tools:

  • CAD Design: SolidWorks 2022 (Mô hình hóa 3D tham số, xuất bản vẽ 2D theo tiêu chuẩn TCVN).
  • CAE Injection Simulation: Moldex3D Studio R17 (Mô phỏng quá trình điền đầy 3D, phân tích phân bố áp suất, nhiệt độ, bọt khí và ứng suất dư).
  • CAM Programming: Siemens NX 12.0 CAM (Lập trình đường chạy dao phay thô Cavity Mill, phay tinh Z-Level Profile, khoan lỗ định vị).
  • Thiết bị gia công: Máy phay đứng vạn năng FVHM-GS300A (Kích thước bàn $300 \times 1270\text{ mm}$, dải tốc độ trục chính $75 - 3600\text{ RPM}$, công suất động cơ $5\text{ HP} \approx 3.75\text{ kW}$).

Methodology

Quy trình phát triển tuân theo phương pháp kỹ thuật đồng thời (Concurrent Engineering), chia thành các mốc tiến độ (Milestones):

  1. Milestone 1 (Tuần 1-3): Thiết kế mẫu sản phẩm, tính toán thể tích vật đùn, dựng mô hình lắp 3D trên SolidWorks.
  2. Milestone 2 (Tuần 4-6): Phân tích CAE trên Moldex3D, phát hiện lỗi Air Trap, tối ưu hóa thông số ép (Nhiệt độ đùn $230^\circ\text{C}$, áp suất điền đầy $0.8\text{ MPa}$, nhiệt độ khuôn $60^\circ\text{C}$).
  3. Milestone 3 (Tuần 7-10): Lập quy trình công nghệ 8 nguyên công, tính toán chế độ cắt, mô phỏng tránh va chạm dao trên NX CAM, gia công thực tế trên máy FVHM-GS300A.
  4. Milestone 4 (Tuần 11-14): Lắp ráp, thử nghiệm ép phun với 4 loại hạt nhựa, hiệu chỉnh cổng phun $R_1 \to R_{3.5}\text{ mm}$, nghiệm thu sản phẩm.

Ma trận đánh giá và kiểm soát rủi ro:

  • Rủi ro co ngót / biến dạng sản phẩm: Khắc phục bằng hệ số tản nhiệt vượt trội của Al 6061 kết hợp cài đặt thời gian làm nguội chính xác ($189.567\text{ s}$ theo mô phỏng).
  • Rủi ro sai số gá đặt khi gia công: Sử dụng quy trình chuẩn thống nhất: Mặt đáy A làm mặt chuẩn tinh chính khống chế 3 bậc tự do trong suốt các nguyên công 3 đến nguyên công 7.

Implementation và kết quả

Development process

Quy trình công nghệ chế tạo nửa khuôn trên được tối ưu hóa qua 8 nguyên công khép kín:

  • Nguyên công 1: Phay mặt đáy A (khống chế 3 bậc tự do từ mặt chuẩn thô B).
  • Nguyên công 2: Phay mặt đầu B (chuẩn định vị mặt A).
  • Nguyên công 3: Phay 4 mặt bên C, D, E, F đạt kích thước $87 \times 87\text{ mm}$.
  • Nguyên công 4: Phay thô và phay tinh lòng khuôn hình ngôi sao.
  • Nguyên công 5: Phay rãnh dẫn nhựa $R_5$.
  • Nguyên công 6: Khoan 2 lỗ định vị $\varnothing 10\text{ mm}$ (dung sai $+0.12\text{ mm}$).
  • Nguyên công 7: Vát mép, bo cạnh sắc mép $R_1, R_4$.
  • Nguyên công 8: Xử lý bề mặt hoàn thiện bằng công nghệ bắn cát kỹ thuật.
                             G-CODE MINH HỌA GIA CÔNG NX CAM
(--- NGUYEN CONG 4: PHAY TINH LONG KHUON NGOI SAO ---)
(TOOL: ENDMILL DIA 4.0mm - CARBIDE BK6)
N10 G90 G54 G17 G40 G80
N20 M06 T02 (DAO PHAY NGON D4)
N30 S2400 M03
N40 G00 X15.250 Y20.110 Z5.000 M08
N50 G01 Z-2.000 F150.0
N60 G01 X25.500 Y35.200 F450.0
N70 G02 X35.800 Y20.110 R12.500 F450.0
N80 G01 X20.000 Y10.000
N90 G00 Z25.000 M09
N100 M05
N110 G91 G28 Z0.
N120 M30

Tính toán động lực học cắt gọt (Nguyên công 1 - Phay mặt đáy A):

  • Vật liệu phôi: Nhôm Al 6061, chiều sâu cắt $t = 3.5\text{ mm}$, lượng chạy dao răng $S_z = 0.24\text{ mm/răng}$.
  • Dụng cụ cắt: Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6, đường kính $D = 200\text{ mm}$, số răng $Z = 10$.
  • Lượng chạy dao vòng: $S_0 = S_z \times Z = 0.24 \times 10 = 2.4\text{ mm/vòng}$ (sử dụng $4.8\text{ mm/vòng}$ cho chế độ cắt thô biên độ cao).
  • Tốc độ cắt tính toán: $V_t = V_b \times k_1 \times k_2 = 209 \times 1.0 \times 0.7 = 146.3\text{ m/phút}$.
  • Số vòng quay trục chính tính toán: $$n_t = \frac{1000 \times V_t}{\pi \times D} = \frac{1000 \times 146.3}{3.14 \times 200} = 232.96\text{ vòng/phút}$$
  • Chọn cấp tốc độ máy thực tế: $n_m = 237\text{ vòng/phút}$. Tốc độ cắt thực tế: $V_{tt} = \frac{200 \times 237 \times 3.14}{1000} = 148.84\text{ m/phút}$.
  • Lượng chạy dao phút: $S_p = 4.8 \times 237 = 1137.6\text{ mm/phút}$.
  • Lực cắt tiếp tuyến $P_z$ được xác định theo công thức cơ học gia công: $$P_z = \frac{10 \times C_p \times t^x \times S_z^y \times B^u \times Z}{D^q \times n^w} \times K_{MV}$$ Với các hệ số tra bảng: $C_p = 218$, $x = 0.92$, $y = 0.78$, $u = 1.0$, $q = 1.15$, $w = 0$, $B = 46\text{ mm}$, $K_{MV} = 0.25$: $$P_z = \frac{10 \times 218 \times (3.5)^{0.92} \times (0.24)^{0.78} \times 46^1 \times 10}{200^{1.15} \times 237^0} \times 0.25 = 1306.96\text{ N}$$
  • Công suất cắt gọt tiêu hao: $$N = \frac{P_z \times V_{tt}}{1020 \times 60} = \frac{1306.96 \times 148.84}{61200} = 3.18\text{ kW}$$ Công suất máy yêu cầu: $N_{dc} = \frac{N}{\eta} = \frac{3.18}{0.85} \approx 3.74\text{ kW} \le N_{may} (3.75\text{ kW} / 5\text{ HP})$, thỏa mãn điều kiện bền và công suất cắt.

Testing và validation

1. Kết quả phân tích mô phỏng động học CAE (Moldex3D)

Dữ liệu mô phỏng cho nhựa kỹ thuật ABS trên Moldex3D Studio đạt các giá trị tham số tối ưu:

  • Áp suất phun tối đa trong lòng khuôn: $0.592\text{ MPa}$ (nằm an toàn trong giới hạn thiết lập của máy $0.8\text{ MPa}$).
  • Trường nhiệt độ dòng chảy: Nhiệt độ đỉnh tại cổng vào đạt $230^\circ\text{C}$, nhiệt độ làm nguội cuối chu trình tại thành khuôn đạt $66.61^\circ\text{C}$.
  • Vận tốc dòng chảy: Duy trì ổn định ở mức $3.079\text{ cm/s}$, ngăn chặn hiện tượng trượt dòng (jetting).
  • Độ nhớt động học: Đạt đỉnh $9000\text{ Poise}$ tại thời điểm điền đầy hoàn toàn.
  • Thời gian làm nguội (Cooling Time): Đạt $189.567\text{ s}$ khi làm nguội tự nhiên qua thân khuôn nhôm.
                          MÔ PHỎNG PHÂN BỐ ÁP SUẤT VÀ DÒNG CHẢY
      Cổng phun (Gate)                                    Đáy lòng khuôn

2. Thử nghiệm thực tế và tối ưu hóa cổng phun (Gate Optimization)

Quá trình ép thử nghiệm trên máy đùn cỡ nhỏ ghi nhận sự biến thiên chất lượng rõ rệt khi thay đổi cấu trúc cổng phun:

  • Lần 1 (Gate $R_1\text{ mm}$): Sản phẩm bị khuyết tật thiếu liệu (Short Shot), nhựa không thể điền đầy các cánh ngôi sao do trở lực dòng chảy tại cổng phun quá lớn dưới áp suất ép tay cỡ nhỏ.
  • Lần 2 (Mở rộng Gate $R_2\text{ mm}$): Nhựa điền đầy khoảng $85%$ thể tích nhưng xuất hiện bọt khí bề mặt và vết nứt do ứng suất cục bộ.
  • Lần 3 (Mở rộng Gate $R_{3.5}\text{ mm}$): Dòng nhựa phân bố đồng đều, điền đầy $100%$ thể tích lòng khuôn $21.991,15\text{ mm}^3$, bề mặt bóng đẹp, không còn khuyết tật rỗ khí hay cong vênh.
          TIẾN TRÌNH TỐI ƯU HÓA CỔNG PHUN VÀ KẾT QUẢ ĐIỀN ĐẦY

3. Đánh giá thử nghiệm đa vật liệu (Multi-material Test)

  • Nhựa ABS: Độ bám khuôn tốt, chi tiết sắc nét, độ bóng bề mặt cao sau khi khuôn được xử lý bắn cát.
  • Nhựa PLA: Nhiệt độ nóng chảy thấp ($190 - 210^\circ\text{C}$), co ngót cực thấp ($< 0.5%$), bề mặt đạt độ thẩm mỹ chuẩn mẫu thử.
  • Nhựa Moldable Plastic (nhựa dẻo nhiệt độ thấp): Định hình dễ dàng ở nhiệt độ $60 - 80^\circ\text{C}$, thích hợp cho các thử nghiệm nhanh nghiệm thu hình học.
  • Nhựa tái chế (Recycled Flakes): Ép thành công sản phẩm định hình, chứng minh khả năng ứng dụng cho kinh tế tuần hoàn và tái chế phế liệu nhựa tại nguồn.

Đổi mới và đóng góp

  1. Ứng dụng vật liệu nhôm Al 6061 cho khuôn mẫu nhanh: Khắc phục hoàn toàn nhược điểm dẫn nhiệt kém của khuôn thép truyền thống. Nhôm Al 6061 có hệ số truyền nhiệt cao gấp 7 lần thép, giúp rút ngắn chu kỳ làm nguội tới $50%$, loại bỏ hiện tượng co rút không đồng đều gây cong vênh sản phẩm.
  2. Khép kín quy trình CAD-CAE-CAM thực chiến: Dự án chứng minh tính khả thi của việc loại bỏ hoàn toàn các lỗi gia công/chế tạo thông qua việc kết hợp SolidWorks $\to$ Moldex3D $\to$ NX CAM. Việc dự đoán trước vị trí Air Trap trên Moldex3D giúp nhóm chủ động thiết kế rãnh thoát khí ngay từ khâu phay CNC.
  3. Cải tiến thông số hình học cổng phun: Nghiên cứu đã thực nghiệm và lượng hóa thành công kích thước cổng phun tối ưu $R_{3.5}\text{ mm}$ cho các dòng máy ép mini nòng $\varnothing 20\text{ mm}$, cung cấp dữ liệu thực nghiệm giá trị cho các nghiên cứu tiếp theo.
  4. Hiệu quả kinh tế vượt trội: Giảm chi phí chế tạo từ $70 - 80%$ so với việc đặt hàng khuôn mẫu từ nước ngoài hoặc các xưởng chuyên dụng lớn; rút ngắn thời gian chuẩn bị sản xuất từ 6 tuần xuống còn 10 ngày.

Ứng dụng thực tế và triển khai

  • Phòng thí nghiệm và Trung tâm Đào tạo Kỹ thuật: Phục vụ trực tiếp cho sinh viên các ngành Công nghệ Chế tạo máy, Cơ điện tử, Công nghệ Vật liệu thực hành từ khâu thiết kế, mô phỏng đến gia công CNC và đúc ép sản phẩm nhựa.
  • Doanh nghiệp R&D & Start-up phần cứng: Cung cấp giải pháp chế tạo mẫu thử nghiệm chức năng (Functional Prototypes) với số lượng nhỏ ($50 - 5.000$ chiếc) để khảo sát thị trường trước khi mở khuôn thép hàng loạt.
  • Tái chế rác thải nhựa cục bộ: Ứng dụng trong các dự án máy ép mini cộng đồng (Precious Plastic) nhằm sản xuất các vật phẩm gia dụng nhỏ từ nắp chai và rác nhựa tái sinh.
                    LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI VÀ THƯƠNG MẠI HÓA
  Tháng 1 - 2           Tháng 3 - 4           Tháng 5 - 6          Tháng 7 trở đi

Phân tích Chi phí - Lợi ích (Cost-Benefit & ROI):

  • Chi phí phôi nhôm Al 6061 & dao cụ: $\approx 1.500.000\text{ VNĐ}$.
  • Chi phí gia công máy phay FVHM-GS300A: $\approx 2.000.000\text{ VNĐ}$.
  • Tổng kinh phí: $< 4.000.000\text{ VNĐ}$ (so với khuôn thép dịch vụ cùng kích thước: $25.000.000 - 40.000.000\text{ VNĐ}$). Điểm hòa vốn đạt được ngay sau 2 dự án tạo mẫu thử nghiệm.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật: Độ cứng vật liệu Al 6061 ($\approx 95\text{ HB}$) thấp hơn nhiều so với thép tôi ($50 - 55\text{ HRC}$), do đó khuôn dễ bị xước hoặc mòn mép phân khuôn nếu chịu lực ép quá lớn vượt định mức; chưa tích hợp kênh dẫn nước làm mát cưỡng bức (Cooling Channels).
  • Hướng phát triển:
    1. Ứng dụng công nghệ Anodize hóa cứng bề mặt (Hard Anodizing) để nâng cao độ cứng bề mặt nhôm lên $> 500\text{ HV}$, kéo dài tuổi thọ khuôn lên tới $20.000 - 50.000\text{ shots}$.
    2. Thiết kế hệ thống đế khuôn module tiêu chuẩn hóa (Modular Mold Base) cho phép thay thế nhanh lòng khuôn (Cavity Inserts) trong vòng 5 phút.
    3. Ứng dụng công nghệ in 3D kim loại (SLM) để tạo kênh làm mát biên dạng (Conformal Cooling Channels) bên trong lòng khuôn nhôm/thép.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên Cơ khí / Chế tạo máy: Nắm vững toàn bộ chu trình kỹ thuật chuẩn công nghiệp từ tính toán chế độ cắt, thiết kế đồ gá đến phân tích CAE dòng chảy nhựa thực tế.
  • Kỹ sư vận hành CNC & Lập trình CAM: Tiếp cận phương pháp thiết lập chuẩn định vị 6 bậc tự do, tối ưu hóa đường chạy dao, lựa chọn dao hợp kim BK6 và kiểm soát công suất cắt máy phay.
  • Doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs): Tiết kiệm $70%$ chi phí đầu tư khuôn hàng mẫu, giảm thiểu rủi ro phế phẩm khi chế tạo khuôn nối tiếp (Series mold).
  • Nhà nghiên cứu vật liệu: Sở hữu công cụ thử nghiệm độ chảy mềm (MFI) và hành vi co ngót của các loại nhựa sinh học, nhựa composite mới trong điều kiện ép phun thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để gia công bộ khuôn nhôm Al 6061 là gì?

Cần trang bị máy phay CNC hoặc máy phay vạn năng có dải tốc độ trục chính tối thiểu $2000 - 3600\text{ RPM}$, bàn máy đạt độ phẳng $\le 0.02\text{ mm}$, sử dụng dao phay ngón hợp kim cứng (Carbide) chuyên dụng cho nhôm (góc xoắn lớn $45^\circ$, lưỡi cắt bóng) và dung dịch tưới nguội làm mát liên tục.

2. Khuôn nhôm Al 6061 chịu được bao nhiêu chu kỳ ép nhựa (Mold Life)?

Trong điều kiện ép áp suất thấp của máy cỡ nhỏ ($0.5 - 2.0\text{ MPa}$) và nhựa không chứa sợi thủy tinh (như PP, PE, ABS, PLA), khuôn có tuổi thọ từ $5.000$ đến $10.000$ lần ép mà vẫn giữ nguyên độ chính xác kích thước.

3. Tại sao Moldex3D lại là phần mềm bắt buộc trước khi gia công khuôn?

Moldex3D giúp mô phỏng chính xác trường áp suất ($0.592\text{ MPa}$), vị trí bẫy khí (Air Trap), đường hàn (Weld Line) và độ co ngót. Việc mô phỏng giúp kỹ sư điều chỉnh kích thước cổng phun (từ $R_1$ lên $R_{3.5}\text{ mm}$) ngay trên máy tính, tránh hoàn toàn chi phí gia công lại phôi do sai hỏng.

4. Cách khắc phục hiện tượng thiếu liệu (Short Shot) khi ép khuôn trên máy mini?

Có 3 giải pháp đồng bộ: (1) Nâng bán kính cổng phun (Gate) lên $R_{3.0} - R_{3.5}\text{ mm}$ để giảm trở lực; (2) Tăng nhiệt độ gia nhiệt nòng xylanh thêm $10 - 20^\circ\text{C}$ để giảm độ nhớt dòng nhựa; (3) Tạo rãnh thoát khí (Air Vent) sâu $0.02\text{ mm}$ tại các vị trí cuối dòng chảy.

5. Chi phí và thời gian hoàn thiện một bộ khuôn mẫu Al 6061 là bao nhiêu?

Tổng chi phí dao động từ $3.500.000 - 5.000.000\text{ VNĐ}$ cho toàn bộ phôi vật liệu, dao cụ và giờ gia công máy, thời gian hoàn thiện từ thiết kế đến ép thử sản phẩm kéo dài từ 7 đến 10 ngày làm việc.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và chế tạo khuôn hàng mẫu cho máy ép nhựa cỡ nhỏ" của nhóm sinh viên Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM (IUH) dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Khoa Triều đã giải quyết thành công bài toán cầu nối giữa thiết kế lý thuyết và sản xuất thực tiễn. Bằng việc làm chủ chuỗi công nghệ tích hợp SolidWorks (CAD) – Moldex3D (CAE) – Siemens NX (CAM) trên vật liệu hợp kim nhôm Al 6061, đề tài không chỉ tạo ra một bộ khuôn hoàn chỉnh đạt độ chính xác bề mặt $Ra = 0.63,\mu\text{m}$ và dung sai chốt $\varnothing 10^{+0.12}\text{ mm}$, mà còn mở ra hướng đi bền vững, tiết kiệm cho ngành công nghiệp phụ trợ và tạo mẫu nhanh tại Việt Nam. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo kỹ thuật giá trị cho sinh viên, kỹ sư cơ khí và các cơ sở sản xuất đang tìm kiếm giải pháp tối ưu hóa chi phí R&D sản phẩm nhựa.