Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp nhựa tại Việt Nam duy trì tốc độ tăng trưởng bình quân từ 15% đến 20% mỗi năm, cung cấp các chi tiết kỹ thuật, vỏ thiết bị và sản phẩm gia dụng với ưu điểm trọng lượng nhẹ và tính tạo hình cao. Trong đó, công nghệ ép phun nhựa (injection molding) là phương pháp sản xuất hàng loạt phổ biến nhất nhờ tính tự động hóa và năng suất cao. Tuy nhiên, việc kiểm soát các khuyết tật hình học và nâng cao độ chính xác kích thước luôn là thách thức lớn đối với kỹ sư khuôn mẫu.

Thực tế tại thời điểm nghiên cứu, bộ khuôn của sản phẩm "vỏ bảo vệ thiết bị dẫn hướng cho người khiếm thị" đã được thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh. Khi tiến hành ép thử nghiệm ban đầu bằng các thông số vận hành kinh nghiệm, chi tiết ép ra gặp phải hàng loạt khuyết tật nghiêm trọng: hiện tượng bavia (flash) ở mặt phân khuôn, biến dạng cong vênh (warp) lớn làm sai lệch kích thước lắp ghép và xuất hiện các vết lõm bề mặt (sink marks) tại khu vực thành dày hoặc gân tăng cứng, làm suy giảm tính thẩm mỹ của thiết bị hỗ trợ. Việc điều chỉnh thông số ép bằng phương pháp thử - sai (trial and error) trên máy thực tế gây lãng phí lớn về hạt nhựa, điện năng và thời gian dừng máy. Do đó, việc ứng dụng công cụ kỹ thuật hỗ trợ máy tính (CAE) với phần mềm Autodesk Moldflow kết hợp phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi là giải pháp khoa học cần thiết để tìm ra bộ thông số công nghệ tối ưu.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Nghiên cứu tổng quan về vật liệu polymer (nhựa nhiệt dẻo PP), công nghệ ép phun và các dạng khuyết tật hình học trong quá trình tạo hình.
  2. Tìm hiểu lý thuyết tối ưu hóa chất lượng bằng phương pháp Taguchi (Design of Experiments - DOE) và nguyên lý tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N).
  3. Sử dụng phần mềm Autodesk Simulation Moldflow Insight 2013 để mô phỏng chuỗi phân tích dòng chảy (Cool + Fill + Pack + Warp).
  4. Thiết lập ma trận quy hoạch thực nghiệm mảng trực giao Taguchi nhằm xác định tổ hợp thông số công nghệ ép phun tối ưu cho hai chỉ tiêu: giảm thiểu độ cong vênh (Warp) và giảm thiểu vết lõm bề mặt (Sink marks).
  5. Thực hiện ép thử nghiệm trên máy ép nhựa Shine Well W-120B tại xưởng với bộ khuôn có sẵn để kiểm chứng và đánh giá so sánh chất lượng sản phẩm trước và sau tối ưu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình điền đầy và định hình sản phẩm vỏ bảo vệ thiết bị dẫn hướng cho người khiếm thị; phần mềm mô phỏng Moldflow Plastic Insight 2013; phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi; bộ khuôn ép nhựa đã được chế tạo; máy ép phun Shine Well W-120B.
  • Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát 5 thông số công nghệ chính (nhiệt độ nhựa nóng chảy, nhiệt độ khuôn, áp suất duy trì, thời gian duy trì áp, thời gian làm nguội) trên vật liệu nhựa Polypropylene (PP); nghiên cứu thực hiện từ ngày 10/05/2015 đến ngày 22/07/2015 tại Khoa Cơ khí Chế tạo máy, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình sử dụng trong đồ án:

  • Lý thuyết chu trình ép phun: Quá trình tuần hoàn bao gồm định lượng hạt nhựa, gia nhiệt nóng chảy trong xy lanh trục vít, phun áp lực điền đầy lòng khuôn (Filling), nén duy trì áp suất (Packing/Holding), làm nguội định hình (Cooling) và mở khuôn đẩy sản phẩm ra ngoài.
  • Phân loại và cấu tạo khuôn ép: Kết cấu khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm và khuôn nhiều tầng (stack mold); hệ thống chức năng chính gồm hệ thống dẫn hướng - định vị, hệ thống cấp nhựa (cuống phun, kênh dẫn, cổng phun), hệ thống đẩy (tấm đẩy, ty lói, chốt hồi), hệ thống làm nguội đường nước và hệ thống thoát khí.
  • Lý thuyết vật liệu Polyme: Nhựa nhiệt dẻo Polypropylene (PP) với các đặc trưng cơ lý (độ bền kéo, độ dãn dài, mô đun đàn hồi $E$, độ dai va đập Charpy), chỉ số nóng chảy (MFI theo tiêu chuẩn ASTM D1238), tỷ trọng và độ co rút thể tích.
  • Cơ chế hình thành khuyết tật: Hiện tượng cong vênh do co ngót không đồng đều giữa các vùng của sản phẩm; vết lõm bề mặt hình thành do vùng lõi của thành dày co rút thể tích khi lớp vỏ ngoài đã đông đặc; bavia do áp suất phun quá cao hoặc lực kẹp khuôn không đủ; bọt khí do điểm cuối dòng chảy không thoát khí kịp.
  • Phương pháp Taguchi (Taguchi Method): Triết lý kiểm soát chất lượng ngoại tuyến (offline quality control). Sử dụng mảng trực giao (Orthogonal Arrays - OA) để giảm thiểu số lượng thí nghiệm. Đánh giá chất lượng dựa trên tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (Signal-to-Noise ratio - S/N). Với bài toán giảm thiểu khuyết tật cong vênh và độ sâu vết lõm, hàm mục tiêu thuộc dạng "Càng nhỏ càng tốt" (Smaller-the-better - STB):

$$SN_i = -10 \log \left( \frac{1}{N_i} \sum_{u=1}^{N_i} y_u^2 \right)$$

Trong đó $y_u$ là giá trị khuyết tật đo được tại lần thử $u$, $N_i$ là số lần lặp của thí nghiệm thứ $i$. Mức độ ảnh hưởng của từng thông số được xác định qua độ biến thiên trung bình $\Delta R = SN_{max} - SN_{min}$ và xếp hạng (Rank).

Phương pháp nghiên cứu thực tế:

  • Phương pháp mô phỏng số CAE: Nhập mô hình 3D sản phẩm vào Autodesk Moldflow Insight 2013, kiểm tra và sửa lỗi hình học qua Moldflow CAD Doctor, chia lưới bề mặt, định nghĩa hệ thống cổng phun, chọn vật liệu PP từ thư viện và chạy chuỗi phân tích "Cool + Fill + Pack + Warp".
  • Phương pháp quy hoạch thực nghiệm: Áp dụng mảng trực giao Taguchi L16 với 5 yếu tố công nghệ đầu vào để thực hiện 16 kịch bản mô phỏng độc lập.
  • Phương pháp phân tích thống kê: Tính toán giá trị S/N trung bình cho từng cấp độ của mỗi yếu tố, vẽ đồ thị đáp ứng để xác định bộ thông số tối ưu lý thuyết.
  • Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Vận hành máy ép phun Shine Well W-120B với bộ khuôn sẵn có, cài đặt các thông số trước và sau khi tối ưu Taguchi, thu thập mẫu sản phẩm và đánh giá độ cải thiện về bavia, độ cong vênh và độ sâu vết lõm.

Nguồn dữ liệu:

  • Dữ liệu hình học từ bản vẽ thiết kế 3D của chi tiết vỏ bảo vệ và bộ khuôn thực tế.
  • Cơ sở dữ liệu thông số vật liệu nhựa PP trong phần mềm Autodesk Moldflow 2013.
  • Dữ liệu thông số kỹ thuật máy ép nhựa Shine Well W-120B (dung tích phun, lực kẹp khuôn, áp suất tối đa).
  • Kết quả trích xuất từ 16 lần chạy phân tích mô phỏng Moldflow và số liệu ghi nhận khi ép thử nghiệm tại xưởng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương 1 trình bày bối cảnh công nghiệp ngành nhựa, nêu rõ sự cần thiết của việc kết hợp phần mềm mô phỏng dòng chảy CAE với các phương pháp toán học tối ưu hóa. Tác giả đặt ra vấn đề thực tế: bộ khuôn ép cho chi tiết "vỏ bảo vệ thiết bị dẫn hướng cho người khiếm thị" sau khi gia công xong cho ra sản phẩm ép thử bị lỗi bavia, cong vênh và vết lõm bề mặt. Chương này xác định rõ 4 mục tiêu cụ thể, đối tượng nghiên cứu và sơ đồ khối 8 bước thực hiện của toàn bộ đề tài.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 cung cấp hệ thống lý thuyết toàn diện về kỹ thuật ép phun nhựa và phương pháp tối ưu hóa, bao gồm:

  • Cấu tạo, nguyên lý vận hành của máy ép phun trục vít; giới thiệu các công nghệ ép đặc biệt (ép lệch tâm, ép nhiều màu, ép có khí trợ lực).
  • Phân loại kết cấu khuôn 2 tấm, 3 tấm, khuôn nhiều tầng; phân tích chi tiết 20 cụm chi tiết trong bộ khuôn hoàn chỉnh (tấm kẹp, bạc cuống phun, chốt dẫn hướng, tấm đẩy, ty lói, kênh dẫn, đường nước làm mát).
  • Đặc tính hóa lý của vật liệu polymer nhiệt dẻo PP; bảng tra tỷ trọng ($g/cm^3$), chỉ số chảy MFI và độ co rút của các loại nhựa thông dụng (ABS, PP, PE, POM).
  • Phân tích nguyên nhân và giải pháp công nghệ cho 6 dạng khuyết tật: biến dạng cong vênh (Warp), co ngót (Shrinkage), bọt khí (Air traps), vết lõm bề mặt (Sink marks), phun thiếu (Short shot) và bavia (Flash).
  • Triết lý Taguchi, các bước thiết kế thực nghiệm DOE, cấu trúc mảng trực giao Orthogonal Arrays, các công thức toán học tính tỷ lệ S/N cho các dạng bài toán (Smaller-the-better, Larger-the-better, Nominal-the-best).
  • Cấu trúc bộ phần mềm Moldflow (MPA, MPI, MCD, STL Expert, Design Link) và quy trình chuẩn bị bài toán phân tích dòng chảy; định nghĩa chi tiết các thông số công nghệ ép phun: vận tốc phun, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ khuôn, áp suất nén giữ, thời gian bão áp, thời gian làm nguội và lực kẹp khuôn.

Chương 3: Quá trình thí nghiệm

Chương 3 trình bày các bước thiết lập thực nghiệm mô phỏng và kế hoạch tối ưu hóa Taguchi:

  • Quy trình mô phỏng trên Autodesk Moldflow Plastics Insight 2013: xử lý mô hình CAD, chia lưới, đặt cổng phun, chọn vật liệu nhựa PP và thiết lập chuỗi phân tích "Cool + Fill + Pack + Warp".
  • Lựa chọn 5 thông số công nghệ đầu vào chính ảnh hưởng trực tiếp đến biến dạng và bề mặt sản phẩm (ký hiệu từ A đến E):
    • Thông số A: Nhiệt độ nhựa nóng chảy (Melt temperature, $^\circ C$)
    • Thông số B: Nhiệt độ thành khuôn (Mold temperature, $^\circ C$)
    • Thông số C: Áp suất duy trì (Packing pressure, $%$ áp suất điền đầy hoặc $MPa$)
    • Thông số D: Thời gian duy trì áp (Packing time, $s$)
    • Thông số E: Thời gian làm nguội (Cooling time, $s$)
  • Phân chia các cấp độ (levels) cho từng thông số trong phạm vi khuyến cáo của nhà sản xuất hạt nhựa và phần mềm Moldflow.
  • Thiết lập bảng mảng trực giao Taguchi L16 gồm 16 thí nghiệm kết hợp các cấp độ thông số để tiến hành chạy mô phỏng.

Chương 4: Kết quả thí nghiệm và đánh giá

Chương 4 tổng hợp dữ liệu từ 16 bài toán mô phỏng và thực hiện phân tích tối ưu Taguchi cho từng chỉ tiêu chất lượng:

  • Tối ưu hóa độ cong vênh (Warp):
    • Bảng kết quả độ cong vênh cực đại của 16 thí nghiệm và giá trị $S/N$ tương ứng tính theo công thức Smaller-the-better.
    • Bảng giá trị $S/N$ trung bình tại từng cấp độ của 5 thông số (A, B, C, D, E), xác định mức độ ảnh hưởng $\Delta R$ và xếp hạng thứ tự ưu tiên (Rank).
    • Đồ thị phản xạ $S/N$ của từng thông số đối với độ cong vênh, từ đó xác lập bộ thông số công nghệ tối ưu cho độ cong vênh. Kết quả phân tích chỉ ra mức độ ảnh hưởng lớn của thời gian làm nguội và nhiệt độ khuôn đến biến dạng cong vênh.
  • Tối ưu hóa vết lõm bề mặt (Sink marks):
    • Bảng tổng hợp độ sâu vết lõm bề mặt của 16 thí nghiệm và giá trị $S/N$ tương ứng.
    • Phân tích giá trị $S/N$ trung bình và xếp hạng mức độ ảnh hưởng $\Delta R$ cho từng thông số đối với vết lõm.
    • Đồ thị phản xạ $S/N$ cho thấy áp suất duy trì và thời gian duy trì áp đóng vai trò quyết định trong việc bù co ngót tại các vùng thành dày, từ đó xác định bộ thông số tối ưu cho vết lõm bề mặt.
  • So sánh các giá trị khuyết tật trên mô hình mô phỏng khi chạy với thông số tối ưu so với khi chạy với thông số ban đầu do phần mềm đề xuất.

Chương 5: Ép thử sản phẩm và so sánh sản phẩm trước và sau sử dụng phương pháp Taguchi

Chương 5 trình bày toàn bộ quá trình kiểm chứng thực nghiệm tại xưởng:

  • Chuẩn bị thiết bị: Vệ sinh, gá đặt bộ khuôn vỏ thiết bị dẫn hướng lên máy ép phun Shine Well W-120B, sấy sơ bộ hạt nhựa PP.
  • Tiến hành ép thử theo 2 chế độ: Chế độ 1 sử dụng thông số công nghệ ban đầu (chưa tối ưu); Chế độ 2 cài đặt theo bộ thông số tối ưu thu được từ phương pháp Taguchi.
  • So sánh kết quả mô phỏng trên phần mềm Moldflow 2013 trước và sau tối ưu: Giảm thiểu rõ rệt vùng co rút cục bộ và biên độ chuyển vị cong vênh.
  • So sánh sản phẩm ép thực tế:
    • Mẫu ép chưa tối ưu: Bị bavia lớn quanh mép phân khuôn, độ phẳng bề mặt kém do cong vênh, xuất hiện vết lõm rõ tại vị trí đối diện các gân chịu lực bên trong.
    • Mẫu ép sau tối ưu Taguchi: Triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng bavia, triệt tiêu vết lõm bề mặt, cải thiện độ thẳng và tính ổn định hình học của vỏ thiết bị.
Tiêu chí so sánh Sản phẩm trước khi tối ưu Sản phẩm sau khi tối ưu Taguchi
Hiện tượng bavia (Flash) Xuất hiện nhiều tại mặt phân khuôn Triệt tiêu hoàn toàn, mép sản phẩm sắc nét
Vết lõm bề mặt (Sink marks) Vết lõm rõ rệt tại vùng thành dày/gân Triệt tiêu vết lõm, bề mặt phẳng đều
Độ cong vênh (Warp) Biến dạng lớn, khó lắp ghép vỏ Giảm thiểu tối đa, đảm bảo kích thước hình học
Chất lượng ép thực tế Không đạt yêu cầu kỹ thuật/thẩm mỹ Đạt yêu cầu lắp ráp vỏ thiết bị dẫn hướng

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

Chương 6 tổng kết các kết quả đạt được: Đề tài đã giải quyết thành công bài toán tối ưu hóa thông số ép phun cho bộ khuôn có sẵn bằng cách kết hợp Autodesk Moldflow 2013 và Taguchi L16, giảm thiểu thời gian và chi phí thử nghiệm thực tế. Tác giả kiến nghị các hướng nghiên cứu tiếp theo để nâng cao độ hoàn thiện sản phẩm.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính của nghiên cứu:

  • Xây dựng thành công quy trình ứng dụng tích hợp giữa phần mềm CAE (Autodesk Moldflow Plastics Insight 2013) và phương pháp quy hoạch thực nghiệm Taguchi trong công nghệ ép phun nhựa.
  • Thiết lập ma trận mảng trực giao Taguchi L16 khảo sát 5 thông số công nghệ chính (Nhiệt độ nóng chảy, Nhiệt độ khuôn, Áp suất duy trì, Thời gian duy trì áp, Thời gian làm nguội), rút ngắn số lượng thí nghiệm từ hàng trăm phép thử xuống còn 16 lần chạy mô phỏng.
  • Xác định được thứ hạng ảnh hưởng và tổ hợp thông số công nghệ tối ưu đối với hai chỉ tiêu chất lượng quan trọng:
    • Đối với độ cong vênh (Warp): Xác định thời gian làm nguội và nhiệt độ khuôn là các yếu tố ảnh hưởng chi phối đến độ ổn định hình học.
    • Đối với vết lõm bề mặt (Sink marks): Xác định áp suất duy trì và thời gian duy trì áp là hai thông số quyết định khả năng bù co ngót trong lòng khuôn.
  • Thực nghiệm ép thử thành công trên máy ép nhựa Shine Well W-120B tại xưởng: Sản phẩm vỏ bảo vệ thiết bị dẫn hướng người khiếm thị sau khi cài đặt thông số tối ưu đã triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng bavia, loại bỏ vết lõm bề mặt và giảm thiểu rõ rệt biến dạng cong vênh so với khi ép bằng chế độ công nghệ kinh nghiệm ban đầu.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả:

  • Kiến nghị tiếp tục nghiên cứu xử lý các vết lằn do dòng chảy nhựa (flow marks/weld lines) nhằm nâng cao độ bóng bề mặt và tính thẩm mỹ cao cấp cho vỏ thiết bị.
  • Đề xuất mở rộng nghiên cứu tối ưu hóa vị trí cổng phun, kích thước kênh dẫn và hệ thống làm nguội trên khuôn để hỗ trợ quá trình ép phun đạt hiệu suất cao hơn.

Đóng góp của đồ án:

  • Chứng minh tính hiệu quả và độ tin cậy của phương pháp Taguchi trong việc tìm kiếm chế độ công nghệ ép phun tối ưu trên nền tảng mô phỏng số CAE, thay thế phương pháp thử - sai tốn kém.
  • Cung cấp tài liệu quy trình thực hành chuẩn từ khâu mô phỏng Moldflow, tính toán toán học Taguchi đến cài đặt máy ép thực tế cho sinh viên và kỹ sư ngành công nghệ khuôn mẫu.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

  • Sản phẩm sau khi ép thử thực tế tuy đã khắc phục được bavia, cong vênh và vết lõm nhưng tính thẩm mỹ bề mặt vẫn chưa đạt mức tối đa do còn để lại vết lằn của dòng chảy nhựa (đường hàn/vết lằn dòng chảy).
  • Nghiên cứu mới chỉ tập trung tối ưu hóa các thông số vận hành của máy ép phun trên một bộ khuôn đơn sẵn có, chưa can thiệp thay đổi thiết kế kết cấu khuôn (hệ thống kênh dẫn, cổng phun và vị trí đường nước làm mát).
  • Chưa xét đến sự tương tác phi tuyến phức tạp giữa các cặp thông số công nghệ trong mô hình tối ưu Taguchi.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Nghiên cứu tối ưu hóa hệ thống cấp nhựa (hot runner hoặc cold runner) và vị trí cổng phun để xóa bỏ hoàn toàn vết lằn dòng chảy trên bề mặt vỏ thiết bị.
  • Nghiên cứu áp dụng các thuật toán tối ưu hóa đa mục tiêu kết hợp (như Mạng nơ-ron nhân tạo ANN, Thuật toán di truyền GA) để tối ưu đồng thời nhiều chỉ tiêu chất lượng và rút ngắn thời gian chu kỳ ép.
  • Khảo sát sự ảnh hưởng của độ hao mòn cơ khí và dao động nhiệt độ môi trường đến độ ổn định chất lượng sản phẩm trong sản xuất hàng loạt kéo dài.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án có giá trị tham khảo thiết thực cho các đối tượng sau:

  • Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Chế tạo máy, Công nghệ Khuôn mẫu: Tham khảo phương pháp xây dựng bài toán mô phỏng dòng chảy polyme trên Autodesk Moldflow Plastics Insight và quy trình ứng dụng phương pháp Taguchi (DOE) để tối ưu hóa tham số.
  • Kỹ sư thiết kế và vận hành khuôn ép nhựa: Tham khảo dữ liệu về các khuyết tật điển hình (cong vênh, co ngót, bavia, vết lõm, bọt khí), cơ chế hình thành và giải pháp điều chỉnh thông số ép thực tế trên máy ép phun.
  • Phần đáng tham khảo nhất trong đồ án:
    • Chương 2 với hệ thống lý thuyết chi tiết về 6 dạng khuyết tật ép phun, bảng phân loại kết cấu khuôn 20 chi tiết và công thức toán học tỷ số $S/N$ của Taguchi.
    • Chương 3 và Chương 4 với bảng ma trận trực giao L16, các bảng tính $S/N$ trung bình và quy trình xác định thông số tối ưu cho từng chỉ tiêu chất lượng.

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án sử dụng phần mềm mô phỏng nào và chuỗi phân tích nào được thiết lập?

Đồ án sử dụng phần mềm chuyên dụng Autodesk Simulation Moldflow Insight 2013 (kết hợp các module Moldflow Plastics Insight - MPI, Moldflow CAD Doctor, Moldflow Design Link) để thực hiện chuỗi phân tích đầy đủ "Cool + Fill + Pack + Warp" (Làm nguội + Điền đầy + Nén bão áp + Biến dạng cong vênh).

2. Hai chỉ tiêu chất lượng chính cần tối ưu trong nghiên cứu này là gì và sử dụng hàm mục tiêu S/N nào?

Hai chỉ tiêu chất lượng cần tối ưu là độ cong vênh cực đại (Warp) và độ sâu vết lõm bề mặt (Sink marks). Cả hai chỉ tiêu này đều sử dụng hàm mục tiêu tỷ số tín hiệu trên nhiễu dạng "Càng nhỏ càng tốt" (Smaller-the-better - STB) nhằm giảm thiểu tối đa kích thước khuyết tật.

3. Có bao nhiêu thông số công nghệ được lựa chọn để tối ưu trong mảng trực giao Taguchi?

Nghiên cứu lựa chọn 5 thông số công nghệ đầu vào chính gồm: (A) Nhiệt độ nhựa nóng chảy, (B) Nhiệt độ thành khuôn, (C) Áp suất duy trì, (D) Thời gian duy trì áp, và (E) Thời gian làm nguội. Các thông số này được bố trí trong mảng trực giao Taguchi L16 với 16 bài toán mô phỏng độc lập.

4. Thiết bị thực nghiệm và loại vật liệu nhựa nào được sử dụng để ép thử kiểm chứng?

Quá trình ép thử nghiệm thực tế được thực hiện trên máy ép phun nhựa Shine Well W-120B (tại xưởng thực hành Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM) với bộ khuôn vỏ thiết bị dẫn hướng đã được chế tạo sẵn, sử dụng nguyên liệu hạt nhựa nhiệt dẻo Polypropylene (PP).

5. Kết quả ép thử sản phẩm thực tế trước và sau khi áp dụng phương pháp Taguchi khác nhau như thế nào?

Trước khi tối ưu, sản phẩm ép thử bị bavia nhiều ở mặt phân khuôn, cong vênh lớn gây sai lệch kích thước và có vết lõm rõ rệt tại vùng gân chịu lực. Sau khi áp dụng bộ thông số tối ưu Taguchi, sản phẩm đã triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng bavia, loại bỏ vết lõm bề mặt và giảm thiểu đáng kể độ cong vênh.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã nghiên cứu và giải quyết thành công bài toán tối ưu hóa chế độ công nghệ ép phun cho sản phẩm "vỏ bảo vệ thiết bị dẫn hướng cho người khiếm thị" bằng vật liệu nhựa Polypropylene. Thông qua việc kết hợp giữa công cụ mô phỏng số Autodesk Moldflow Plastics Insight 2013 và phương pháp quy hoạch thực nghiệm mảng trực giao Taguchi L16, nhóm tác giả đã xác định được tổ hợp thông số công nghệ tối ưu nhằm giảm thiểu tối đa độ cong vênh và vết lõm bề mặt mà không cần trải qua nhiều lần thử nghiệm tốn kém. Kết quả ép thử nghiệm thực tế trên máy Shine Well W-120B đã kiểm chứng tính chính xác của mô hình tính toán, loại bỏ hoàn toàn bavia và vết lõm, nâng cao chất lượng hình học của sản phẩm. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị cao về mặt lý thuyết và ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực công nghệ khuôn mẫu và gia công chất dẻo.