Nghiên cứu quan hệ biểu đồ PVT trong khuôn có kênh dẫn nhựa nóng

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

TỔNG QUAN VỀ KÊNH DẪN NÓNG

Ngành nhựa ngày càng trở nên quan trọng trong công nghiệp và đời sống hàng ngày nhờ vào khối lượng sản phẩm lớn, độ tương đồng cao và giá thành thấp Công nghệ sản xuất nhựa được cập nhật hiện đại với thời gian chu kỳ ngắn và chủ yếu sử dụng lao động kỹ thuật, cho phép tạo ra sản phẩm đa dạng phục vụ nhiều lĩnh vực khác nhau Trong đó, ép phun là phương pháp phổ biến nhất cho việc sản xuất hàng loạt các chi tiết phức tạp với kích thước chính xác.

Kỹ thuật kênh dẫn nóng trong phương pháp ép phun là công nghệ tiên tiến giúp sản xuất các sản phẩm nhựa có thành mỏng và chiều sâu lớn, nâng cao độ chính xác và giảm tổn thất áp suất trong quá trình sản xuất.

Hệ thống kênh dẫn nóng ra đời vào những năm 1930 và được phát triển vào đầu thập niên 60, nhưng chưa phổ biến và hiệu quả chưa cao Đến thập niên 80 và 90, hệ thống này trở nên phổ biến hơn nhờ vào sự phát triển kỹ thuật, cải thiện độ tin cậy và sự gia tăng giá thành của vật liệu nhựa, giúp việc sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng trở nên kinh tế hơn.

1.1.1 Thế nào là kênh dẫn nhựa nóng

Hệ thống kênh dẫn nóng là liên kết giữa bộ phận phun nhựa của máy ép nhựa và cổng phun của các hốc khuôn, đóng vai trò cung cấp nhựa nóng chảy Khác với cuống nhựa trong các khuôn truyền thống, nhựa nhiệt dẻo vẫn ở trạng thái nóng chảy trong toàn bộ chiều dài của hệ thống kênh dẫn trong suốt chu kỳ ép phun Hệ thống này không được lấy ra cùng với kênh dẫn khi mở khuôn, vì vậy kỹ thuật này thường được gọi là “kỹ thuật ép nhựa không cuống.”

Hệ thống kênh dẫn nóng là một phương pháp sản xuất liên tục, được định nghĩa trong tài liệu [25] Phương pháp này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả trong việc tạo ra sản phẩm.

GVHD: PGS.TS Thái Thị Thu Hà Luận văn thạc sĩ

Nguyễn Khoa Triều, MSHV: 11040403, thực hiện quy trình không sử dụng cuống nhựa (thải bỏ) bằng cách gia nhiệt bạc cuống phun và kênh dẫn Quy trình này tạo ra một dòng nhựa nóng chảy, điền đầy hốc khuôn và duy trì trạng thái nóng chảy liên tục.

Cấu trúc của một hệ thống kênh dẫn nóng điển hình nhƣ trong hình 1.1

Hình 1.1 Cấu trúc một hệ thống kênh dẫn nóng [23]

HVTH: Nguyễn Khoa Triều MSHV:11040403

1.1.2 Những lợi ích kỹ thuật từ việc sử dụng hệ thống HRM [20, 22]

Đơn giản hóa thiết kế khuôn là cần thiết, đặc biệt đối với khuôn ba tấm có hệ thống kênh dẫn nguội và mặt phân khuôn phụ Những khuôn này gặp nhiều hạn chế trong tự động hóa do sự hiện diện của cuống phun, gây khó khăn trong quá trình vận hành Tấm di động lớn của khuôn dễ làm mòn hệ thống dẫn hướng, dẫn đến thời gian mở và đóng khuôn lâu hơn so với khuôn một mặt Hơn nữa, tỷ lệ cuống phun trên tổng khối lượng phun trong khuôn ba tấm cũng cao hơn, ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất.

- Loại trừ sự mất mát nhiệt gây ra trong hệ thống kênh dẫn nguội, cho phép đường nhựa chảy dài hơn trong lòng khuôn

- Dòng chảy nhựa vào lòng khuôn đƣợc điều khiển nhiệt độ chính xác trong hệ thống kênh dẫn nóng

- Tổn thất áp suất trong hệ thống kênh dẫn nóng nhỏ hơn có nghĩa là áp suất điền đầy trong lòng khuôn sẽ cao hơn

Hệ thống kênh dẫn nóng trong khuôn sản phẩm lớn cho phép lựa chọn vị trí phun tối ưu, đảm bảo điền đầy đồng thời và giảm thiểu mất mát nhiệt độ, áp suất trong lòng khuôn Kỹ thuật khuôn này giúp giảm thiểu sự co rút và ứng suất bên trong, mang lại hiệu quả cao hơn trong quá trình sản xuất.

- Việc giảm áp suất phun trong quá trình điền đầy sẽ cho phép lực kẹp của máy ép nhỏ lại

- Không có cuống nhựa thải bỏ

- Không phát sinh chi phí nghiền tái sinh cuống nhựa

- Không có những rủi ro do nhựa tái chế

- Khuôn không cần mở rộng, giảm thời gian chu kỳ

- Cỡ shot nhỏ hơn do không cần tính đến nhựa cuống phun làm thời gian lấy nhựa giảm đồng thời cần ít áp lực phun hơn

- Với khả năng phát triển hơn nữa của khuôn nhiều lớp (stack mold – hình 1.3) và của thiết kế khuôn với miệng phun qua một lõi dài

Hình 1.2 Khuôn nhiều lớp Husky 4x16 [10]

1.1.3 Giới hạn của hệ thống kênh dẫn nóng [20, 22]

Hệ thống kênh dẫn nóng cần được thiết kế và chế tạo riêng cho từng sản phẩm và loại nhựa cụ thể, vì việc thay đổi màu sắc của nhựa là một quá trình phức tạp.

Việc thay đổi vật liệu cũng khó khăn tương tự hoặc không thể thực hiện, ví dụ như sử dụng loại vòi phun khác cho một loại nhựa mới

Việc tăng rủi ro phá hủy đối với các vật liệu nhạy nhiệt trong xylanh ép là một thách thức lớn, đặc biệt khi các chất dẻo phải đối mặt với sự quá nhiệt trong hệ thống kênh dẫn nóng Các khu vực chết (dead space) có thể dẫn đến sự ứ đọng hoặc phá hủy nhựa, làm tăng nguy cơ hư hỏng Nhiệt độ truyền cho nhựa cần được kiểm soát chặt chẽ, đặc biệt trong giai đoạn dừng hoạt động, để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

- Hệ thống kênh dẫn nóng phải đƣợc hoạt động liên tục (sản xuất hàng loạt)

Việc khởi động hệ thống kênh dẫn nóng, thay đổi loại nhựa, dừng lại hoặc làm sạch hệ thống kênh dẫn nóng rất khó khăn

TẦM QUAN TRỌNG CỦA CÁC THÔNG SỐ PVT

Các đặc tính PVT (áp suất – thể tích riêng – nhiệt độ) của polymer đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật chất dẻo và vật lý chất dẻo, đặc biệt trong quy trình ép phun, nhất là ép phun có kênh dẫn nóng Dữ liệu PVT của polymer là yếu tố thiết yếu trong công nghệ ép phun, ảnh hưởng đến cả mô phỏng số và điều khiển quá trình.

Để mô phỏng hiệu quả, việc sử dụng phương trình trạng thái PVT là điều cần thiết; nếu thiếu, chương trình sẽ không hoạt động Trong điều khiển quá trình ép phun, mặc dù có thể dựa vào kinh nghiệm và phương pháp thử và sai, nhưng phương pháp này tốn nhiều thời gian và không kinh tế Trong bối cảnh kỹ thuật ngày càng phát triển và nhu cầu con người tăng cao, rõ ràng rằng phương pháp này tồn tại nhiều nhược điểm.

Đồ thị PVT trong hình 1.4 thể hiện sự khác biệt giữa polymer vô định hình (a) và polymer bán tinh thể (b), với thể tích riêng là hàm của áp suất và nhiệt độ Thể tích riêng tăng khi nhiệt độ tăng, cho thấy sự chuyển tiếp nhiệt trong polymer, đặc biệt là nhiệt độ chuyển pha thủy tinh (Tg) của polymer vô định hình Tg không phải là một sự chuyển tiếp đột ngột, nhưng dữ liệu cho thấy sự giao nhau giữa các trạng thái trên và dưới Tg Polymer bán tinh thể có sự khác biệt về nhiệt độ hồi đáp, với Tg rõ ràng là nhiệt độ mà polymer chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái nóng chảy Sự giãn nở theo nhiệt độ ở trạng thái rắn là rất nhỏ so với trạng thái nóng chảy Polymer bán tinh thể duy trì cấu trúc trên Tg nhờ độ kết tinh, trong khi lượng vô định hình trong polymer này cho thấy Tg, nhưng cấu trúc tinh thể vẫn biểu thị đặc điểm cho đến gần nhiệt độ tan chảy của tinh thể.

Hình 1.3 Giản đồ PVT tiêu biểu cho polymer vô định hình (a) và polymer bán tinh thể (b) [10]

Polymer nhân tạo, được sản xuất thông qua các phản ứng hóa học gọi là “trùng hợp”, là loại polymer chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp Quá trình trùng hợp bao gồm việc lặp lại các phản ứng tạo liên kết giữa các monomer, hay đơn phân tử, với sự hỗ trợ của nhiệt độ, áp suất và chất xúc tác hóa học Các liên kết hóa học này giúp các monomer kết hợp với nhau, tạo thành chuỗi tuyến tính và hình thành nên polymer, một hợp chất cao phân tử.

Polymer có hai dạng đường cong phương trình trạng thái, nhưng tính chất của chúng thay đổi theo điều kiện nhiệt độ, áp suất và chất xúc tác Mỗi loại polymer, bao gồm cả vô định hình và bán tinh thể, mặc dù tuân theo dạng đường cong trạng thái, nhưng vẫn có sự khác biệt rõ rệt Chẳng hạn, polymer EP-300L có đường cong trạng thái khác so với polymer EP-500L, mặc dù cả hai đều là nhựa PP từ cùng một nhà sản xuất Hơn nữa, ngay cả trong cùng một loại polymer, sự khác biệt về lô sản xuất cũng có thể dẫn đến sự khác nhau về đường cong trạng thái Chính vì vậy, Moldflow® đã thực hiện nhiều thử nghiệm với các polymer khác nhau để xác định các đặc tính này.

HVTH: Nguyễn Khoa Triều MSHV:11040403 hệ số phương trình trạng thái (khác nhau) và xây dựng nên các đường cong trạng thái (khác nhau)

Mỗi máy ép nhựa có điều kiện vận hành riêng biệt như nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun và độ rò rỉ, dẫn đến việc hình thành các đường cong PVT đặc trưng cho từng quy trình cụ thể Mặc dù có sự khác biệt, các đường cong này vẫn giữ hình dạng cơ bản như minh họa trong hình 1.12.

Mỗi đường cong trạng thái riêng biệt ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trong từng quy trình sản xuất Luận văn này sẽ nghiên cứu đường cong trạng thái của một loại polymer cụ thể dưới điều kiện vận hành nhất định với máy ép nhựa và khuôn xác định Sau đó, sẽ tiến hành so sánh đường cong trạng thái này với đường cong trạng thái do Moldflow® xây dựng bằng các dụng cụ thí nghiệm của họ Cuối cùng, sẽ có những so sánh về chất lượng sản phẩm thực tế so với mô phỏng.

MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN

1.3.1 Mục tiêu của luận văn

Thiết lập các hệ số của phương trình trạng thái cho thấy mối quan hệ giữa áp suất, thể tích riêng và nhiệt độ của polymer nóng chảy trong khuôn thí nghiệm có kênh dẫn nóng, được thực hiện bằng phương pháp hồi quy phi tuyến.

Dùng các kết quả ở trên mô phỏng với Moldflow® So sánh các kết quả đạt được với các phương pháp khác

1.3.2 Nội dung thực hiện của luận văn Để đạt đƣợc các mục tiêu đã đề ra, luận văn thực hiện các nội dung sau:

+ Xác định được phương pháp xây dựng đường cong PVT của polymer nóng chảy trong một khuôn thí nghiệm có kênh dẫn nóng

+ Tiến hành thí nghiệm để tính thể tích riêng

+ Xây dựng đường cong PVT từ kết quả thí nghiệm ở trên:

Sử dụng mô hình hồi quy phi tuyến cùng với phần mềm Excel Solver® hoặc SPSS®, chúng tôi đã xác định 13 tham số cho phương trình trạng thái Tait hai miền cải tiến dựa trên các kết quả P, V, T.

- Dựa vào các kết quả này tạo cơ sở dữ liệu vật liệu mới (material database) trong Moldflow®;

- Dùng dữ liệu kết quả này mô phỏng với Moldflow®

+ So sánh 2 phần mô phỏng từ :

* Dữ liệu PVT của vật liệu mới tạo từ phương pháp HRM;

* Dữ liệu PVT chuẩn của Moldflow® (tạo ra bởi thiết bị thí nghiệm Gnomix pvT® vốn dựa trên kỹ thuật chất lỏng hãm, confining-fluid technique)

+ Kết luận, phương hướng nghiên cứu tiếp theo

LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH GIẢN ĐỒ PVT

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PVT

Trong phần này, chúng tôi giới thiệu chi tiết các phương pháp đo lường các đặc tính PVT, bao gồm các kỹ thuật truyền thống như kỹ thuật piston-xylanh và kỹ thuật chất lỏng hãm, cũng như phương pháp confining-fluid Bên cạnh đó, một số kỹ thuật thực nghiệm cải tiến cũng được đề cập, chú trọng đến ảnh hưởng của tốc độ làm nguội, tốc độ trượt và áp suất Cuối cùng, chúng tôi cũng xem xét kỹ thuật đo trực tuyến sử dụng máy ép nhựa hoặc máy đùn.

2.1.1 Các phương pháp đo truyền thống

Sử dụng giãn nở kế là phương pháp phổ biến nhất để đo thể tích khối riêng của polymer dựa trên nhiệt độ và áp suất Có hai nguyên lý chính trong các kỹ thuật đo PVT truyền thống: kỹ thuật piston-xylanh và kỹ thuật chất lỏng hãm.

Kỹ thuật piston-xylanh (khuôn) là phương pháp mà vật liệu được nén bên trong một khuôn rắn bởi một piston vừa khít với xylanh Trong quá trình đo, thể tích của vật liệu được xác định bằng cách đo độ dịch chuyển của piston, trong khi nhiệt độ và áp suất có thể điều chỉnh Ưu điểm nổi bật của kỹ thuật này là thiết kế đơn giản.

Kỹ thuật này có nhược điểm là áp suất tác động không phải là áp suất thủy tĩnh do vật liệu dính vào thành khuôn (He & Zoller, 1994) Ngoài ra, còn có các vấn đề liên quan đến khả năng rò rỉ giữa piston và xy lanh, cũng như sự hình thành các khoảng trống trong mẫu polymer khi đông đặc.

Kỹ thuật piston – xylanh đƣợc ứng dụng bởi Chang và các đồng tác giả

(1996), họ đã dùng một thiết bị thí nghiệm PVT - 100 từ SWO, Đức (xem hình 2.2 dưới đây)

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý kỹ thuật đo a/Piston-xylanh b/ Chất lỏng hãm [29]

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý thiết bị PVT100 (SWO Polytechnik GmbH, 1998)[29]

Kỹ thuật piston đã giúp áp dụng áp suất trực tiếp lên mẫu, từ đó loại bỏ vấn đề nhiễm thủy ngân và hiện tượng nổi mẫu, cũng như tình trạng không khí bị kẹt thường gặp trong các phương pháp đo gián tiếp, như kỹ thuật chất lỏng hãm Hơn nữa, việc sử dụng một mao dẫn kế chất lượng cao cũng góp phần nâng cao độ chính xác trong quá trình đo lường.

Capillary rheometer có khả năng đo dữ liệu PVT mà không cần dụng cụ riêng biệt như các phương pháp gián tiếp Tuy nhiên, phương pháp piston trực tiếp gặp phải vấn đề rò rỉ từ bên ngoài piston, và ứng suất trong mẫu không đạt được áp suất thủy tĩnh ở trạng thái rắn Hơn nữa, kỹ thuật này không cho phép nghiên cứu lịch sử nhiệt của mẫu ở trạng thái rắn, vì nó sử dụng mẫu đã được làm tan chảy.

2.1.1.2 Kỹ thuật chất lỏng hãm ( confining-fluid technique)

Trong phương pháp gián tiếp, việc đo lường không thực hiện trực tiếp trên vật mẫu mà sử dụng một chất lỏng, thường là thủy ngân, ở nhiệt độ đã định xung quanh vật mẫu Khi chất lỏng nén vật mẫu, sự thay đổi thể tích của toàn bộ hệ thống được đo bằng một biến thế vi sai tuyến tính (LVDT).

Kỹ thuật chất lỏng hãm (confining-fluid technique) là phương pháp mà mẫu được đặt trong một khoang rắn và ngâm chìm vào chất lỏng như thủy ngân hoặc dầu silicon Khoang này được đóng kín bằng màng mềm hoặc ống xếp, cho phép áp dụng áp suất thủy tĩnh lên chất lỏng và polymer thông qua việc giảm thể tích khoang Phương pháp này giúp ghi lại sự thay đổi thể tích của chất lỏng và polymer, từ đó cho phép tính toán thể tích riêng tuyệt đối của polymer bằng cách hiệu chỉnh giữa thể tích tương đối và thể tích riêng của chất lỏng hãm.

Cả nhiệt độ và áp suất có thể đƣợc thay đổi Ƣu điểm của kỹ thuật này là [29]:

+ Áp suất là thủy tĩnh hoàn toàn vì mẫu đƣợc bao bọc bởi chất lỏng hãm ở cả trạng thái nóng chảy và trạng thái rắn;

+ Không có rò rĩ và ma sát

+ Sự thay đổi thể tích đo đƣợc thì không phải là chỉ của mẫu polymer;

Sự bịt kín của chất lỏng hãm cho phép vật mẫu nổi lên trên bề mặt, trong khi chất lỏng hoạt động như một piston mà không bao phủ hoàn toàn vật mẫu.

+ Phản ứng có thể xảy ra giữa polymer và chất lỏng hãm

Cả hai chế độ đẳng nhiệt và đẳng áp trong chu trình có thể áp dụng cho các thiết bị đo PVT gián tiếp Trong chế độ đẳng nhiệt, áp suất có thể tăng từ 10MPa đến 200MPa hoặc giảm từ 200MPa xuống 10MPa, và giá trị thể tích riêng tại áp suất khí quyển (0MPa) được xác định qua ngoại suy Thể tích riêng quy chiếu cần được xác định theo phương pháp thay thế theo tiêu chuẩn D792 của Tổ chức xã hội kiểm tra và vật liệu Mỹ (ASTM), đồng thời thông tin về độ giãn nở thể tích và chỉ số nén cũng có thể thu được.

Sự thay đổi nhiệt độ được giới hạn trong khoảng 3-5 °C/phút và được đo từ mẫu, tuy nhiên, giả thuyết rằng hệ thống là cân bằng nhiệt có thể không chính xác ở tốc độ làm nguội cao Một thách thức khác là hệ thống làm nguội tạo ra gradient nhiệt độ, dẫn đến khả năng xảy ra sai số về nhiệt độ.

Quach và Simha (1971) đã phát triển một dụng cụ thí nghiệm sử dụng kỹ thuật chất lỏng hãm với thủy ngân làm chất lỏng hãm Dụng cụ này có phạm vi hoạt động từ 0 trở lên.

T ≤ 200 0 C và 1 ≤ P ≤ 200 MPa Quá trình hiệu chuẩn với benzene và thủy ngân cho thấy độ chính xác khi đo sự thay đổi của thể tích riêng là ±2*10 -4 cm 3 /g

Zoller và các đồng tác giả (1976) đã phát triển một thiết bị thí nghiệm dựa trên kỹ thuật chất lỏng hãm cổ điển, được gọi là Gnomix, Inc., tại Boulder, CO, như thể hiện trong hình 2.3 Thiết bị này được Moldflow® sử dụng để thu thập dữ liệu PVT và có nhiều ưu điểm so với lưu tốc kế, đặc biệt là về độ chính xác đạt 0.0001 cm³/g (Zoller & Fakhreddine, 1994) Trong phương pháp này, khoảng 1 gram polymer mẫu được đặt trong một tế bào nén kế (áp kế) rắn.

Hình 2.3 Thiết bị thử nghiệm PVT Gnomix từ Zoller và các đồng tác giả (1976)

Barlow (1978) đã phát triển một giãn nở kế ống xếp có khả năng chịu áp suất lên tới 280 MPa, mặc dù nhiệt độ chỉ đạt tối đa 55 độ C Hệ thống thí nghiệm này sử dụng giãn nở kế dạng ống xếp để đo lường sự thay đổi thể tích của mẫu.

Thiết bị được thiết kế đặc biệt để đo lường sự thay đổi thể tích của polymer rắn được bao bọc trong thủy ngân, như đã trình bày trong hình 2.4.

Hình 2.4 Thiết bị thử nghiệm của Barlow (1978) [29]

GIỚI THIỆU PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI BIỂU DIỄN MỐI QUAN HỆ

Phương trình trạng thái (EOS) đóng vai trò quan trọng trong việc mô tả các tính chất nhiệt động lực học của dung dịch lỏng và khí-lỏng Spencer và Gilmore (1949) đã phát triển các mối liên hệ PVT cho polymer bằng cách sử dụng một phương trình Van der Waal sửa đổi, dựa trên dữ liệu thí nghiệm ở trạng thái nóng chảy, vượt xa nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh Trong số nhiều mô hình diễn tả thể tích riêng của polymer, phương trình trạng thái Tait được coi là thuận tiện nhất và được áp dụng rộng rãi.

HVTH: Nguyễn Khoa Triều MSHV: 11040403 mô tả hiệu quả các đặc tính của polymer nóng chảy vô định hình và bán tinh thể Phương trình Tail chỉ áp dụng cho các polymer ở nhiệt độ trên điểm nóng chảy, nhưng đã có sự phát triển thêm với phương trình Tail 2 miền sửa đổi để cải thiện độ chính xác trong việc mô tả các đặc tính này.

Các mối liên hệ PVT có thể được trình bày bởi phương trình trạng thái Tait 2 miền:

Với: V(T,P) là thể tích riêng tại nhiệt độ T và áp suất P;

V 0 là thể tích riêng tại áp suất không làm chuẩn (áp suất khí quyển);

C = 0.0894 là hằng số phổ biến;

B thể hiện độ nhạy với áp suất của vật liệu

Để mô hình hóa mối liên hệ PVT, cần thiết phải có hai miền nhiệt độ, vì các tính chất nhiệt động lực học của polymer thay đổi khi chuyển sang trạng thái rắn.

Nhiệt độ chuyển tiếp thể tích tại áp suất được ký hiệu là b5, trong khi sự gia tăng tuyến tính của điểm chuyển tiếp theo áp suất được ký hiệu là b6.

Thể tích riêng được xác định bằng cách ngoại suy đường cong áp suất bằng không tại nhiệt độ chuyển tiếp, ký hiệu là b1 Giá trị này tương tự cho cả hai miền trong quá trình chuyển tiếp thủy tinh Tuy nhiên, đối với vật liệu bán tinh thể, sự chuyển tiếp do kết tinh gây ra có sự thay đổi đột ngột trong thể tích riêng, dẫn đến b1m (thể tích riêng nóng chảy tại b5 và áp suất không) lớn hơn b1s.

Sự độc lập của nhiệt độ đối với thể tích riêng đƣợc đo bởi b 2 , trong khi b 3 và b 4 biểu thị đặc điểm B(T) trong trạng thái rắn và nóng chảy

Thể tích riêng trở nên nhạy với áp suất hơn khi tăng nhiệt độ khi b 4 dương Các hằng số b 7 , b 8 , b 9 biểu thị đặc điểm V 1 ở trạng thái rắn

Bảng 2.1 tổng kết ý nghĩa của 13 hệ số trong phương trình Tait 2 miền, bao gồm các hệ số b5, b6, b1m, b2m, b3m, b4m, b1S, b2S, b3S, b4S, b7, b8, và b9 Những hệ số này được xác định thông qua việc xử lý dữ liệu thí nghiệm PVT bằng phương pháp hồi quy phi tuyến Để thực hiện hồi quy phi tuyến, phần mềm SPSS (SPSS Inc., Chicago, Illinois) có thể được sử dụng.

Trước khi thực hiện hồi quy phi tuyến, dữ liệu thí nghiệm cần được chia thành hai pha dựa trên nhiệt độ chuyển tiếp Đối với nhiệt độ chuyển tiếp tại áp suất khác, các thông số b5 và b6 cần được tính toán trước, sau đó tiến hành tính riêng biệt các thông số b1m, b2m, b3m, b4m trong trạng thái nóng chảy và b1s, b2s, b3s, b4s, b7, b8, b9 trong trạng thái rắn.

Bảng 2.1 Ý nghĩa của các hệ số của phương trình Tait 2 miền

TT Tham số Tait Ý nghĩa vật lý

1 b 1m Giao điểm của đường trạng thái tan chảy v-T tại P=0, khi sự chuyển pha bắt đầu

2 b 2m Độ dốc của đường trạng thái tan chảy v-T tại P=0, nó biểu thị độ lớn của hệ số giãn nở nhiệt ở pha lỏng

3 b 1s Giao điểm của đường trạng thái rắn v-T tại P=0, nó biểu thị độ lớn của hệ số giãn nở nhiệt ở pha rắn

4 b 2s Độ dốc của đường trạng thái rắn v-T tại P=0

5 b 3m Biểu thị đặc điểm B(T) trong trạng thái rắn

6 b 4m Biểu thị đặc điểm B(T) trong trạng thái rắn

7 b 3s Biểu thị đặc điểm B(T) trong trạng thái nóng chảy

8 b 4s Biểu thị đặc điểm B(T) trong trạng thái nóng chảy

Nhiệt độ chuyển pha thủy tinh của polymer vô định hình và nhiệt độ chuyển pha rắn - tan chảy tại áp suất P=0 đối với polymer bán tinh thể là những yếu tố quan trọng trong nghiên cứu tính chất của vật liệu polymer.

Tỷ lệ thay đổi của T g theo áp suất ở các polymer vô định hình và hằng số vật liệu liên quan đến sự phụ thuộc của nhiệt độ chuyển pha rắn – tan chảy vào áp suất đối với các polymer bán tinh thể là những yếu tố quan trọng trong nghiên cứu tính chất vật liệu Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và ứng dụng của polymer trong công nghiệp Việc hiểu rõ mối quan hệ này giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất và cải thiện chất lượng sản phẩm.

11 b 7 Biểu thị đặc điểm V 1 ở trạng thái rắn

12 b 8 Biểu thị đặc điểm V 1 ở trạng thái rắn

Để xác định các hệ số của phương trình Tait hai miền trong trạng thái rắn của V 1, cần áp dụng phương pháp hồi quy phi tuyến Các công cụ như Excel Solver®, SPSS® và các phần mềm xử lý số liệu khác có thể được sử dụng cho quá trình này Trong luận văn, SPSS® sẽ được lựa chọn để thực hiện hồi quy phi tuyến và tính toán các hệ số của phương trình Tait hai miền.

PHƯƠNG PHÁP HỒI QUY PHI TUYẾN

Trong luận văn này, xin sử dụng phần mềm SPSS® phiên bản 16.0 của hãng SPSS® để thực hiện hồi quy phi tuyến [9]

Giả sử phương trình hồi quy có dạng T = a 1 *P + a 2 *V Nhiệm vụ của hồi quy là tìm các hệ số a 1 và a 2

Các bước cụ thể như sau:

Bước 1 Nhập dữ liệu vào cửa sổ “Data View”

Bước 2 Vào mục “Analyze”, chọn phần “Regression”, chọn hạng mục

“Nonlinear”, bảng sau sẽ xuất hiện, hình 2.21:

Hình 2.21 Cửa sổ hồi quy phi tuyến

Bước 3 Nhập “T” vào mục “Dependent”

Bước 4 Nhập các hệ số a1 và a2 vào “Parameters”, hình 2.22

Hình 2.22 Cửa sổ hệ số hồi quy phi tuyến

Theo nghiên cứu, để đạt được kết quả hồi quy hiệu quả nhất, giá trị khởi đầu của các hệ số cần phải gần gũi với giá trị mong muốn Điều này giúp rút ngắn thời gian xử lý và mang lại kết quả hợp lý hơn.

Bước 5 Nhập phương trình hồi quy vào ô “Model Expression”

Bước 6 Đọc kết quả hồi quy của các hệ số trong cửa sổ “SPSS Viewer”.

PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TẠO SẢN PHẨM VỚI

Sau khi xác định các hệ số phương trình Tait thông qua phương pháp hồi quy phi tuyến, chúng ta nhập các hệ số này vào phần mềm Moldflow® Phần mềm sẽ tạo ra đồ thị các đường cong PVT một cách trực quan Ngoài ra, Moldflow® còn cho phép mô phỏng quá trình ép nhựa để tạo ra sản phẩm và kiểm tra các lỗi sản phẩm nếu có.

Trong bài viết này, chúng tôi sử dụng phần mềm Moldflow® phiên bản 2012 của Autodesk® để mô phỏng và kiểm tra hiện tượng co rút và cong vênh của sản phẩm nhựa, dựa trên dữ liệu PVT.

2.4.1 Mô phỏng sự co rút và cong vênh của sản phẩm nhựa dùng dữ liệu PVT của Moldflow®

Các mối quan hệ PVT của polymer đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến độ co rút và cong vênh của sản phẩm nhựa Phần mềm Moldflow® áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng quá trình hình thành vật thể và phân tích nguyên nhân gây ra lỗi Ý tưởng chủ chốt là xây dựng một mô hình hình học để thực hiện phân tích.

2.4.1.1 Nhập mô hình sản phẩm 3D dạng IGS vào chương trình Moldflow® Lệnh: Import (hình 2.23)

Hình 2.23 Nhập mô hình sản phẩm 3D dạng IGS

2.4.1.2 Tiến hành tạo lưới cho mô hình Lệnh: Mesh.

2.4.1.3 Định vị trí cổng phun Lệnh: Injection Locations.

2.4.1.4 Sao chép mô hình sản phẩm trên để tạo số sản phẩm mong muốn trong một khuôn Lệnh: Cavity Duplication.

2.4.1.5 Tạo hệ thống kênh dẫn nóng cho khuôn Lệnh: Runner system (hình 2.24).

Hình 2.24 Tạo hệ thống kênh dẫn nóng

Mặt phẳng Z (Top runner plane Z) là nơi chứa các nhánh nóng (hot drop) của HRM và cũng là điểm kết thúc của bạc cuống phun của HRM Giá trị này được xác định dựa trên các kích thước có trong bản vẽ HRM từ nhà cung cấp.

Khi định vị trí bạc cuống phun (sprue), chọn “Center of Mold” khi khuôn có nhiều miệng phun

2.4.1.5 Lựa chọn chế độ phân tích cân bằng dòng chảy trong kênh dẫn Lệnh: Analysis Sequence

2.4.1.6 Lựa chọn vật liệu Lệnh: Select Material (hình 2.25).

Hình 2.25 Lựa chọn vật liệu có sẵn trong cơ sở dữ liệu của Moldflow®

2.4.1.7 Sau đó tiến hành chọn phương pháp ép, thiết lập các thông số quy trình Lưu ý các thông số quy trình ép nhựa đều dùng các thông số đề nghị bởi Moldflow® Cho máy tiến hành phân tích, sau khi có kết quả phân tích, ta tiến hành tạo báo cáo Lệnh: Process Settings, và Report

2.4.1.8 Đọc các kết quả phân tích Dùng Moldflow® phân tích quá trình ép nhựa, ta có thể thay đổi hệ thống kênh dẫn, điều kiện ép nhựa để đạt kết quả tốt nhất

2.4.2 Xác định các thông số của phương trình trạng thái từ

Từ cơ sở dữ liệu của Moldflow®, ta có các hệ số của phương trình Tait 2 miền của nhựa PP Moplen EP300L®, xem bảng 2.2

Bảng 2.2 Các hệ số của phương trình Tait 2 miền của nhựa PP Moplen

TT Tham số Tait Giá trị Đơn vị

2.4.3 Mô phỏng sự co rút và cong vênh của sản phẩm nhựa dùng dữ liệu PVT thu đƣợc từ thí nghiệm

2.4.3.1 Trong quá trình vận hành máy, dùng các thông số thu đƣợc từ Moldflow® làm chuẩn; tinh chỉnh quanh các thông số này để đạt đƣợc các kết quả tốt nhất

2.4.3.2 Giả sử trong khâu xử lý dữ liệu, từ các kết quả P, V, T đã dùng mô hình hồi quy phi tuyến, phần mềm Excel Solver® hoặc SPSS® để tìm 13 tham số của phương trình trạng thái Tait hai miền cải tiến Từ các kết quả này, ta tạo cơ sở dữ liệu về vật liệu mới trong Moldflow® (hình 2.26)

Hình 2.26 Tạo cơ sở dữ liệu vật liệu trong Moldflow®

Nhập kết quả thí nghiệm, kết quả xử lý số liệu vào cơ sở dữ liệu (hình 2.27)

Hình 2.27 Tạo cơ sở dữ liệu vật liệu trong Moldflow®

2.4.3.3 Tiến hành mô phỏng tương tự như trong phần 2.4.1 nhưng chọn cơ sở dữ liệu mới tạo ra thay vì cơ sở dữ liệu vật liệu của Moldflow®.

THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU

SẢN PHẨM

Sản phẩm thí nghiệm đƣợc lấy từ một đề tài khác, có hình dạng và kích thước như sau:

Hình 3.1 Các kích thước của sản phẩm thí nghiệm

Mẫu sản phẩm thí nghiệm đƣợc thiết kế theo tiêu chuẩn ISO 3167, hình 3.1

Với những ai quan tâm, xin xem chi tiết tất cả các bản vẽ trong đĩa CD đính kèm, thƣ mục “Mold drawing”

Trong luận văn này, xin sử dụng nhựa PP Moplen EP300L® của hãng LyondellBasell® cho thí nghiệm Loại nhựa này đƣợc chọn vì các lý do sau:

Nhựa PP Moplen EP300L® của hãng LyondellBasell® đã được thử nghiệm và chuẩn hóa toàn bộ dữ liệu về tính chất vật lý thông qua Moldflow®, bao gồm 13 tham số của phương trình Tait hai miền cải tiến.

Nguyễn Khoa Triều (MSHV: 11040403) đã vận hành máy đề nghị, giúp thuận lợi cho việc so sánh các số liệu thực nghiệm trên bộ chia kênh dẫn nóng với dữ liệu PVT chuẩn của Moldflow®, được tạo ra bởi thiết bị thí nghiệm Gnomix PVT dựa trên kỹ thuật chất lỏng hãm.

Lý do kinh tế cho việc sử dụng loại nhựa này tại xưởng ép nhựa là tiết kiệm chi phí và thời gian trong quá trình thử nghiệm Việc thử nghiệm với loại nhựa này giúp giảm thiểu lượng nhựa xả, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm chi phí thử khuôn.

Nhựa PP, đặc biệt là sản phẩm Moplen EP300L®, đang trở thành lựa chọn phổ biến trong các xưởng sản xuất nhỏ tại thành phố Hồ Chí Minh, chuyên sản xuất sản phẩm gia dụng và đồ chơi trẻ em Nghiên cứu về các tính chất của nhựa PP này không chỉ mở ra cơ hội ứng dụng cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho các nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực này.

- Moplen EP300L® là một chất đồng trùng hợp (a heterophasic copolymer), phù hợp cho ép phun, có tính nén tốt;

- Moplen EP300L® đƣợc sử dụng rất rộng rãi, chẳng hạn nhƣ đồ gia dụng, thùng, hộp xếp, đồ chơi, …

Phương pháp kiểm tra được sử dụng: ISO;

Dùng cho: Ép phun, ép đùn;

Bảng 3.1 Đặc tính của nhựa Moplen EP300L®

Các tính chất tiêu biểu Phương pháp Giá trị + Đơn vị

Lưu lượng nhựa nóng chảy (MFR)

Lưu lượng khối lượng nhựa nóng chảy (230°C/2.16Kg) ISO 1183 8 cm³/10min

Mô đun sức căng (Tensile Modulus) ISO 527-1, -2 1250 MPa Ứng suất căng (Tensile Stress) khi uốn ISO 527-1, -2 26 MPa

Biến dạng kéo khi đứt ISO 527-1, -2 > 50%

Biến dạng kéo khi uốn ISO 527-1, -2 6% Độ nén

Sức bền va đập Charpy không vết khía

(23 °C, Loại 1, Edgewise) No Break kJ/m²

Sức bền va đập Charpy có vết khía

Kéo sợi/Gãy nhiệt độ chuyển tiếp ISO 6603-2 -47 0 C Độ cứng Độ cứng theo vết lõm bi (H 358/30) ISO 2039-1 53 MPa

Nhiệt Độ lệch nhiệt độ B (0.45 MPa)

Nhiệt độ hóa mềm Vicat

MÁY

1 Máy ép nhựa dùng cho thí nghiệm: CLF-250T (hình 3.2)

Hình 3.2 Máy ép nhựa CLF-250T

Hãng sản xuất: Chan Lih Fa, Đài Loan;

Màn hình điều khiển: Màn hình màu TFT-5.7 inches;

Bảng 3.2 Đặc điểm kỹ thuật của máy CLF-250T

Mô tả Đơn vị clf 250t injection unit Đường kính trục vít mm 60

Tỷ số l/d của trục vít l/d 20

Cỡ shot (lý thuyết) cm 3 550

Trọng lƣợng phun (ps) g 500 Áp lực phun MPa 170

Vận tốc trục vít rpm 0-180 clamping unit

Hành trình trục khuỷu mm 550

Khoảng cách giữa các thanh ngang mm 550*550

Bề dày khuôn tối đa mm 600

Bề dày khuôn tối thiểu mm 250

Số lói cây 7 others Áp lực bơm tối đa MPa 17.5

Công suất động cơ bơm kW 30

Trọng lƣợng máy t 10 Đời máy 1993, đây là máy nhập từ Đài Loan

2 Máy ép nhựa dùng cho thí nghiệm: IN-200 (hình 3.3)

Hình 3.3 Máy ép nhựa IN-200

Hãng sản xuất: INJEMAX INJECTION MOULDING CO., LTD, Đài Loan; Loại: 200T;

Bảng 3.3 Đặc điểm kỹ thuật của máy IN-200

Phun Đường kính trục vít (mm) 45 Thể tích Shot (lý thuyết)(cm 3 ) 560

Trọng lƣợng phun (g) 505 Áp lực phun (Mpa) 152

Tỷ số l/d của trục vít 18.9 Năng suất hóa dẻo (g/s) 27 Vận tốc trục vít (rpm) 180 Đường kính phỏng cầu(srmm) 20

Kẹp Lực kẹp khuôn (KN) 2000

Hành trình trục khuỷu (mm) 400

Khoảng cách giữa các thanh ngang (mm) 480×460

Lực lói (KN) 50 Đường kính lỗ (mm) 160

Công suất nhiệt (KW) 8 Áp lực bơm tối đa (Mpa) 16 Công suất động cơ bơm (HP) 20 Kích thước máy (m) 5.3×1.7×2

Trọng lƣợng máy (T) 6.8 Đời máy 1992, đây là máy nhập từ Đài Loan.

KHUÔN CÓ KÊNH DẪN NÓNG

Thiết bị HRM hiện có tại Phòng Thí Nghiệm Trọng Điểm Quốc Gia Điều Khiển Số Và Kỹ Thuật Hệ Thống (DCSELAB) Thông tin cơ bản về bộ HRM được cung cấp như sau [24]:

- Nhà cung cấp: YUDO, Hàn Quốc;

- Nhiệt độ môi trường làm việc: -10 0 C – 50 0 C;

Hình 3.4 giới thiệu bản vẽ lắp của bộ HRM

Hình 3.4 Bản vẽ lắp của bộ HRM

Hình 3.5 giới thiệu bộ HRM (kênh dẫn nóng khi chƣa lắp vào khuôn và đầu nối của nó với bộ kiểm soát nhiệt độ

Hình 3.5 Bộ HRM khi chưa lắp vào khuôn

Bộ kiểm soát nhiệt độ được giới thiệu trong Hình 3.6 bao gồm 5 đơn vị kiểm soát, trong đó có 4 đơn vị chịu trách nhiệm kiểm soát nhiệt độ cho 4 vùng trên HRM và 1 đơn vị dự trữ.

Hình 3.6 Bộ kiểm soát nhiệt độ

Sau khi có sản phẩm nhƣ hình 3.1, và bộ HRM nhƣ hình 3.5, ta tiến hành thiết kế khuôn

Hình 3.7 Bản vẽ lắp của nữa khuôn phần di động

Hình 3.7 giới thiệu bản vẽ lắp của nữa khuôn phần di động Hình 3.8 giới thiệu bản vẽ lắp của khuôn.

Hình 3.8 Bản vẽ lắp của khuôn

Sau khi hoàn thiện các bản vẽ thiết kế khuôn, quá trình chế tạo khuôn được thực hiện tại công ty TNHH thương mại và dịch vụ cơ khí Nam An Hình 3.9 minh họa hình ảnh thực tế của nửa khuôn phần di động, tương ứng với bản vẽ trong hình 3.7.

Hình 3.9 Nữa khuôn phần di động

Hình 3.10 giới thiệu ảnh thực của khuôn phần di động tương ứng với bản vẽ lắp ở hình 3.8

Hình 3.10 Hình thực của khuôn

THIẾT LẬP QUY TRÌNH ĐO

Sau khi tìm được phương pháp xác định PVT, tìm hiểu phương trình trạng thái, có các thiết bị bộ HRM, khuôn, ta thiết lập quy trình thí nghiệm

Bảng 3.4.Quy trình thí nghiệm đề nghị

Quy trình Thiết bị Ghi chú

- Máy sản xuất bắt đầu ở chế độ tự động;

- Sau 4 chu kỳ liên tiếp với cùng cỡ shot, các biến đƣợc ghi nhận;

- Không lấy sản phẩm trong khuôn ra mà tiếp tục phun nhựa vào bộ kênh dẫn nóng để quan sát và tính toán sự biến thiên thể tích

- Các biến đƣợc ghi nhận thủ công vào thời điểm kết thúc quá trình phun chuyển sang quá trình giữ áp

- Máy ép phun có hiển thị vị trí trục vít

- Bộ kiểm soát nhiệt độ nối với HRM

Công thức tính thể tích riêng:

Trong đó biến thiên thể tích: ( )

Yêu cầu cần xác định / tính đƣợc các thông số sau:

1/ Đường kính barrel D b (cm) Phụ thuộc vào máy 2/ Vị trí ban đầu của trục vít SP 0 (cm) Đọc trên máy trước khi phun

3/ Vị trí sau cùng của trục vít SPf (cm) Đọc trên máy sau khi phun, khi bắt đầu chuyển sang pha giữ áp

4/ Độ rò qua van một chiều sử dụng kết quả từ [1], tương đương VL 0.0003 cm 3 cho mỗi lần phun

5/ Thể tích bộ HRM VHRM (cm 3 )

6/ Thể tích nozzle V N (cm 3 ) Đo và tính

7/ Độ biến thiên của các thể tích do giãn nở nhiệt Bỏ qua

8/ Tỷ trọng tan chảy tại áp suất khí quyển ρ 0,T (g/cm 3 ) sử dụng kết quả từ Moldflow®

9/ Nhiệt độ cài đặt từ 160 – 240 0 C với ∆T = 10 0 C: Nhiệt độ cài đặt / đọc từ bộ kiểm soát nhiệt của HRM

10/ Áp suất cài đặt có 5 mức từ 0 MPa, tùy thuộc vào loại nhựa Áp suất phun của máy

*Xác định các thông số đầu vào: Nhiệt độ và áp suất cho thử nghiệm

Từ dữ liệu của Moldflow®, đồ thị PVT của Moplen EP300L® nhƣ hình 3.11:

Hình 3.11 Đồ thị PVT của nhựa PP Moplen EP300L®

Nhiệt độ chuyển tiếp của nhựa là 125 0 C hay 398.15 K

Nhựa bắt đầu nóng chảy ở 125°C, nhưng theo khuyến nghị an toàn của người vận hành, nhiệt độ khởi đầu được đặt ở 160°C Qua việc giải bài toán hồi quy phi tuyến bằng SPSS®, tác giả nhận thấy cần ít nhất 9 bộ số liệu để đạt được kết quả chính xác, trong khi chỉ với 7 bộ số liệu, kết quả có sự thay đổi đột ngột Thời gian thay đổi nhiệt độ của máy ép nhựa khá lâu, khoảng 30 phút cho mỗi 10°C, do đó, lựa chọn ∆T là 10°C.

Dựa trên đồ thị PVT của nhựa PP Moplen EP300L®, ban đầu đã chọn 5 mức áp suất từ 0 MPa đến 200 MPa Tuy nhiên, do máy ép nhựa không thể chịu được lực phun lớn, dẫn đến hiện tượng xì nhựa và nhỏng ben, nên cần điều chỉnh và chọn các mức áp suất nhỏ hơn, tối đa là 50 MPa.

THỰC HIỆN MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH VỚI MOLDFLOW®

Trước khi tiến hành thực nghiệm, ta dùng phần mềm Moldflow® mô phỏng quá trình ép nhựa

Mục đích của quá trình này là:

Tìm hiểu các thông số điều kiện vận hành máy ép nhựa được đề xuất từ Moldflow® là rất quan trọng Trong quá trình thử nghiệm thực tế, các thông số này sẽ được điều chỉnh và tối ưu hóa để phù hợp hơn với yêu cầu sản xuất.

- Tìm hiểu trước những lỗi có thể có của sản phẩm trong quá trình chạy thử;

- Làm cơ sở để so sánh kết quả thực nghiệm và dữ liệu của Moldflow®

Nhập mô hình 3D dạng IGES vào chương trình Moldflow® với các thông số đầu vào nhƣ trong phụ lục B

Hình 3.12 cho thấy mô hình lưới hữu hạn của mẫu thử Số lưới tính toán là

1948 và dạng lưới là phần tử tam giác 3 nút

Hình 3.12 Mô phỏng Moldflow® với dữ liệu chuẩn

Kết quả mô phỏng được trình bày trong phụ lục C và sẽ được so sánh với các giá trị thực nghiệm để đánh giá tính chính xác.

Ta có điều kiện vận hành máy ép nhựa đề nghị từ Moldflow® đƣợc trình bày trong phụ lục C

Từ kế quả mô phỏng, ta có một số nhận xét sau:

Sản phẩm có độ co rút lớn lên tới 14.08%, vì vậy kỹ thuật viên cần chú ý điều chỉnh các điều kiện như áp lực phun và thời gian làm nguội để giảm thiểu hiện tượng này.

Sản phẩm có thể xuất hiện vết nối ở giữa, vì vậy kỹ thuật viên cần chú ý điều chỉnh các yếu tố như nhiệt độ nhựa, nhiệt độ khuôn và vận tốc phun để giảm thiểu hiện tượng này.

Sản phẩm có thể gặp hiện tượng thoát khí không tốt ở hai đầu và giữa Để khắc phục, cây pin đẩy được thiết kế ở giữa sản phẩm nhằm hỗ trợ thoát khí hiệu quả Đồng thời, nhà sản xuất cần mài nhẹ hai đầu khuôn để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thoát khí trong quá trình sản xuất.

HVTH: Nguyễn Khoa Triều MSHV: 11040403 lưu ý rằng kỹ thuật viên cần điều chỉnh các điều kiện như thời gian và áp lực phun để giảm thiểu tối đa hiện tượng không mong muốn.

TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM

Thời gian: 18:00 – 21:30 ngày 17/05/2013; Địa điểm: Công ty TNHH Hoàng Thu, quận 8, thành phố Hồ Chí Minh; Thiết bị: Khuôn có kênh dẫn nhựa nóng, máy CLF-250T;

Loại nhựa: PP Moplen EP300L®

Quy trình lên khuôn chuẩn bị thí nghiệm được mô tả chi tiết trong phụ lục D, trong đó áp suất và nhiệt độ là các thông số đầu vào được cài đặt trên máy Thông số vị trí trục vít là đầu ra, có thể được đọc trực tiếp trên màn hình điều khiển của máy, như thể hiện trong Hình 3.13 Hình 3.14 minh họa sản phẩm hoàn thiện từ quy trình này.

Hình 3.13 Màn hình điều khiển máy ép nhựa CLF-250T

Hình 3.14 Sản phẩm thí nghiệm bằng nhựa PP

Sau khi tiến hành thí nghiệm, ta đƣợc bảng kết quả nhƣ sau:

Bảng 3.5 Bảng ghi nhận số liệu vị trí trục vít lần 1

SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf

Từ bảng kết quả trên, ta có nhận xét nhƣ sau:

Ngay từ lần thử nghiệm đầu tiên với áp suất thấp nhất, hiện tượng xì nhựa đã xuất hiện tại vị trí tiếp xúc giữa vòi phun của máy và bạc cuống phun của khuôn.

Trong quá trình thí nghiệm, chúng tôi đã kiểm tra và phát hiện vòi phun của máy bị mòn, dẫn đến việc không thể tiếp tục thực hiện thí nghiệm Do đó, buổi thí nghiệm này chỉ thu được một cặp số liệu.

- Do hiện tƣợng xì nhựa, áp suất trong bộ HRM không đạt nhƣ yêu cầu của thí nghiệm;

- Sản phẩm bị co rút

Do đó, cần phải tiến hành thực nghiệm lần hai

Thời gian: 13:00 – 21:30 ngày 02/06/2013; Địa điểm: Công ty TNHH Hoàng Thu, quận 8, thành phố Hồ Chí Minh; Thiết bị: Khuôn có kênh dẫn nhựa nóng, máy IN-200;

Loại nhựa: PP Moplen EP300L, PA Durethan D.BKV30 H1.0

Quy trình lên khuôn chuẩn bị thí nghiệm được thực hiện tương tự như lần đầu, với các thông số áp suất và nhiệt độ được cài đặt trên máy Thông số vị trí trục vít là đầu ra, được hiển thị trực tiếp trên màn hình điều khiển Cả hai loại máy CLF-250T và IN-200 đều sử dụng màn hình điều khiển SH-900 giống nhau Hình 3.15 minh họa sản phẩm của quá trình thử nghiệm, trong đó màu trắng đại diện cho nhựa PP và màu xám ngà cho nhựa PA.

Hình 3.15 Sản phẩm thực nghiệm bằng nhựa PP (màu trắng) và PA (màu xám ngà)

Sau khi thực hiện thí nghiệm, chúng tôi thu được bảng kết quả cho thấy các mức áp suất thấp hơn đáng kể so với bảng kết quả của thí nghiệm lần đầu.

Bảng 3.6 Bảng dữ liệu vị trí trục vít

SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf SPo SPf

Nhận xét thực nghiệm lần 2:

Mặc dù đã mài rà vòi phun của máy và bạc cuống phun của khuôn trước khi thí nghiệm, vẫn xuất hiện hiện tượng xì nhựa tại vị trí tiếp xúc giữa hai bộ phận này, tuy nhiên mức độ không nhiều.

- Bảng kết quả ở trên là kết quả thực nghiệm với nhựa PP;

- Việc ghi nhận số liệu vị trí trục vít đƣợc thực hiện thủ công

Kết luận: Ta chọn dữ liệu của lần thực nghiệm thứ hai để tính thể tích của nhựa tại các điều kiện nhiệt độ áp suất khác nhau

XÂY DỰNG ĐƯỜNG CONG PVT TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

CÁC KẾT LUẬN, ĐỀ NGHỊ, PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

Định dạng
Số trang	145
Dung lượng	3,43 MB