TỔNG QUAN
Giới thiệu đề tài
Sự phát triển mạnh mẽ của ngành vật liệu polymer được coi là một trong những thành tựu quan trọng nhất của khoa học kỹ thuật, mang lại bước ngoặt lớn cho nhiều ngành khoa học liên quan Đồng thời, quy trình ép phun cùng với ngành cơ khí chế tạo khuôn và máy ép phun cũng đã phát triển đáng kể, tạo động lực cho quá trình sáng tạo, cải tiến và phát triển trong lĩnh vực thiết kế và chế tạo khuôn ép phun.
Lĩnh vực thiết kế và chế tạo khuôn mẫu cho sản phẩm nhựa tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt trong việc thiết kế khuôn ép phun cho các sản phẩm phức tạp và nhỏ phục vụ ngành khoa học vi mô Mặc dù còn mới mẻ, nhưng sự tiến bộ trong ngành cơ khí chính xác cùng với các phần mềm tính toán và mô phỏng đã tạo ra nền tảng vững chắc cho sự phát triển vượt bậc của lĩnh vực này trong tương lai gần.
Nhận thấy tiềm năng phát triển mạnh mẽ của ngành chế tạo sản phẩm nhựa, nhiều tổ chức khoa học, công ty và xưởng cơ khí đã đầu tư nghiên cứu và phát triển thiết kế, chế tạo khuôn ép phun Các trường đại học và cao đẳng cũng đã tích hợp các môn học liên quan vào chương trình giảng dạy, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên nghiên cứu và phát triển, từ đó hình thành đội ngũ kỹ sư lành nghề phục vụ sự phát triển của lĩnh vực này.
Nhóm chúng em đã tiếp nhận ứng dụng siêu âm vào khuôn ép nhựa thông qua sự hợp tác với công ty liên kết với nhà trường, với mục đích nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực mới mẻ này Chúng em đã đề xuất đề tài “Thiết Kế, Chế Tạo” để tìm hiểu sâu hơn về công nghệ siêu âm trong sản xuất.
Khuôn Ép Phun Sản Phẩm Có Tích Hợp Bộ Siêu Âm ”.
Giới thiệu sản phẩm
Sản phẩm có kích thước từ micro đến nano, được tạo ra từ quy trình ép phun, đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như điện tử, y học, sinh học, hóa học và môi trường Một trong những sản phẩm nổi bật là mạch vi lưu, hiện đang được nhóm nghiên cứu và thiết kế khuôn ép Các mạch vi lưu kích thước micro được ứng dụng trong công nghệ làm mát chip điện tử bằng chất lỏng, giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của vi mạch điện tử.
Việc làm mát vi mạch điện tử truyền thống thường sử dụng không khí để đảm bảo an toàn và tránh rò rỉ điện Tuy nhiên, với sự phát triển của các vi mạch có hàng nghìn chip xử lý, phương pháp này không còn hiệu quả Do đó, công nghệ làm mát bằng chất lỏng đã trở thành xu hướng, được các công ty điện tử lớn như ASUS và IBM tiên phong áp dụng Hệ thống dẫn chất lỏng được thiết kế với các rãnh micro trên bề mặt nhựa chịu nhiệt, cho phép làm mát hiệu quả hơn Có hai phương pháp làm mát bằng chất lỏng: làm mát gián tiếp và trực tiếp, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm riêng.
Hình 1.1: Mô hình làm mát gián tiếp và trực tiếp
Mô hình làm mát gián tiếp sử dụng kênh dẫn lưu chất kín chạy dọc theo vị trí làm mát, trong đó chất lỏng không tiếp xúc trực tiếp với chip, mà được cách ly bởi lớp dẫn nhiệt tốt Ngược lại, phương pháp làm mát trực tiếp bố trí các kênh dẫn hợp lý, cho phép chất lỏng tiếp xúc trực tiếp với chip trên vi mạch điện tử, yêu cầu chất lỏng làm mát phải là các chất đặc biệt có khả năng cách điện và không gây phản ứng hóa học với chip Một số sản phẩm thực tế của hãng IBM áp dụng phương pháp làm mát bằng chất lỏng cách gián tiếp.
Hình 1.2: Hệ thống kênh dẫn làm mát dạng micro chip của IBM
(http://www.flickr.com ) Đây là sản phẩm thực tế của hãng ASUS theo phương pháp làm mát bằng chất lỏng cách gián tiếp:
Hình 1.3: Hệ thống làm mát mang tên Aw Asus Maximus Vi Impact Z87 Welcher
Ram.(http://www.pinstopin.com/asus-maximus-vi-impact)
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Sóng siêu âm đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong việc nghiên cứu ảnh hưởng của nó đến dòng chảy nhựa trong quá trình điền đầy Nghiên cứu cho thấy rằng sóng siêu âm có khả năng làm nóng cục bộ dòng chảy nhựa và giảm ma sát khi nhựa đi vào khuôn Dưới sự hướng dẫn của khoa và các thầy, nhóm em đã tiến hành nghiên cứu về tác động của sóng siêu âm trong quá trình này Đề tài "Thiết kế chế tạo bộ khuôn ép nhựa có tích hợp bộ siêu âm" hy vọng sẽ nâng cao kỹ thuật ép phun lên một tầm cao mới.
Phạm vi giới hạn đề tài
Do những điều kiện khách quan cũng như chủ quan mà đề tài chỉ nghiên cứu trong phạm vi giới hạn sau:
Giới thiệu về sóng siêu âm, nguyên lý hoạt động, cách tạo sóng siêu âm.
Tổng quan về khuôn ép nhựa.
Thiết kế sản phẩm, đầu siêu âm tính toán tách khuôn.
Thiết kế, lắp ráp bộ khuôn trên phần mềm Creo 3.0
Gia công bộ khuôn, đầu siêu âm.
Lắp ráp khuôn và ép thử sản phẩm trên máy ép.
Nghiên cứu này đánh giá sự thay đổi trong quá trình điền đầy khi áp dụng siêu âm và không có siêu âm, trong điều kiện ép giống nhau về áp suất, nhiệt độ và thời gian.
Mục tiêu đề tài
Tính toán, thiết kế đầu siêu âm
Xây dựng mô hình bộ khuôn ép nhựa cho sản phẩm.
Gia công chế tạo bộ khuôn, đưa ra bộ khuôn thực tế.
So sánh hai sản phẩm có và không có tác dụng của siêu âm.
Phương pháp nghiên cứu
Ngoài sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn thì các phương pháp nghiên cứu chủ yếu là:
Để có được nền tảng kiến thức vững chắc về khuôn ép nhựa và sóng siêu âm, bạn nên tham khảo nhiều loại tài liệu bằng cả tiếng Việt và tiếng Anh Việc này giúp bạn có cái nhìn tổng quan chính xác về ảnh hưởng của sóng siêu âm đến quá trình điền đầy của nhựa.
Internet là nguồn tài liệu phong phú và hữu ích, cung cấp nhiều thông tin mới nhất và những tiến bộ trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật.
Sau khi tham khảo tài liệu và ý kiến từ giảng viên hướng dẫn, cùng với việc tìm kiếm thông tin trên internet, chúng em tiến hành tự nghiên cứu để đưa ra phương pháp thiết kế và chế tạo phù hợp Mục tiêu của chúng em là tối ưu hóa việc tích hợp bộ siêu âm vào bộ khuôn, đảm bảo khả năng thực hiện tốt nhất trong điều kiện hiện có.
CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ KHUÔN ÉP NHỰA
Khái niệm chung về khuôn
Khuôn là một cấu trúc bao gồm nhiều chi tiết lắp ghép để tạo thành một bộ khuôn hoàn chỉnh Sản phẩm được hình thành từ khoảng trống giữa hai phần của khuôn, nơi mà hình dạng của sản phẩm cần tạo ra được định hình.
Khuôn là thiết bị quan trọng trong quá trình định hình sản phẩm, được thiết kế và chế tạo để tạo ra hình dạng mong muốn Nó có thể được sử dụng cho một chu trình duy nhất hoặc nhiều chu trình, tùy thuộc vào yêu cầu sản xuất.
• Khuôn bao gồm hai chính:
•Phần cavity (khuôn cái, khuôn cố định): được gá lên tấm cố định của máy ép nhựa.
•Phần core (khuôn đực, khuôn di động): được gá lên tấm di động của máy ép nhựa.
Hình 2.1: Khuôn âm và khuôn dương ở trạng thái đóng.
Kết cấu chung 1 bộ khuôn
Ngoài core và cavity, khuôn còn bao gồm nhiều bộ phận khác nhau Những bộ phận này kết hợp với nhau để tạo thành các hệ thống cơ bản của bộ khuôn.
•Hệ thống dẫn hướng và định vị: chốt dẫn hướng, bạc dẫn hướng, vòng định vị, chốt hồi…
•Hệ thống dẫn nhựa vào lòng khuôn: bạc cuống phun, kênh dẫn nhựa…
•Hệ thống đẩy sản phẩm: chốt đẩy, chốt hồi, chốt đỡ, bạc chốt đỡ, tấm đẩy, tấm giữ…
•Hệ thống lõi mặt bên: lõi mặt bên, má lõi, thanh dẫn hướng, cam chốt xiên, xylanh thủy lực…
•Hệ thống làm nguội: đường nước, rãnh, ống dẫn nhiệt, đầu nối…
Phân loại khuôn ép phun
Khuôn 2 tấm là khuôn ép phun dùng hệ thống kênh dẫn nguội, kênh dẫn nằm ngang mặt phân khuôn, cổng vào nhựa nằm ngang mặt sản phẩm và khi mở khuôn thì có một khoảng mở để lấy sản phẩm và kênh dẫn nhựa.
Cổng vào nhựa có thể được thiết kế để sản phẩm và kênh dẫn nhựa tự động tách rời hoặc không tách rời khi chúng được lấy ra khỏi khuôn.
Khuôn 2 tấm được sử dụng rất thông dụng trong hệ thống khuôn ép phun Kết cấu khuôn đơn giản, dễ chế tạo nhưng chỉ sử dụng khuôn 2 tấm cho những sản phẩm dễ bố trí cổng vào nhựa.
Hình 2.2: Cấu tạo khuôn 2 tấm
− Khuôn 2 tấm tiết kiệm vật liệu hơn,do kênh dẫn nhựa ở bên hông.
− So với khuôn 3 tấm thì khuôn 2 tấm đơn giản hơn do không cần có tấm giựt cuống keo như khuôn 3 tấm, rẻ hơn, chu kỳ ép ngắn hơn.
− Thời gian để gia công và chế tạo khuôn cũng ngắn hơn.
− Giá thành thấp hơn khuôn 3 tấm hay khuôn nhiều tầng.
− Khuôn 2 tấm chỉ sử dụng được cho các chi tiết đòi hỏi có độ chính xác thấp hơn so với các loại khuôn nhiều.
− Phải tốn nhiều nhiên liệu hơn so với kênh dẫn nóng vì phần xương keo không được sử dụng cho lần phun tiếp theo như trong kênh dẫn nóng.
Các sản phẩm có vòng đời ngắn, như thiết bị điện tử tiêu dùng, thường chỉ sử dụng trong vài tháng Do đó, việc áp dụng công nghệ phù hợp cho những mặt hàng này là rất cần thiết, đặc biệt đối với những sản phẩm yêu cầu ít miệng phun.
Sử dụng khuôn 2 tấm giá rẻ là giải pháp hiệu quả để sản xuất các sản phẩm dân dụng và đồ dùng cá nhân, phục vụ cho nhu cầu gia đình mà không yêu cầu độ chính xác cao.
Khuôn 3 tấm là khuôn ép phun dùng hệ thống kênh dẫn nguội, kênh dẫn được bố trí trên 2 mặt phẳng, khi mở khuôn thì có một khoảng mở để lấy sản phẩm và một khoảng mở khác để lấy kênh dẫn nhựa.
Khi sản phẩm và kênh dẫn được lấy ra khỏi khuôn, chúng sẽ tự động tách rời nhau Đối với các sản phẩm lớn yêu cầu nhiều miệng phun hoặc khuôn nhiều lòng, việc sử dụng khuôn 3 tấm là một giải pháp hiệu quả.
Khuôn 3 tấm ở giai đoạn thứ nhất của quy trình mở khuôn (giật đuôi keo)
Khuôn 3 tấm ở giai đoạn thứ hai của quy trình mở khuôn (mở tấm giật đuôi keo)
− Giá thành thấp hơn so với khuôn kênh dẫn nóng.
− Ít bị hỏng hóc hơn khuôn có kênh dẫn nóng.
− Có thể phù hợp với những vật liệu chịu nhiệt kém.
− Năng suất cao do hệ thống dẫn nhựa tự động tách ra khỏi sản phẩm khi mở khuôn.
− Cho khả năng phân phối nhựa tốt hơn và đồng đều hơn do các nhánh kênh dẫn được bố trí cách đều nhau.
− Chu kỳ ép phun tăng và cần áp suất phun lớn để điền đầy do hành trình của của dòng nhựa để đến được lòng khuôn dài.
− Lãng phí nhiều vật liệu do có thêm tấm stripper plate chứa hệ thống kênh dẫn.
− Khuôn có nhiều lòng khuôn.
− Khuôn có một lòng khuôn nhưng phức tạp nên cần hơn một vị trí phun nhựa.
− Khó khăn trong việc chọn ra một vị trí phun thích hợp khác.
− Vì phải cân bằng dòng nhựa giữa các kênh dẫn khác với nhau nên buộc phải thiết kế kênh dẫn không nằm trên mặt phân khuôn.
2.3.3 Khuôn nhiều tầng (stack mold)
Khuôn nhiều tầng là khuôn ép phun do 2 hay nhiều bộ khuôn ghép lại với nhau, để tăng năng suất (tăng số lượng sản phẩm trong 1 chu kỳ ép).
Khuôn nhiều tầng hiện nay thường sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng, vì kênh dẫn nguội khó đảm bảo nhiệt độ và áp suất do chiều dài kênh dẫn quá dài Sự phổ biến của kênh dẫn nóng giúp cải thiện hiệu suất và chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất.
Hình 2.1: Hình thực tế bộ khuôn nhiều tầng (hình a) và hệ thống bơm nhựa + hệ thống gia nhiệt (hình b)
− Do 2 hay nhiều khuôn ghép lại nên năng suất cao.
− Giảm số lượng máy, diện tích nhà xưởng.
− Giá thành cao do kết cấu khuôn phức tạp.
− Sử dụng máy ép chuyên dụng, cần lực ép lớn.
− Hao tốn vật liệu do kênh dẫn dài.
− Áp suất cao để điền đầy khuôn do kênh dẫn dài.
− Khuôn có nhiều lòng khuôn.
− Khuôn có một lòng khuôn nhưng phức tạp nên cần hơn một vị trí phun nhựa.
− Khó khăn trong việc chọn ra một vị trí phun thích hợp khác.
− Vì phải cân bằng dòng nhựa giữa các kênh dẫn khác với nhau nên buộc phải thiết kế kênh dẫn không nằm trên mặt phân khuôn.
Tổng quan về vật liệu nhựa sử dụng trong công nghệ ép phun
Vật liệu nhựa đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và gia công khuôn ép phun Mỗi sản phẩm và chu trình ép phun có những tính chất và yêu cầu kỹ thuật riêng, như độ dẻo, độ bóng bề mặt, màu sắc và độ cứng Do đó, việc lựa chọn loại vật liệu nhựa phù hợp là cần thiết để tránh sai hỏng trong quá trình ép và đảm bảo yêu cầu về cơ tính cũng như thẩm mỹ của sản phẩm.
Polymer là các hợp chất có cấu trúc phân tử bao gồm các nhóm nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết hóa học, tạo thành các mạch dài với khối lượng phân tử lớn Trong chuỗi chính của polymer, các nhóm nguyên tử này được lặp lại nhiều lần.
Ví dụ: polyetylen [-CH2-CH2-]n, Acrylonitrin butadien styren (ABS) [C8H8-
• Dựa vào nguồn gốc: polymer thiên nhiên, nhân tạo và polymer tổng hợp.
Chất liệu có thể được phân loại dựa trên tính chất cơ lý thành hai nhóm chính: chất dẻo và chất đàn hồi Phân loại này không chỉ phổ biến mà còn liên quan mật thiết đến cấu trúc của chúng, từ đó ảnh hưởng đến khả năng thích ứng với các yêu cầu trong ngành công nghiệp.
Nhựa nhiệt dẻo là một trong những nhóm vật liệu cao phân tử quan trọng nhất trong các polymer tổng hợp Chúng bao gồm các cao phân tử có kích thước nhất định, với cấu trúc mạch thẳng hoặc phân nhánh Nhựa nhiệt dẻo có khả năng chuyển đổi từ trạng thái rắn sang trạng thái dẻo khi nhiệt độ tăng, và quá trình này là thuận nghịch, cho phép lặp lại nhiều lần Trong quá trình tác dụng nhiệt, nhựa nhiệt dẻo chỉ thay đổi tính chất mà không làm mất đi cấu trúc cơ bản của chúng.
12 chất vật lý không tham gia phản ứng hóa học, trong đó nhựa nhiệt dẻo có thể tái sinh, ngoại trừ PTFE (polytetrafluoroethylene) Các loại nhựa nhiệt dẻo tiêu biểu bao gồm PE, PP và PVC.
Nhựa nhiệt rắn có mật độ nối ngang dày đặc, cao gấp 10 đến 1.000 lần so với cao su, tạo thành mạng không gian ba chiều với kích thước phân tử lớn hơn nhiều so với nguyên tử Loại nhựa này có nhiều tính chất vượt trội so với nhựa nhiệt dẻo, đặc biệt là khả năng chịu nhiệt Ngoài ra, nhựa nhiệt rắn không tan, không chảy và không thể tái sinh Một số ví dụ điển hình của nhựa nhiệt rắn bao gồm PF, PU, nhựa epoxy và silicone.
Cao su là một loại polymer mạch thẳng với lực liên kết thứ cấp yếu, tồn tại dưới dạng chất lỏng nhớt Để sử dụng, cần tạo liên kết ngang giữa các mạch phân tử, hình thành mạng không gian ba chiều Đặc điểm nổi bật của cao su, đặc biệt là cao su tự nhiên lưu hóa, là khả năng dãn dài lên đến 1.000% Tuy nhiên, do có liên kết ngang, cao su không thể tái sinh.
• Nhựa thông dụng: PE, PP, PVC, PS, ABS, HIPS …
•Nhựa kỹ thuật: PA, PC, POM, Teflon …
•Nhựa chuyên dụng: PE khối lượng phân tử cực cao, PTFE, PPS, PPO…
2.4.3 Các tính chất của Polymer
Một số tính chất cơ học quan trọng của vật liệu nhựa bao gồm độ bền kéo, độ dãn dài, độ cứng, độ dai va đập, khả năng chống mài mòn và modun đàn hồi Đặc biệt, độ bền cơ học là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến khả năng sử dụng và ứng dụng của nhựa trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Độ bền cơ học là khả năng của vật liệu chống lại sự phá hoại khi chịu tác động của các lực cơ học Đối với sản phẩm làm từ vật liệu polymer, độ bền này phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.
• Chế độ trùng hợp, loại xúc tác, phụ gia…
• Kết cấu hình dạng sản phẩm…
Thông số cơ bản phản ánh độ bền của Polymer bao gồm giới hạn bền, là giá trị ứng suất mà mẫu bị phá hoại trong các điều kiện xác định Giới hạn bền có thể được xác định qua nhiều loại biến dạng khác nhau như biến dạng kéo đứt, biến dạng nén và biến dạng uốn, tương ứng với độ bền kéo đứt, độ bền nén và độ bền uốn.
Độ bền kéo đứt là chỉ số quan trọng phản ánh khả năng chịu lực của vật liệu khi bị kéo dãn Nó được xác định bằng cách áp dụng một lực nhất định với tốc độ kéo dãn cụ thể cho đến khi vật liệu bị đứt.
• Độ bền uốn là khả năng chịu lực của vật liệu khi chịu uốn.
• Độ bền nén là khả năng chịu lực của vật liệu khi bị nén.
Giới hạn bền của polymer chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường thử nghiệm và thời gian tác động của lực, do đó việc so sánh độ bền giữa các polymer cần được thực hiện trong cùng một điều kiện thử nghiệm.
• Độ biến dạng tương đối (e) là giá trị biến dạng tăng đến cực đại tại thời điểm đứt.
Độ biến dạng cực đại tương đối của vật liệu phụ thuộc vào loại biến dạng, tốc độ biến dạng và nhiệt độ Thông qua đó, ta có thể suy luận về trạng thái của vật liệu khi xảy ra hiện tượng đứt Cụ thể, đối với vật thể dòn, độ biến dạng cực đại thường không vượt quá vài phần trăm, trong khi đối với vật liệu mềm, con số này có thể cao từ hàng trăm đến hàng ngàn phần trăm.
• Trong trường hợp kéo đơn trục, độ biến dạng tương đối cực đại có thể là độ dãn dài khi đứt. b Độ dai va đập
Hiện trạng chống tải trọng động của chất dẻo thường được phân tích qua kết quả kiểm tra độ dai va đập, thực hiện trên thiết bị Charpy bằng cách sử dụng con lắc dao động để phá vỡ mẫu thử kẹp chặt Công va đập riêng được xác định trên mỗi đơn vị diện tích mẫu thử (kJ/m²) Modun đàn hồi, ký hiệu E (N/mm²), thể hiện độ cứng của vật liệu, cho biết mức độ biến dạng của mẫu thử dưới tác dụng của lực Trong vật liệu đàn hồi lý tưởng, độ dãn dài tỷ lệ thuận với ứng suất cho đến giới hạn chảy.
Một số tính chất vật lý của nhựa: tỷ trọng, chỉ số nóng chảy, độ nhớt, co rút, tính cách điện, truyền nhiệt… d Tỷ trọng của nhựa
• Tỷ trọng thể hiện một phần tính chất của nguyên liệu nhựa, đơn vị: g/cm 3
• Vật liệu nhựa tương đối nhẹ, tỷ trọng dao động từ 0.9 – 2 (g/cm 3 ).
Tỷ trọng của vật liệu tăng lên khi lực kéo đứt, nhiệt độ biến mềm và độ kháng hóa chất gia tăng, trong khi đó lực va đập và độ nhớt lại giảm Đặc biệt, tỷ trọng còn phụ thuộc vào độ kết tinh, với độ kết tinh cao dẫn đến tỷ trọng cao hơn.
Loại nhựa PELD PEMD PEHD PP
Bảng 2.1: Tỷ trọng một sống nguyên liệu nhựa thông dụng e Chỉ số nóng chảy
Nhựa sử dụng làm thí nghiệm: Nhựa PP (Pol y carbonatey)
Polycacbonat là một loại nhựa tổng hợp trong đó các đơn vị polymer được liên kết thông qua các nhóm cacbonat.
Sợi có tính bền cơ học cao, bao gồm độ bền xé và độ bền kéo đứt tốt, đồng thời cứng vững hơn so với PE và không bị kéo giãn Tuy nhiên, nó dễ bị xé rách khi có vết cắt hoặc thủng nhỏ.
* Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ.
PP là một chất liệu không màu, không mùi, không vị và hoàn toàn không độc hại Khi cháy, PP phát ra ngọn lửa màu xanh nhạt, có dòng chảy dẻo và tỏa ra mùi khói tương tự như mùi cao su.
Bao bì PP có khả năng chịu nhiệt độ cao hơn 100 o C, nhưng nhiệt độ hàn dán mí (thân) của nó lên tới 140 o C, cao hơn so với PE Điều này có thể dẫn đến hiện tượng chảy và hư hỏng lớp màng ghép cấu trúc bên ngoài, do đó, PP thường ít được sử dụng làm lớp trong cùng.
* Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác.
Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm, không yêu cầu chống oxy hóa một cách nghiêm nhặt.
Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn.
PP được sản xuất dưới dạng màng phủ ngoài cho màng nhiều lớp nhằm tăng cường khả năng chống thấm khí và hơi nước Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng in ấn mà còn tạo điều kiện dễ dàng để xé rách bao bì nhờ vào vết đứt sẵn có Hơn nữa, màng PP còn mang lại độ bóng cao cho bao bì.
Dùng làm chai đựng nước, bình sữa cho bé, hộp bảo quản thực phẩm
Một số sản phẩm làm từ nhựa PP có khả năng chịu nhiệt tốt dùng được trong lò vi sóng.
CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SÓNG SIÊU ÂM
Sơ lược về sóng siêu âm
Tai người có khả năng cảm nhận âm thanh trong khoảng tần số từ 20 Hz đến 20 kHz Âm thanh có tần số vượt quá 20 kHz được gọi là siêu âm, trong khi âm thanh dưới 20 Hz được gọi là hạ âm Siêu âm, định nghĩa là âm thanh có tần số cao hơn 20 kHz, thường được ứng dụng trong công nghiệp hàn nhựa dẻo với các tần số phổ biến như 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz và 70 kHz.
Sóng siêu âm là sóng dọc: tức là giao động cùng chiều với chiều lan truyền sóng Siêu âm chỉ truyền trong môi trường giãn nở (trừ chân không).
Năng lượng siêu âm: là động năng dao động và thế năng đàn hồi của các phần tử trong môi trường, được tính theo công thức sau:
E : năng lượng siêu âm. k : hệ số không đổi đối với một môi trường.
A0 : biên độ siêu âm. f : tần số siêu âm.
Năng lượng sóng tỷ lệ thuận với tần số siêu âm, nghĩa là ở cùng một biên độ dao động, sóng siêu âm có năng lượng lớn hơn nhiều so với sóng âm Trong cùng một môi trường truyền sóng, khi bước sóng siêu âm ngắn hơn, năng lượng siêu âm sẽ cao hơn và ngược lại.
Cường độ siêu âm: là năng lượng siêu âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng:
W: cường độ siêu âm. v: vận tốc truyền âm.
Tình hình nghiên cứu của siêu âm vào ép phun nhựa
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra tác động tích cực của siêu âm đến quá trình điền đầy dòng nhựa Một nghiên cứu tại Nhật Bản đã thực hiện thí nghiệm ép hai tròng kính quang học, trong đó một lòng khuôn được áp dụng sóng siêu âm và lòng khuôn còn lại không Kết quả cho thấy tròng kính được tác động bởi siêu âm có trọng lượng lớn hơn so với tròng kính không có sự tác động này.
Hình 3.1: Thí nghiệm tìm hiểu ảnh hưởng của sóng siêu âm
Không có tác động của siêu âm Có tác động của siêu âm
Hình 3.2: Trọng lượng tròng kính tăng lên dưới tác dụng của sóng siêu âm
Qua thí nghiệm trên có thể rút ra giả thuyết:
Dưới tác dụng của sóng siêu âm dòng chảy nhựa sẽ được làm nóng trong quá trình điền đầy do hấp thụ năng lượng sóng siêu âm.
Sóng siêu âm làm nóng cục bộ trong quá trình điền đầy góp phần làm giảm ma sát dòng chảy nhựa, giúp dòng chảy được tối ưu hóa hơn.
Cấu tạo bộ siêu âm
Một bộ siêu âm gốm cò hai phần chính đó là: Bộ phát siêu âm và Đầu siêu âm (hay còn gọi là hệ dao động cơ học).
Bộ siêu âm bao gồm ba thành phần chính: bộ chuyển đổi (hay bộ áp điện), bộ khuếch đại và đầu phát Tất cả ba chi tiết này có khả năng cộng hưởng tại cùng một tần số siêu âm, tạo ra hiệu quả tối ưu trong quá trình hoạt động.
+ Bộ chuyển đổi : chuyển đổi tín hiệu điện thành dao động cơ học.
+ Bộ khuếch đại : khuếch đại biên độ dao động.
+ Đầu phát : truyền dao động cơ lên chi tiết hàn.
Nguồn phát siêu âm: biến đổi nguồn điện xoay chiều công suất lớn cho phù hợp với tần số cộng hưởng của bộ siêu âm.
Nguồn phát siêu âm chuyển đổi dòng điện xoay chiều 220V với tần số 50Hz thành dòng điện có tần số làm việc từ 15 đến 30 kHz Mặc dù có khả năng tạo ra nhiều tần số khác nhau, các tần số phổ biến nhất trong ứng dụng siêu âm là 15, 20, 30 và 40 kHz.
Nguồn phát siêu âm cơ bản hoạt động với sơ đồ như Hình 3.4, nơi điện áp được nâng lên khoảng 300VAC khi cấp nguồn cho bộ phát Điện áp này cung cấp cho phần khuếch đại công suất, sử dụng các transistor để đóng ngắt ở tần số 20 kHz hoặc 40 kHz Đầu ra sẽ tạo ra tín hiệu có tần số 20 kHz hoặc 40 kHz với công suất lớn cho bộ chuyển đổi Khi bộ chuyển đổi bắt đầu rung, nó gửi một tín hiệu điện dạng sóng hình sin trở lại bộ phận khuếch đại, tín hiệu này phản ánh sự cộng hưởng của tải trọng, bao gồm bộ siêu âm, bộ chuyển đổi, bộ khuếch đại và đầu phát.
Hình 3.3: Nguyên lý thiết kế nguồn phát siêu âm
Trong thiết kế nguồn phát siêu âm, việc sử dụng bộ điều chỉnh pha là cần thiết để đảm bảo tần số của bộ khuếch đại tương thích với tần số dao động của đầu phát sóng Khi nguồn phát sóng hoạt động, sẽ không có tín hiệu phản hồi do đầu phát chưa bắt đầu rung Để kích hoạt đầu phát sóng, cần cung cấp một nguồn năng lượng lớn.
Năng lượng tăng cao đột ngột trong hệ thống phát sóng có thể gây hư hại cho các phần tử điện, đặc biệt khi sử dụng đầu phát lớn Để khởi động các ứng dụng yêu cầu nguồn năng lượng lớn, cần đảm bảo cung cấp đủ năng lượng nhằm tránh tình trạng phá hoại hệ thống và các thành phần điện.
Vì thế chúng ta cần pha điều chỉnh để tăng dần công suất của máy phù hợp trong quá trình khởi động.
Thiết kế nguồn phát siêu âm đang được cải tiến để nâng cao năng suất và khắc phục vấn đề khởi động, trong đó phương pháp điều chế xung Pulse Width Modulation (PWM) được sử dụng để tạo ra các xung vuông điều khiển transistor Việc áp dụng sóng vuông không chỉ giúp bộ khuếch đại tăng năng suất mà còn giảm thiểu tiêu tốn năng lượng do nhiệt, làm cho nguồn phát siêu âm hoạt động mát hơn và dễ khởi động lại Nhờ đó, độ tin cậy và tuổi thọ của nguồn phát siêu âm cũng được cải thiện đáng kể.
Hình 3.4: Các bộ phận của nguồn phát siêu âm
Bộ siêu âm là thiết bị chuyển đổi dao động điện thành dao động cơ học với tần số sóng siêu âm Thiết bị này thường bao gồm ba thành phần chính: bộ chuyển đổi, bộ khuếch đại và đầu phát, với nhiều loại đầu phát sóng siêu âm khác nhau.
Bộ khuyếch đại Đầu phát
Bộ chuyển đổi chuyển đổi năng lượng điện từ nguồn phát siêu âm thành năng lượng cơ học dưới dạng dao động tần số cao Chúng hoạt động dựa trên lý thuyết áp điện, trong đó điện năng được sinh ra thông qua việc nén các tinh thể.
Bộ chuyển đổi hoạt động dựa trên gốm áp điện, vật liệu có khả năng thay đổi kích thước khi tiếp xúc với dòng điện xoay chiều Khi cực điện chuyển từ dương sang âm, các phần tử trong gốm sẽ tập trung lại, làm cho miếng gốm áp điện trở nên mỏng hơn Mặc dù sự thay đổi kích thước này rất nhỏ, nhưng lực sinh ra từ nó lại vô cùng lớn.
Các phần tử bộ biến đổi được chế tạo từ vật liệu gốm, vì vậy chúng có thể bị bể như kính nếu bị rơi hoặc chịu ứng suất quá mức.
Bộ chuyển đổi, như mô tả trong Hình 3.6, bao gồm các thành phần chính là khối sau, miếng gốm áp điện và khối trước Hãng Dukane sử dụng khối sau làm bằng thép và khối trước bằng nhôm, nhờ vào đặc tính truyền âm vượt trội của nhôm so với thép Sự kết hợp này giúp tối ưu hóa việc điều hướng năng lượng dao động đến bộ khuếch đại và đầu phát.
Vùng gần trung tâm của bộ chuyển đổi, nơi có rất ít chuyển động và ứng suất lớn, được gọi là điểm nút, là vị trí lý tưởng để gá đặt bộ chuyển đổi vào vỏ Vòng chữ O bằng cao su giúp ngăn cách vỏ khỏi các dao động dư, trong khi chốt chống xoay được lắp tại điểm nút để giữ các miếng gốm áp điện không bị xoay trong hộp, được gọi là “dẫn động” (driver) Bộ dẫn động này được lắp dưới áp lực cực cao, gần 7000 PSI, và được cố định bằng bu lông thép.
Khi không gian hạn chế, việc bắt cứng bộ chuyển đổi vào vỏ hộp thường là cần thiết, cho phép chuyển vị ngang hoặc độ uốn tối thiểu.
Bảng dưới đây trình bày các tần số của bộ chuyển đổi phổ biến từ hãng Dukane cùng với biên độ dao động từ đỉnh đầu vào đến đỉnh đầu ra Điều này giúp người dùng hiểu rõ hơn về hiệu suất và khả năng hoạt động của bộ chuyển đổi.
26 khuếch đại và đầu phát nhân biên độ dao động này với hệ số 2 - 8 để có dao động cần thiết sử dụng được.
Vật liệu : thường được làm bằng nhôm hay titan.
Vị trí : nằm ở giữa bộ chuyển đổi và đầu phát.
Bộ khuếch đại có hai chức năng chính: kết nối bộ chuyển đổi với đầu phát và điều chỉnh biên độ dao động Để thay đổi biên độ dao động, cần điều chỉnh khối lượng và đường kính ở hai đầu của bộ khuếch đại.
Hình 3.7: Một số bộ khuếch đại đặc trưng
Nguyên lý hoạt động
Hình 3.9: Nguyên lý hoạt động
Nguồn phát siêu âm sử dụng điện xoay chiều với tần số 50Hz để chuyển đổi thành điện xoay chiều có tần số từ 15 đến 30 kHz Năng lượng điện tần số cao này được dẫn đến bộ chuyển đổi gốm áp điện, nơi nó được chuyển đổi thành dao động cơ học Những dao động này, khi tác động lên chi tiết dưới áp lực, tạo ra nhiệt ma sát, giúp làm tan chảy nhựa tại vùng điền đầy, từ đó cải thiện hiệu quả của quá trình điền đầy.
Thiết kế Bộ siêu âm
Nhờ sự hỗ trợ từ công ty Việt Sonic và thầy Nguyễn Thanh Hải, nhóm đã nhận được nguồn phát siêu âm và bộ chuyển đổi Transducer Nhiệm vụ tiếp theo là thiết kế bộ khuyếch đại Booster sao cho phù hợp với cấu trúc bộ khuôn và đảm bảo các thông số kỹ thuật yêu cầu.
Ngoài ra Bộ khuyếch đại Booster còn đóng vai trò là Insert lòng khuôn định hình sản phẩm TestFlow.
Hình 3.11: Cụm lắp bộ siêu âm
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTODESK MOLDFLOW INSIGHT
Giới thiệu phần mềm Autodesk Moldflow Insight 2012
Phần mềm CAD/CAE Moldflow là công cụ mạnh mẽ trong thiết kế và phát triển sản phẩm cũng như khuôn mẫu nhựa Nó cho phép mô phỏng hiệu quả quá trình gia công vật liệu nhựa, hỗ trợ các kỹ sư trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Thông qua sự phân tích mô phỏng các quá trình trong chu trình ép phun nhựa nhiệt dẻo, phần mềm Moldflow có thể giúp chúng ta:
Để tối ưu hóa quy trình phun, cần xác định vị trí và số lượng cổng phun hợp lý nhằm hạn chế đường hàn và các điểm dồn nén khí Việc này cũng giúp định hướng sự phát triển của các khuyết tật ở những vị trí ảnh hưởng đến độ bền và thẩm mỹ của sản phẩm, đồng thời giảm áp suất phun hiệu quả.
Cân bằng kích thước hệ thống kênh dẫn nhựa là yếu tố quan trọng để đảm bảo dòng chảy ổn định và hiệu quả Việc xác định kích thước hợp lý không chỉ giúp tối ưu hóa lưu lượng mà còn giảm thiểu lượng vật liệu tiêu hao trong hệ thống.
Dự đoán hiệu quả làm nguội của hệ thống làm nguội đã thiết kế là rất quan trọng Từ đó, chúng ta có thể xác định kích thước, chế độ làm nguội và cách bố trí hệ thống làm nguội một cách hợp lý cho khuôn.
Phân tích sản phẩm dùng Autodesk Moldflow Insight 2012
4.2.1 Các bước thực hiện. Để mô ph ỏng quá trình phân tích trên phần mềm Moldflow chúng ta cần phải thực hiện đầy đủ các bước sau:
Bước 1: Nhập mô hình phân tích.
Để nhập chi tiết vào Moldflow, bạn cần truy cập vào Project và chọn Import, sau đó dẫn đến thư mục chứa file Lưu ý rằng trước khi đưa file part từ Creo vào Moldflow, bạn phải đổi đuôi file từ prt sang stl.
Hình 4.1: Đưa sản phẩm vào môi trường Moldflow
Bước 2: Tiến hành chia lưới cho mô hình sản phẩm
Vào Mesh > Generate Mesh (xuất hiện hộp thoại) > Mesh Now
Hình 4.2: Chia lưới sản phẩm
Bước 3: Đặt vị trí miệng phun cho mô hình.
Vào Analysis Sequence > nhấp chuột vào vị trí đầu cuống phun.
Hình 4.3: Vị trí đặt miệng phun
Bước 4: Gán vật liệu cho sản phẩm.
Vào Seclect Material > xuất hiện hộp thoại > chọn tên nhà sản xuất và tên thương mại của loại nhựa > OK Ở đây mình chọn vật liệu là nhựa PP.
Thông số ép của nhựa PP theo trang 50 giáo trình “Thực Tập Nhựa Công Nghệ Nhựa _ Phạm Sơn Minh, Trần Minh Thế Uyên”
Hình 4.4: Hộp thoại chọn vật liệu
Bước 5: Chọn hình thức gia công.
Chọn hình thức Thermoplastics Injection Molding ( ép phun nhựa nhiệt dẻo).
Hình 4.5: Chọn hình thức ép phun nhựa nhiệt dẻo
Bước 6: Thiết lập thông số trong quá trình ép phun
Vào Process Settings > Xuất hiện hộp thoại Process Settings Winzard như hình > Chọn các thông số trong trình ép phun > OK.
Hình 4.6: Thiết lập thông số ép
Bước 7: Chọn chế độ mô phỏng.
Chọn Analysis Sequence > xuất hiện hộp thoại > Chọn quá trình cần mô phỏng >
Start Analysis Bắt đầu phân tích.
Hình 4.7: Các quá trình mô phỏng 4.2.2 Kết quả phân tích
Sự ảnh hưởng của siêu âm đến quá trình điền đầy sản phẩm có thể dẫn đến việc sản phẩm không được điền đầy hoàn toàn Dưới đây là một số phân tích mô phỏng sơ bộ về vấn đề này.
Fill time: Thời gian điền đầy cho sản phẩm là 2.7(s)
Hình 4.8: Thời gian điền đầy
Pressure: Áp suất phun tối đa là 151 (MPa)
Bulk temperature : Sự phân bố nhiệt trên sản phẩm Nhiệt độ cao nhất
Hình 4.10: Sự phân bố nhiệt trên sản phẩm
Clamp force: XY Plot Biểu đồ lực kẹp khuôn Lực kẹp khuôn cần tối đa là 120(tone)
Hình 4.11: Biểu đồ lực kẹp khuôn
THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG KHUÔN
Giới thiệu
Hình 5.1: Tạo file gia công cho khuôn
Phần mềm Creo Parametric tích hợp nhiều modul quan trọng như thiết kế khối, lắp ráp, gia công, tách khuôn và xuất bản vẽ, mang lại khả năng thiết kế khuôn ép phun toàn diện Đây là một trong những phần mềm thiết kế khuôn đầy đủ và hiệu quả nhất hiện nay.
Thiết kế sản phẩm TestFlow
Test dòng chảy của nhựa trong quá trình điền đầy.
Hình 5.2: Sản phẩm 5.2.2 Các bước thực hiện
Bước 1: Vào lệnh Helical Sweep và vẽ biên dạng sau:
Hình 5.3: Kích thước sản phẩm
Hình 5.4: Cách tạo sản phẩm
Hình 5.5: Bước xoắn lò xo
Bước 2: Lấy biên dạng của của hình xoắn ốc xuống một mặp phẳng phía dưới.
Hình 5.6: Biên dạng sản phẩm
Bước 3: Sử dụng thêm lệnh Extrude, Round và Draft ta được sản phẩm như hình trên.
Tách khuôn
Hình 5.7: Bảng file tạo trong Creo 3.0
Bước 1: Tách khuôn bằng modul "Mold cavity" trong Manufacturing.
Tách khuôn cho sản phẩm có 2 lòng khuôn.
Hình 5.9: Vẽ đường phân khuôn
Bước 2: Dùng lệnh extrute tạo mặt phẳng cắt phôi làm 2 tấm khuôn cố định và tấm khuôn di động.
Hình 5.10: Phân khuôn cho insert
Bước 3: Dùng lệnh extrute để cắt lấy phần insert của tấm khuôn di động.
Hình 5.11: Hình ảnh Tách khuôn
Tách các tấm khuôn và insert ta được như hình trên.
Các phương án được đề xuất trong quá trình thiết kế khuôn
5.3.1 Trường hợp 1: Sử dụng đầu siêu âm có sẵn.
Miếng insert được cách âm siêu âm truyền ra tấm khuôn bằng các miếng POM đặt xung quanh.
Trong Trường Hợp A, đầu siêu âm được gắn bên hông của khuôn, cho phép đẩy cả hai sản phẩm Siêu âm sẽ được truyền đạt qua bu lông M12 từ đầu siêu âm đến khuôn.
Hình 5.13: Hình ảnh đầu siêu âm gắn bên hông tấm khuôn
Trường Hợp B: gắn đầu siêu âm phía dưới khuôn (chỉ có thể đẩy được một bên sản phẩm)
5.3.2 Trường hợp 2: dùng đầu siêu âm được hỗ trợ thiết kế.
Hình 5.14: Hình ảnh tổng thể bộ khuôn trường hợp 2
Bạc nhựa được lắp vào tấm khuôn giúp cách âm cho đầu siêu âm, với bạc nhựa ở trên và dưới Mặt bích phía dưới đóng vai trò làm bậc đỡ cho đầu siêu âm, đồng thời được cố định vào tấm khuôn di động bằng 4 bu lông M6x1.
Ưu điểm: dễ gia công, độ cứng vững của hệ thống khuôn tốt.
Nhược điểm: Khó kiểm soát được đầu ra của siêu âm.
5.3.3 Trường hợp 3: Sửa lại kết cấu giúp liên kết bộ siêu âm và tấm khuôn.
Mặt trên của bộ lắp ghép siêu âm sử dụng bạc POM để ngăn chặn sự truyền siêu âm sang tấm khuôn Bạc nhựa được cố định chắc chắn bằng 4 bu lông M6x1 và được thiết kế vạt 2 đầu để chống xoay, đảm bảo miệng phun không bị lệch.
Hình 5.15: Mặt trên của bộ khuôn
Hình 5.16: Mặt dưới của bộ khuôn
Mặt dưới của bộ siêu âm được lắp ghép chắc chắn bằng 3 bu lông M6x1 bằng POM, giúp cố định đầu siêu âm với mặt bích POM Mặt bích này được kết nối với tấm khuôn di động thông qua 4 bu lông M6x1, đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong quá trình hoạt động.
Thiết kế bộ khuôn
Sau khi phân tích ưu và nhược điểm của 3 trường hợp nhóm đã quyết định chọn trường hợp 3 để gia công và chế tạo khuôn.
Phân tích về kết cấu khuôn:
Bộ siêu âm lắp phía dưới không thể tích hợp hệ thống đẩy, và với bề dày chỉ 0,5mm côn 45 độ, sản phẩm có khả năng tự bung ra sau khi ép Để lấy sản phẩm ra, có thể sử dụng cuống phun Dựa trên sự tư vấn của giáo viên hướng dẫn, nhóm đã tiến hành thực hiện bộ khuôn mà không cần hệ thống đẩy như tấm đẩy, tấm giữ, chốt hồi, chốt đẩy và lò xo.
Hình 5.17 minh họa cách lắp đặt đầu siêu âm giữa mặt bích, với đầu siêu âm được thiết kế vạt ba mặt cách nhau 120 độ và có chiều cao tương đương với chiều cao của mặt bích làm từ POM Mặt trong của mặt bích cũng được phay theo biên dạng ngoài để đảm bảo tính chính xác trong lắp ghép.
50 đầu siêu âm chống xoay giúp định vị chính xác, đảm bảo công vào nhựa không bị lệch Thiết kế bậc với ba mặt vạt tạo ra khả năng định vị theo phương thẳng đứng hiệu quả.
Hình 5.18: Mặt trên tấm khuôn di động đã lắp ráp các bộ phận.
Mặc dù sản phẩm chỉ có đường kính 50mm và độ dày 0,5mm, nhưng chúng ta chọn kênh dẫn có đường kính 8mm Điều này không hoàn toàn phù hợp với tính toán lý thuyết, vì trong thực tế, để đảm bảo áp suất nhựa tối đa khi đi qua miệng phun, người ta thường sử dụng kênh dẫn lớn hơn nhiều lần so với kích thước sản phẩm.
Hình 5.19: Tạo khuôn hoàn tất trên phần mềm Creo Parametric
QUY TRÌNH GIA CÔNG
Quy trình gia công cho tấm khuôn di động
Bư Chu trình gia công ớc
1 Tạo phôi đạt kích thước
2 Phá thô các hốc tròn
Bảng 6.1: Bảng thông số cắt tra theo catalogue của Sanvikcoromant
Chọn dụng cụ cắt và chế độ cắt.
Thép C45 chưa tôi có độ cứng ≈180 HB
Chọn dao phay mặt
Chọn kiểu P để tra thông số cắt.
Chọn dao có 6 mảnh insert (6 răng), với góc nghiêng của mảnh insert là 45 0 , mã dao là R245 080Q27-12M.
) Đường kính Dc, Dc2,5 (mm)
Ta tra được dao R245-12T3M-PM 4230, với Vc%0 (m/ph), fz=0,21 (mm/tooth)
Số vòng quay trục chính:
= = 1000.0,21.6 = 1260 (mm/ph) chọn v f 60 (mm/ph)
Chọn dao khoan phá thô các hốc tròn
Số vòng quay trục chính:
Tốc độ cắt: (chọn fn=0,2)
Chọn dao phay các hốc trong tấm khuôn (dao end mill φ 16)
Dựa vào độ cứng của thép C45 ta chọn được ve0 (m/ph)
Chọn Dc => fz=0,055 (mm/tooth)
Số vòng quay trục chính
Chọn dao khoan lỗ ỉ3,5
Số vòng quay trục chính:
Tốc độ cắt: (chọn fn=0,15)
Chọn dao để khoan lỗ ỉ5
Ta chọn loại 5xDc, tưới nguội bên ngoài (vì chiều sâu lỗ khoan ≈ 20) Đ ườ ng kính cán mũi khoan
Chọn chế độ cắt cho mũi khoan:
Số vòng quay trục chính:
Chọn dao phá thô kênh dẫn
Ta chọn loại dao CoroMill plura với các kích thước thể hiện trong bảng ở trên, có đường kính Dc=4(mm), có 4 lưỡi cắt, có mã dao là R216.24-04050BCC07P
Số vòng quay trục chính
= = 8000.0,013.4 = 416 (mm/ph), chọn = 400 (mm/ph).
Chọn dao gia công kênh dẫn
Chọn dao dao có đường kính Dc2=6 (mm), có mã dao là R216.42-06030-AC10P, có
Số vòng quay trục chính:
= = 6300.0,014.2 = 176 (mm/ph) chọn v f 0 (mm/ph)
Chọn dao khoan lỗ ỉ10,2
Số vòng quay trục chính:
Tốc độ cắt: (chọn fn=0,2)
Chọn dao gia công sản phẩm
Tra catalogue, ta chọn được thông số cắt: vcU (m/ph), đường kính Dc, => fz=0,045
Số vòng quay trục chính:
Nguồn từ 2 quyển catalogue của hãng dao Sandvik Coromant:
(http://www.sandvik.coromant.com/en- gb/downloads/pages/search.aspx?qalogues&rootsite=%5eengb%24&productfa milies=%5eCoroMill%24 vào corokey 2010)
The page you are trying to access for downloading the "Small part machining - Cutting tools from Sandvik Coromant" is currently unavailable Please verify the URL for any errors and attempt to reach it again For updates and news, consider signing up for the Sandvik Coromant newsletter Additionally, be aware that the website utilizes cookies for essential functionalities and improved user experience, which may include personalized content and analytics.
KẾT QUẢ VÀ THỰC NGHIỆM
Kết quả chế tạo bộ khuôn có tích hợp siêu âm
Sau quá trình tính toán và gia công, nhóm đã thành công trong việc lắp ráp bộ khuôn tích hợp các chi tiết Để đảm bảo chất lượng, nhóm đã thực hiện siêu âm dựa trên các số liệu đã được chỉ định.
Hình 7.1: Mô hình bộ khuôn sau khi lắp ráp
Lòng khuôn có tích hợp siêu âm
Hình 7.2: Tấm khuôn di động
Tấm cách truyền siều âm
Hình 7.3: Tấm khuôn cố định
Quá trình ép thử
7.2.1 Tiến hành ép thử trên máy ép SW-120B Với các thông số:
3 Lắp đặt, tìm vị trí đặt nguồn phát siêu âm.
4 Gá khuôn lên máy ép.
5 Thiết lập thông số ép.
6 Tiến hành ép và kiểm nghiệm sản phẩm
Bảng 7.3: Bảng các bước tiến hành thực nghiệm
Đảm bảo cận thận tránh gây hư hỏng bộ siêu âm, cũng như nguồn phát trong quá trình thực hành.
Dùng bu lông đầu chìm cố định phần đuôi bộ siêu âm với tấm kẹp dưới. Để đảm bảo độ cứng vững của bộ siêu âm.
Kiệm nghiệm kết quả ép phun
Có sử dụng siêu âm
Hình 7.5: Sản phẩm TestFlow sau khi ép
Có sử dụng siêu âm
Hình 7.6: Thứ tự điền đầy trong quá trình lựa chọn thông số ép kèm theo siêu âm
Đánh giá kết quả, so sánh và kết luận
Biên dạng sản phẩm (%) Áp suất (kg)
Biểu đồ 7.1: Biểu đồ thể hiện khá năng điền đầy khi có và không có tác động của siêu âm.
Dựa vào kết quả ép thử rút ra đánh giá:
Khi tăng áp suất thì chiều dài dòng chảy được dài hơn Tuy nhiên sản phẩm xuất hiện bavia.
Lòng khuôn tích hợp siêu âm thì chiều dài dòng chảy dài hơn so với lòng khuôn không tích hợp siêu âm.
Sóng siêu âm ảnh hưởng tích cực đến quá trình điền đầy của dòng nhựa trong khuôn ép phun, cải thiện khả năng chảy của nhựa, giúp dòng chảy dài hơn và nâng cao chất lượng bề mặt sản phẩm.
