Đồ án thiết kế và chế tạo khuôn ép phun giá đỡ điện thoại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHN ÉP PHUN
GIÁ ĐỠ ĐIỆN THOẠI

GVHD: ThS. TRẦN CHÍ THIÊN
SVTH: NGUYỄN TRẦN HỒNG LONG
LÊ GIA LINH
CAO HẢI DƯƠNG

SKL011149

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
--------------------

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN
ÉP PHUN GIÁ ĐỠ ĐIỆN THOẠI
Giảng viên hướng dẫn: ThS. TRẦN CHÍ THIÊN
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TRẦN HỒNG LONG

MSSV: 19144023
Lớp:19144CL2A
Sinh viên thực hiện: LÊ GIA LINH
MSSV: 19144146
Lớp:19144CL2A
Sinh viên thực hiện: CAO HẢI DƯƠNG
MSSV: 19144108
Lớp:19144CL2A
Khóa: 2019 -20233
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 07/2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Học kỳ 2/ năm học 2022 - 2023.
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Trần Chí Thiên
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Trần Hồng Long

MSSV: 19144023 Điện thoại: 0784515866

Lê Gia Linh

MSSV: 19144146 Điện thoại: 0792390702

Cao Hải Dương

MSSV: 19144108 Điện thoại: 0922338093

1. Mã số đề tài: 22223DT290
Tên đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN “GIÁ ĐỠ ĐIỆN THOẠI”
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Sản phẩm giá đỡ điện thoại có trên thị trường
- Vật liệu ép sản phẩm: nhựa ABS
- Tài liệu, giáo trình thiết kế khn.
3. Nội dung chính của đồ án:
- Nghiên cứu vật liệu và công nghệ ép phun.
- Khảo sát, nghiên cứu kích thước và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
- Thiết kế khuôn phun ép ứng với yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm “giá đỡ điện thoại”.
- Phân tích, mơ phỏng trên phần mềm moldex3D
- Lập trình gia công và chế tạo các linh kiện phi tiêu ch̉n trong bợ khn.
- Ép thử và hồn thiện
4. Các sản phẩm dự kiến
- Sản phẩm ép “giá đỡ điện thoại”
- File thiết kế và bộ khuôn cho sản phẩm “giá đỡ điện thoại”
- Báo cáo và tập bản vẽ
5. Ngày giao đồ án: 15/03/2023
6. Ngày nộp đồ án: 15/07/2023
7. Ngơn ngữ trình bày:

Bản báo cáo:
Trình bày bảo vệ:

Tiếng Anh 
Tiếng Anh 

Tiếng Việt 
Tiếng Việt 


TRƯỞNG KHOA

TRƯỞNG NGÀNH

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Được phép bảo vệ ………………………………………….
(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

ii

(Ký, ghi rõ họ tên)


LỜI CAM KẾT
- Tên đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN “GIÁ ĐỠ ĐIỆN THOẠI”
- GVHD: ThS. Trần Chí Thiên
- Họ tên sinh viên: Nguyễn Trần Hồng Long
Lớp:19144CL2A

- MSSV: 19144023

- Địa chỉ sinh viên: Số 24 đường 33B phường Bình Trị Đông B, quận Bình Tân.
- Số điện thoại liên lạc: 0784514866
- Email:
- Ngày nợp khố ḷn tốt nghiệp (ĐATN):
- Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khố ḷn tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng trình do
chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào
đã được công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ mợt sự vi phạm
nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm”.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng 7 năm 2023
Ký tên

iii


LỜI CẢM ƠN
Trải qua 4 năm học tập tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, nhóm chúng em
được thầy cô cũng như bạn bè chia sẻ cũng như giúp trao dồi nhiều kiến thức và kinh nghiệm
quý báu cho tương lai. Đồ án tốt nghiệp này cũng chính là kết quả cho sự nỗ lực và học tập
của các thành viên trong nhóm chúng em trong suốt 4 năm qua tại mơi trường đại học.
Để có thể hồn thành được đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất, nhóm chúng em đã được
sự giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của các thầy cơ, bạn bè, gia đình và sự hỗ trợ của
các đơn vị gia cơng,…Qua đó, nhóm muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến:
Thầy ThS.Trần Chí Thiên đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho nhóm chúng em, chia
sẻ cho nhóm những kinh nghiệm quý báu, cảm ơn thầy dành gian thời gian để giải đáp những
thắc mắc và khó khăn trong q trình thực hiện cho nhóm trong suốt thời gian qua.
Q thầy cơ Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy đã tạo những điều kiện thuận lợi cho sinh viên
hoàn thành tốt nghiệp, tổ chức các buổi hướng dẫn trình bày bản vẽ, báo cáo,…

Cảm ơn gia đình đã hỗ trợ tài chính, tạo điều kiện thuận lợi để chúng em có thể thực
hiện thật tốt. Và cảm ơn gia đình đã là chỗ dựa tinh thần để chúng em có nhiều đợng lực để hồn
thành tốt đồ án.
Mợt lần nữa nhóm thực hiện đồ án xin chân thành cảm ơn !

Thành Phố Hồ Chí Mình, Ngày 18 Tháng 7 Năm 2022
Nhóm sinh viên thực hiện
NGUYỄN TRẦN HỒNG LONG
LÊ GIA LINH
CAO HẢI DƯƠNG

iv


TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Hiểu được tầm quan trọng của cơng nghệ CAD/CAM/CNC cũng như ngành công nghiệp
khuôn mẫu hiện nay trên thị trường, đội ngũ giáo viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật
TPHCM đã có trang bị thêm môn học về khuôn mẫu trong chương trình đào tạo nhằm giúp
cho sinh viên có được đầy đủ các kiến thức và cái nhìn tổng quan về ngành công nghiệp khuôn
mẫu cũng như về ngành công nghiệp nhựa. Đề tài nhóm chọn là “Thiết kế chế tạo khuôn
ép phun giá đỡ điện thoại”.
Quá trình thực hiện đồ án nhóm đã tiến hành tìm hiểu lý thuyết vè công nghệ phun ép
nhựa, các vật liệu nhựa. Sau đó nhóm tiến hành tìm hiểu nghiên cứu các sản phẩm đang có
mặt trên thị trường và tiến hành thiết kế sản phẩm bằng phần mềm Creo Parametric 8.0, tiến
hành bố trí lịng khn và tách khuôn tạo kênh dẫn Tiếp đó lấy sản phẩm cùng kênh dẫn có
được vào môi trường Moldex3D tiến hành mơ phỏng dịng chảy, vị trí đặt kênh dẫn cũng như
bố trí hệ thống làm mát sao cho hợp lý. Tiến hành thiết kế bộ khuôn bằng phần mềm Creo
Parametric 8.0 và tra tiêu chuẩn khuôn từ Futaba. Sau khi thiết kế xong thực hiện tính tốn
thơng số chế đợ cắt và tiến hành gia công sản phẩm.
Gia công 2 tấm khuôn âm dương bằng phương pháp phay CNC, sau đó tiến hành mang

đi bắn điện để đạt được biên dạng như thiết kế rồi mang đi ăn mòn axit để được logo
HCMUTE, sau đó tiếp tục mang sản phẩm đi thổi cát để tạo được bề mặt nhám cho sản phẩm
sau khi ép.
Sau khi đã gia công từng thành phần của bộ khuôn gồm: tấm chặn trên, tấm chặn dưới,
tấm khuôn âm, tấm khuôn dương, tấm đẩy tấm giữ, gối đỡ, ta tiến hành lắp ráp khuôn. Lắp
ráp khuôn hoàn chỉnh sẽ mang đi thực hiện ép mẫu sản phẩm và kiểm tra lỗi sau đó mang
khuôn đi hiệu chỉnh và thực hiện ép mẫu thử cuối cùng.
Kết luận: Nắm được lý thuyết về công nghệ phun ép nhựa, vật liệu nhựa, quy trình
thiết kế bộ khuôn ép phun. Ứng dụng Creo Parametric và Moldex3D trong quá trình thực
hiện. Có kinh nghiệm về việc lắp ráp khuôn và ép mẫu thử. Tuy nhiên sản phẩm vẫn còn
nhiều điểm cần khắc phục như: lỗi bavia, mợt vài chỗ đợ chính xác không cao cần được
điều chỉnh lại.
Hướng phát triển: Nghiên cứu và điều chỉnh để đạt đợ chính xác cao nhất, để có thể tối
ưu hóa quá trình sản xuất đáp ứng được nhu cầu sản xuất hàng loạt trên thị trường.

v


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................x
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................. xii
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN ...............................................................................1
1.1.

Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1

1.2. Tính cấp thiết đề tài ............................................................................................... 2
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn...............................................................................2
1.3.1. Ý nghĩa khoa học ............................................................................................2

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn.............................................................................................. 2
1.4. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .............................................................................2
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .........................................................................3
1.5.1 Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................3
1.5.2 Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................3
1.6. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................3
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ PHUN ÉP NHỰA ................4
2.1 Giới thiệu về vật liệu nhựa .....................................................................................4
2.1.1 Khái niệm về vật liệu nhựa ..............................................................................4
2.1.2 Một số loại nhựa thông dụng ...........................................................................4
2.2 Tổng quan về công nghệ phun ép nhựa .................................................................7
2.2.1 Khái niệm .........................................................................................................7
2.2.2 Cấu tạo máy phun ép nhựa ..............................................................................8
2.3 Tổng quan khuôn phun ép nhựa ...........................................................................10
2.3.1 Khái niệm .......................................................................................................10
2.3.2 Kết cấu chung của khuôn ép nhựa .................................................................11
2.3.3 Khuôn 2 tấm (Two Plate Mold) .....................................................................12
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SẢN PHẨM “GIÁ ĐỠ ĐIỆN THOẠI” ................14
3.1 Giới thiệu sản phẩm ............................................................................................. 14
3.2 Thiết kế sản phẩm bằng Creo Panmetric 8.0 .......................................................15
3.3 Kiểm tra góc thốt khn cho sản phẩm .............................................................. 20
3.3.1 Các bước kiểm tra ..........................................................................................20
3.3.2 Kết quả ...........................................................................................................20
3.4 Kiểm tra hệ số co rút cho sản phẩm ..................................................................20
3.5 Phân bố sản phẩm vào lịng khn và tách khn ............................................21
vii


3.5.1. Phân bố sản phẩm vào lịng khn ............................................................... 21
3.5.2. Tách khn ...................................................................................................22

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH CAE CHO SẢN PHẨM ...............27
4.1 CAE là gì? ............................................................................................................27
4.2 Giới thiệu phần mềm Moldex3D .........................................................................27
4.3 Ứng dụng Moldex3D để phân tích dịng chảy .....................................................28
4.4 Kết quả mô phỏng ................................................................................................ 38
4.4.1 Quá trình điền đầy (Filling) ...........................................................................38
4.4.2 Quá trình bão áp (Packing) ............................................................................44
4.4.3 Quá trình làm mát (Cooling)..........................................................................46
4.4.4 Quá trình Warpage .........................................................................................48
4.5 Kết quả thông số cho máy ép ...............................................................................49
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MƠ HÌNH BỘ KHN .........................................51
5.1. Thiết kế và chọn chi tiết cho bộ khuôn ............................................................... 51
5.1.1. Hệ thống đẩy sản phẩm.................................................................................51
5.1.2. Hệ thống dẫn hướng và định vị ....................................................................53
5.1.3. Hệ thống làm mát..........................................................................................57
5.2. Thiết kế bợ khn hồn chỉnh bằng phần mềm Creo 8.0.4 ................................ 57
CHƯƠNG 6: GIA CÔNG BỘ KHN ...........................................................62
6.1 Gia cơng ...............................................................................................................62
6.1.1. Phương pháp xác định chế độ cắt .................................................................62
6.1.2. Gia công tấm kẹp dương ...............................................................................62
6.1.3. Gia công tấm kẹp âm ....................................................................................63
6.1.4. Gia công tấm đẩy ..........................................................................................64
6.1.5. Gia công tấm giữ...........................................................................................65
6.1.6. Gia công gối đỡ ............................................................................................. 66
6.1.7. Gia công tấm khuôn âm ................................................................................67
6.1.8. Gia công tấm khuôn dương ..........................................................................69
6.2. Lắp ráp khuôn & ép mẫu thử ..............................................................................70
6.2.1. Lắp ráp khuôn ............................................................................................... 70
6.2.2 Ép mẫu thử .....................................................................................................72

viii


CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................ 74
7.1 Kết luận ................................................................................................................74
7.2 Hướng phát triển ..................................................................................................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................76

ix


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ABS: Acrylonitrin Butadien Styren
CAE: Computer – Aided Engineering
CAD: Computer – Aided Design
CAM: Computer – Aided Manufacturing
CNC: Computer Numerical Control
Feed: Feedrate (Ký hiệu: F)
PET: Polyethylene Terephthalate
PVC: Polyvinylchloride
PP: Polypropylene
PS: Polystyrene
RPM: Revolutions Per Minute (Ký hiệu: S)
SFM: Surface Feed Per Minute

ix


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Thông số nhựa ABS ...............................................................................6

Bảng 3.2: Kênh dẫn tiết diện hình thang hiệu chỉnh ............................................25
Bảng 4.1 Kết quả phân tích của phần mềm Moldex 3D về thông số phun ép .....49
Bảng 5.1: Các thành phần có trong bộ khuôn .......................................................61
Bảng 6.1: Quy trình gia công CNC tấm kẹp dương .............................................62
Bảng 6.2: Quy trình gia công CNC tấm kẹp âm ...................................................63
Bảng 6.3: Quy trình gia công CNC tấm đẩy .........................................................64
Bảng 6.4: Quy trình gia công CNC tấm giữ .........................................................65
Bảng 6.5: Quy trình gia công CNC gối đỡ ...........................................................66
Bảng 6.6: Quy trình gia công CNC tấm khuôn âm...............................................67
Bảng 6.7: Quy trình gia công CNC tấm khuôn dương .........................................69

x


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Nhựa PET ............................................................................................... 4
Hình 2.2: Nhựa PVC ............................................................................................... 5
Hình 2.3: Nhựa PS ..................................................................................................5
Hình 2.4: Nhựa ABS ............................................................................................... 7
Hình 2.5: Nhựa PP ..................................................................................................7
Hình 2.6: Cấu tạo máy phun ép nhựa .....................................................................8
Hình 2.7: Khuôn đực & khuôn cái ........................................................................10
Hình 2.8: Kết cấu chung của bộ khuôn.................................................................11
Hình 2.9: Cấu tạo cơ bản của khuôn 2 tấm ...........................................................12
Hình 3.1: Giá đỡ điện thoại hiện nay trên thị trường............................................14
Hình 3.2: Mặt trước sản phẩm ..............................................................................19
Hình 3.3: Mặt sau sản phẩm .................................................................................19
Hình 3.4: Kết quả kiểm tra góc thốt khn .........................................................20
Hình 3.5: Nhập hệ số co rút cho sản phẩm ...........................................................21
Hình 3.6: Bảng công cụ khi vào môi trường tách khuôn ......................................22

Hình 3.7: Bố trí của sản phẩm ..............................................................................23
Hình 3.9: Cơng cụ nhập hệ số co rút ....................................................................23
Hình 3.8: Phơi của sản phẩm ................................................................................24
Hình 3.10: Mặt phân khn ..................................................................................24
Hình 3.11: Thơng số miệng phun .........................................................................26
Hình 3.12: Khn âm và khn dương sau khi tách khuôn .................................26
Hình 4.1: Giao diện phần mềm Moldex3D Studio 2021 ......................................28
Hình 4.2: Tạo thư mục lưu trữ ..............................................................................28
Hình 4.3: Đưa sản phẩm vào môi trường mô phỏng ............................................29
Hình 4.4: Khai báo sản phẩm ...............................................................................29
Hình 4.5: Khai báo kênh dẫn ................................................................................30
Hình 4.6: Chọn vị trí cổng vào nhựa ....................................................................30
Hình 4.7: Hệ thống kênh làm mát .........................................................................31
Hình 4.8: Khai báo Moldbase ...............................................................................31
Hình 4.9: Kiểm tra hệ thống làm mát ...................................................................32
Hình 4.10: Thiết lập thông số chia lưới ................................................................ 32
Hình 4.11: Chọn Part để chia lưới ........................................................................33
xii


Hình 4.12: Chọn Generate để chạy chia lưới ........................................................33
Hình 4.13: Hoàn tất quá trình chia lưới ................................................................ 34
Hình 4.14: Khai báo vật liệu mô phỏng ................................................................ 34
Hình 4.15: Áp suất cực đại ...................................................................................35
Hình 4.16: Thông số phun ép ...............................................................................36
Hình 4.17: Tốc độ phun ép nhựa ..........................................................................36
Hình 4.18: Áp suất phun ép nhựa .........................................................................37
Hình 4.19: Bảng thông số hệ thống làm nguội .....................................................37
Hình 4.20: Bảng tổng quan thông số ....................................................................38
Hình 4.21: Biểu đồ thể hiện thời gian điền đầy ....................................................39

Hình 4.22: Rỗ khí trên sản phẩm ..........................................................................40
Hình 4.23: Vị trí đường hàn ..................................................................................40
Hình 4.24 Biểu đồ áp suất phun trong quá trình điền đầy ....................................41
Hình 4.25: Biểu đồ thể hiện lực kẹp trong quá trình điền đầy.............................. 42
Hình 4.26: Tốc độ biến dạng trong quá trình điền đầy .........................................42
Hình 4.27: Phần trăm đóng băng trong quá trình điền đầy ...................................43
Hình 4.28: Nhiệt độ của quá trình điền đầy ..........................................................43
Hình 4.29: Nhiệt độ của quá trình Packing...........................................................44
Hình 4.30: Độ đông đặc cuối quá trình Packing ...................................................45
Hình 4.31: Độ lõm bề mặt của sản phẩm.............................................................. 45
Hình 4.32: Phần trăm đóng băng cuối quá trình Packing .....................................46
Hình 4.33: Nhiệt độ quá trình Cooling .................................................................47
Hình 4.34: Hiệu suất hệ thống làm mát ................................................................ 47
Hình 4.35: Thời gian làm nguội sản phẩm ...........................................................48
Hình 4.36: Biểu đồ thể hiện thể tích co rút ...........................................................49
Hình 5.1: Hệ thống đẩy sản phẩm của bợ khn ..................................................51
Hình 5.2: Chốt đẩy sản phẩm theo quy chuẩn Misumi ........................................52
Hình 5.3: Chốt hồi theo quy ch̉n của Misumi ...................................................52
Hình 5.4: Lị xo theo quy chuẩn Misumi .............................................................. 53
Hình 5.5: Bạc dẫn hướng theo quy chuẩn Misumi ...............................................53
Hình 5.6: Chốt dẫn hướng theo quy ch̉n Misumi .............................................54
Hình 5.7: Bạc cuống phun trong bợ khn ...........................................................55
Hình 5.8: Bạc cuống phun sau khi lắp vào khn ................................................55
Hình 5.9: Vịng định vị theo quy ch̉n Misumi ..................................................56
xiii


Hình 5.10: Vịng định vị sau khi lắp vào khn ...................................................56
Hình 5.11: Hệ thống làm mát trong bợ khn ......................................................57
Hình 5.12: Thơng số các tấm khn trong Futaba................................................57

Hình 5.13: Thơng số kích thước các tấm khn và linh kiện ............................... 58
Hình 6.1: Tấm kẹp dương sau khi gia công ..........................................................63
Hình 6.2: Tấm kẹp âm sau khi gia công ............................................................... 64
Hình 6.3: Tấm đẩy sau khi gia công .....................................................................65
Hình 6.4: Tấm giữ sau khi gia công .....................................................................66
Hình 6.5: Gối đỡ sau khi gia cơng CNC ............................................................... 67
Hình 6.6: Khn âm sau khi gia công CNC .........................................................68
Hình 6.7: Tấm khuôn dương sau khi gia công CNC ............................................70
Hình 6.8: Phần khuôn âm .....................................................................................71
Hình 6.9: Phần khn dương ................................................................................71
Hình 6.10: Bợ khn hồn chỉnh ..........................................................................72
Hình 6.11: Mẫu thử ............................................................................................... 72
Hình 6.12: Sản phẩm sử dụng trên điện thoại 4.7 inch.........................................73
Hình 6.13: Sản phẩm sử dụng trên điện thoại 6.5 inch.........................................73

xiv


CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay ngành công nghiệp nhựa đang là ngành công nghiệp có tốc độ tăng
trưởng và phát triển mạnh mẽ, đa dạng hóa sản phẩm để đáp ứng được nhu cầu
ngày càng tăng của thị trường. Dự kiến trong năm 2023 ngành công nghiệp nhựa
sẽ mở ra nhiều xu hướng mới và có nhiều đóng góp tích cực trong sự phát triển
của ngành công nghiệp tại Việt Nam. Sản phẩm nhựa đóng vai trò rất quan trọng
trong đời sống của con người và trong công nghiệp, từ những sản phẩm đơn giản
cho đến các sản phẩm phức tạp như: chén, dĩa, nắp chai, hộp đựng bánh kẹo, ghế
nhựa, phụ tùng xe máy xe ô tô,….
Để phục vụ cho việc sản xuất sản phẩm nhựa số lượng lớn và tối ưu hóa thời
gian sản xuất thì các doanh nghiệp sẽ chọn phương pháp phun ép nhựa, đây là

phương pháp phổ biến để sản xuất sản phẩm nhựa. Phương pháp hoạt động dựa
trên nguyên lý đun nóng chảy vật liệu nhưa sau đó đưa nhựa lỏng vào long khuôn
đúc, sau khi nhựa nguội và đông đặc lại ta sẽ thu được sản phẩm nhựa theo u
cầu bên trong lịng khn.
Các sản phẩm được tạo ra từ phương pháp phun ép nhựa đảm bảo được đợ
chính xác cao, có giá trị thẩm mỹ và được khách hàng đón nhận mợt cách tích cực.
Khơng chỉ vậy việc phun ép nhựa còn cho phép ta sản xuất ra những sản phẩm có
độ tinh xảo cao, yêu cầu khắt khe về chi tiết, hoa văn cũng như là dung sai. Chính
vì thế nhiều cơng ty và nhà máy trong và ngồi nước đều đang phát triển cơng nghệ
ép phun để sản xuất ra thị trường nhiều sản phẩm với đa dạng kích thước và mẫu
mã từ cơ bản đến phức tạp. Điều này cũng là một trong những lợi thế lớn dành cho
các bạn sinh viên mới ra trường dễ tiếp cận và có nhiều cơ hội tìm kiếm việc làm.
Tuy nhiên để có thể làm việc tốt trong môi trường về sản xuất sản phẩm nhưa các
bạn sinh viên cũng cần được trang bị các kiến thức về công nghệ phun ép nhưa, về
quy trình thiết kế và chế tạo bộ khuôn phun ép nhựa.
Qua đó nhóm tác giả đã thực hiện nghiên cứu về công nghệ phun ép nhựa,
được sự hướng dẫn của các thầy cô nhóm đã lên ý tưởng thực hiện đề tài “THIẾT
KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN GIÁ ĐỠ ĐIỆN THOẠI”
1


Bộ khuôn được nhóm thực hiện thiết kế và gia công sẽ được phục vụ vào
công tác giảng dạy để giúp các bạn sinh viên có cái nhìn thực tế hơn về công nghệ
ép phun. Nhóm hy vọng bộ khuôn sẽ giúp ích cho cơng tác giảng dạy ở trường Đại
học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM mang đến nhiều kiến thức hữu ích cho các bạn
sinh viên đang theo học tại trường.
1.2. Tính cấp thiết đề tài
Nhà trường đã đầu tư các thiết bị và máy móc hiện đại để phục vụ cho nhu
cầu nghiên cứu của giảng viên và sinh viên. Nhằm mục đích tạo cho sinh viên mợt
mơi trường thuận lợi nhất để học tập và phát triển bản thân để phù hợp với thị

trường lao động hiện nay. Chính vì thế đề tài đã được lên ý tưởng với mục đích
chính là thiết kế, chế tạo ra một bộ khuôn ép phun với một sản phẩm cụ thể có thể
sử dụng rộng rãi trên thị trường. Không chỉ vậy mà cịn thơng qua đó có thể giúp
giảng viên dễ dàng truyền đạt những kinh nghiệm, kiến thức trong quá trình thực
hiện sản phẩm.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Sản phẩm thu được của đề tài cũng góp phần khẳng định về tầm quan trọng
của ngành công nghệ phun ép nhựa trong quy trình chế tạo ra các loại sản phẩm
nhựa hiện nay và cả tương lai. Thông qua đó có thể giúp thúc đẩy sự cải thiện và
phát triển về công nghệ để có thể giúp cho việc sản xuất các sản phẩm nhựa trong
tương lai được tối ưu, gia tăng độ chính xác và giảm thời gian cũng như chi phí
sản xuất, gia tăng lợi nhuận.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Sản phẩm của đề tài của nhóm sẽ được ứng dụng để giảng dạy tại trường,
góp phần giúp cho các bạn có thêm được cái nhìn thực tế hơn về các sản phẩm
khuôn trong đời sống. Thông qua đó giúp các bạn có thêm được kinh nghiệm và
có thể sẽ giúp ích được cho công việc của các bạn sau này.
1.4. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu vật liệu và cơng nghệ ép phun
- Khảo sát nghiên cứu kích thước và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm
- Thiết kế khuôn phun ép ứng với yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm “giá đỡ điện
2


thoại”
- Phân tích mơ phỏng trên Moldex 3D
- Lập trình gia công và chế tạo bộ khuôn
- Ép thử và hoàn thiện.
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.5.1 Đối tượng nghiên cứu
- Áp dụng công nghệ CAD/CAM/CNC và CAE để thực hiện thiết kế, mơ phỏng
dịng chảy, gia cơng và chế tạo khuôn.
- Vật liệu nhựa
- Máy gia công CNC và máy bắn điện
1.5.2 Phạm vi nghiên cứu
- Kích thước sản phẩm giá đỡ điện thoại:
- Vật liệu: Nhựa ABS
- Kích thước bợ khn phun ép:
- Vật liệu làm khuôn:
1.6. Phương pháp nghiên cứu
Những phương pháp thực hiện đồ án:
- Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp: Nghiên cứu thị trường và chọn lựa sản phẩm
phù hợp với nhu cầu thiết kế ban đầu.
- Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Tham khảo các sản phẩm đang có trên thị
trường.
- Ứng dụng phần mềm Creo Panmetric 8.0 vào quá trình thiết kế sản phẩm.
- Ứng dụng phần mềm Moldex3D vào mơ phỏng dịng chảy.
- Ứng dụng phần mềm AutoCad để xuất bản vẽ.

3


CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ PHUN ÉP NHỰA
2.1 Giới thiệu về vật liệu nhựa
2.1.1 Khái niệm về vật liệu nhựa
Nhựa có tên tiếng anh là Plastic, một nguyên liệu được sử dụng trên khắp thế
giới, đây là một loại vật liệu được dùng để sản xuất nhiều sản phẩm phục vụ cho
đời sống hằng ngày: thau, giỏ, hộp,… và các sản phẩm công nghiệp sản xuất hay
xuất khẩu.

Thành phần cấu tạo có chứa các polyme hữu cơ, cellulose, khí tự nhiên, dầu
thơ, …nên nhựa có đợ bền cao, khó vỡ và màu sắc đẹp. Trong quá trình sản xuất
thường trộn thêm chất phụ gia nhằm cải thiện hiệu suất và giảm thiểu chi phí. Với
nhiều đặc điểm hữu ích nhựa đã và đang thay thế cho các nguyên liệu cũ.
2.1.2 Một số loại nhựa thông dụng
a. Nhựa PET:
- Là loại nhựa nhiệt dẻo có tên đầy đủ là Polyehylene Terephthalate.
- Nhựa PET là một trong những loại nhựa thông dụng và thường dung để sản
xuất các loại chai nước, bình đựng nước, khay nhựa, hộp nhựa đựng thực phẩm,…
- Cơ quan y tế trên toàn thế đã kiểm chứng và chứng nhận nhựa PET đạt chuẩn
an toàn khi sử dụng làm các sản phẩm đựng thức ăn và đồ uống.
- Dù vậy nhựa PET vẫn được khuyến cáo chỉ nên sử dụng 1 lần duy nhất, không
nên tái sử dụng lại các sản phẩm từ nhựa PET và hạn chế thực phẩm nóng để tránh
gia tang các rủi ro ảnh hưởng đến sức khỏe.

Hình 2.1: Nhựa PET
b. Nhựa PVC
4


- Là loại nhựa nhiệt dẻo có tên đầy đủ là Polyvinyl Clorua, PVC là loại nhựa rất
quen thuộc và được sử dụng vô cùng phổ biến trong đời sống.
- Nhờ đặc tính cách điện, đợ bền và đợ cứng cao, nên PVC thường được sử dụng
để sản xuất các loại ống nhựa, vỏ bọc dây điện, vỏ cáp quang và còn dung để sản
xuất bao bì thực phẩm, các loại thẻ từ, thẻ,…
- Dù vậy trong thành phần PVC có chứa một số chất phụ gia độc hại như chì hay
cadmium gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và PVC gần như không có khả năng tái
chế nên ta cần hạn chế sử dụng hết mức.

Hình 2.2: Nhựa PVC

c. Nhựa PS:
- Là loại nhựa nhiệt dẻo hay còn gọi là Polystyren.
- Ứng dụng nổi của PS phải kể đến là dung để sản xuất các sản phẩm hộp xốp
đựng thức ăn, chai, khay, dao, kéo dung một lần.
- Trong thành phần PS có chứa styrene, styrene được coi là một chất gây ung
thư và việc tiếp xúc với styrene cũng gây ra tác động nghiêm trọng cho sức khỏe
thần kinh, Bên cạnh đó việc sản xuất PS cũng tạo ra ozon, gây ơ nhiễm khơng khí.
Nhựa PS cũng là một nguyên liệu gần như không thể tái chế do khó thu gom.

Hình 2.3: Nhựa PS
d. Nhựa ABS:
5


- Là một loại nhựa nhiệt dẻo, có tên đầy đủ là Acrylonbtrile Butadiene Styrene.
Nhựa ABS có nhiều đặc tính tốt như cứng, rắn, khơng giịn, khơng thấm nước và
có tính cách điện tốt.
- Nhựa ABS dễ dàng gia cơng nên được ứng dụng đa dạng trong sản xuất như
sản xuất đồ chơi trẻ em, đồ điện tử, đồ gia dụng, công nghiệp ô tô, xe máy, ống
gen, ống dẫn nước,…
- Nhựa ABS không phân hủy tự nhiên, và cần được xử lý đúng cách và có thể
tái chế nhựa ABS để giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường.
Bảng 2.1: Thơng số nhựa ABS
Tính chất

Thơng số nhựa

-Nhựa nhiệt dẻo không

- Trọng lượng riêng: 1,06 -1,08 g.𝑐𝑚−3

trong suốt

- Độ co rút: 0,4 – 0,7 %

-Nhựa nhiệt dẻo có tính

- Nhiệt độ nhiên liệu: 200° - 280°

rắn rất cứng nhưng

- Nhiệt đợ khn: 40° - 85°

khơng giịn, chống các

- Áp suất phun: 60 – 150 MPa

biến dạng
- Nhựa có độ bền nhiệt
đợ cao, khơng thấm
nước và có tính cách
điện tốt.
- Không độc hại, không
mùi.

6


Hình 2.4: Nhựa ABS
e. Nhựa PP:

- Là một loại nhựa nhiệt dẻo, có tên đầy đủ là Polypropylene. Hạt nhựa PP không
màu, không mùi, không vị và không gây độc hại. Nhựa PP có độ dẻo và độ đàn hồi
cao, có khả năng cách điện và chịu nhiệt tốt, được sử dụng nhiều trong đời sống
hằng ngày và trong các ngành công nghiệp.
- Ứng dụng phổ biến nhất của nhựa PP là sản xuất các chai nhựa, bình nước, hộp
đựng thức ăn thực phẩm,…
- Là loại nhựa có giá thành rẻ và an toàn nên được các khuyến cáo sử dụng và
có thể tái sử dụng nhiều lần. Mặc dù có khả năng tái chế tuy nhiên chi phí tái chế
cũng khá cao.

Hình 2.5: Nhựa PP
2.2 Tổng quan về công nghệ phun ép nhựa
2.2.1 Khái niệm
Công nghệ phun ép nhựa là quá trình sản xuất các sản phẩm nhựa dưới hình
thức làm nóng chảy nhựa, nguyên liệu nhựa sau khi đã nóng chảy sẽ được tiến
hành bơm vào khuôn ép nhựa và sẽ được điền đầy bên trong lịng khn.
Dưới một áp suất nhất định nhựa chảy vào sẽ điền đầy lịng khn, sau đó q trình
đơng đặc và định hình sản phẩm sẽ xảy ra bên trong long khuôn. Khi đạt đủ yêu
cầu về độ cứng và làm mát, quá trình mở khuôn sẽ được thực hiện giúp lấy sản
phẩm ra khỏi khn nhờ hệ thống đẩy.
Q trình ép phun là quá trình sản xuất diễn ra theo chu kỳ, thời gian của một
chu kỳ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian nhựa điền đầy, thời gian làm mát,
7


nhiệt độ nước làm mát khuôn. Các chi tiết của một khuôn cần phải được thiết kế
một cách tỉ mỉ để đảm bảo quá trình ép phun diễn ra thuận lợi để đảm bảo chất
lượng sản phẩm
Công nghệ ép phun ngày càng phát triển với đa dạng các loại sản phẩm từ
nhỏ cho đến lớn với đầy đủ hình dạng, màu sắc và độ khó của sản phẩm cũng càng

ngày càng cao.
2.2.2 Cấu tạo máy phun ép nhựa
Máy phun ép nhựa được cầu tạo gồm 3 hệ thống (được đánh dấu đỏ như
hình): Hệ thống phun (Injection Unit), hệ thống khuôn (Mold) và hệ thống kẹp
(Clamping Unit).

Hình 2.6: Cấu tạo máy phun ép nhựa
a. Hệ thống phun (Injection Unit):
Chức năng: Cung cấp nguyên liệu, nung chảy và đưa nguyên liệu vào lịng
khn
Cấu tạo gồm:
+ Phễu cấp liệu (Hopper): Chứa vật liệu và cung cấp nguyên liệu cho khoang chứa
liệu
+ Khoang chứa liệu (Back-flow Cylinder): Nhựa và trục vít trợn sẽ di chuyển bên
trong và được gia nhiệt bởi các bang gia nhiệt.
+ Các băng gia nhiệt (Heater): Tạo ra nhiệt nung nóng nhựa từ rắn sang lỏng.
+ Trục vít (Screw): Giúp nhựa đi từ phễu qua vùng gia nhiệt.
+ Mô tơ (Motor): Tạo lực xoắn và lực đẩy cho trục vít
8


+ Van (Valve): Giúp nguyên liệu nhựa được đưa vào khuôn tiến hành quá trình ép
phun.
Hệ thống khuôn (Mold):
Chức năng: Tạo hình và làm mát sản phẩm nhựa
Cấu tạo gồm:
+ Bợ khn (Mold): Bợ phận chính và quan trọng để thành hình sản phẩm, mợt bợ
khn hồn chỉnh bao gồm nhiều chi tiết khác nhau.
+ Thanh đỡ (Tie bar): Dẫn hướng cho tấm di động
Hệ thống kẹp (Clamping Unit):

- Chức năng: Đóng mở khuôn và giúp đẩy sản phẩm.
- Cấu tạo gồm:
+ Cụm đẩy (Machine ejection): Một cụm đẩy bao gồm, tấm đẩy, xy lanh thủy lực,
để tạo lực tác động lên tấm đẩy của khuôn giúp đẩy sản phẩm.
+ Cụm kìm (Crosshead): Gồm cơ cấu trục khuỷu và xy lanh thủy lực với tác dụng
cung cấp lực để giữ và đóng mở khuôn.
2.2.3 Ưu và nhược điểm của công nghệ phun ép nhựa
a. Ưu điểm
- Ép phun cho ra sản lượng cao, với số lượng sản xuất mỗi giờ là rất lớn.
- Khả năng gia công các chi tiết với dung sai nhỏ mà các kỹ thuật khác khó làm
được.
- Ít lãng phí ngun vật liệu
- Chi phí lao đợng thấp
- Kiểm sốt màu sắc sản phẩm tốt.
b. Nhược điểm
- Chi phí dụng cụ cao và thời gian thiết lập lâu
- Chi phí gia cơng bợ khn ép phun cao
- Thiết kế cịn hạn chế địi hỏi đợi ngũ thiết kế có kinh nghiệm

9


2.3 Tổng quan khuôn phun ép nhựa
2.3.1 Khái niệm
Khuôn được định nghĩa là một thiết bị để tạo hình sản phẩm nhựa bằng
phương pháp định hình. Khuôn ép nhựa là mợt cụm bao gồm nhiều chi tiết được
gia cơng chính xác và lắp ráp lại với nhau, kết cấu và kích thước khn phụ tḥc
vào hình dáng, kích thước và yêu cầu của sản phẩm.
Khuôn được chia làm 2 phần chính:
- Phần core (khn đực hay phần di đợng): Được gá trên tấm di động của

máy phun ép
- Phần cavity (khuôn cái hay phần cố định): Được gá trên tấm cố định của
máy phun ép

Hình 2.7: Khuôn đực & khuôn cái

10