Thực nghiệm đo biến dạng của sản phẩm phun ép nhựa với các thông số phun ép khác nhau

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

THỰC NGHIỆM ĐO BIẾN DẠNG CỦA SẢN PHẨM
PHUN ÉP NHỰA VỚI CÁC THÔNG SỐ PHUN ÉP
KHÁC NHAU

GVHD:
SVTH:

TS. TRẦN MINH THẾ UYÊN
NGUYỄN VĂN VÂN
NGUYỄN THẾ TUYẾN
NGUYỄN QUANG TRƯỜNG

SKL011136

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI

THỰC NGHIỆM ĐO BIẾN DẠNG CỦA SẢN PHẨM
PHUN ÉP NHỰA VỚI CÁC THÔNG SỐ PHUN ÉP
KHÁC NHAU
GVHD: TS. TRẦN MINH THẾ UYÊN
SVTH – MSSV:
NGUYỄN VĂN VÂN

- 19144219

NGUYỄN THẾ TUYẾN

- 19144218

NGUYỄN QUANG TRƯỜNG

- 19144214

TP.Hồ Chí Minh, Tháng 7 Năm 2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

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

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS. Trần Minh Thế Uyên
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thế Tuyến
MSSV: 19144218
Nguyễn Văn Vân
MSSV: 19144219
Nguyễn Quang Trường
MSSV: 19144214

ĐThoại: 0384211387
ĐThoại: 0358245491
ĐThoại: 0382222702

1. Tên đề tài:
Thực nghiệm đo biến dạng của sản phẩm phun ép nhựa với các thông số phun ép
khác nhau
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Các thơng tin về cơ cấu mềm.
3. Nội dung chính của đồ án:
- Tổng quan về công nghệ phun ép nhựa
- Các thơng số của q trình phun ép nhựa
- Thiết lập các thông số phun ép cho sản phẩm
- Thực nghiệm ép các mẫu
- Đo độ biến dạng đàn hồi của sản phẩm
- Tổng hợp và phân tích kết quả
4. Kết quả dự kiến
- Các mẫu thử nghiệm
- Báo cáo về biến dạng của sản phẩm phun ép nhựa với các thông số phun ép khác
nhau
5. Ngày giao đồ án:

6. Ngày nộp đồ án:
7. 7.Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo:
Trình bày bảo vệ:

Tiếng Anh 

Tiếng Việt 

Tiếng Anh 

Tiếng Việt 


TRƯỞNG KHOA

TRƯỞNG NGÀNH

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

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


LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp để đạt được kết
quả tốt như bây giờ chúng em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến:
 Thầy TS. Trần Minh Thế Uyên – Thầy hướng dẫn chúng em, hỗ trợ nhiều thiết bị
máy móc trong q trình tạo ra sản phẩm, thực nghiệm đo đạt.
 Thầy PGS. TS. Phạm Sơn Minh – Thầy hướng dẫn tận tình, chỉ bảo chúng em trong
suốt quá trình làm đồ án.
 Quý thầy cô đã tham gia công tác giảng dạy, hướng dẫn chúng em và các sinh viên
trong lớp đại học chun ngành Cơng nghệ kĩ thuật Cơ khí lớp 19144CL1A hồn thành
tốt khóa học.
 Q thầy cơ giảng dạy tại khoa Đào tạo chất lượng cao, phịng cơng tác sinh viên –
Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã giúp chúng em trong suốt q
trình học tập và nghiên cứu tại trường.
 Kính gửi lời cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí
Minh đã tạo điều kiện cho các em sinh viên tại trường được học tập và rèn luyện.
Nhóm xin chân thành cảm ơn!

i


TÓM TẮT LUẬN VĂN
THỰC NGHIỆM ĐO BIẾN DẠNG CỦA SẢN PHẨM PHUN ÉP NHỰA VỚI
CÁC THÔNG SỐ PHUN ÉP KHÁC NHAU
Đồ án này nhóm tập trung vào việc thực hiện đo biến dạng của sản phẩm nhựa, thông
qua việc phun ép 3 loại nhựa khác nhau( ABS, PP, HDPE) với các thơng số phun ép khác
nhau. Tiếp đó, thiết kế giá đỡ và tiến hành đo đạc sản phẩm. Cuối cùng thông qua kết quả
đo đạc thực nghiệm, ta đưa ra kết luận.
Mục tiêu của đề tài:
-

Tổng quan về công nghệ phun ép nhựa

Các thơng số của q trình phun ép nhựa
Thiết lập các thông số phun ép cho sản phẩm
Thực nghiệm ép các sản phẩm
Đo độ biến dạng đàn hồi của sản phẩm
Tổng hợp và phân tích kết quả

Với đồ án này: “ Thực nghiệm đo biến dạng của sản phẩm phun ép nhựa với các
thông số phun ép khác nhau” được sự hướng dẫn của Thầy TS. Trần Minh Thế Uyên.
Những việc đã hoàn thành trong đồ án:
-

Ép sản phẩm mẫu.
Thiết kế mơ hình đo
Gia cơng và lắp đặt hồn chỉnh mơ hình đo
Thực nghiệm đo đạc độ chuyển vị của sản phẩm
So sánh kết quả đo của các sản phẩm với các thông số phun ép và loại nhựa
khác nhau

Sau khi hồn thành đồ án, nhóm đã được học và biết thêm nhiều về thiết kế, lắp đặt,
sử dụng đồng hồ so, thực nghiệm đo biến dạng của sản phẩm, cách thức làm việc nhóm.
Thơng qua những kiến thức này sẽ tạo được nền tảng giúp phát triển bản thân và có thêm
kinh nghiệm sau này.

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ i
TÓM TẮT LUẬN VĂN ........................................................................................................ ii
MỤC LỤC ............................................................................................................................ iii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ......................................................................................... v
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH ................................................................ vii
DANH MỤC VIẾT TẮT ..................................................................................................... ix
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................................ 1
1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................................... 1
1.2 Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................. 1
1.3 Mục tiêu đề tài ............................................................................................................. 2
1.4 Ý nghĩa đề tài ............................................................................................................... 2
1.4.1 Ý nghĩa khoa học ................................................................................................. 2
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn.................................................................................................. 2
1.5 Phương pháp nghiên cứu............................................................................................ 2
1.5.1. Cơ sở phương pháp luận .................................................................................... 2
1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu khác ................................................................... 2
1.6 Phạm vi giới hạn đề tài ............................................................................................... 3
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................... 4
2.1 Vật liệu nhựa................................................................................................................ 4
2.2 Nhựa nguyên sinh ........................................................................................................ 4
2.3 Công nghệ ép phun...................................................................................................... 7
2.3.1 Ép phun là gì ........................................................................................................ 7
2.3.2 Quy trình ép phun ............................................................................................... 8
2.3.3 Vai trị cơng nghệ ép phun đối với cuộc sống .................................................... 9
2.4 Công nghệ khn mẫu ................................................................................................ 9
2.4.1 Khn mẫu là gì ................................................................................................... 9
2.4.2 Các loại khuôn mẫu phổ biến ........................................................................... 10
iii


2.5 Sản phẩm cơ cấu mềm Bridge – type ...................................................................... 10
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM .......................................................... 11
3.1 Mơ hình sản phẩm ..................................................................................................... 11

3.2 Khuôn phun ép .......................................................................................................... 13
3.3 Vật liệu nhựa.............................................................................................................. 16
3.4 Thông số phun ép ...................................................................................................... 16
3.5 Mô hình đo biến dạng ............................................................................................... 32
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ĐO BIẾN DẠNG ...................................................................... 35
4.1 Thực nghiệm .............................................................................................................. 35
4.1.1 Lịch sử hình thành ............................................................................................. 35
4.1.2 Các vấn đề trong kĩ thuật đo ............................................................................ 35
4.1.3 Nguyên nhân sai số ............................................................................................ 36
4.2 Đồng hồ so .................................................................................................................. 36
4.3 Quy trình hiệu chuẩn đồng hồ so ............................................................................. 39
4.4 Quy trình đo............................................................................................................... 41
4.5 Đo thực nghiệm.......................................................................................................... 42
4.6 Mơ tả và phân tích kết quả: ..................................................................................... 66
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 71

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Thông số phun ép nhựa ABS ......................................................................... 16
Bảng 3.2 Thay đổi thông số filling time(thời gian phun) nhựa ABS ........................... 18
Bảng 3.3 Thay đổi thông số filling press(áp suất phun) nhựa ABS ............................. 19
Bảng 3.4 Thay đổi thông số packing time(thời gian điền đầy) nhựa ABS ................... 19
Bảng 3.5 Thay đổi thông số packing press(áp suất điền đầy) nhựa ABS ..................... 20
Bảng 3.6 Thay đổi thông số cooling time(thời gian làm nguội) nhựa ABS ................. 21
Bảng 3.7 Thay đổi thông số melt temperature(nhiệt độ phun) ABS ............................ 22
Bảng 3.8 Thay đổi thông số filling speed nhựa(lưu lượng phun) ABS ........................ 23
Bảng 3.9 Thông số phun ép nhựa PP, HDPE ................................................................ 24

Bảng 3.10 Thay đổi thông số filling time(thời gian phun) nhựa PP, HDPE................. 25
Bảng 3.11 Thay đổi thông số filling press(áp suất phun) nhựa PP, HDPE ................... 26
Bảng 3.12 Thay đổi thông số packing time(thời gian điền đầy) nhựa PP, HDPE ........ 27
Bảng 3.13 Thay đổi thông số packing press(áp suất điền đầy) nhựa PP, HDPE .......... 28
Bảng 3.14 Thay đổi thông số cooling time(thời gian làm nguội) nhựa PP, HDPE ...... 29
Bảng 3.15 Thay đổi thông số melt temperature(nhiệt độ phun) nhựa PP, HDPE ........ 30
Bảng 3.16 Thay đổi thông số filling speed(lưu lượng phun) nhựa PP, HDPE ............. 31
Bảng 4.1 Kết quả đo chuyển vị thay đổi filling time nhựa ABS .................................. 42
Bảng 4.2 Kết quả đo chuyển vị thay đổi filling press nhựa ABS ................................. 43
Bảng 4.3 Kết quả đo chuyển vị thay đổi packing time nhựa ABS ............................... 44
Bảng 4.4 Kết quả đo chuyển vị thay đổi packing press nhựa ABS .............................. 45
Bảng 4.5 Kết quả đo chuyển vị thay đổi cooling time nhựa ABS ................................ 46
Bảng 4.6 Kết quả đo chuyển vị thay đổi melt temperature nhựa ABS ......................... 48
Bảng 4.7 Kết quả đo chuyển vị thay đổi filling speed nhựa ABS ................................ 49
Bảng 4.8 Kết quả đo chuyển vị thay đổi filling time nhựa PP ..................................... 50
Bảng 4.9 Kết quả đo chuyển vị thay đổi filling press nhựa PP .................................... 51
Bảng 4.10 Kết quả đo chuyển vị thay đổi packing time nhựa PP ................................ 52
Bảng 4.11 Kết quả đo chuyển vị thay đổi packing press nhựa PP ............................... 53
Bảng 4.12 Kết quả đo chuyển vị thay đổi cooling time nhựa PP ................................. 55
Bảng 4.13 Kết quả đo chuyển vị thay đổi melt temperature nhựa PP .......................... 56
Bảng 4.14 Kết quả đo chuyển vị thay đổi filling speed nhựa PP ................................. 57
Bảng 4.15 Kết quả đo chuyển vị thay đổi filling time nhựa HDPE ............................. 58
Bảng 4.16 Kết quả đo chuyển vị thay đổi filling press nhựa HDPE ............................ 59
Bảng 4.17 Kết quả đo chuyển vị thay đổi packing time nhựa HDPE .......................... 60
Bảng 4.18 Kết quả đo chuyển vị thay đổi packing press nhựa HDPE ......................... 62

v


Bảng 4.19 Kết quả đo chuyển vị thay đổi cooling time nhựa HDPE ........................... 63

Bảng 4.20 Kết quả đo chuyển vị thay đổi melt temperature nhựa HDPE .................... 64
Bảng 4.21 Kết quả đo chuyển vị thay đổi filling speed nhựa HDPE ........................... 65

vi


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Nhựa ABS ............................................................................................................... 5
Hình 2.2 Nhựa PP .................................................................................................................. 6
Hình 2.3 Nhựa HDPE ............................................................................................................ 7
Hình 2.4 Máy ép nhựa............................................................................................................ 8
Hình 2.5 Các sản phẩm nhựa ................................................................................................. 9
Hình 2.6 Các vật dụng ứng dụng cơ cấu mềm. .................................................................... 10
Hình 3.1 Thơng số thiết kế ................................................................................................... 11
Hình 3.2 Cách thức hoạt động ............................................................................................. 12
Hình 3.3 Mơ hình 3D ........................................................................................................... 12
Hình 3.4 Sản phẩm sau khi ép ............................................................................................. 13
Hình 3.5 Sản phẩm hồn chỉnh ............................................................................................ 13
Hình 3.6 Mơ hình 3D lắp ráp ............................................................................................... 14
Hình 3.7 Mơ hình 3D phân rã .............................................................................................. 15
Hình 3.8 Bộ khn sau khi gia cơng .................................................................................... 16
Hình 3.9 Filling time(thời gian phun) nhựa ABS ................................................................ 18
Hình 3.10 Filling press(áp suất phun) nhựa ABS ................................................................ 19
Hình 3.11 Packing time(thời gian điền đầy) nhựa ABS ....................................................... 20
Hình 3.12 Packing press(áp suất điền đầy) nhựa ABS ........................................................ 21
Hình 3.13 Cooling time(thời gian làm nguội) nhựa ABS .................................................... 22
Hình 3.14 Melt temperature(nhiệt độ phun) nhựa ABS ....................................................... 23
Hình 3.15 Filling speed(lưu lượng phun) nhựa ABS ........................................................... 24
Hình 3.16 Filling time(thời gian phun) nhựa PP, HDPE ..................................................... 26
Hình 3.17 Filling press(áp suất phun) nhựa PP, HDPE ....................................................... 27

Hình 3.18 Packing time(thời gian điền đầy) nhựa PP, HDPE ............................................. 28
Hình 3.19 Packing press(áp suất điền đầy) nhựa PP, HDPE ............................................... 29
Hình 3.20 Cooling time(thời gian làm nguội) nhựa PP, HDPE ........................................... 30
Hình 3.21 Melt temperature(nhiệt độ phun) nhựa PP, HDPE .............................................. 31
Hình 3.22 Filling speed(lưu lượng phun) nhựa PP, HDPE .................................................. 32
Hình 3.23 Gá đỡ ................................................................................................................... 32
Hình 3.24 Khung nhơm và đế giữ 3D .................................................................................. 33
Hình 3.25 Phần giữ và phần đẩy 3D .................................................................................... 33
Hình 3.26 Phần giữ và phần đẩy sau khi gia cơng ............................................................... 34
Hình 3.27 Lắp ráp hồn thành .............................................................................................. 34
Hình 4.1 Đồng hồ so ............................................................................................................ 37

vii


Hình 4.2 Cấu tạo đồng hồ so ................................................................................................ 37
Hình 4.3 Đồng hồ so chân gập ............................................................................................. 38
Hình 4.4 Đồng hồ so điện tử ................................................................................................ 38
Hình 4.5 Đồng hồ so loại lớn ............................................................................................... 39
Hình 4.6 Kiểm tra bề mặt ..................................................................................................... 40
Hình 4.7 Kiểm tra lực đo ..................................................................................................... 41
Hình 4.8 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi filling time nhựa ABS ......................................... 42
Hình 4.9 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi filling press nhựa ABS........................................ 44
Hình 4.10 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi packing time nhựa ABS .................................... 45
Hình 4.11 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi packing press nhựa ABS ................................... 46
Hình 4.12 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi cooling time nhựa ABS .................................... 47
Hình 4.13 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi melt temperature nhựa ABS ............................. 48
Hình 4.14 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi filling speed nhựa ABS ..................................... 49
Hình 4.15 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi filling time nhựa PP .......................................... 51
Hình 4.16 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi filling press nhựa PP ......................................... 52

Hình 4.17 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi packing time nhựa PP ....................................... 53
Hình 4.18 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi packing press nhựa PP ...................................... 54
Hình 4.19 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi cooling time nhựa PP........................................ 55
Hình 4.20 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi melt temperature nhựa PP ................................ 56
Hình 4.21 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi filling speed nhựa PP ........................................ 58
Hình 4.22 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi filling time nhựa HDPE .................................... 59
Hình 4.23 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi filling press nhựa HDPE ................................... 60
Hình 4.24 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi packing time nhựa HDPE ................................. 61
Hình 4.25 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi packing press nhựa HDPE ................................ 62
Hình 4.26 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi cooling time nhựa HDPE.................................. 64
Hình 4.27 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi melt temperature nhựa HDPE .......................... 65
Hình 4.28 Biểu đồ chuyển vị khi thay đổi filling speed nhựa HDPE .................................. 66

viii


DANH MỤC VIẾT TẮT
ABS: ACRYLONITRIN BUTADIEN STYREN
PP: POLYPROPYLEN
HDPE: HIGH DENSITY POLYETHYLENE COMPOUND

ix


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay máy móc ngày càng phát triển việc đơn giản hóa các phương pháp tạo ra
sản phẩm mà đạt được chất lượng tốt cũng như năng suất là một vấn đề thách thức. Tương
tự đó, ngành cơng nghiệp phun ép đã thay đổi các thơng số phun ép trong q trình sản
xuất có ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất sản xuất. Các thơng số này có thể ảnh

hưởng đến độ mịn, độ đồng đều và độ chính xác của sản phẩm được sản xuất, cũng như
đến tốc độ và hiệu suất sản xuất.
Khi các thông số phun ép không được điều chỉnh tốt, các sản phẩm có thể bị lỗi hoặc
bị hư hại, dẫn đến lãng phí nguyên liệu và thời gian sản xuất. Nếu áp suất phun hoặc lưu
lượng phun quá cao, sản phẩm có thể bị biến dạng hoặc bị vỡ, trong khi nếu áp suất phun
hoặc lưu lượng phun quá thấp, sản phẩm có thể bị lỏng hoặc khơng đồng đều.
Bên cạnh đó,việc thay đổi các thơng số phun ép cũng có thể giúp tối ưu hóa quá trình
sản xuất và tăng cường hiệu suất sản xuất. Nếu các thông số phun ép được điều chỉnh tốt,
sản phẩm có thể được sản xuất nhanh hơn và hiệu quả hơn, giảm thiểu thời gian sản xuất
và tiết kiệm chi phí.
Thấy được lợi ích của việc thay đổi thơng số phun ép và muốn tối ưu các thông số để
tạo ra sản phẩm đạt hiệu suất cao. Chính vì thế, nhóm chúng em chọn đề tài: “Thực
nghiệm đo biến dạng của sản phẩm phun ép nhựa với các thông số phun ép khác
nhau”
1.2 Tính cấp thiết của đề tài
Trong xã hội ngày càng hiện đại, các sản phẩm công nghiệp được sử dụng trên thị
trường ngày càng nhiều, nhu cầu tăng cao địi hỏi các ngành cơng nghiệp phải nâng cao
chất lượng lẫn số lượng cho phù hợp. Tính chất của vật liệu cũng ảnh hưởng nhiều đến
chất lượng cũng như số lượng sản phẩm. Với các thông số phun ép khác nhau như áp
suất, lưu lượng, thời gian, nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến độ biến dạng của sản phẩm,
chính vì vậy cần phải đo lường chính xác và đẩy đủ để đảm bảo đạt được kết quả chính
xác nhất.
Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp đo lường, phân tích dữ liệu
tính chất các vật liệu rất quan trọng để cải thiện chất lượng sản phẩm và nâng cao năng
suất trong ngành công nghiệp, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường.

1


Vì vậy, thực hiện đề tài thực nghiệm đo biến dạng phun ép với các thơng số ép khác

nhau có thể đóng góp cho phát triển ngành cơng nghiệp và mang lại lợi ích cho xã hội.
1.3 Mục tiêu đề tài
- Tổng quan về thông số phun ép
- Thiết kế đồ gá dung đo biến dạng của sản phẩm
- Chế tạo, lắp ráp và thực nghiệm
1.4 Ý nghĩa đề tài
1.4.1 Ý nghĩa khoa học
Tạo điều kiện, tiền đề cho người nghiên cứu áp dụng các kiến thức, kỹ năng đã học
và thực tập vào đời sống thực tiễn.
Đem lại một hướng đi hoàn toàn mới mở đối với nước ta nói chung và một vài doanh
nghiệp nói riêng, góp phần và thúc đẩy vào q trình phát triển cơng nghiệp hóa, hiện đại
hóa đất nước.
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn
Nhờ vào thay đổi thông số ép đã mang lại nhiều lợi ích trong quá trình sản xuất, bao
gồm tăng chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, tiết kiệm chi phí, cải thiện hiệu quả và
tăng tính linh hoạt.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
1.5.1. Cơ sở phương pháp luận
Phương pháp nghiên cứu là các kỹ thuật, quy trình và tiến trình được sử dụng để thu
thập và phân tích dữ liệu, đưa ra kết luận và giải thích sự hiện diện của các hiện tượng
trong một lĩnh vực cụ thể.
Nghiên cứu sự biến dạng của các sản phẩm nhựa với các thông số ép khác nhau.
1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu khác
Phương pháp nghiên cứu thí nghiệm: Phương pháp này là phương pháp nghiên cứu
dữ liệu thơng qua việc thực hiện các thí nghiệm để kiểm tra các giả thuyết khoa học.
Phương pháp này thường được sử dụng trong các lĩnh vực khoa học tự nhiên
Phương pháp thực nghiệm: Tham khảo các mô hình cơ cấu mềm từ những bài báo
nghiên cứu đã có. Sau đó tiến hành thiết kế, chế tạo, lắp đặt mơ hình riêng của nhóm và

2

đo đạc, thu kết quả. Qua nhiều lần thực nghiệm, nhóm sẽ chọn ra phương án tối ưu nhất
có thể.
Phương pháp mơ hình hóa: Thiết kế đồ gá để đo sản phẩm bằng phần mềm Creo
Parametric. Sau đó, gia cơng chế tạo đồ gá để đo các sản phẩm nhựa với các thơng số ép
khác nhau là mục tiêu chính của đề tài này.
Phương pháp kiểm nghiệm: Mơ hình gia công chế tạo xong sẽ được kiểm nghiệm qua
thầy hướng dẫn và lắp thử nhằm đánh giá độ hiệu quả của sản phẩm.
1.6 Phạm vi giới hạn đề tài
Đề tài nằm trong phạm vi luận văn tốt nghiệp do trang thiết bị máy móc, điều kiện
vật chất và thời gian thực hiện đề tài có hạn nên chỉ dừng lại ở mức độ thực nghiệm đo
biến dạng. Việc thực nghiệm dựa trên ba loại vật liệu nhựa khác nhau: ABS, PP, HPDE
và các thơng số ép khác nhau khó thực hiện cùng lúc. Chính vì vậy, đề tài chỉ tập trung
vào thực nghiệm đo biến dạng của sản phẩm nhựa với các thơng số thay đổi, qua đó đánh
giá được mức độ thay đổi biến dạng của sản phẩm nhựa.

3


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Vật liệu nhựa
Nhựa hay còn được gọi là vật liệu dẻo. Đây là hợp chất dưới sự tác động của nhiệt
hoặc áp suất cao sẽ có thể biến đổi hình dạng. Chưa kể, sự biến dạng đó sẽ được giữ
nguyên khi mà các tác động trên kết thúc. Chất liệu này có màu sắc đa dạng, bền, nhẹ và
khó vỡ. Đó cũng chính là những lý do để các sản phẩm nhựa được sử dụng phổ biến hiện
nay.
Vật liệu nhựa là sự tổng hợp các chất hữu cơ – chủ yếu là nguyên liệu hóa thạch. Có
thể kể đến khí tự nhiên, than đá, dầu mỏ,… Ngoài ra, một số vật liệu nhựa sẽ có nguồn
gốc từ nguyên liệu sinh học. Trong đó điển hình là từ khoai, sắn hay tinh bột ngơ,…Dù

là xuất phát từ nguyên liệu nào thì điểm cộng của loại vật liệu này là có khả năng tái chế.
Và hiện nay, nhựa tạo nên từ nguyên liệu hóa thạch được sử dụng nhiều nhất.
2.2 Nhựa nguyên sinh
Nhựa nguyên sinh là nhựa được sản xuất từ dầu mỏ, chưa qua sử dụng và khơng pha
tạp chất, khơng thêm phụ gia. Có thể hiểu đây là loại nhựa "nguyên chất", có độ tinh khiết
cao.
Nhựa nguyên sinh chưa qua sử dụng thường có màu trắng tự nhiên, khi đưa vào ứng
dụng người ta thường pha thêm hạt tạo màu để được các màu sắc khác nhau như: xanh,
đỏ, tím, vàng…
Một số loại nhựa phổ biến như: ABS, PP, HDPE
Nhựa ABS viết tắt của Acrylonitrile Butadiene Styrene, là một loại nhựa kỹ thuật có
tính chất cơ lý tốt. ABS là một loại nhựa copolymer, được tạo thành từ ba thành phần
chính: acrylonitrile, butadiene và styrene. Nhựa ABS có tính chất vừa cứng vừa dẻo, chịu
va đập tốt, có khả năng chống cháy, chống hóa chất và chịu nhiệt tương đối cao. Nó cũng
có khả năng chống ăn mịn và chống trượt. Những tính chất này làm cho ABS trở thành
một vật liệu lý tưởng cho nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp. ABS được sử
dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như đồ điện tử, ô tô, đồ gia dụng, đồ chơi, bộ phận máy
móc và nhiều ứng dụng khác. ABS cũng có khả năng gia cơng tốt, cho phép nó được đúc,
ép phun, gia cơng CNC và các phương pháp khác. Nó có thể được sơn, mạ, hoặc được
kết hợp với các vật liệu khác như kim loại để tạo ra các sản phẩm có tính chất đa dạng và
hình dạng phức tạp. Tóm lại, nhựa ABS là một loại nhựa kỹ thuật với tính chất cơ lý tốt,
chịu va đập, chống cháy và chịu nhiệt. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công
nghiệp khác nhau, bao gồm điện tử, ô tô, đồ gia dụng và đồ chơi.

4


Hình 2.1 Nhựa ABS
Nhựa PP là một loại nhựa viết tắt của Polypropylene, một loại nhựa kỹ thuật thuộc
nhóm polyolefin. PP là một trong những loại nhựa phổ biến nhất và được sử dụng rộng

rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Polypropylene (PP) có nguồn gốc từ dầu mỏ hoặc khí đốt và được sản xuất thơng
qua q trình polymer hóa. Nó có tính chất nhẹ, cứng, bền, chịu nhiệt tốt và có độ dẻo
cao. PP cũng có khả năng chống hóa chất, chống thấm nước và chống tia tử ngoại tốt.
Tóm lại, nhựa PP là một loại nhựa polypropylene với tính chất nhẹ, cứng, bền, chịu
nhiệt tốt và có độ dẻo cao, được sử dụng rộng rãi trong các ngành cơng nghiệp đóng gói,
ơ tơ, y tế và nhiều ngành công nghiệp khác.

5


Hình 2.2 Nhựa PP
Nhựa HDPE viết tắt của High-Density Polyethylene, là một loại nhựa polyethylene
có mật độ cao. HDPE có cấu trúc phân tử đơn giản, chỉ bao gồm các đơn vị ethylene liên
kết với nhau, tạo thành một chuỗi dài và khơng có nhánh. HDPE được biết đến với các
tính chất vượt trội như độ bền cao, khả năng chịu lực tốt, chống va đập, chống hóa chất,
chống thấm nước, và kháng UV. HDPE cũng có khả năng gia cơng linh hoạt, có thể được
ép, đúc, gia cơng CNC, hàn và làm kín nhiệt. Nó có thể được sơn, in ấn, và có thể tái chế
để sử dụng lại.

6


Hình 2.3 Nhựa HDPE
2.3 Cơng nghệ ép phun
2.3.1 Ép phun là gì
Ép phun (cơng nghệ ép nhựa định hình) là phương pháp đúc để tạo hình sản phẩm
thơng qua 2 cơng đoạn phun (đun nhựa nóng chảy) và ép vào khn để tạo nên hình dáng
cho sản phẩm. Đây là phương pháp gia công chủ yếu được sử dụng trong cơng nghiệp gia
cơng polymer.

Q trình phun ép nhựa thường bắt đầu bằng việc nung chảy nguyên liệu nhựa, như
polyethylene, polypropylene, ABS, PVC, PC, và nhiều loại nhựa khác. Nguyên liệu nhựa
được đưa vào một máy phun ép nhựa, trong đó nó được đẩy vào một khn bằng một ống
ruột. Khi nhựa nóng chảy đi qua khn, nó làm đầy khơng gian rỗng trong khuôn và chi
tiết nhựa được tạo ra. Phun ép nhựa cho phép sản xuất hàng loạt các sản phẩm nhựa với
độ chính xác cao, chi tiết phức tạp và kích thước đa dạng. Nó là một phương pháp gia
công phổ biến trong ngành công nghiệp nhựa, được sử dụng để sản xuất các sản phẩm
nhựa như vỏ điện thoại di động, bộ phận ô tô, đồ gia dụng, đồ chơi và nhiều sản phẩm
khác.

7


2.3.2 Quy trình ép phun
Bước 1: Sử dụng máy ép nhựa để làm nóng chảy nguyên liệu với một nhiệt độ
thích hợp
Ở bước này, những ngun liệu thơ cịn đang ở dạng cứng như các loại nhựa tái chế,
nhựa nguyên sinh sẽ được đưa vào cổng nguyên liệu của máy ép nhựa. Tại đây, nguyên
liệu sẽ được trộn đều và đẩy về phía trước để nung nóng chảy bằng hệ thống gia nhiệt đã
được bố trí nằm xung quanh xilanh của máy.
Bước 2: Hệ thống trục vít của máy ép nhựa sẽ tạo ra một áp lực lớn để bơm nhựa
đun nóng chảy vào khn ở trạng thái đóng.
Hệ thống trục vít của máy ép nhựa sẽ đóng vai trị như một pít tơng đẩy phần nhựa
đã được nung nóng chảy về phía trước bằng một áp lực rất lớn. Hệ thống kênh dẫn nhựa
sẽ chứa phần nhựa lỏng. Lúc này, lịng khn đang ở trạng thái đóng để làm nhiệm vụ tạo
hình sản phẩm.

Hình 2.4 Máy ép nhựa
Bước 3: Làm mát bộ phận khuôn để phần nhựa được đun nóng chảy chuyển sang
trạng thái rắn.

Để có thể lấy được nhựa ra ngồi thì phần nhựa đã được đun nóng chảy bắt buộc phải
được làm đông cứng. Ở bước này, hệ thống làm mát của máy sẽ hoạt động để làm khn
nguội đồng thời làm rắn phần nhựa nóng chảy.
Bước 4: Lấy sản phẩm ra ngoài.

8


Đây là bước cuối cùng của quy trình ép phun. Hệ thống kim khuôn của máy ép nhựa
sẽ kéo ra một nửa khuôn một cách từ từ, để ra một khoảng nhất định để có thể lấy sản
phẩm ra bên ngồi. Sau đó, lại đóng khn để tiếp tục quy trình mới.
2.3.3 Vai trị cơng nghệ ép phun đối với cuộc sống
Trong thời buổi hiện nay, công nghệ phun ép nhựa đóng vai trị quan trọng trong cơng
nghiệp, các sản phẩm về nhựa được sử dụng rộng rãi đời sống như là: ghế, bàn nhựa,…

Hình 2.5 Các sản phẩm nhựa
2.4 Cơng nghệ khn mẫu
2.4.1 Khn mẫu là gì
Khn mẫu là làm theo những mẫu đã có sẵn, q trình gia công khuôn mẫu là sản
xuất ra những khuôn sản phẩm theo yêu cầu của khách hàng. Từ những hình dạng, khn
khổ đã có sẵn sẽ tạo ra những sản phẩm giống như vật mẫu mà vẫn đảm bảo được tính
năng và cơng dụng, khơng làm mất đi tính hiệu quả của sản phẩm.

9


2.4.2 Các loại khuôn mẫu phổ biến
Các khuôn dùng trong sản xuất sản phẩm nhựa phổ biến:
• Khn ép phun
• Khn nén

• Khn thổi
• Khn gia cường
• Khn dịch chuyển
• Khn đúc
• Khn đùn
• Khn quay
Trong đó phổ biến nhất là khuôn ép phun
2.5 Sản phẩm cơ cấu mềm Bridge – type
Cơ cấu mềm là cơ cấu cho phép truyền hoặc biến đổi chuyển động của lực và momen
thông qua biến dạng đàn hồi của cấu trúc, các thanh được kết nối với nhau bằng các khớp
nối, có thể được co dãn theo các hướng khác nhau.
Chuyển động của cơ cấu mềm làm cho các khâu của nó biến dạng và tích trữ năng
lượng đàn hồi. Năng lượng này sau đó sẽ được giải phóng để giúp cơ cấu thực hiện một
chức năng định trước. Đây là điểm khác biệt chính của dạng cơ cấu này so với cơ cấu
cứng truyền thống.
Một số cơ cấu mềm bridge-type được sử dụng như là: khóa cài, kẹp giấy, cung tên

a) Khóa cài

b) Kẹp giấy

Hình 2.6 Các vật dụng ứng dụng cơ cấu mềm

10

c) Cung tên


CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
3.1 Mơ hình sản phẩm

Mơ hình được xây dựng thiết kế trên phần mềm Creo Parametric, bộ khuôn phun ép
cũng được thiết kế đem đi gia cơng và lắp ráp hồn thành. Từ các vật liệu nhựa nguyên
sinh như ABS, PP, HDPE tương ứng với các thông số phun ép khác nhau(thời gian phun,
thời gian điền đầy, áp suất phun, áp suất điền đầy, thời gian làm nguội, nhiệt độ nóng
chảy, lưu lượng phun).

Hình 3.1 Thông số thiết kế

11


Hình 3.2 Cách thức hoạt động

Hình 3.3 Mơ hình 3D

12