Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số phun ép đến độ bền kéo của đường hàn trong sản phẩm nhựa



Trangătựaă TRANG

Quyếtăđịnhăgiaoăđềătài
Lýălịchăcáănhân I
Lờiăcamăđoan III
Lờiăcmăơn IV
Tómătắt V
Mcălc VI
Danh sách các hình VIII
Danhăsáchăcácăbng XI
 1
 2
1.1ăTìnhăhìnhănghiênăcứuătrongăvàăngoàiănước 2
1.2ăTínhăcấpăthiếtăcủaăđềătài 13
1.3 Mcătiêu củaăđềătài 13
1.4 Đốiătưng vàăphmăviănghiênăcứu 14
1.5 Cáchătiếpăcận,ăphươngăphápănghiênăcứu 16
1.6 Nộiădungănghiênăcứu 17
 18
2.1 Vậtăliệuăvàăđộăbềnăđườngăhàn 18
TÍNH TOÁN 24
3.1.ăKhuônăépăvàămẫuăthíănghiệm 24
3.2.ăPhươngăphápăgiaănhiệtăvàăphươngăphápăđoănhiệtă 33
3.2.1. Lựaăchọnăgia
̉
iăpha


păgiaănhiệtăchoăkhuônă 34
3.2.2.ăCácăthiếtăbịătrongăbộăđoănhiệtăvàăgiaănhiệtăkhuônă 35
3.3.ăPhươngăphápăgiiănhiệt……………………………………………………… 44


 
 48
4.1. Épămẫuăthíănghiệm 48

4.2. Kếtăquăkéoămẫuăthíănghiệm 49
4.3. Kiểmătraăđộăbềnăkéo 52
4.4.ăKếtăquăthíănghiệmăkéoă 53
.  59
 60

VII


DANHăMC CÁC HÌNH

HÌNH TRANG



Hình 1.1. Quáătrìnhăhìnhăthànhăđườngăhànătrênăsnăphẩmănhựa 2
Hình 1.2. Môăhìnhăthíănghiệmăgiaănhiệtăchoăkhuônăbằngăhơiănướcă(Steamăheating) . 4
Hình 1.3. Hệăthốngăgiaănhiệtăchoăkhuônăbằngătiaăhồngăngoiă 5
Hình 1.4. Thiếtăkếăcủaăkhuônă(a)ăchoăsnăphẩmăphunăépănhựaădngămicroă(b) 5
Hình 1.5. Cácăkếtăcấuădngămicroăcủaăsnăphẩmăđưcăđoăbằngăphươngăphápămicroă
scan 3D 6
Hình 1.6. Phươngăphápăgiaănhiệtăchoăkhuônăbằngădòngăkhíănóngă(Gasăheating) 7
Hình 1.7. Phươngăphápăgiaănhiệtăchoăkhuônăbằngăcmăứngătừă(Inductionăheating) 7
Hình 1.8. MôăhìnhănghiênăcứuăđộăbềnăđườngăhànăcủaăMattiăKoponen 9
Hình 1.9. Môăhìnhăthíănghiệmănghiênăcứuănhăhưởngăcủaăhìnhădángăđườngăhànăvàă
thôngăsốăphunăépăđếnăđộăbềnăkéoăcủaăđườngăhàn 10
Hình 1.10. Môăhìnhăthíănghiệmănghiênăcứuănhăhưởngăcủaăhìnhădángăkíchăthướcăvàă
thôngăsốăphunăépăđếnăđộăbềnăuốnăcủaăđườngăhàn 10
Hình 2.1. Môăhìnhăđúcădùngăđểătoăraăcácămẫuăthửănén(ăphi)ăvàămẫuăkéoăcóăđườngă
hàn 20
Hìnhă2.2.ăPhầnăcủaăđườngăhànămẫuăSMAăđúcătiă240
0
C 22
Hìnhă2.3.ăPhầnăcủaăđườngăhànămẫuăSMAăđúcătiă237
0
C 22

Hình 3.1. Kếtăcấuăbộăkhuôn 25
Hình 3.2. Kếtăcấuăkhuônăhaiătấmă 26
Hình 3.3a. Phầnăkhuônădiăđộngă 27
Hình 3.3b. Phầnăkhuônăcốăđịnhă 27
Hình 3.4:.Bnăvẽămẫuăthíănghiệm 27
Hình 3.5. Snăphẩmămẫuăthíănghiệm 28
Hình 3.6a. Phầnăxuấtăhiệnăđườngăhànă 28


Hình 3.6b. Bnăvẽăphầnăxuấtăhiệnăđườngăhàn 28
Hình 3.7. Bnăvẽăthiếtăkếătấmăinsert 29
Hìnhă3.8. Tấmăinsertăsauăkhiăgiaăcông 30
Hìnhă3.9. Bnăvẽăthiếtăkếătấmănhôm 31
Hìnhă3.10. Tấmănhômăsauăkhiăgiaăcông 32
Hìnhă3.11. Khốiăinsertăsauăkhiălắpăghépătấmăinsertăvớiătấmănhôm 32
Hìnhă3.12.ăLắpăkhốiăinsert vào khuôn 33
Hìnhă3.13. Biê
̉
uăđôăca

cădo

ngănhiê
̣
tăkhiănhư
̣
aăđươ
̣
căphunăva


oăkhuôn 33
Hìnhă3.14. Sư
̣
ăxuâtăhiê
̣
n đươ

ngăha

năkhiăhaiădo

ngănhư
̣
aăgĕ
̣
pănhauă 34
Hình 3.15. Loiădâyăđiệnătrởăădùngăchoăkhuônă 35
Hình 3.16.ăCấuătoăcủaăthermocoupleă(cặpănhiệtăđiện). 36
Hình 3.17.ăHìnhănhăcmăbiếnănhiệtădùngătrongăkhuônă 37
Hình 3.18. Đồngăhồăđoăco

ăca

cănu

tănhânăđê
̉
ăcàiăđặtănhiệtăđộăva

ăsơăđôăchână 37

Hình 3.19.ăăĐồngăhồăđoăbằngătiaăhồngăngoiă 38
Hình 3.20:ăBiểuăđồăgiaănhiệtăchoăkhốiăinsertăcóălòngăkhuôn 38
Hình 3.21:ăBiểuăđồăgiaănhiệtăchoăkhốiăinsertăkhôngăcóălòngăkhuônă 39
Hình 3.22:ăHeateră300W(bênăphi)ăvàăheateră400W(bênătrái) 39
Hình 3.23:ăLòngăkhuônăvớiăkhốiăinsertăbằngăthépă 40
Hình 3.24:ăLòngăkhuônăvớiăkhốiăinsertăbằngănhôm 41
Hình 3.25:ăBiểuăđồăgiaănhiệtăchoănhômăvàăthép 42
Hình 3.26:ăBiểuăđồăgiaănhiệtăđốiăvớiătấmăkhuônăcốăđịnh 43
Hình 3.27:ăBiểuăđồăgiaănhiệtăđốiăvớiătấmăkhuônădiăđộng 43
Hình 3.28: Hệ thống làm nguội bằngănướcăchoăkhuôn………………………… 45
Hình 3.29: Bố trí kênh dẫn nguội…………………….………………………… 46
Hình 3.30: Cách bố trí từng kênh riêng biệt…………………………………… 46
Hình 3.31: Hệ thống làm nguội trong khuôn âm…….………………………… 47
Hình 4.1: Máy INSTRON 3367 52


Hìnhă4.2:ăBngăvẽămẫuăthíănghiệm 52
Hình 4.3: Bnăvẽăphầnăxuấtăhiệnăđườngăhàn 53
Hình 4.4.ăBiểuăđồăgiớiăhnăbềnăkéoăcủaămẫuăthửă(12ătrườngăhpăđầu) 55
Hình 4.5.ăBiểuăđồăgiớiăhnăbềnăkéoăcủaămẫuăthửătheoăápăsuấtăphun……………….56
Hình 4.6.ăBiểuăđồăgiớiăhnăbềnăkéoăcủaămẫuăthửătheoănhiệtăđộănhựa 57

X


DANHăMCăCÁCăBNG
BNGăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăTRANG


Bngă1.1. ThuộcătínhăcủaănhựaăPP 15
Bngă2.1. Giáătrịăgiớiăhnăcácăloiănhựaă 19
Bngă2.2.ăĐộăsâuăcủaăđườngăhànăcủaănhữngămẫuăSMAăkhácănhau… …… …… 20
Bngă2.3.ăĐộăbềnăđườngăhànăứngăvớiăcácăloiănhựaăthôngădng ……………… 21
Bngă3.1. Quyătrìnhăcôngănghệăgiaăcôngătấmăinsert 30
Bngă3.2. Quyătrìnhăcôngănghệăgiaăcôngătấmănhôm 31
Bngă3.3. Đườngăkênhădẫnănguộiătheoăkinhănghiệm 45
Bngă4.1.ăCácătrườngăhpăvàăthôngăsốăép …………………… ………………….48
Bngă4.2.ăKếtăquăkéoă(12ătrườngăhpăđầu)…… ………………………….…… 54
Bngă4.3.ăKếtăquăkéoă(trườngăhpă13,14,15) ……………………………………55
Bngă4.4.ăKếtăquăkéoă(trườngăhpă16,ă17,ă18)…………… …………………….56
Bngă4.5. Độăbềnăứngăvớiăcácăloiănhựaăthôngădng……… …………………….58

XI
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 1



1. :
NGHIểNăCUăNHăHNGăCAăCỄCăTHÔNGăSăPHUNăÉPăĐNăĐăBNă
KÉOăCAăĐNGăHẨNăTRONGăSNăPHMăNHA

2. chính 
+ KhuônăépăvƠămẫuăthíănghiệmă
Giiăthiệuăktăcấu khuôn ép mẫuăthíănghiệm
Hìnhădng,ăkíchăthcătiêuăchunăcaămẫuăthíănghiệm
+ PhngăphápăgiaănhiệtăvƠăphngăphápăđoănhiệt
Laăchọnăgia
̉
iăpha


păgiaănhiệtăchoăkhuôn
Giiăthiệuăphngăphápăgiaănhiệtăchoăkhuônăphunăépăbằngăkhíănóng.
+ ÉpămẫuăvƠăđemăthíănghiệmăkéoătrênămáyăINSTRONă3367ăcaăMỹ tiătrngăĐiă
họcăNôngăLơmăđăkimătraăđăbn
+ ThuăthậpăktăquăvƠăxửălỦăsăliệuăthíănghiệmăkéo
+ Rútăraămtăsăktăluận,ănhậnăxétănhăhngăcaăcácăthôngăsăphunăépăđnăđăbnă
kéoăcaăđngăhƠnătrongăsnăphmănha.

3. :
- Hai khi insert
- 180 mẫuăthí nghiệmăchoă18ătrngăhp
- Bnăvăchiătităcaăcácătấmăinsert và các tấmănhôm
- File Word và file Powerpoint.
- ĐĩaăVCD
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 2



1.1.           

1.1.1. NgoƠiăncă(phân tích, đánh giá tình hình nghiên cu thuộc ệĩnh vực ca đề
tài trên thế giới, ệit Ệê danh mục các công trình nghiên cu, tài ệiu có ệiên quan
đến đề tài được trích dn Ệhi đánh giá tổng quan)
Hiệnănay, doăyêuăcuăngƠyăcƠngăcaoăcaăthătrng vƠăngiătiêuădùng, các
snăphmănhaăngƠyăcƠngăcóăcácăktăcấu,ăhìnhădngăphcătpăhn.ăSongăsongăviă
quáătrìnhăphátătrinăcácăthităkănƠy,ăcácăkhuytătật caăsnăphmănha cũngăsăxuấtă
hiệnăngƠyăcƠngănhiu.ăHiệnănay,ăcácăkhuytătậtăphổăbinădoăhìnhădngăcaăsnăphmă

cóăthăkăđnănh: đngăhƠnă(weldăline),ărổăkhíă(airătrap),ăcongăvênhă(warpage)ădoă
coă rútă khôngă đồngă đu,ầă Trongă nhómă khuytă tậtă nƠy,ă khuytă tậtă vă đngă hƠnă
đcăhìnhăthƠnhădoăquáătrìnhătipăxúc,ăgiaoănhauăgiaăhaiădòngănhaălng (Hình 1-
1). VìăđặcăđimănƠy,ăđngăhƠnăhu nhăxuấtăhiệnătrênătấtăcăcácăsnăphmănhaăvƠă
tínhăthmămỹăcaăsnăphmăkhôngănhngăbănhăhngăxấu,ămƠăđăbnăcaăsnă
phmăcũngăsăgimăđángăk.






Hình 1.1: Quá trình hình thành đường hàn trên sản phm nhựa
Mặtătipăxúcă
viăkhôngăkhí
Dòngăchyă
Fountain
Lpănguiăngĕnă
cnădòngăchyă
nha
KhiăchiuădƠyălpă
nguiătĕng, dòng
chyănhaăcƠngăbă
hnăch
ToƠnăbădòngăchyăđƣăđôngăđặc
Vătríăgiaoănhauăgiaăhaiă
dòngănha
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 3

Đn nay,ănhằmăkhắcăphcăkhuytătậtănƠy,ăhuăhtăcácăsnăphmănhaăđcă
phămtălpăsnălênăbămặt.ăViăphngăánănƠy,ăbămặtăsnăphmăsăđẹpăhn.ăTuyă
nhiên,ănhƠăsnăxuấtăsăphiăchuăchiăphíăchoăquáătrìnhăsnăph.ăNgoƠiăra,ăvấnăđăvăôă
nhimă môiătrngăcũngă cnă xemăxétăkhiăphngă ánă snăphăđcă sửădng.ăBên
cnhăđó,ămặcădùăđngăhƠnăsăkhôngăcònăxuấtăhiệnătrênăbămặtăcaăsnăphmănhaă
doăđcăphăbằngălpăsn,ănhngăđăbnăcaăsnăphmăvẫnăbăgimăđiăđángăk.ăDoă
đó,ănhằmătĕngăđăbnăkéoăcaăđngăhƠnătrênăsnăphmănha,ăphngăphápăgiaă
nhiệtăccăbătiăvătríăxuấtăhiệnăđngăhƠnăđcăđăxuấtănhằmătĕngăkhănĕngăktă
dínhăcaăhaiădòngănha,ăcũngănhătĕngăđăbnăkéoăcaăđngăhƠn.
NgoƠiăkhănĕngănơngăcaoăđăbnăkéoăcaăđngăhƠn, tiăuăhóaăquáătrình
điuăkhinănhiệtăđăkhuônălƠămtătrongănhngăcáchăhiệuăquănhấtănhằmănơngăcaoă
chấtă lngă bă mặtă snă phmă nha [
1, 2].Nhìnă chung,ă nuă nhiệtă đă bă mặtă lòngă
khuônă cao,ă quáă trìnhă đină đyă nhaă să đcă dă dƠngă hn,ă vƠă trongă huă htă cácă
trngăhp,ăchấtălngăbămặtăsnăphmăsăđcăciăthiệnăđángăk. Tuy nhiên, nuă
nhiệtăđăcaăcácătấmăkhuônătĕngăcao,ăquáătrìnhăgiiănhiệtăcaăkhuônănhaăsăbăkéoă
dƠi,ăvƠăchuăkỳăphunăépăsătnănhiuăthiăgian,ăgiáăthƠnhăsnăphmăcũngăsăgiaătĕng.ă
Vìăvậy,ămcătiêuăquanătrọngăcaăquáătrìnhăđiuăkhinănhiệtăđăkhuônăphunăépălƠ:ăgia
nhit cho bề mặt Ệhuôn đến nhit độ yêu cầu, nhưng vn đảm bảo thời gian chu Ệỳ
phun ép không quá dài.
Nhìnăchung,ădaăvƠoănhăhngănhiệtăđălênătấmăkhuôn,ăquáătrìnhăgiaănhiệtă
choăkhuônăphunăépăđcăchiaălƠmă2ănhómăchính:ă
 Nhóm I: Giaănhiệtăcătấmăkhuônă(volume heating)
 Nhóm II: Giaănhiệtăchoăbămặtăkhuônă(surfaceăheating).ă
Trongănhómăthănhất,ăphngăphápăgiaănhiệtăbằngăhiăncă(steamăheating)ă
đcăđăxuấtănhă(Hình 1-2), phngăánănƠyăcóăthăđtăđcătcăđăgiaănhiệtătừă
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 4

1
o
C/săđnă3
o
C/s [
3]. Tuy nhiên, tcăđăgiaănhiệtătheoăphngăphápănƠyăkhôngăđcă
đánhăgiáăcaoăvƠăquáătrìnhăgiiănhiệtăchoăkhuônăcũngăsăgặpănhiuăkhóăkhĕn.ă

Hình1.2. Mô hình thí nghim gia nhit cho Ệhuôn bằng hơi nước (Steam heating)
Trongănghiênăcuăkhác,ătcăđăgiaănhiệtăđcăciătinăđángăkăkhiăphngă
phápăgiaănhiệtăchoăbămặtăkhuônăđcăsửădng (Nhóm II).Khiăsửădngăcácăphngă
phápănƠy,ăquáătrìnhăđinăđyăcaănhaăvƠoălòngăkhuônăđcăciăthiệnăkhiăbămặtă
khuônăđcăphămtălpăcáchănhiệt.ăNhìnăchung,ănhómăcácăphngăphápănƠyăcóăthă
tĕngănhiệtăđăbămặtăkhuônălênăkhongă25
o
C [
4, 5].
Trongănhómăgiaănhiệtăchoăbămặtăkhuôn,ăhệăthngăgiaănhiệtăbằngătiaăhồngă
ngoiă(infraredăheating),ăHình 1-3, đcănghiênăcuăvƠăngădngăchoăkhuônăphună
ép nha
[6, 7]. Hệăthngăgiaănhiệtăbằngătiaăhồngăngoiăđcăngădngăchoăkhuônă
phunăépăsnăphmădngămicro.ăThităkăkhuônăvƠăsnăphmădngămicroăđcătrìnhă
bƠyăă(Hình 1-4).ăSauăquáătrìnhăphunăép,ăsnăphmăđcăscană3Dănhằmăkimătraă
khănĕngăđinăđyăkhuônăchoăcácăktăcấuămicroă(Hình1- 5). NghiênăcuănƠy cho
thấyăviănhiệtăđăkhuônă80
o
C,ăvƠă10săgiaănhiệt,ătoƠnăbăcácăktăcấuămicroăđcăđină
đyănha.
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 5


Hình 1.3. H thống gia nhit cho Ệhuôn bằng tia hồng ngoại (infrared heating
system)

Hình 1.4. Thiết Ệế ca Ệhuôn (a) cho sản phm phun Ứp nhựa dạng micro (b)
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 6


Hình 1.5.Các Ệết cấu dạng micro ca sản phm được đo bằng phương pháp
micro scan 3D
NgoƠiăra,ănhằmăđápăngăyêuăcuăgiaănhiệtăchoăcácăbămặtăphcătp,ăphngă
phápăthổiăkhíănóngăvƠoălòngăkhuônă(gasăheating)ăđƣăđcănghiênăcuăvƠăđánhăgiáă
hiệuăquă[8, 9].ViăphngăphápănƠy,ănhiệtăđăbămặtăkhuônăcóăthăđcătĕngătừă
60
o
Căđnă120
o
Cătrongăthiăgiană2ăs.ăTuyănhiên,ăquáătrìnhăgiaănhiệtănƠyăsăđtătiă
trngătháiăboăhòaăkhiăthiăgianăgiaănhiệtăkéoădƠiăhnă4ăs.ăuăđimăcaăphngăphápă
“gasăheating”ălƠătcăđăgiaănhiệtărấtăcao,ăvƠăthiăgianăchuăkỳăcaăsnăphmăsăđcă
rútăngắn.Tuyănhiên,ăthităkăcaăkhuônăphunăép (Hình 1-6) cnăđcăthcăhiệnăliă
nhằmătíchăhpăhệăthngăgiaănhiệtăvƠo.
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 7

Hình 1.6. ẫhương pháp gia nhit cho Ệhuôn bằng dòng Ệhí nóng (Gas
heating)
Tngătăviăcácăphngăphápăgiaănhiệtăbămặtă(surfaceăheating),ăphngă
phápăgiaănhiệtăbằngăcmăngătừă(inductionăheating),ă(Hình 1-7),ăđƣăđcăngădngă
nhằmăhnăchăđăcongăvênh,ăcoărút,ălƠmămăđngăhƠnă(weldingăline),ăcũngănhăcácă
khuytătậtăkhácăcaăsnăphmănha.ă

Hình 1-7. ẫhương pháp gia nhit cho Ệhuôn bằng cảm ng từ (Induction heating)
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 8

Trongă cácă nghiênă cuă miăđơyă ,ă phngă phápă giaă nhiệtă bằngă cmă ngă từă
đcăktăhpăviăluăchấtăgiiănhiệtănhằmăđiuăkhinănhiệtăđăkhuôn.ăPhngăphápă
giaănhiệtăbằngăcmăngătừăcóănhngăuăđimăvtătriăsoăviăcácăphngăphápăkhácă
nh:
- Tcăđăgiaănhiệtăcao
- ThiăgianăgiaănhiệtăcóăthăkéoădƠiăđnă20ăs
- Cóăthăngădngăchoăkhuônăphunăépănhămtămoduleăđínhăkèm,ănghĩaălƠă
khôngăcnăthayăđổiăktăcấuăkhuônăcóăsẵn.
Nhìnăchung,ăquáătrìnhăgiaănhiệtăchoăkhuônăphunăépănhaăhuănhăđuăcóănhă
hngătíchăccăđnăchấtălngăsnăphmănha.ăDoăđó,ăcácăphngăphápăgiaănhiệtă
nêuătrênăđuăđcăngădngătrongăcácăquiătrìnhăphunăépăsnăphmănhaăviăcácăyêuă
cuă kỹă thuậtă caoă nh:ă microă – injection molding, high aspect ratio injection
moldingầăTrongăcácăyêuăcuăvăchấtălngăsnăphm,ăđngăhƠnălƠămtătrongăcácă
khuytătậtăthngăxuấtăhiệnătrongăquáătrìnhăphunăép,ăvƠăthngăđcănêuăraătrongă
quáătrìnhăđánhăgiáăchấtălngăsnăphmănha. Đnănay,ăđƣăcóămtăsănghiênăcuăvă
vấnăđăđngăhƠnătrongăquiătrìnhăphunăépănha,ăvƠăcácănghiênăcuănƠyăchăyuătậpă

trungăvƠoăđăbnăkéoăvƠăphngăphápălƠmămăđngăhƠn.
TrongănghiênăcuăcaăMattiăKoponenă[
10],ămôăhìnhăngiênăcuăđngăhƠnă
nhă(hình1- 8) đcătin hƠnhăthcănghiệmăviăsăthayăđổiăcaătcăđădòngăchyă
nha,ăvƠăápăsuấtăphun.ăKtăquăchoăthấyăkhiătĕngătcăđăphunătừă30ăcm
3
/săđnă380ă
cm
3
/s,ăđăbnăkéoătheoăchiuădòngăchyăcaăđngăhƠnăsătĕngătừă122MPaăđnă145ă
MPa.ăNgoƠiăra,ăkhiătĕng ápăsuấtănénăcaăkhuôn,ăhuănhătấtăcăđăbnăkéoătheoăcácă
phngăcaăđngăhƠnăsăđcăciăthiện.
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 9


Hình 1.8. Mô hình nghiên cu độ bền đường hàn ca Matti Koponen

NhằmănghiênăcuănhăhngăcaăhìnhădángăđngăhƠnăvƠăthôngăsăphunăépă
đnăđăbnăkéoăcaăđngăhƠn,ăCheng-HsienăWuăđƣăsửădngămôăhìnhănhă(Hình 1-
9) [
11].Trongănhómăcácăthôngăsăphunăép,ănghiênăcuănƠyăchoăthấyănhiệtăđănhaă
nóngăchyă(meltătemperature)ă(từă200
o
Căđnă220
o
C)ăcóănhăhngămnhănhấtăđnă
đă bnă caă đngă hƠn,ă sauă đóă lƠă cácă thngă s khácă nh:ă thiă giană đnhă hìnhă
(Packing pressure – 10ăMPaăđnă30ăMPa),ătcăđăchyăcaănhaă(Injectionăvelocityă

- 90mm/să đnă 150ă mm/s),ă vƠă nhiệtă đă khuônă (Moldă temperatrueă – từă 32
o
Că đnă
52
o
C).ăNgoƠiăra,ăápăsuấtăđnhăhìnhă(packingăpressure)ăvƠăgiaătcăcaănhaă(injectionă
acceleration)ătrongăquáătrìnhăđinăđyălòngăkhuônă(fillingăstep)ăhuănhăkhôngănhă
hngăđnăđăbnăcaăđngăhƠn.ă

GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 10


Hình 1.9. Mô hình thí nghim nghiên cu ảnh hưởng ca hình dáng đường hàn và
thông số phun Ứp đến độ bền ỆỨo ca đường hàn [
11]
Đăbnăunăcaă đngăhƠnăgiaăvậtăliệuănhaăvôăđnhăhìnhă(Amorphous)ă
(nhăPC)ăvƠăbánătinhăthă(Semicrystally)ă(nhăPE)ăcũngăđcăxem xét qua nghiên
cuă caă N.ă Mekhilefă [
12].Ktă quă choă thấyă đă bnă ună đngă hƠnă caă nhaă
amorphousă(PC)ăsăbănhăhng nhiuăhnănhaăsemicrystallyă(PE)ăkhiănhiệtăđă
phunăthayăđổiătrongăkhongă250
o
Căđnă300
o
C. NgoƠiăra,ăđăbnăunăcaăhnăhpă
PC/PEăsătĕngăkhiănhiệtăđăphunătĕng.

Hình1.10. Mô hình thí nghim nghiên cu ảnh hưởng ca hình dáng Ệích thước và

thông số phun Ứp đến độ bền uốn ca đường hàn [
12]
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 11

Quaăcácănghiênăcuănêuătrên,ăđiăviăphngăphápăphunăépăsnăphmănha,ă
khuytătậtăvăđngăhƠnălƠămtătrongănhngăkhuytătậtăthngăxuyênăxuấtăhiện,ăvƠă
cóănhăhngălnă đnă chấtă lngă vƠă tínhăthmă mỹă caă snă phmă nha.Qua các
nghiênăcuătrcăđơyă[10 – 12],ăthôngăsăvănhiệtăđăcóănhăhngănhiuăđnăđă
bnăcaăđngăhƠn.Tuyănhiên,ătrongăcácănghiênăcuăvănhăhngăcaănhiệtăđăđnă
chấtălngăđngăhƠnănhăđƣănêuătrênă[10 – 15],ănhiệtăđăkhuônăchăđcăthayăđổiă
trong vùngăthamăkhoăcaătừngăloiăvậtăliệu.ăVíăd:ăPC:ă40
o
Căđnă90
o
C, PP: 25
o
C
đnă 80
o
C,ầTuyă nhiên,ă trongă cácă nghiênă cuă vă điuă khină nhiệtă đă khuônă
(Dynamicămoldătemperatureăcontrol),ănhiệtăđăbămặtăcaătấmăkhuônăcóăthătĕngă
lênăđnă200
o
C,ăgnăbằngăviănhiệtăđănhaănóngăchyă(meltătemperature)ă[
1 – 9].
Doăđó,ănghiênăcuănƠyăsătậpătrungănghiênăcuăđăbnăkéoăcaăđngăhƠnăngăviă
trngăhpăgiaănhiệtăchoăbămặtăkhuônăđnănhiệtăđăcaoăhnă100
o

C.

1.1.2.ăTrongăncă(phân tích, đánh giá tình hình nghiên cu thuộc ệĩnh vực ca đề
tài ở Vit ẩam, ệit Ệê danh mục các công trình nghiên cu, tài ệiu có ệiên quan
đến đề tài được trích dn Ệhi đánh giá tổng quan)
Hiệnănay,ăcácădoanhănghiệpăViệtăNam,ăcácăđătƠiănghiênăcuăvălĩnhăvcă
nhaăđƣăcóăđnhăhngăvănghiênăcu tiăuăhóaăquáătrìnhăgiiănhiệtăchoăkhuônă
phunăépănhằmăgiiăquytăbƠiătoánăvăchiăphíăsnăxuấtătrongăngƠnhănha.ăTrongă
quáătrìnhătìmăhiu,ăcácădoanhănghiệpăViệtăNamăđangătrongăquáătrìnhăkhaiăthácă
mtăsăphnămmăchuyênădùngăchoămôăphngăquáătrìnhăgiaăcông nhaănh:ăC-
Mold,ăMoldflow,ăMoldex3D,ầăNgoƠiăra,ătrongănghiênăcu,ăđƣăcóămtăsăđătƠiă
tìmăhiuăvƠăngădngăcôngăcăCADă– CAM – CAEăđcătinăhƠnhănhăsau:
- LuậnăvĕnăttănghiệpăcaoăhọcăcaăhọcăviênăLểăMINHăTRÍă(ĐHăSăPhmă
KỹăThuậtăTPăHCM):ă“Tối ưu hóa giải nhit Ệhuôn Ứp phun”.ăLuậnăvĕnănƠyă
đƣăđăcậpăđnăcăsăcaăviệcăthităkăhệă thngă giiă nhiệtă caă khuônă épă
phunădaătrênălỦăthuytătruynănhiệt,ăngădngăphngăphápănƠyăđătínhă
toánăhệăthngăgiiănhiệtăchoăsnăphmălƠămtătấmămng,ăsauăđóăsửădngă
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 12

phnămmăMoldflowăđămôăphng,ăkimătraăktăqu.ăTuyănhiên,ăniădungă
đătƠiănƠyăchaăđaăraăđcăphngăphápătiăuăchoăviệcăthităkăhệăthngă
giiănhiệt,ăvƠăviệcătínhătoán,ămôăphngăchădừngăliăămtăchiătităquáăđnă
gin,ăchaăphùăhpăviăyêuăcuăthcăt.
- Luậnă vĕnă ttă nghiệpă caoă họcă caă họcă viênă NGUYNă VĔNă
THẨNHă(ĐHăBáchăKhoaăTPăHCM):ă“ẩghiên cu xây dựng qui trình thiết
Ệế h thống ệàm nguội cho Ệhuôn Ứp phun nhựa theo công ngh CAD /
CAE”.ăLuậnăvĕnănƠyăđƣăđăcậpăđnălỦăthuytătruynănhiệtăvƠăngădngănóă
trongăkhuônăépăphun,ănhằmăxácăđnhăkíchăthcăvƠăphơnăbăhệăthngălƠmă

ngui,ăxơyădngăđcăquiătrìnhăthităkăhệăthngălƠmănguiăchoăkhuônăépă
phunătheoăcôngănghệăCADă/ăCAE,ăápădngăquiătrìnhănƠyăchoăsnăphmălƠă
khuônăvăbìnhăncănóng.
- Đă tƠiă nghiênă cuă khoaă họcă – côngă nghệ,ă PGS.TSă ĐOẨNă THă
MINHăTRINHăđƣăthcăhiệnăđătƠiă:ă“ng dụng công ngh CAD/CAM/CAE,
xác định thông số ming phun, vùng dồn nỨn Ệhí, Ệích thước Ệênh dn
nhựa, h thống giải nhit hợp ệý cho Ệhuôn Ứp phun nhựa”ă(thucăchngă
trìnhă“Nghiênăcuătăđngăhóa”ăcaăthƠnhăph),ăthcăhiệnătrongăthiăgiană9-
2003ăđnă8-2004,ănghiệmăthuăngƠyă30-8-2004
- LuậnăvĕnăttănghiệpăĐiăhọcăcaănhómăsinhăviênăBùiăThanhăTuấn,ă
VòngăVinăGiang,ăPhanăDoƣnăLi,ăvƠăTrnăVĕnăDũngăviăđătƠi:ă“Thiết Ệế
và chế tạo Ệhuôn Ứp dùng trong nghiên cu đường hàn trên sản phm
nhựa”.ăTrongăluậnăvĕnănƠy,ănhómănghiênăcuăđƣăbcăđuănơngăcaoănhiệtă
đăcaăbămặtăkhuônăđnă90
o
CăvƠăquanăsátăsăthayăđổiăcaăđngăhƠn,ăcũngă
nhăhiệnătngătăkhíă(airătrap)ătiăđngăhƠn.ăKtăquăchoăthấy khiătĕngă
nhiệtăđăkhuôn,ătínhăthmămỹăcaăđngăhƠnăđcăciăthiện,ăđngăhƠnăsă
măđi.ăTuyănhiên,ăkhiănhiệtăđăcaoăhnă80
o
C,ăhiệnătngătăkhíăsăxuấtăhiệnă
cƣngărõăhn.
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 13

Tuyănhiên,ăđnăhiệnănay,ălĩnhăvcăđiuăkhinănhiệtăđăkhuônăchăđcăhiuă
vƠăthcăhiệnătheoăhngăgiiănhiệtăchoăkhuôn,ăviămcătiêuăquanătrọngănhấtălƠă
lƠmănguiăkhuônătrongăthiăgianăngắnănhất. Ngcăli,ăquáătrìnhăgiaănhiệtăchoă
khuônăvẫnăchaăđcăquanătơmăđúngămc.ăDoăđó,ăthcătrngăcaăsnăxuấtăsnă

phmă nhaă tiă Việtă Namă chă dừngă liă  nhómă cácă snă phmă đnă gin,ă chấtă
lngăthấp,ăvƠăchăyuătậpă trungăvƠoălĩnhăvcăhƠngătiêuădùng.ăNgoƠiăra,ăkhă
nĕngăhnăchăcácăkhuytătậtăchoăsnăphmănhaătheoăphngăphápăgiaănhiệtăchoă
khuônăvẫnăchaăđcăxemăxétăvƠăngădng.

1.2. TÀI
NhăđƣătrìnhăbƠyăătrên,ăvnăđănơngăcaoăchấtălngăvƠătínhăthmămỹăcaă
đngăhƠnălƠămtăquáătrìnhăphcătp,ăđòiăhiătnănhiuăchiăphíăvƠăthiăgian.
Hiệnănay,ăđăkhắcăphc khuytătậtăđngăhƠnăcaăsnăphmănha,ănhƠăsnăxuấtă
thngă dùngă phngă phápă sn phă lênă bă mặtă caă snă phmă nha.ă Viă
phngăánănƠy,ăbămặtăsnăphmăsăăđẹpăhn.ăTuyănhiên,ănhƠăsnăxuấtăsăphiă
chuăchiăphíăchoăquáătrìnhăsnăph.ăNgoƠiăra,ăvấnăđăvăôănhimămôiătrngă
cũngă cnă xemă xétă khiă phngă ánă nƠyă đcă sửă dng.ă Bênă cnhă đó,ă mặcă dù
đngăhƠnăsăkhôngăcònăxuấtăhiệnătrênăbămặtăcaăsnăphmănhaădoăđcăphă
bằngălpă sn,ă nhngă đă bnă caă snă phmă vẫnăbăgimăđiăđángă k.ă Doă đó,ă
nhằmătĕngăđăbnăkéoăcaăđngăhƠnătrênăsnăphmănha,ăphngăphápăgiaă
nhiệtăccăbătiăvătríăxuấtăhiệnăđngăhƠnăđcăđăxuấtănhằmătĕngăkhănĕngă
ktădínhăcaăhaiădòngănha,ăcũngănhătĕngăđăbnăkéoăcaăđngăhƠn.

1.3. 
Nghiênăcuănhăhngă caă caăcácăthôngăsăphună ép đnăđăbnăkéoăcaă
đngăhƠnătrongăsnăphmănhaăviăcácătiêuăchíănhăsau:
- Tcăđăgiaănhiệtăđănhanhăchoăvùngăgiaănhiệtăccăbăă(sauă10s,ănhiệtăđăbămặtă
khuônăđtătiănhiệtăđă>ă100
o
C )
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 14

- nhăhngăcaăápăsuấtăphun đnăđăbnăkéoăcaăsnăphmănha
- nhăhngăcaănhiệtăđănha,ănhiệtăđăkhuônătiăvùngăđngăhƠnăđnăđăbnăkéo
caăsnăphmănha

1.4 
1.4.1.ăĐiătngănghiênăcu
Môăhìnhăgiaănhiệtăchoătấmălòngăkhuônăphunăépăbaoăgồm:
- Hệăthngăđiuăkhinănhiệtăđăchoăkhuônă
- HệăthngăgiaănhiệtăccăbătiăđngăhƠn
- Băkhuônăthíănghiệm
Mẫuăthíănghiệm kéoăđăxácăđnhăđăbnăkéo
1.4.2.ăPhmăviănghiênăcu
- Vậtăliệu:ănhaăPPă(
Polypropylene lƠămtăloiăpolymerălƠăsnăphmăcaăphnăngă
trùngăhpăPropylene)
- Quáătrìnhăgiaănhiệtăccăbăcho khuônăđtănhiệtăđăcaoănhất:ă120
o
C
- BădƠyăđngăhƠnă1mmă- 2mm
- Nhiệtăđănhaă185
o
C - 205
o
C
- Ễpăsuấtăphună25 kg/cm
2
– 35kg/cm
2
- Vậtăliệu:ănhaăPPă(PolypropyleneălƠămtăloiăpolymerălƠăsnăphmăcaăphnă
ngătrùngăhpăPropylene)

PolypropyleneăđcăđaăvƠoăsửădngătừăcuiăthậpăniênă1950ăvƠăphátătrină
nhanhănhấtătrongănhaănhiệtădẻoătrênăthăgii.ăPPăcóărấtănhiuăngădngănhăsi,ă
mƠngă(films),ădngăc.ăPPăcònăthayăthăcácăvậtăliệuăkhác,ănhăsiăthyătinh,ăquặngă
giaăcngănhiệtădẻoăvƠăkimăloi,ătrongărấtănhiuăngădng.ă
PolypropyleneălƠăsnăphmătrùngăhpătừăđnăphơnăpropyleneăviăchấtăxúcătácă
titan.ăCóăbaăloiăcấuătrúcăPPă:ăisotactic,ăsyndiotactic,ăvƠăatactic.
GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 15

CấuătrúcăchínhăcaăPPălƠăisotactică semi-crystallineăcấuătrúcăxoắnăc.ăCấuătrúcă
nƠyăcóăcătínhăttănhăcng,ăđăbnăkéo.ăCácăthucătínhănƠyăđcătĕngălênăkhiăcóă
cácăchấtăđnănh:ătalc,ăCaCO
3
,ăhayăsiăthyătinh.
SyndiotacticăPPăđcăđiuăchăbiănhiuăđnăphơnăđcăđaăvƠoălnăltătừă
đuătiăcui.ăCấuătrúcănƠyăthìădẻoăhnăisotacticănhngăchuăva đậpăttăhn.ă
AtacticăPPălƠăsnăphmăcuiăcùngăcaăquáătrìnhăsnăxuất.ăsnăphmănƠyădcă
sửădngăhắcăín,ăkeoădínhătrongăsnăxuấtăgiƠy.
TấtăcăcácădngăhìnhăthùăcaăPPăđuădăbăoxyăhóaăbiăsăcóămặtăcaăhydro.ă
PPăsăổnăđnhădaăvƠoăgim nhiệtăbiăthêmăvƠoăcácăchấtăchngăoxyăhóa.ă
HomopolymerăcóămcăđătanăchyălnănhấtăvƠăđăcngăvngărng.ăCopolymeră
ktăhpămtălngănhăetylenătinhăthăthấp,ăsnăxuấtănơngăcaoătínhăchuăvaăđập,ădẻo,ă
nhngăđătanăchyăthấp.


Khiălngăriêng(kg/dm
3
)
0.9

Đăbnăkéoă(Mpa)
40
Giiăhnănhiệtă(
o
C)
212
Đăcoăngótă(%)
0.5-2
Đimăhóaădẻoă(
o
C)
160
Nhiệtăđăkhuônă(
o
C)
29-79
Nhiệtăđăsấyă(
o
C)
79
Thiăgianăsấyă(h)
O2 - O3
Mậtăđ(g/cm³)ă(density)
1,15

Bảng 1.1: Các thuộc tính ca nhựa ẫẫ


GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 16

1.5. CÁC
1.5.1.ăCáchătipăcận
Sửădngăphngăphápăđnhălngătrongăquáătrìnhătínhătoán,ăphơnătíchăquáătrìnhă
giaănhiệtăktăhpăviăthcănghiệmănhằmăkimăchngăsăthayăđổiăcaăđăbnăđngă
hàn.
1.5.2.ăPhngăphápănghiênăcu
a. ẫhương pháp thu thập và tổng hợp tài ệiu:
Thuăthập,ăphơnătíchă vƠă biênă dchă tƠiă liệuă liênă quană tiă kỹăthuậtă giaănhiệtăchoă
khuônăphunăépănha:ăđmăboătínhăđaădng,ăđaăchiuăvƠătậnădngăđcăcácăktă
quăcaăcácănghiênăcuămiănhất,ăphùăhpăviăniădungănghiênăcuăcaăđătƠi
b. ẫhương pháp phân tích thực nghim:
- DaătrênăcácăktăquăvƠăthấtăbiătrongăthcănghiệm,ălaăchọnăđcăcấuăhìnhă
thităbăphùăhp,ătiăuăhóaăđcăquyătrìnhăthuăthậpăktăquăthíănghiệm.
- Ễpădngăquyătrìnhăthíănghiệm trên các thităkăkhácănhauăcaăhệăthngăgiaă
nhiệtăccăb










GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 17


Niădungănghiênăcuă(trình bày dưới dạng đề cương nghiên cu chi tiết)
 ThuăthậpăvƠăphơnătíchătƠiăliệuăvăkỹăthuậtăđiuăkhinănhiệtăđăchoăkhuônă
phunăépăgồmă2ănhómăchính:
o Giiănhiệtăchoăkhuôn
o Giaănhiệtăchoăkhuôn
 Tìmă hiuă cácă yêuă cuă vă ktă cấuă khuônă ngă viă phngă phápă điuă
khinănhiệtăđăccăb
 PhơnătíchăvƠăđăxuấtăcácăthităkăchoăhệăthngăgiaănhiệtăccăb
 Thíănghiệmănhằmăkimăchngăcácăktăquăphơnătích.
 Thíănghiệmă trênă cácă mẫuă kéoă đánhă giá nhă hngă caă cácă thôngă să
phunăépăđnăđăbnăkéoăcaăđngăhƠn.










GVHD:ăTS.PhmăSnăMinh

HVTH:ăPHMăMINHăĐĔNG 18



 ng hàn

Khuytătậtă dngă đngă hƠnă thngă xuấtăhiệnătrongăquáătrìnhăphună épă cácă snă
phmănha,ăđặcăbiệtăviăcácăsnăphmăcóăcấuătrúcăphcătp.ăNgoƠiăra,ănuăphunăépă
viănhiuăvậtăliệuă khácănhauătrongăcùngă chuăkỳ,ăsnăphmă cũngă să dădƠngămắcă
khuytătậtăđngăhƠn.ăTheoăđnhănghĩaăcaăD.V.RosatoăandăMarieneăG.Rosato
[16],
trongăquáătrìnhăphunăép,ăkhiăhaiăhayănhiuădòngănhaă(meltăstream)ăgặpănhau,ătiăvă
tríătipăxúcăcaăcácădòngănhaănƠy,ăđngăhƠnăsăxuấtăhiện.ăĐăbnăcaăđngăhƠnă
cóănhăhngătrcătipăđnăđăbnăcaăsnăphmănha,ămtăsănghiênăcuăvăđngă
hƠnăcaăsnăphmănha,ăđăbnăcaăsnăphmănhaăđcăquytăđnhăchăyuăbiăđă
bnăcaăđngăhƠnătrênăsnăphmăđó
Mtăsănghiênăcuăkhác,ănhiệtăđănhaă(meltătemperature)ăđcădăcậpăđnănhă
mtătrongănhngăyuătăcóănhăhngămnhăđnăđăbnăcăđngăhƠn.ăKhiăphunăépă
viănhiệtăđănhaăcao,ăkhiăcácădòngănhaă(meltăstream)ăgặpănhauătiăcácăvătríătrongă
lòngăkhuôn,ănhiệtăđătiăvătríătipăxúcăsăcaoăhn,ădoăđó,ăđăktădínhăcaănhaătiăvă
tríăđngăhƠnăsăđcănơngăcao.ăTuyănhiên,ănhiệtăđănhaăđcăgiiăhnăbiăcácăgiáă
trălnănhất.ăNuăphunăépăviănhiệtăđăcaoăhnăgiáătrăgiiăhnănƠy,ăvậtăliệuănhaăsă
băphơnărƣ,ăhoặcăcácăliăphunăépăkhácăsăxuấtăhiện.ă(Bngă2-1) trìnhăbƠyămtăsăgiáă
trăgiiăhnăcaănhiệtăđănhaăngăviămtăsăloiăvậtăliệuăthôngădngăđcăsửădngă
trong quá trình phun ép.