NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của PHƯƠNG PHÁP GIA NHIỆT BẰNG KHÍ NÓNG đến KHẢ NĂNG điền đầy LÒNG KHUÔN sản PHẨM NHỰA DẠNG THÀNH MỎNG

M CL C
Trang t a

TRANG

Quy t đ nh giao đ tài
LỦ l ch khoa học ........................................................................................................... i
L i cam đoan ............................................................................................................. iii
L i c m t ................................................................................................................... iv
Tóm tắt ........................................................................................................................ v
M c l c .....................................................................................................................vii
Danh sách các từ vi t tắt và kỦ hi u ........................................................................... xi
Danh sách hình nh ................................................................................................. xiii
Danh sách b ng bi u ............................................................................................. xviii
Ch

ng 1:T NG QUAN .......................................................................................... 1

1.1.

Tổng quan chung ........................................................................................... 1

1.1.1.

Công ngh ép phun . ...................................................................................... 1

1.1.2.

Ph ơng pháp gia nhi t cho khuôn phun ép bằng khí nóng ........................... 2

1.2.

Đ t v n đ ...................................................................................................... 4

1.3.

Tình hình nghiên c u. .................................................................................... 5

1.4.

M c đích nghiên c u ................................................................................... 10

1.5.

Nhi m v và gi i h n đ tài ......................................................................... 10

1.6.

Ph ơng pháp nghiên c u. ............................................................................ 12

Ch

ng 2:C

S

Lụ THUY T ............................................................................ 14

2.1.

Tổng quan v khuôn ép nh a ...................................................................... 14

2.1.1.

Khái ni m chung v khuôn .......................................................................... 14

Trang vii


2.1.2.

K t c u chung 1 b khuôn ........................................................................... 14

2.1.3.

Phân lo i khuôn ép phun ............................................................................. 16

2.2.

Tổng quan v vật li u nh a sử d ng trong công ngh ép phun ................... 20

2.2.1.

Polymer ........................................................................................................ 21

2.2.2.

Phân lo i ...................................................................................................... 21

2.2.3.

Các tính ch t c a Polymer ........................................................................... 22

2.2.4.

Nh a sử d ng làm thí nghi m ..................................................................... 26

2.2.4.1. PP (Polypropylene) ...................................................................................... 26
2.2.4.2. ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)....................................................... 28
2.3.

LỦ thuy t truy n nhi tμ ................................................................................ 29

2.3.1.

Các ph ơng th c trao đổi nhi t ................................................................... 29

2.3.1.1. Dẫn nhi t...................................................................................................... 30
2.3.1.2. Trao đổi nhi t đ i l u .................................................................................. 32
2.3.1.3. Trao đổi nhi t b c x ................................................................................... 33
2.3.2.

Truy n nhi t ................................................................................................. 36

2.3.2.1. Kháini m: .................................................................................................... 36
2.3.2.2. Truy n nhi t đẳng nhi tquat

ng phẳng .................................................... 36

2.3.2.3. Truy n nhi t đẳng nhi tquat

ng ng ......................................................... 37

Ch

ng 3: PH

NG PHÁP THệ NGHI M VÀ MỌ PH NG ......................... 38

3.1.

Mô hình thí nghi m ..................................................................................... 38

3.1.1.

Mô hình Modun gia nhi t cho khuôn .......................................................... 38

3.1.2.

Nguyên lỦ ho t đ ng c a Modun gia nhi t. ................................................ 42

3.1.3.

Gi i thi u b khuôn thí nghi mμ .................................................................. 43

3.1.4.

K t c u khuôn .............................................................................................. 44

Trang viii

3.1.5.

Thi t k ch t o kh i insert cho khuôn ........................................................ 49

3.2.

Phân tích gia nhi t trên ph n m m chuyên d ng ......................................... 52

3.2.1.

Gi i thi u modun phân tích gia nhi t ph n m m ANSYS CFX ................. 52

3.2.2.

Phân tích gia nhi t trên ph n m m .............................................................. 53

3.3.

Thí nghi m ................................................................................................... 57

3.3.1.

Thí nghi m gia nhi t và đo nhi t đ t m insert c a khuônμ ........................ 57

3.3.1.1 Các thi t b và quy trình th c hi n .............................................................. 57
3.3.1.2 Thí nghi m đo nhi t cho t m insert ............................................................. 60
3.3.2.

Thí nghi m ép nh a ..................................................................................... 60

3.3.2.1. Thi t b thí nghi m ...................................................................................... 60
3.3.2.2. Qui trình th c hi n ép nh a ......................................................................... 60
3.3.2.3. Thí nghi m ép .............................................................................................. 61
Ch

ng 4: K T QU VÀ PHỂN TệCH ............................................................... 63

4.1.

K t qu , phân tích mô ph ng và thí nghi m đo nhi t .................................. 63

4.1.1.

Mô ph ng ..................................................................................................... 63

4.1.2.

Thí nghi m gia nhi t .................................................................................... 67

4.1.3.

So sánh nhi t c a mô ph ng và thí nghi m đo ............................................ 72

4.2.

K t qu , phân tích thí nghi m ép ................................................................. 76

4.2.1.

S n ph m nh a PP. ...................................................................................... 76

4.2.2

S n ph m nh a ABS. ................................................................................... 81

Ch

ng 5: K T LU N VÀ H

NG PHÁT TRI N .......................................... 86

5.1.

K t qu đ t đ ợcμ ........................................................................................... 86

5.2.

ụ nghĩa th c ti n c a đ tài. ........................................................................... 86

5.3.

H

ng phát tri n c a đ tài. ............................................................................ 87

Trang ix


TÀI LI U THAM KH O ...................................................................................... 88

PH L C ................................................................................................................. 90

Trang x


DANH SÁCH CÁC CH
MỌ̣T SỌ́ KÝ HIệ̉U
Q :Nhi tl ợng
μH s dẫnnhi t
F:Di n tích b m tvuônggóc v iph ơngdẫnnhi t
τμTh igian
tT:Nhi tđ c avậtth
tL:Nhi tđ c al uch t(ch tl ngho c khí)
α:H s c pnhi t (h s tỷl )
dF:Di ntích
dτ:Th igian
E0:C

ngđ b cx

T:Nhi tđ tuy tđ ic a vậtth
C0:H s b cx c a vậtđentuy tđ i.
KRμ Gọilàh s truy n nhi ttrongt

ng ng.

�b : Gi i h n b n

e: Đ bi n d ng t ơng đ i
E: Modun đàn hồi

PP: Polypropylene
ABS:Acrylonitrin Butadien Styren
PTFE: Polytetraflouroethylene
PE: Polyethylene

PVC: Polyvinylclorua

Trang xi

VI T T C


PS: Poly Styrene
PF: Phenol-Formaldehyt
PU: Polyurethane
PC: Polycarbonate
PA: Poly Amid
PPO: Polyphenyleneoxide
PA6: Polyamide 6
PA66: Polyamide 6
LDPE: Low Density Poli Etilen
HDPE: Hight Density Poli Etilen
MDPE: Medium Density Poli Etilen
PBT: Polybutylene Terephalate
PET: Poly Ethylene Terephthalate
POM: Poly Oxymethylene – Acetal

Trang xii

DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH
Hình 1.1: Máy ép phun

TRANG
2

Hình 1.2μ Ph ơng pháp gia nhi t bằng khí

3

Hình 1.3μ Các s n ph m nh a

4

Hình 1.4μ S n ph m không đi n đ y

5

Hình 1.5μ So sánh th i gian m t chu kỳ gia/gi i nhi t bằng khí và bằng n

c gi i

nhi t khác

6

Hình 1.6μ So sánh các thay đổi nhi t đ do gia nhi t bằng khí và n

c nóng. (m t

chu kỳ nóng / làm mát).

7

Hình 1.7μ nh h

ng c a nhi t đ khuôn đ n kh năng đi n đ y lòng khuôn

8

Hình 1.8μ nh h

ng c a t c đ dòng ch y phun t i đ nhám b m t trong đúc ép

phun khuôn thành m ng

9

Hình 1.9μ L u đồ nhi m v th c hi n đ tài

11

Hình 2.1μ Khuôn âm và khuôn d ơng

14

tr ng thái đóng.

Hình 2.2μ K t c u c a b khuôn.

15

Hình 2.3μ C u t o khuôn 2 t m

17

Hình 2.4μ Khuôn 3 t m 2 lòng khuôn

18

Hình 2.5μ C u t o phân tử nh a PP

26

Hình 2.6μ C u t o phân tử nh a ABS

28

Hình 2.7 μ Nguyên lỦ dẫn nhi t

31

Trang xiii


Hình 2.8: T a nhi t đ i l u

32

Hình 2.9aμ Truy n nhi t đ i l u t nhiên,

33

Hình 2.9b: Truy n nhi t đ i l u c ỡng b c

33

Hình 2.10:Truy n nhi t b c x

34

Hình 2.11μ Truy n nhi t đẳng nhi t qua t

ng phẳng

36

Hình 2.12μ Truy n nhi t đẳng nhi t qua t

ng ng

37

Hình 3.1μ B phận gia nhi t

40

Hình 3.2μ T m d

40

i

Hình 3.3μ T m trung gian

41

Hình 3.4μ T m trên

41

Hình 3.5μ Đi n tr đ t nóng công su t 200 W

41

Hình 3.6μ B phận đi u khi n

42

Hình 3.7μ Ki u khuôn FUTABA SC.

43

Hình 3.8μ T m kẹp trên

44

Hình 3.9μ T m kẹp d

i

45

Hình 3.10: Khuôn cái

46

Hình 3.11μ Khuôn đ c

47

Hình 3.12μ G i đỡ

47

Hình 3.13μ T m gi và ty đ y

48

Trang xiv


Hình 3.14μ T m đ y

48

Hình 3.15μ B khuôn hoàn ch nh

49

Hình 3.16μ Quá trình gi m áp c a dòng nh a

50

Hình 3.17: Kh i insert sau khi thi t k

51

Hình 3.18: Kh i insert sau khi gia công

51

Hình 3.19μ Mô ph ng dòng ch y c a khí

52

Hình 3.20μ Ti n trình gi i bái toán ANSYS – CFX

52

Hình 3.21μ Giao di n c n th c hi n c a CFX

53

Hình 3.22μ Kh i đ ng ph n m m

53

Hình 3.23μ Trình t thi t lập mô đun tính toán

54

Hình 3.24: Mô hình bài toán phân tích nhi t

54

Hình 3.25μ Chia l

55

i trong phân tích mô hình bài toán

Hình 3.26μ Bài toán sau khi đ ợc thi t lập

56

Hình 3.27: Bài toán khi phân tích trên ph n m m

56

Hình 3.28μ K t qu đ t đ ợc sau khi phân tích trên ph n m m

57

Hình 3.29μ Máy ép nh a dùng trong thí nghi m

58

Hình 3.30μ Thi t b đo nhi t đ bằng dây c m bi n

58

Hình 3.31μ V trí c a khuôn trong quá trình gia nhi t

59

Hình 3.32μ Các v trí đo nhi t đ

60

Trang xv


Hình 4.1μ Phân b nhi t đ t i lòng khuôn v i th i gian gia nhi t khác nhau và
nhi t đ kh i gia nhi t 200 0C

63

Hình 4.2μ Phân b nhi t đ t i lòng khuôn v i th i gian gia nhi t khác nhau và
nhi t đ kh i gia nhi t 250 0C

64

Hình 4.3μ Phân b nhi t đ t i lòng khuôn v i th i gian gia nhi t khác nhau và
nhi t đ kh i gia nhi t 300 0C

64

Hình 4.4μ Phân b nhi t đ t i lòng khuôn v i th i gian gia nhi t khác nhau và

nhi t đ kh i gia nhi t 350 0C

65

Hình 4.5μ Phân b nhi t đ t i lòng khuôn v i th i gian gia nhi t khác nhau và
nhi t đ kh i gia nhi t 400 0C

65

Hình 4.6μ Thay đổi c a nhi t đ t i 4 đi m trên b m t lòng khuôn trong quá trình
gia nhi t

69

Hình 4.7μ Thay đổi c a nhi t đ t i 4 đi m trên b m t lòng khuôn trong quá trình
gia nhi t

69

Hình 4.8μ Thay đổi c a nhi t đ t i 4 đi m trên b m t lòng khuôn trong quá trình
gia nhi t

70

Hình 4.9μ Thay đổi c a nhi t đ t i 4 đi m trên b m t lòng khuôn trong quá trình
gia nhi t

70

Hình 4.10μ Thay đổi c a nhi t đ t i 4 đi m trên b m t lòng khuôn trong quá trình

gia nhi t

71

Hình 4.11μ So sánh nhi t đ gi a đo thí nghi m đ ợc và mô ph ng t i v trí 1

74

Hình 4.12μ So sánh nhi t đ gi a đo thí nghi m đ ợc và mô ph ng t i v trí 2

74

Hình 4.13μ So sánh nhi t đ gi a đo thí nghi m đ ợc và mô ph ng t i v trí 3

75

Trang xvi


Hình 4.14μ So sánh nhi t đ gi a đo thí nghi m đ ợc và mô ph ng t i v trí 4

75

Hình 4.15μ Chi u dài dòng ch y nh a v i chi u dày dòng ch y 0,2 mm và nhi t đ
khuôn thay đổi từ 300C đ n 1500C

77

Hình 4.16μ Chi u dài dòng ch y nh a v i chi u dày dòng ch y 0,4 mm và nhi t đ
khuôn thay đổi từ 300C đ n 1500C

78

Hình 4.17μ Chi u dài dòng ch y nh a v i chi u dày dòng ch y 0,6 mm và nhi t đ
khuôn thay đổi từ 30 0C đ n 150 0C

79

Hình 4.18μ So sánh kh năng đi n đ y lòng khuôn c a s n ph m nh a thành m ng
v i vật li u PP

80

Hình 4.19μ Chi u dài dòng ch y nh a v i chi u dày dòng ch y 0,2 mm và nhi t đ
khuôn thay đổi từ 30 0C đ n 150 0C

81

Hình 4.20μ Chi u dài dòng ch y nh a v i chi u dày dòng ch y 0,4 mm và nhi t đ
khuôn thay đổi từ 30 0C đ n 150 0C

83

Hình 4.21μ Chi u dài dòng ch y nh a v i chi u dày dòng ch y 0,6 mm và nhi t đ
khuôn thay đổi từ 30 0C đ n 150 0C

84

Hình 4.22μ So sánh kh năng đi n đ y lòng khuôn c a s n ph m nh a thành m ng
v i vật li u ABS

85

Trang xvii


DANH SÁCH CÁC B NG
B NG

TRANG

B ng 2.1: Tỷ trọng m t s ng nguyên li u nh a thông d ng

24

B ng 2.2:B ng tra h s co rút c a m t s lo i nh a

24

B ng 3.1: Thông s kỹ thuật c a máy nén khí thí nghi m.

39

B ng 3.2: Thông s mô ph ng trên ph n m m

55

B ng 4.1: K t qu mô ph ng nhi t đ t i 4 v trítrên b m t lòng khuôn

66

B ng 4.2: K t qu đo nhi t đ th c t t i 4 v trí trên b m t lòng khuôn

67

B ng 4.3: Tổng hợp s li u gi a thí nghi m th c t và mô ph ng

72

B ng 4.4: K t qu ép nh a PP chi u dày 0,2 mm

77

B ng 4.5: K t qu ép nh a PP chi u dày 0,4 mm

78

B ng 4.6: K t qu ép nh a PP chi u dày 0,6 mm

79

B ng 4.7: K t qu ép nh a ABS chi u dày 0,2 mm

81

B ng 4.8: K t qu ép nh a ABS chi u dày 0,4 mm

82

B ng 4.9: K t qu ép nh a ABS chi u dày 0,6 mm

83

Trang xviii


Ch

ng 1

T NG QUAN
1.1. T ng quan chung
1.1.1. Công ngh ép phun (Injection molding - British English: moulding).
Công ngh ép phun là công ngh phun nh a nóng ch y, đ ợc đ nh l ợng
chính xác vào trong lòng m t khuôn đóng kín v i áp l c cao, t c đ nhanh, sau m t
th i gian ngắn s n ph m đ ợc đ nh hình và s n ph m đ ợc l y ra ngoài. Ti p t c
m t chu kỳ ti p theo cho s n ph m th hai. Th i gian từ lúc đóng khuôn, phun
nh a, th i gian đ nh hình s n ph m, l y s n ph m ra kh i khuôn, đóng khuôn l i gọi
là m t chu kỳ c a m t l n ép s n ph m.
Ngoài nh ng đ c đi m trên, ph ơng phép ép phun còn có nh ng đ c đi m
sauμ S n ph m gia công khá chính xác theo 3 chi u, vì đ ợc t o hình trong khuôn
kín. Quá trình nh a hóa và t o hình đ ợc th c hi n trong 2 giai đo n riêng bi t,
trong nh ng b phận khác nhau c a máyμ nh a hóa trong xylanh nguyên li u và t o
hình trong khuôn đúc. Quá trình t o hình ch ti n hành sau khi làm khít hai nửa
khuôn l i v i nhau. Tùy theo lo i nguyên li u đúc, ch đ nhi t đ c a khuôn đúc
khác nhau.
Đ i v i nh a nhi t dẻo, nhi t đ c a khuôn th p hơn nhi t đ nh a l ng. Đ i
v i nh a nhi t rắn, nhi t đ khuôn cao hơn nhi t đ c a nh a l ng. Vùng t o hình
c a khuôn đư đ ợc l p đ y nguyên li u thì khuôn m i ch u tác d ng l c c a pittong
đúc gián ti p qua nh a l ng. Năng su t c a ph ơng pháp đúc d

theo kích th

i áp su t cao, tùy

c và hình d ng c a s n ph m chu kỳ đúc có th thay đổi từ m y giây

đ n m y ch c phút. Gia công bằng ph ơng đúc d

i áp su t ti t ki m đ ợc nhi u

nguyên li u, đồng th i công đo n hoàn t t cũng ít t n th i gian. Quá trình đúc d

i

áp su t không ổn đ nh v nhi t đ và áp su t. Quá trình s n xu t ra s n ph m có
ch t l ợng cao, s n l ợng t i đa và rút ngắn chu kỳ s n xu t s n ph m là 2 v n đ
l n c a kỹ thuật công ngh ép phun.

Trang 1


Hình 1.1: Máy ép phun


u đi mμ

 T o ra nh ng s n ph m có hình d ng ph c t p tùy Ủ.
 T o ra nh ng s n ph m có th tích l n v i t c đ cao.
 Trên cùng m t s n ph m hình d ng gi a m t trong và m t ngoài có th
khác nhau.

 Kh năng t đ ng hóa và chi ti t có tính l p l i cao.
 S n ph m sau khi ép phun có màu sắc phong phú và đ nh n bóng b m t
cao nên không c n gia công l i.
 Phù hợp cho s n xu t hàng kh i và đơn chi c.
 Nh ợc đi mμ
 Máy ép, thi t b và các thi t b ph trợ đắt (chi phí cao).
 Khó ki m soát nhi t đ , đ nh t, áp su t trong quá trình ép phun.
 Đi u khi n quá trình khó khăn, máy móc không ph i luôn ho t đ ng t t.
1.1.2. Ph

ng pháp gia nhi t cho khuôn phun ép bằng khí nóng

Ph ơng pháp gia nhi t cho khuôn phun ép bằng khí nóng là ph ơng pháp
hoàn toàn m i, đ ợc ch t o thử đ u tiên

Vi t Nam. Ph ơng pháp này th c hi n

nh sauμ không khí đ ợc nén trong máy nén t o áp l c, sau khi ra kh i máy nén khí
đ ợc đi qua kh i thép đư đ ợc nung nóng. Khí đ ợc nung nóng trong kh i thép này,

Trang 2


khi khí đi ra kh i kh i gia nhi t đ ợc phun tr c ti p lên b m t khuôn đ gia nhi t
b m t khuôn.
u đi m c a ph ơng pháp nàyμ


-

Gia nhi t nhanh chóng, linh ho t, nhi u v trí.

-

H th ng đơn gi n, và có th t đ ng hóa.

 Nh ợc đi mμ
- C n áp su t khí nén ổn đ nh
- Môi tr

ng làm vi c ồn ào

- T n th i gian cho m i chu kì ép vì module c n ph i di chuy n.

Đầu phun
Khuôn thí nghi m

Kh i gia nhi t

ôn
B
ph n

nghi m

nhi t

Hình 1.2: Ph ơng pháp gia nhi t bằng khí

Trang 3

1.2. Đặt vấn đ
S n ph m nh a hi n nay r t đa d ng, từ đơn gi n đ n ph c t p, từ kích th
l n đ n kích th

c

c nh . V i s phát tri n nh hi n nay c a xư h i, yêu c u m i v i

công ngh phun ép luôn đ ợc đ t ra,m t trong nh ng yêu c u c p thi t nh t làμ ch
t o các s n ph m nh a bằng công ngh ép phun v i b dày

nh hơn 1 mm ph c

v cho các chip sinh học, các thi t b quang họcầ

Hình 1.3μ Các s n ph m nh a
Trong quá trình nh ađi n vào khuôn v i s n ph m thành m ng, nh ng l p
nh a ti p xúc v i thành c a khuôn(b m t khuôn
trình đông l i

nhi t đ th p) s đông l i. Quá

b m t ti p xúc v i khuôn s làm gi m áp l c c a dòng nh a làm

cho nh a không đi n đ y đ ợc lòng khuôn.

Trang 4

Hình 1.4μ S n ph m không đi n đ y
Đ khắc ph c đ ợc tình tr ng đó c n tăng nhi t đ b m t lòng khuôn ti p
xúc v i nh a lên m t nhi t đ t i u qua đó làm cho quá trình đông đ c l p nh a
ti p xúc v i khuôn gi m mà không làm cho quá trình gi i nhi t sau khi quá trình ép
tăng lên.
Hi n nay có r t nhi u ph ơng pháp gia nhi t cho b m t cho khuôn nh μ gia
nhi t bằng ch t l ng, gia nhi t bằng đi n, gia nhi t bằng khí nóng...
Trong đó ph ơng pháp gia nhi t bằng ch t l ng và gia nhi t bằng đi n có
nh ng u đi m nh t đ nh và nh ng khuy t đi m nh μ sau quá trình ép phun c n gi i
nhi t v i th i gian t ơng đ i dài, yêu c u k t c u khuôn ph c t p.
Đ i v i ph ơng pháp gia nhi t bằng khí nóng có r t nhi u u đi m nh có
th gia nhi t linh ho t

nhi u v trí, quá trình gia nhi t x y ra nhanh và các thi t b

đơn gi n nên có th t đ hóa đ ợc. Vì vậy tác gi chọn đ tàiμ
“Nghiên cứuảnh hưởng của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng đến khả
năng điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng”.
1.3. Tình hình nghiên c u.
1. Development of Gas-Assisted Dynamic Mold Temperature Control
System and Its Application for Micro Molding.(Shia-Chung Chen, Jen-An Chang,
Ying-Chieh Wang, Chun-Feng Yeh.. ANTEC. Page, pp 2208-2212, 2008)

Trang 5


K t qu đ t đ ợcμ Vi c gia nhi t và gi i nhi t từ 600C đ n 1000C, 1100C,
1200C và tr v 600C bằng khí có th i gian c a 1 chu kỳ ngắn hơn so v i dùng n

c

gia nhi t và gi i nhi t cho khuôn.

Hình 1.5μ So sánh th i gian m t chu kỳ gia/gi i nhi t bằng khí
và bằng n

c gi i nhi t khác

2. Feasibility evaluation of gas-assisted heating for mold surface temperature
controlduring injection molding process.(Shia-Chung Chen, Rean-Der Chien, SuHsia Lin, Ming-Chung Lin, Jen-An Chang Shia-Chung Chen, Rean-Der Chien,
Su-Hsia Lin, Ming-Chung Lin. International Communications in Heat and Mass
Transfer, vol 36. Page, pp 806-812, 2009)
K t luậnμvi c gia nhi t bằng khí nóng có t c đ tăng nhi t b m t khuôn từ
600C lên 1200C trong vòng 2 giây ( nghĩa là t c trung bình là 300C /giây) và c n
34 giây đ tr v 600C. Trong khi dùng các ch t làm l nh khác ph i m t t i 267
giây đ th c hi n m t chu trình.

Trang 6


Hình 1.6: So sánh các thay đổi nhi t đ do gia nhi t bằng khí và
n

c nóng. (m t chu kỳ nóng / làm mát).

Theo nghiên c u này, ng d ng cho b m t khuôn bằng t m nikenl là đ t
hi u qu cao nh t và có th

ng d ng trong công nghi p.

3. A study on the micro-injection molding ofmulti-cavity ultra-thin parts. (S.Y. Yang,S.-C. Nian, S.-T. Huangand Y.-J. Weng. Polymers Advances
Technologies, 2011)

Trang 7


K t qu đ t đ ợcμ

Hình 1.7μ nh h

ng c a nhi t đ khuôn đ nkh năng đi n đ y lòng khuôn

4. Analysis for microstructure of microlens arrays on micro-injection
molding by numerical simulation. (Yung-Kang Shen, Chiung-Fang Huang, YuSheng ShenSung-Chih Hsu, Ming-Wei Wu. International Communications in Heat
and Mass Transfer, 2008.)
5. Analysis of morphology and performance of PP microstructures
manufactured by micro injection molding (K. F. Zhang, Zhen Lu.. Microsyst
Technol, 2008)
6. Variable Mold Temperature to Improve Surface Quality of Microcellular
Injection Molded Parts Using Induction HeatingTechnology.(Shia-Chung Chen,
Yu-Wan Lin, Rean-Der Chien, Hai-Mei Li. Advances in Polymer Technology,
Vol. 27, No. 4, 224–232 (2008))

Trang 8


K t qu đ t đ ợcμ Nhi t đ khuôn cao hơn, nhi t đ nóng ch y cao hơn và
t c đ phun nhanh hơn t t c s nâng cao ch t l ợng b m t c a siêu vi ph n ép
phun. Các đ nhám b m t c a chi ti t đúc có th đ ợc gi m từ 25 m đ n 6.5 m

v i s gia tăng nhi t đ khuôn từ 1000C đ n 1600C. Tuy nhiên, khi nhi t đ đ t
đ n m t m c quan trọng c a giá tr kho ng 180 0C, đ nhám trung bình b m t c a
m t ph n đúc ti n v m c kho ng 5 m. Đồng th i, các ph n bọt nh a PC có th
đ ợc lo i b hoàn toàn n u nhi t đ khuôn cao hơn 1600C.

Hình 1.8: nh h

ng c a t c đ dòng ch y phun t i đ nhám b m t trong
đúc ép phun khuôn thành m ng

7. Investigation of

micro-injection moulding: Factors

affecting the

replication quality (B. Sha, S. Dimov, C. Griffiths, M.S. Packianather.. Journal of
Materials Processing Technology 183, 284–296 (2007))
8. Simulation and verification on rapid mold surface eating/cooling using
electromagnetic induction technology (Shia-Chung Chen*, Wen-Ren Jong, Jen-An
Trang 9


Chang and Hsin-Shu Peng.. 4th International Conference on Heat Transfer, Fluid
Mechanics and Thermodynamics Cairo, Egypt, 2005)
9. Rapid Mold Surface Heating/Cooling Using Electromagnetic Induction
Technology. (S. C. Chen, H. S. Peng, J. A. Chang and W.R. Jong. Department of
Mechanical Engineering, Chung Yuan Christian University, Taiwan, ROC.)
1.4. M c đích nghiên c u:
M c đích nghiên c u c a đ tài“Nghiên cứuảnh hưởng của phương pháp gia

nhiệt bằng khí nóng đến khả năng điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành
mỏng”là:
- ng d ng lỦ thuy t truy n nhi t trong nghiên c u và ti n hành thí nghi m
th c t gia nhi t cho khuôn k t hợp v i mô ph ng nhi t đ trên ph n m m ANSYS
đ so sánh.
- Sử d ng các k t qu các thí nghi m ép các lo i nh a khác nhau

nh ng

nhi t đ b m t khuôn khác nhau cùng v i nh ng b dày t ơng ng đ phân tích
nh h

ng c a nhi t đ t i kh năng đi n đ y lòng khuôn.
- Qua các k t qu đ t đ ợc từ nh ng thí nghi m có th xác đ nh đ ợc nh ng

nhi t đ t i u cho nh ng b dày khác nhau v i từng lo i nh a nh t đ nh.
1.5. Nhi m v vƠ gi i h n đ tƠi:
 Nhi m v đ tàiμ
Đ th c hi n đ tài này tác gi đư ti n hành các nhi m v nh sauμ

Trang 10


CÁC BƯỚC NGHIÊN CỨU

ụT

NG THệ NGHI M

MÔ HÌNH GIA

NHI T

THI T K MÔ
HÌNH THÍ
NGHI M

THệ NGHI M
GIA NHI T

QUÁ TRÌNH
THệ NGHI M

THệ NGHI M
ÉP NH A

QUÁ TRÌNH
THệ NGHI M
ÉP

CHU N B
THệ NGHI M

ĐI U KHI N
KH I GIA
NHI T T I V
TRệ C N

CHU N B
THệ NGHI M

GIA NHI T
CHO B M T
KHUÔN

GÁ Đ T
THI T B

PHUN KHÍ
GIA NHI T

GÁ Đ T
THI T B

ĐịNG
KHUÔN VÀ
ÉP NH A

CẨI Đ T
THÔNG S
THệ NGHI M

ĐK KH I GIA
NHI T V V
TRệ C

CẨI Đ T
THÔNG S
THệ NGHI M

M KHUÔN

VẨ L Y S N
PH M

MÔ HÌNH
KHUÔN ÉP

ĐO NHI T Đ
VẨ GHI K T
QU

PHÂN TÍCH
K T QU THệ
NGHI M

Hình 1.9: L u đồ nhi m v th c hi n đ tài
- Th c hi n vi c thi t k ch t o khuôn thí nghi m và b gia nhi t khí nóng
cho khuôn thí nghi m.
- Th c hi n vi c phân tích nhi t b m t khuôn trên ph n m m ANSYS.
- Ti n hành thí nghi m đo đ t nhi t đ b m t khuôn đồng th i so sánh v i
k t qu phân tích ANSYS.
Trang 11


- Th c hi n ép nh a cho 2 lo i nh a

nh ng b dày khác nhau

nh ng

nhi t đ khác nhau.

- Ti n hành phân tích k t qu đ a ra k t luận.
 Gi i h n đ tàiμ
Đ tài đ ợc gi i h n trong các đi u ki n nh sau:
- Áp d ng cho vật li u nh a PP(Polypropylen ), nh a ABS.
- Kích th

t s n ph m ép làm thí nghi m có kích th

c r ng 12mm, chi u

dài 175mm. Chi u dày s n ph m kh o sát là 0,2mm; 0,4mm; 0,6mm.
- Các nhi t đ b m t khuôn đ kh o sát s

nh h

ng đ n chi u dài làμ 300C,

600C, 900C, 1200C, 1500C.
- Ti n hành phân tích nhi t trên ph n m m ANSYS v i th i l ợng t i đa
giây. Các phân tích này th c hi n theo b

30

c th i gian phân tích là 5 giây.

- Thí nghi m trong đi u ki n nhi t đ phòng là 300C
- Kh o sát th i gian gia nhi t cho khuôn bằng khí nóng đ đ a ra k t qu
ph c v cho công vi c gia nhi t b m t khuôn khi thí nghi m. Thí nghi m phun khí
gia nhi t t i 60 giây, b

c th i gian kh o sát là 5 giây.

- Xác đ nh chi u dài c a s n ph m nh a ng v i các nhi t đ b m t khuôn
khác nhau, th c hi n ép nh a trên máy ép phun t i phòng thí nghi m khuôn m u,
tr

ng Đ i học S ph m Kỹ thuật TP HCM.

1.6. Ph

ng pháp nghiên c u.

Đ tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng đến
khả năng điền đầy lòng khuôn sản phẩm nhựa dạng thành mỏng”th c hi n bằng
nh ng ph ơng pháp nghiên c u sauμ
- Nghiên c u lỦ thuy t:nghiên c u các lỦ thuy t v công ngh ép phun, lỦ
thuy t truy n nhi t và lỦ thuy t v vật li u nh a. Mô ph ng gia nhi t trên ph n
m m.
- Nghiên c u, thí nghi m th c ti nμ ti n hành các thí nghi m liên quan nh
thí nghi m gia nhi t và thí nghi m ép phun.

Trang 12


- Ph ơng pháp phân tíchμ k t hợp lỦ thuy t và th c nghi m đ phân tích các
v n đ đư thu thập đ ợc. Phân tích nh ng d li u th c nghi m đ a ra k t qu
nghiên c u theo các đi u ki n ban đ u.

Trang 13