Ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn phun ép đến độ co rút của sản phẩm nhựa dạng tấm
ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ KHUÔN PHUN ÉP ĐẾN ĐỘ CO RÚT CỦA SẢN PHẨM
NHỰA DẠNG TẤM
EFFECT OF MOLD TEMPERATURE TO SHRINKAGE OF FLAT PLASTIC PRODUCT
Đỗ Thành Trung1, Huỳnh Chí Linh2
1Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
2Trường cao đẳng nghề Cần Thơ
TÓM TẮT
Trong công nghệ đúc phun, nhiệt độ khuôn có ảnh hưởng lớn đến độ co rút của sản phẩm
dẫn đến sự sai lệch về hình dạng và kích thước nhất là với các sản phẩm thành mỏng, sản phẩm
dạng tấm. Các nghiên cứu liên quan hầu hết đều tập trung nghiên cứu độ co rút của sản phẩm ở
mức nhiệt độ khuôn khoảng 400C – 1200C, trong khi đó ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn ở các
mức nhiệt thấp hơn nhiệt độ môi trường chưa được đánh giá đầy đủ.
Bài báo này được thực hiện nhằm đánh giá co rút của mẫu sản phẩm nhựa dạng tấm dày
1,5mm khi dẫn nước có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường từ 50C - 250C, và nước có nhiệt độ
cao hơn nhiệt độ môi trường từ 300C - 900C qua kênh dẫn của khuôn ép để thay đổi nhiệt độ
khuôn, trong khi các thông số phun ép còn lại được giữ không đổi. Các giá trị nhiệt độ khuôn đạt
được tương ứng được ghi nhận trước khi tiến hành thí nghiệm phun ép. Số liệu thực nghiệm sẽ
được phân tích để làm cơ sở kết luận của thí nghiệm. Đồng thời quá trình mô phỏng trên phần
mềm cũng được thực hiện để so sánh với kết quả thực nghiệm. Kết quả thực nghiệm cho thấy giá
trị co rút kích thước của sản phẩm tăng theo đường bậc 2 khi thay đổi nhiệt độ nước trong kênh
dẫn lần lượt từ 50C đến 900C. Điều này cho thấy khi sử dụng kênh dẫn với nhiệt độ nước thấp
hơn nhiệt độ môi trường có khả năng hạn chế độ co rút của sản phẩm, cụ thể trong phạm vi thí
nghiệm của bài báo cho thấy giá trị co rút của sản phẩm giảm từ 10% đến 16%.
Từ khóa: Công nghệ ép phun; khuôn lanh; nhiệt độ khuôn; điều khiển nhiệt độ khuôn; co
rút và cong vênh.
ABSTRACT
In the injection molding technology, the mold temperature is a great influence on the shrinkage
of the product resulting to deviations in shape and size especially with thin and flat products. The
most relevant studies focused on the shrinkage of the product at a mold temperature of 400C –
1200C, while the effect of mold temperature is lower temperatures than the environment
temperature has not been fully investigated.
This article is effectuated evaluate the shrinkage of 1.5mm thick plastic fat products when
water temperature of 50C - 250C and 300C - 900C, it is led through the cooling channel of the
mold to change the mold temperature while the injection molding parameters are kept constant.
The corresponding mold temperature data were recorded before to injection. Also, the
experimental shrinkage results of ABS plastic product are analyzed, evaluated and compared
with the numerical results. Experimental results show that the warping value of the product
increases with the quadratic equations when the water temperature in the channel changes from
500C to 900C, respectively. This suggests that when using a channel with a lower water
temperature than the environment temperature is possible to limit the shrinkage of the product,
particularly within the scope of the article's experiments showing the warping value of the
product down from 10% to 16%.
Keywords: Injection molding; cool mold; mold temperature; temperature control
injection mold; shinkage and warpage.
nhựa bằng phương pháp phun ép, nhiệt độ bề
mặt lòng khuôn là một trong những thông số
1. GIỚI THIỆU
Trong công nghệ gia công sản phẩm
quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thấp hơn nhiệt độ môi trường còn hạn chế.
sản phẩm nhựa [1], trong đó ảnh hưởng lớn Một nghiên cứu sử dụng phương pháp gia
đến độ co rút và cong vênh của sản phẩm. nhiệt và làm mát bằng xung động nhiệt để xác
Trong một chu kỳ phun ép thì sự co rút bắt đầu định ảnh hưởng của bốn yếu tố: nhiệt độ nước
xuất hiện khi kết thúc giai đoạn điền đầy cho đầu vào, nhiệt độ nóng chảy của polymer,
đến khi nhiệt độ sản phẩm về bằng nhiệt độ nhiệt độ khuôn và thời gian làm mát đến độ
môi trường. Trong giai đoạn giải nhiệt, nhựa cong vênh của sản phẩm ép phun [2]. Kết quả
chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn sự co rút đạt được cho thấy yếu tố thời gian làm mát là
diễn ra mạnh mẽ nhưng bị giới hạn bởi không ảnh hưởng nhiều nhất đến độ cong vênh, yếu
gian lòng khuôn. Sau khi mở khuôn do sự tố ảnh hưởng lớn thứ hai đến độ cong vênh là
chênh lệch nhiệt độ giữa sản phẩm và nhiệt độ nhiệt độ khuôn và nhiệt độ chảy của polymer.
môi trường quá trình co rút tiếp tục diễn ra.
Tương tự Trong nghiên cứu Shia -
Gọi η là yếu tố ảnh hưởng đến độ co rút, ta có:
Chung Chen và các cộng sự đã tìm mối tương
T (T T )
,
quan giữa nhiệt độ khuôn, thời gian chu kỳ và
thời gian trễ của xung làm mát với độ chính
xác độ sâu và độ trùng lặp của rãnh micro trên
đĩa Blu – ray [3, 4]. Thí nghiệm thực hiện trên
4 mức nhiệt độ khuôn 200C, 250C, 350C và
500C cùng với nhiệt độ nước làm mát được
giảm xuống còn 320C nhờ phương pháp xung
động dòng chảy thay vì 400C như phương
pháp thông thường. Các kết quả cho thấy
phương pháp này đã giúp giảm đáng kể độ
cong vênh của đĩa blu – ray và chất lượng các
rãnh micrô trên bề mặt đĩa cũng được cải thiện
đáng kể.
P
R
trong đó:
P : nhiệt độ sản phẩm (0C)
T
R : nhiệt độ môi trường (0C)
T
Giả sử một chu kỳ phun ép có thời gian chu kỳ
20s; nhiệt độ khuôn 2000C; nhiệt độ nước làm
mát ở hai mức: 300C và 150C Ảnh hưởng của
nhiệt độ mở khuôn đến độ co rút của sản phẩm
có thể được thể hiện qua biểu đồ hình 1:
Một nghiên cứu của nhóm tác giả Phạm
Sơn Minh, Đỗ Thành Trung và Lê Võ về ảnh
hưởng của nhiệt độ nhựa đến độ cong vênh
của sản phẩm nhựa dạng tấm với chiều dày
thay đổi từ 1mm đến 2,5mm [5]. Trong nghiên
cứu này, quá trình phun ép các tấm nhựa
polypropylene đã được tiến hành mô phỏng và
thí nghiệm với sự thay đổi nhiệt độ từ nhựa từ
2000C đến 2800C. Ảnh hưởng của nhiệt độ
nhựa đến độ cong vênh của sản phẩm dạng
tấm cũng được xem xét với chiều dày tấm thay
đổi từ 1,0mm đến 2,5mm. Kết quả nghiên cứu
cho thấy khi tăng nhiệt độ nhựa từ 2000C lên
2800C độ cong vênh của sản phẩm nhựa có xu
hướng giảm. Tuy nhiên việc tăng nhiệt độ
nhựa bị giới hạn bởi khả năng công nghệ của
máy ép và đặc tính của vật liệu nhựa được sử
dụng
Hình 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến độ
co rút của sản phẩm
Do đó, theo lý thuyết trên nếu trong cùng thời
gian chu kỳ phun ép, nếu nhiệt khuôn ở mức
cao thì nhiệt độ mở khuôn sẽ lớn hơn, khả
năng ảnh hưởng đến độ co rút của sản phẩm sẽ
lớn hơn so với mức nhiệt độ khuôn thấp hơn
dẫn đến cong vênh của sản phẩm sẽ tăng theo.
Trong nghiên cứu của bài báo này,
một hệ thống điều khiển nhiệt độ khuôn gồm
một máy làm lạnh nước và một máy gia nhiệt
nước sẽ được sử dụng để dẫn dòng nước có
nhiệt độ từ thấp hơn nhiệt độ môi trường đến
cao hơn nhiệt độ môi trường qua kênh làm mát
của khuôn ép nhằm đạt được nhiệt độ khuôn ở
các mức nhiệt khác nhau. Quá trình thực
nghiệm sẽ tiến hành phun ép với các mức nhiệt
Một số nghiên cứu trước đây đã
chứng minh sự ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn
đến độ co rút và cong vênh của sản phẩm. Tuy
nhiên các nghên cứu hầu hết đều tập trung vào
khảo sát tính hiệu quả của phương pháp điều
khiển nhiệt độ khuôn để để hạn chế các khuyết
tật của sản phẩm và rút ngắn thời gian chu kỳ
gia công, các nghiên cứu khảo sát độ co rút
của sản phẩm khi phun ép với nhiệt độ khuôn
độ khuôn này trong khi các thông số phun ép
Trong thí nghiệm của bài báo này sẽ sử
còn lại được giữ không đổi. Quá trình phân dụng một máy làm lạnh nước (hình 2.2) và
tích nhằm đánh giá đồng thời chứng minh ảnh một máy gia nhiệt nước (hình 2.3). Hai máy
hưởng của nhiệt độ khuôn lạnh đến sự co rút này có chức năng điều khiển nhiệt độ nước ở
của sản phẩm thí nghiệm.
các mức nhiệt độ mong muốn trước khi được
dẫn qua kênh làm nguội của lòng khuôn để xác
lập nhiệt độ khuôn ở các mức nhiệt từ thấp
hơn đến cao hơn nhiệt độ môi trường trong
quá trình thí nghiệm.
2. MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG
2.1. Mô hình, thiết bị thí nghiệm
Trong chu kỳ phun ép, nếu nhiệt độ
khuôn quá cao sản phẩm sẽ mắc phải những
khuyết tật như cong vênh, co rút vượt quá giới
hạn cho phép, quá trình lấy sản phẩm ra khỏi
khuôn sẽ khó khăn vì sản phẩm chưa đạt đủ độ
cứng cho phép, ngược lại nếu nhiệt độ khuôn
quá thấp thời gian chu kỳ gia công sẽ kéo dài
đồng thời dòng nhựa có khả năng không điền
đầy lòng khuôn [6]. Do đó trong phạm vi bài
báo này một mô hình sản phẩm dạng tấm có
kích thước 100x30x1,5mmm (trong đó 2 kích
thước 90mm và 20mm được chọn để đo giá trị
co rút kích thước của sản phẩm) như hình 2.1
được sử dụng nhằm đảm bảo khả năng định
hình của sản phẩm trong lòng khuôn khi phun
ép với nhiệt độ khuôn thấp. Khả năng này
cũng được kiểm tra qua mô phỏng trên phần
mềm Moldex3D.
Hình 2.2. Máy làm lạnh nước
Hình 2.3. Máy gia nhiệt nước
Bộ khuôn ép được sử dụng là bộ khuôn
hai tấm có kết cấu tấm khuôn dương như hình
2.4. Kênh dẫn nước được bố trí song song với
bề mặt lõi khuôn. Tiết diện kênh dẫn nước và
khoảng cách giữa kênh dẫn với thành sản
phẩm thiết kế theo tiêu chuẩn [7].
Hình 2.1. Mô hình sản phẩm thí nghiệm
Nhựa ABS được sử dụng trong thí
nghiệm đây là loại nhựa được ứng dụng nhiều
trong sản xuất các sản phẩm như linh kiện điện
tử, viễn thông, điện lạnh, công nghiệp ô
tô,…Hệ số co rút của nhựa ABS vào khoảng
0,4% – 0,9% nằm ở mức trung bình so với các
loại nhựa thông dụng khác như PP, PA,…Ở
điều kiện nhiệt độ thấp, tính chất vật lý của
nhựa ABS ít thay đổi mà chỉ ảnh hưởng đến sự
ổn định kích thước.
gl3t
Tiêu chuẩn Grashoff: Gr
2
a
Tiêu chuẩn Prandtl: P
r
: Hệ số dẫn nhiệt; W/m2.0K
: Tốc độ dòng chảy; m/s
v
: Độ nhớt động học; m2/s
t: Độ chênh lệch nhiệt độ t = tf - tw ; 0C
g: Gia tốc trọng trường g = 9,81m/s2;
: Hệ số giản nở thể tích; 1/0K.
: Kích thước xác định; m
l
Công thức xác định hệ số tỏa nhiệt
đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy tầng
trong ống (hệ số Re <2300) [9]:
Pr
0,25
f
Nuf 0,15Re0f,33 Prf0,43 Gr0,1
lR
Prw
Công thức xác định hệ số tỏa nhiệt
đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy rối trong
ống (hệ số Re >2300):
+ Đối với chất lỏng:
Hình 2.4. Kết cấu tấm khuôn dương
Pr
0,25
f
Nuf 0,021Re0f,8 Prf0,43
lR
thí nghiệm đo nhiệt được thực hiện
nhằm để xác định được nhiệt độ thực của
khuôn ép khi dẫn dòng nước với các mức nhiệt
độ từ lạnh đến nóng có giá trị được xác định
trước qua kênh làm mát của khuôn. Giá trị
nhiệt độ khuôn thu được trong thí nghiệm này
được lấy làm thông số mô phỏng và cài đặt
nhiệt độ khuôn cho thí nghiệm ép phun. Các
tính toán về trao đổi nhiệt trên lý thuyết giữa
dòng nước trong kênh dẫn và tấm khuôn được
thực hiện dựa trên lý thuyết trao đổi nhiệt đối
lưu cưỡng bức giữa dòng lưu chất trong kênh
làm nguội và khuôn ép theo các công thức sau
[9]:
Prw
0,25
+ Đối với không khí: Nu 0,5 Gr .Pr
f
f
f
(đối lưu tự nhiên)
Prf ,Prw : Các hệ số tra bảng theo nhiệt độ
l ;
R : Hệ số hiệu chỉnh và hệ số hiệu chỉnh
tính đến độ cong của ống.
Tiến hành dẫn dòng nước mang nhiệt
qua kênh dẫn của khuôn, thực hiện đo nhiệt độ
khuôn như hình 2.5. Ghi nhận các giá trị nhiệt
độ khuôn đạt được làm thông số cho quá trình
mô phỏng và thí nghiệm ép.
Công thức Newton để xác định hệ số tỏa nhiệt:
Q
(W / m2.0K)
F t t
f
w
: Hệ số tỏa nhiệt.
Q: Mật độ dòng nhiệt hay nhiệt lượng.
F: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt.
tw: nhiệt độ của bề mặt vách.
tf: nhiệt độ của chất lỏng ở xa bề mặt vách.
Các tiêu chuẩn đồng dạng cơ bản trong
trao đổi nhiệt đối lưu:
l
Tiêu chuẩn Nusselt: Nn
l
Tiêu chuẩn Reynold: Re
Hình 2.5. Đo nhiệt độ khuôn
nghiệm do sự chênh lệch nhiệt độ giữa nước
trong kênh dẫn và nhiệt độ ban đầu của khuôn.
Sau đó ở những giây cuối quá trình thí nghiệm
nhiệt độ khuôn thay đổi chậm và dần cân bằng.
Nhiệt độ thực tế đạt được của khuôn chênh
lệch từ 00C đến 50C so với nhiệt độ nước được
cài đặt và lệch khoảng 30C đến 50C so với tính
toán, đây là giá trị chấp nhận được đối với
thực nghiệm gia nhiệt bằng nước. Sự chênh
lệch này là do thất thoát nhiệt trên ống dẫn và
sự truyền nhiệt từ khuôn ra môi trường.
2.2. Mô phỏng
Quá trình mô phỏng được thực hiện
trên phần mềm Moldex3D R14 theo các thông
số phun ép như quá trình thí nghiệm. Giá trị co
rút của sản phẩm theo phương X (kích thước
A) và phương Y (kích thước B) (hình 2.6)
được tổng hợp để so sánh với kết quả thực
nghiệm. Các điều kiện biên trong mô phỏng
như sau:
Dạng phần tử: edesign2
Số phần tử chia lưới: 104347
Số điểm chia: 128132
3.2. Kết quả mô phỏng co rút của sản phẩm
Bảng 3.2. Kết quả mô phỏng co rút của sản
phẩm
Số lòng khuôn: 1, thể tích lòng khuôn
4,64083mm3
Giá trị cong vênh mô phỏng
Nhiệt độ
TT
khuôn (0C)
Vật liệu nhựa: 1 loại (ABS)
A (mm)
0,329
0,333
0,332
0,332
0,334
0,338
0,341
0,340
0,342
0,343
0,348
0,350
0,357
0,359
0,359
0,362
0,363
0,365
B (mm)
0,666
0,682
0,680
0,683
0,688
0,704
0,714
0,714
0,721
0,730
0,748
0,756
0,783
0,788
0,790
0,798
0,805
0,816
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
110C
160C
200C
240C
270C
300C
350C
400C
450C
500C
550C
600C
650C
700C
730C
770C
820C
860C
Số kênh làm mát thành phần: 4
Hình 2.6. Kích thước mô phỏng và kiểm tra
của sản phẩm
3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC
NGHIỆM
3.1. Kết quả đo nhiệt độ khuôn
Thực hiện thí nghiệm với các mức
nhiệt độ nước khác nhau được dẫn qua kênh
làm mát của tấm khuôn (nước lạnh từ 50C –
250C, nước nóng từ 300C – 900C) và đo nhiệt
độ thực tế đạt được của khuôn. Tổng hợp các
kết quả thu được như bảng 3.1:
Kết quả mô phỏng trên phần mềm
Moldex 3D cho thấy có sự ảnh hưởng rõ rệt
của nhiệt độ khuôn đến độ co rút của sản phẩm
(bảng 3.2). Độ co rút của sản phẩm có xu
hướng tăng dần theo nhiệt độ khuôn. Giá trị co
rút kích thước nhỏ nhất ở mô phỏng với mức
nhiệt độ khuôn 110C, lớn nhất ở mức nhiệt độ
khuôn 860C. Ngoài ra có thể thấy ở mức nhiệt
độ khuôn từ 110C – 270C giá trị co rút của sản
phẩm tăng ít cho thấy việc sử dụng kênh dẫn
lạnh có khả năng làm giảm độ co rút của sản
phẩm. Kết quả mô phỏng quá trình filling cũng
cho thấy sản phẩm được điền đầy hoàn toàn
sau 0,478s đảm bảo cho quá trình thành hình
của sản phẩm.
Bảng 3.1. Kết quả đo nhiệt khuôn
Nhiệt
độ
Nhiệt
độ
Nhiệt
độ
Nhiệt
độ
TT
TT
nước
khuôn
nước
khuôn
(0C)
(0C)
(0C)
(0C)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5
11
16
20
24
27
30
35
40
45
10
11
12
13
14
15
16
17
18
50
55
60
65
70
75
80
85
90
50
55
60
65
70
73
77
82
86
10
15
20
25
30
35
40
45
3.3. Phân tích kết quả thí nghiệm phun ép
Nhiệt độ khuôn giảm (hoặc tăng)
nhanh trong khoảng 0 – 150 giây đầu thí
Thí nghiệm ép được thực hiện tại
phòng thí nghiệm khuôn mẫu của Trường đại
55
60
65
70
75
80
85
90
55
60
65
70
73
77
82
86
19,648 0,352 89,244 0,756
19,642 0,358 89,236 0,764
19,642 0,358 89,214 0,786
19,638 0,362 89,204 0,796
19,634 0,366 89,189 0,811
19,630 0,370 89,180 0,820
19,628 0,372 89,174 0,826
19,622 0,378 89,169 0,831
học sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh. Các
thông số phun ép được trình bày ở bảng 3.3.
Thí nghiệm sẽ được thực hiện với 18 mức
nhiệt độ khuôn từ 110C đến 860 theo kết quả đo
nhiệt độ khuôn được trình bày ở phần 3.1 còn
các thông số phun ép còn lại được giữ không
đổi.
Bảng 3.3. Thông số phun ép
Tiến hành xử lý số liệu thực nghiệm với
kích thước mẫu n = 18, ước lượng đường hồi
quy của mô hình, kiểm định giả thuyết của mô
hình hồi quy với mức ý nghĩa 5%, phân tích
tương quan để tìm mối liên hệ giữa nhiệt độ
khuôn và giá trị co rút của sản phẩm. Đặt X là
biến nhiệt độ khuôn (0C), Y là biến giá trị co
rút kích thước của sản phẩm (mm). Phân tích
số liệu ta có được với kích thước A đường
cong bậc 2 thể hiện sự thay đổi giá co rút kích
Thông số phun ép
Loại nhựa
ABS_Polylacpa709
Thời gian
điền đầy
Nhiệt độ
nhựa
0,5 s
2300C
Nhiệt độ thực của khuôn khuôn
(ứng với các mức nhiệt độ nước
đã cài đặt) lần lượt là: 110C,
160C, 200C, 240C, 270C, 300C,
350C, 400C, 450C, 500C, 550C,
600C, 650C, 700C, 730C, 770C,
820C, 860C
Nhiệt độ
khuôn
thước của sản phẩm theo nhiệt độ khuôn là
^
Y a bX cX 2 0,32870,000131X 0,000005X 2
.
Tỉ số tương quan thể hiện mối quan hệ giữa
biến nhiệt độ khuôn và sự thay đổi giá trị co
rút của sản phẩm được xác định như sau:
Áp suất phun
60 kg/cm2
4,84249
Thể tích phun
Thời gian
định hình
Áp suất bảo
hòa
Thời gian làm
mát
Thời gian mở
khuôn
5 s
60 Mpa
11,3 s
2 s
n
^
2
Y Y
i1
SY2 SY2X
SY2X
SY2
i
X
1
1
n
SY2
2
Y Y
i
i1
2
n
^
Y Y
0,000094
X
i
Chu kì 1 lần
ép
i1
18,8 s
n
2
Y Y 0,0043
i
Kết quả đo giá trị co rút kích thước
trên các mẫu sản phẩm thu được ở thí nghiệm
này được trình bày qua bảng 3.4:
i1
Vậy tỉ số tương quan của mô hình là:
0,000094
1
0,98
Bảng 3.4.Giá trị co rút kích thước của sản
phẩm
0,0043
0,98 cho thấy giá trị co rút kích thước
Kích thước A
Kích thước B
của sản phẩm có liên quan mật thiết với sự
thay đổi nhiệt độ khuôn ép [10]. Biểu đồ hình
3.1 cho thấy độ co rút của sản phẩm tăng theo
sự thay đổi nhiệt độ khuôn. Điều này chứng
minh khi sử dụng kênh dẫn lạnh sẽ hạn chế độ
co rút của sản phẩm nhựa. Phân tích số liệu
của kích thước B cho kết quả tương tự với
đường hồi quy thể hiện mối liên hệ giữa nhiệt
(mm)
Kích
thước
trị co
sản
phẩm
19,670 0,330 89,332 0,668
19,668 0,332 89,324 0,676
19,670 0,330 89,326 0,674
19,666 0,334 89,310 0,690
19,664 0,336 89,312 0,688
19,666 0,334 89,298 0,702
19,660 0,340 89,292 0,708
19,660 0,340 89,288 0,712
19,656 0,344 89,276 0,724
19,658 0,342 89,260 0,74
(mm)
Kích
thước
trị co
sản
phẩm
Nhiệt Nhiệt
độ độ
Giá
Giá
nước khuôn
(0C)
(0C)
rút
rút
5
11
16
20
24
27
30
35
40
45
50
10
15
20
25
30
35
40
45
50
độ khuôn và giá trị co rút của sản phẩm theo
^
kích thước làY 0,65810,001181X 0,00001X 2
.
Tỉ số tương quan cho mối liên hệ này là
=
0,98, đường diễn biến độ co rút của sản phẩm
ứng với các giá trị nhiệt độ khuôn thể hiện qua
hình 3.2.
Hình 3.3. Kết quả so sánh giữa mô phỏng và
thí nghiệm của kích thước A
Hình 3.1. Quan hệ giữa nhiệt độ nước thí nghiệm
và giá trị co rút kích thước A của sản phẩm
Hình 3.4. Kết quả so sánh giữa mô phỏng và
thí nghiệm của kích thước B
4. KẾT LUẬN
Kết quả thí nghiệm cho thấy với cùng
một thông số phun ép, khi tăng nhiệt độ khuôn
(tăng nhiệt độ nước trong kênh dẫn) thì giá trị
co rút kích thước của sản phẩm cũng tăng theo
hay nói cách khác độ co rút của sản phẩm
giảm khi sử dụng kênh dẫn có nhiệt độ thấp
hơn nhiệt độ môi trường. Phân tích kết quả đo
kích thước A cho thấy khi giảm nhiệt độ khuôn
10C thì độ co rút sẽ giảm sấp xỉ 0,00014 mm
theo kích thước A và 0,0012 mm theo kích
thước B
Hình 3.2. Quan hệ giữa nhiệt độ nước thí nghiệm
và giá trị co rút kích thước B của sản phẩm
So sánh giữa thí nghiệm và mô phỏng
có thể thấy giá trị co rút chênh lệch không quá
lớn, đường đặc tính của đồ thị có sự tương
đồng. Đối với kích thước A giá trị co rút chênh
lệch lớn nhất là 3,4% ở nhiệt độ khuôn 860C,
còn với kích thước B chênh lệch là 2,7% ở
nhiệt độ khuôn 770C. Đây là giá trị chấp nhận
được trong thực nghiệm, sự chênh lệch lớn xảy
ra chủ yếu từ mức nhiệt độ nước khoảng 500C
đến 860C do khi gia nhiệt ở mức nhiệt này
nhiệt độ khuôn tăng cao và thiếu ổn định.
Giá trị co rút trung bình kích thước A
khi phun ép với nhiệt độ khuôn từ 110C - 270C
là 0,332mm so với giá trị co rút trung bình khi
phun ép với nhiệt độ khuôn từ 400C - 600C là
0,347mm giảm 4,3%; so với nhiệt độ khuôn từ
700C - 860C là 0,370mm giảm 10,3%. Tương
tự với kích thước B các giá trị này lần lượt là
8,1% và 16,9%. Kết quả này cùng với biểu đồ
hình 3.3 và 3.4 cho thấy khi làm lạnh kênh dẫn
nguội độ co rút của sản phẩm sẽ ít đi so với
kênh dẫn có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi
trường. Sự khác nhau này cho thấy sử dụng
kênh dẫn lạnh đã đạt được hiệu quả làm giảm
sự chênh lệch giữa nhiệt độ sản phẩm và nhiệt
độ môi trường nguyên nhân chính gây ra co rút
của sản phẩm. Vì thế kết quả của bài báo có
thể được ứng dụng để tiến hành các nghiên
cứu sâu hơn trong lĩnh vực ép phun.
LỜI CẢM ƠN
Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm
ơn sâu sắc đến quí Thầy cô khoa Cơ khí máy,
trường Đai học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[2] Charles A. Harper, Timonium, Maryland. Handbook of plastic processes. A John Wiley
& Sons, INC., Publication, 2006.
[2] Phạm Sơn Minh, Thanh Trung Do. Điều chỉnh nhiệt độ khuôn bằng quá trình làm nguội
theo xung động dòng chảy. Tạp chí Khoa học và Công nghệ 52 (1) (2014) 123 – 132.
[3] Andrew S. Lamont, Corey J. Linden. The effects of pulse cooling on the molding cycle
and part variation. Pennsylvania State University, The Behrend College.
[4] Benjamin A McCalla, Peter S. Allan and Peter R.Hornsby, Andrew G. Smith and Luiz
Wrobel. Evaluation of pulsed cooling in injection mould tools. ANTEC 2004 / 461 –
464.
[5] Shia-Chung Chen, Ying Chang, Tsung-Hai Chang, Rean-Der Chien. Influence of using
pulsed cooling for mold temperature control on microgroove duplication accuracy and
warpage of the Blu-ray Disc. International Communications in Heat and Mass Transfer
35 (2008) 130–138.
[6] Phạm Sơn Minh, Thanh Trung Do, Lê Võ. Hạn chế độ cong vênh của sản phẩm nhựa
Polypropylene dạng tấm bằng phương pháp điều chỉnh nhiệt độ. Tạp chí cơ khí Việt
Nam, số 7, 2014.
[7] Phạm Sơn Minh, Trần Minh Thế Uyên. Thiết kế chế tạo khuôn phun ép nhựa. NXB Đại
học quốc gia TP HCM, 2014, tr.
[8] ThS. Lê Dung. Sổ tay máy bơm.NXB Xây dựng, 2006.
[9] PGS.TS Bùi Hải, PGS.TS Trần Thế Sơn. Kỹ thuật nhiệt. NXB khoa học và kỹ thuật,
2004, tr 130 – 218.
[10] Giang Thị Kim Liên. Bài giảng môn quy hoạch thực nghiệm (các phương pháp thống
kê và xử lý số liệu thực nghiệm). Trường Đại học Đà Nẵng, 2009.
Tác giả chịu trách nhiệm bài viết:
1/ Họ tên: Đỗ Thành Trung
Đơn vị: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Điện thoại: 0989881588
Email: [email protected]
2/ Họ tên: Huỳnh Chí Linh
Đơn vị: Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ
Điện thoại:01673871995
Email: [email protected]
BÀI BÁO KHOA HỌC
THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ
Bài báo khoa học của học viên
có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn
Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ
Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam.
Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý
của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!
Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2018-2019 của Thư viện Trường Đại học
Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.
9 trang
09/01/2024
16720
Free
Bạn đang xem tài liệu "Ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn phun ép đến độ co rút của sản phẩm nhựa dạng tấm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- anh_huong_cua_nhiet_do_khuon_phun_ep_den_do_co_rut_cua_san_p.pdf
