Ngành vật liệu nhựa đang rât phát triển tại Việt Nam. Các đồ gia dụng ngày càng được chế tạo dụng vật liệu này bởi trọng lượng nhỏ và dễ chế tạo từ các chi tiết đơn giản đến phức tạp từ kích thước nhỏ đến lớn. Bài tập Vật liệu nhựa và khuôn mẫu ngoài việc giúp cho sinh viên ôn tập lại những kiế thức đã học còn giúp sinh viên làm quen với việc mô phỏng chế tạo một sản phẩm nhựa. Qua đó càng tiếp cận được với thực tế trong ngành chế tạo vật liệu nhựa đang ngày càng phát triển.
Trang 1KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY
BÀI TẬP CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NHỰA VÀ
Trang 2BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
MỤC LỤC
MỤC LỤC .1
LỜI NÓI ĐẦU .3
CHƯƠNG I BÀ I TN1 – GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MOLDFLOW 4
1.1 Sản phẩm: 4
1.2 Các bước thực hiện 4
Bước 1 Khởi động chương trình Moldflow 4
Bước 2 Tạo một project với một sản phẩm cần phân tích 5
Bước 3 Chia lưới file 3D của sản phẩm cần phân tích 5
Bước 4 Chọn phương pháp ép phun 6
Bước 5 Chọn vật liệu nhựa 6
Bước 6 Chọn chức năng phân tích 7
Bước 7 Chọn vị trí đặt miệng phun 8
Bước 8 Chọn chế độ ép phun 8
Bước 9 Tính toán và xuất kết quả 9
1.3 Kết quả thu được: 14
1.4 Kết luận 21
CHƯƠNG II BÀ I TN2 – ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA KÊNH DẪN ĐẾN QUÁ TRÌNH ÉP PHUN 23
2.1 Lựa chọn thông số cho kênh dẫn: 23
2.2 Trình tự các bước thực hiện 24
Bước 1 Nhập mô hình phân tích – Chia lưới mô hình phân tích 24
Bước 2 Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa 24
Bước 3 Chia lưới cho hệ thống kênh dẫn nhựa 25
Bước 4 Đặt vị trí miệng phun 27
Bước 5 Chọn vật liệu nhựa 27
Bước 6 Thiết lập các thông số phân tích và tiến hành phân tích 28
2.3 Kết quả thu được 28
Trang 32.4 Kết luận 28
Trang 4BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành vật liệu nhựa đang rât phát triển tại Việt Nam Các đồ gia dụng ngày càng được chế tạo dụng vật liệu này bởi trọng lượng nhỏ và dễ chế tạo từ các chi tiết đơn giản đến phức tạp
từ kích thước nhỏ đến lớn
Bài tập Vật liệu nhựa và khuôn mẫu ngoài việc giúp cho sinh viên ôn tập lại những kiế thức đã học còn giúp sinh viên làm quen với việc mô phỏng chế tạo một sản phẩm nhựa Qua đó càng tiếp cận được với thực tế trong ngành chế tạo vật liệu nhựa đang ngày càng phát triển
Em xin chân thành cảm ơn cô Thái Thị Thu Hà và thầy Lê Quang Bình đã giúp đỡ em hoàn thành bài tập này
Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 05 năm 2010
Sinh viên thực hiện NGUYỄN VĂN TÂY
Trang 5CHƯƠNG I BÀ I TN1 – GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MOLDFLOW 1.1 Sản phẩm:
- Chậu nước dùng trong gia đình, có kích đường kính miệng chậu là 30 mm và nghiêng 100
so với phương đứng và có khối lượng khoảng 145 gam Vật liệu Polypropylene (PP)
Trang 6BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Bước 2 Tạo một project với một sản phẩm cần phân tích
- Chọn import để đưa file 3D của sản phẩm vào (thường là file igs – vẽ bằng các chương trình CAD 3D)
Hình 1.2 Tạo một project mới
Sau khi chọn Fusion, ta tạo một “ thư mục làm việc” bằng cách chỉ đường dẫn và đặt tên thư mục
Bước 3 Chia lưới file 3D của sản phẩm cần phân tích
Chọn Mesh > Generate Mesh hiện cửa sổ Mesh chọn Advanced để xác định cạnh của tam giác – một phần tử của lưới – Ta chọn chiều dài cạnh là 1.5 và độ chính xác là 0.01 mm
Hình 1.3 Tạo lưới cho file 3D
Trang 7Hình 1.4 File 3D sau khi tạo lưới
Trang 8BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Hình 1.6 Chọn vật liệu cho mô hình 3D
Bước 6 Chọn chức năng phân tích
Chọn Analysis > Set Analysis Sequence > Fill để chọn chức năng phân tích là quá trình điền đầy
Hình 1.7 Chọn chức năng phân tích
Trang 9Bước 7 Chọn vị trí đặt miệng phun
Hình 1.8 Chọn vị trí đặt miệng phun
Chọn Analysis > Set Injection Locations, sau đó click chuột trái vào vị trí mà ta muốn
đặt miệng phun Sau đó nhấn phải chuột và chọn Finish Injection Locations
Bước 8 Chọn chế độ ép phun
Chọn Analysis > Process setting, xuất hiện hộp thoại ta chọn nhiệt độ khuôn là 240o
C và nhiệt độ nhựa là 60o
C
Trang 10BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Hình 1.9 Các thông số ép phun
Bước 9 Tính toán và xuất kết quả
Chọn Analysis Analysis now để cho phần mềm chạy tính toán
Quá trình chạy tính toán diễn ra như sau:
Trang 12BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Trang 14BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Trang 151.3 Kết quả thu được:
Sau khi thực hiện 5 lần đổi vị trí miệng phun, ta thấy kết quả thay đổi như sau:
a/ Lần 1: vị trí chính giữa bên trong lòng chậu nước
- Thời gian điền đầy
Hình 1.10 Kết quả thời gian điền đầy
- Áp suất ép phun
Hình 1.11 Kết quả áp suất ép phun
- Vị trí rỗ khí
Trang 16BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Hình 1.12 Kết quả rỗ khí
b/ Lần 2: Trên vành của miệng chậu nước
- Thời gian điền đầy
Hình 1.13 Kết quả thời gian điền đầy
- Áp suất ép phun: Áp suất tương đối thấp do để miệng phun trên cao
Trang 17Hình 1.14 Kết quả áp suất ép phun
Trang 18BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Hình 1.16 Kết quả thời gian điền đầy
- Áp suất ép phun:
Hình 1.17 Kết quả áp suất ép phun
- Vị trí rỗ khí:
Trang 19Hình 1.18 Kết quả rỗ khí
d/ Lần 4: Đặt tại tâm đối xứng mặt ngoài chậu nước:
- Thời gian điền đầy:
Hình 1.19 Kết quả thời gian điền đầy
- Áp suất ép phun:
Trang 20BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Hình 1.20 Kết quả áp suất ép phun
- Vị trí rỗ khí:
Hình 1.21 Kết quả rỗ khí
e/ Lần 5: Đặt trên vành đáy của chậu nước
- Thời gian điền đầy:
Trang 21Hình 1.22 Kết quả thời gian điền đầy
- Áp suất ép phun:
Hình 1.23 Kết quả áp suất ép phun
- Vị trí rỗ khí:
Trang 22BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Hình 1.24 Kết quả rỗ khí
1.4 Kết luận
Thông số
Lần 1 (tâm lòng chậu)
Lần 2 (vành miệng chậu)
Lần 3 (góc đáy chậu)
Lần 4 (tâm bên ngoài chậu)
Lần 5 ( thành đế ngoài chậu) Thời gian
điền đầy (s) 0.3176 0.3168 0.3178 0.3172 0.7484
Áp suất ép
phun (MPa) 10,69 13.56 13.62 9.857 15.46
Rỗ khí Khá nhiều Rất ít Ít Rất nhiều Tương đối ít
Chi tiết có hai vị trí rất khó điền nhựa là vành cong ở miệng và vành đế chậu
Nếu đặt tại tâm bên ngoài chậu thời gian điền đầy là ít nhất và phân bố đều nhất vì được đặt trên cao tại tâm đối xứng
Ngược lại, nếu đặt tại thành đế bên ngoài chậu thời gian điền đầy là lớn nhất và không đều
Trang 23 Áp suất tại vị trí tâm bên ngoài chậu là thấp nhất vì được đặt trên cao và tại tâm đối xứng chi tiết
Ngược lại, áp suất tại vị trí thành đế ngoài chậu là lớn nhất
Tuy nhiên, rỗ khí tại vị trí thành đế ngoài chậu và vành miệng chậu là ít nhất vì miệng phun đặt ở những vị trí khó điền đầy nhất
Vị trí thích hợp nhât là vị trí tâm đáy bên ngoài chậu
Vị trí miệng phun ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm Nó quyết định hầu hết các thông số cấu thành sản phẩm như thời gian điền đầy, rỗ khí, nhiệt độ …
Với các sản phẩm có kích thước nhỏ và kết cấu đơn giản, ảnh hưởng của vị trí miệng phun đến thời gian điền đầy là không rõ rệt Ngược lại, với những chi tiết lớn và phức tạp
vị trí miệng phun sẽ góp phần rất lớn vào việc rút ngắn quá trình điền đầy khuôn
Trang 24BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
CHƯƠNG II BÀ I TN2 – ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA KÊNH DẪN ĐẾN QUÁ TRÌNH ÉP PHUN
2.1 Lựa chọn thông số cho kênh dẫn:
Bảng 2.1 Đường kính kênh dẫn đối với một số vật liệu nhựa
Acetal 3.0-10.0 1/8-3/8
Thermoplastic polyester (unreinforced)
3.0-8.0 1/8-5/16
Acetate 5.0-11.0 3/16-7/16
Thermoplastic polyester (reinforced)
5.0-10.0 3/16-3/8
Acrylic 8.0-10.0 5/16-3/8 Polyethylene 2.0-10.0 1/16-3/8 Butyrate 5.0-10.0 3/16-3/8 Polyamide 5.0-10.0 3/16-3/8 Fluorocarbon 5.0-10.0 3/16-3/8 Polyphenylene oxide 6.0-10.0 1/4-3/8 Impact acrylic 8.0-13.0 5/16-1/2 Polypropylene 5.0-10.0 3/16-3/8 Ionomers 2.0-10.0 3/32-3/8 Polystyrene 3.0-10.0 1/8-3/8 Nylon 2.0-10.0 1/16-3/8 Polysulfone 6.0-10.0 1/4-3/8 Phenylene 6.0-10.0 1/4-3/8 Polyvinyl (plasticized) 3.0-10.0 1/8-3/8 Phenylene sulfide 6.0-13.0 1/4-1/2 PVC Rigid 6.0-16.0 1/4-5/8 Polyallomer 5.0-10.0 3/16-3/8 Polyurethane 6.0-8.0 1/4-5/16
- Vât liệu của chậu nước là Polypropylen nên theo bản 2.1 ta chọn đường kính kênh dẫn là
từ 5 – 10 mm
Trang 252.2 Trình tự các bước thực hiện
Bước 1 Nhập mô hình phân tích – Chia lưới mô hình phân tích
- Thực hiện tương tự như bài thí nghiệm đầu tiên
Hình 2.1 Mô hình phân tích
Bước 2 Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa
Chọn Modeling > Create Curves và chọn line trong hộp hội thoại và nhập các thông
sô cần thiết để vẽ các đường thẳng tạo hệ thống kênh dẫn như hình
Hình 2.2 Vẽ các curves để thiết kế kênh dẫn
Hình 2.3 Thiết kế kênh dẫn
Trang 26BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
Bước 4 Chia lưới cho hệ thống kênh dẫn nhựa
Dùng các lệnh như các bước trước, ta vẽ thêm hệ thống rót và định nghĩa là cold spue
Trang 27Hình 2.6 Thiết kế kênh dẫn
Tương tự như chia lưới cho chi tiết, ta cũng chia lưới cho hệ thống kênh dẫn
Hình 2.7 Chia lưới cho hệ thống kênh dẫn
Trang 28BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
HÌnh 2.8 Hệ thống kênh dẫn sau khi chia lưới
Bước 5 Đặt vị trí miệng phun
Tương tự như những bước trước ta cũng đặt vị trí của miệng phun như hình:
Hình 2.9 Hệ thống kênh dẫn sau khi đặt miệng phun
Bước 6 Chọn vật liệu nhựa
Tương tụ ta chọn vật liệu nhựa
Trang 29Hình 2.10 Thiết lập vật liệu cho hệ thống kênh dẫn
Bước 7 Thiết lập các thông số phân tích và tiến hành phân tích
Chọn apply now như những bước trước và chờ cho máy tính tính toán kết quả
Sau khi lấy kết quả xong ta tiến hành thay đổi kích thước cho hệ thống kênh dẫn và lấy kết quả
2.3 Kết quả thu được
2.4 Kết luận
Trang 30BÀI TẬP NHỰA KHUÔN MẪU GVHD: LÊ QUANG BÌNH
TÀI LIỆU THAM KHẢO
