Thiết kế và chế tạo bộ khuôn mẫu thử kéo (ISO 527, ASTM d 638), mẫu thử uốn (ISO 178, ASTM d 6272), mẫu thử va đập (ISO 179, ASTM d 6110)

Cùng với đó là các thầy cô trong Bộ Môn và xưởng khoa cơ khí đã cung cấp tài liệu, hướng dẫn, tận tình giúp đỡ nhóm trong quá trình chế tạo bộ khuôn mẫu và ép thử để hoàn thành tốt đồ án

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN MẪU THỬ KÉO

(ISO 527, ASTM D 638), MẪU THỬ UỐN (ISO 178, ASTM D 6272),

MẪU THỬ VA ÐẬP (ISO 179,ASTM D 6110)

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: PGS TS ÐỖ THÀNH TRUNG SVTH : NGUYỄN VĂN DŨNG MSSV : 12144017 PHAN NGUYỄN HOÀI PHONG MSSV : 12144081 PHAN BẢO THUẬN MSSV : 12144117

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN MẪU THỬ KÉO (ISO 527, ASTM D 638), MẪU THỬ UỐN (ISO 178, ASTM D 6272), MẪU THỬ VA ĐẬP (ISO 179,

ASTM D 6110)

GVHD: PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG SVTH : NGUYỄN VĂN DŨNG

MSSV : 12144017 SVTH : PHAN NGUYỄN HOÀI PHONG MSSV : 12144081

SVTH : PHAN BẢO THUẬN MSSV : 12144117

Khoá : 2012 – 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN MẪU THỬ KÉO (ISO 527, ASTM D 638), MẪU THỬ UỐN (ISO 178, ASTM D 6272), MẪU THỬ VA ĐẬP (ISO 179,

ASTM D 6110)

GVHD: PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG SVTH : NGUYỄN VĂN DŨNG

MSSV : 12144017 SVTH : PHAN NGUYỄN HOÀI PHONG MSSV : 12144081

SVTH : PHAN BẢO THUẬN MSSV : 12144117

Khoá : 2012 – 2016

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 01 năm 2016

NHIỆM VỤ Đ TÀI TỐT NGHIỆP

Thông tin GVHD và đề tài

Họ tên GVHD: ĐỖ THÀNH TRUNG MS CBGV: 9147

Đơn vị: Phòng KH&CN Học hàm, học vị: PGS TS

Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN MẪU THỬ KÉO (ISO 527, ASTM

D 638), MẪU THỬ UỐN (ISO 178, ASTM D 6272), MẪU THỬ VA ĐẬP

(ISO 179, ASTM D 6110)

Thông tin sinh viên thực hiện

Họ tên SV: Nguyễn Văn Dũng MSSV: 12144017

Phan Nguyễn Hoài Phong Phan Bảo Thuận

12144081

12144117 Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Niên khóa: 2012 - 2016

1 Số liệu ban đầu

− Tiêu chuẩn ISO 527, ASTM D 638

− Tiêu chuẩn ISO 178, ASTM D 6272

− Tiêu chuẩn ISO 179, ASTM D 6110

2 Nhiệm vụ chi tiết

2.1 Đọc hiểu nội dung các tiêu chuẩn ISO 527, ASTM D 638, ISO 178, ASTM D 6272, ISO 179, ASTM D 6110

2.2 Lựa chọn kích thước các mẫu thử dùng cho công nghệ ép phun

2.3 Tính toán và thiết kế bộ khuôn ép phun (một lòng khuôn theo tiêu chuẩn ISO, một lòng khuôn theo tiêu chuẩn ASTM)

2.4 Lựa chọn vật liệu và các chi tiết tiêu chuẩn

2.5 Gia công, lắp ráp bộ khuôn và ép ra mẫu thử

3 Dự kiến kết quả đạt được

3.1 Bản vẽ thiết kế chi tiết mẫu thử và bộ khuôn

3.2 Bộ khuôn và mẫu thử

3.3 Báo cáo thực hiện đề tài

4 Thời gian thực hiện: Theo quy định của bộ môn

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

2 PHAN NGUYỄN HOÀI PHONG 12144081

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN MẪU THỬ KÉO (ISO 527, ASTM D 638), MẪU THỬ UỐN (ISO 178, ASTM D 6272), MẪU THỬ VA ĐẬP (ISO 179, ASTM

D 6110)

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm :………(Bằng chữ: )

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

2 PHAN NGUYỄN HOÀI PHONG 12144081

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN MẪU THỬ KÉO (ISO 527, ASTM D 638), MẪU THỬ UỐN (ISO 178, ASTM D 6272), MẪU THỬ VA ĐẬP (ISO 179, ASTM

D 6110)

Họ và tên Giáo viên phản biện:

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:



LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp, nhóm thực hiện

đồ án chúng em đã cố gắng, nỗ lực rất nhiều và bên cạnh đó nhóm đã may mắn nhận được sự quan tâm, giúp đỡ vô cùng to lớn từ phía nhà trường, thầy cô cố vấn cùng với sự động viên giúp đỡ của gia đình và bạn bè Chính những tình cảm này đã tạo cho nhóm chúng em có được sự tự tin và hăng hái trong công việc, học hỏi được rất nhiều và hoàn thành tốt đồ án này Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệm

Bộ môn công nghệ chế tạo máy, Trung tâm công nghệ cao và Khoa cơ khí chế tạo máy – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi để nhóm em thực hiện đồ án Đặc biệt chân thành cảm ơn thầy Đỗ Thành Trung, thầy Trần Minh Thế Uyên và thầy Nguyễn Văn Sơn đã tận tình giảng dạy, tạo điều kiện

và động viên nhóm chúng em trong suốt thời gian thực hiện đồ án Cùng với đó là các thầy cô trong Bộ Môn và xưởng khoa cơ khí đã cung cấp tài liệu, hướng dẫn, tận tình giúp đỡ nhóm trong quá trình chế tạo bộ khuôn mẫu và ép thử để hoàn thành tốt

đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm đồ án, chúng em đã không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích từ các thầy mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ học tập cũng như nghiên cứu khoa học một cách nghiêm túc và hiệu quả Đây là điều

mà nhóm chúng em cảm thấy rất cần thiết và quan trọng giúp nhóm chúng em phát huy tốt trong học tập hiện nay cũng như công việc sau này Chúng em cũng không quên gửi lời cảm ơn đến gia đình đã luôn ở bên ủng hộ và hỗ trợ về cả tinh thần và vật chất cho nhóm chúng em để có thể an tâm thực hiện thực tốt đồ án tốt nghiệp

Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Dũng Phan Nguyễn Hoài Phong Phan Bảo Thuận

TÓM TẮT

Đồ án “Thiết kế và chế tạo khuôn mẫu thử kéo (ISO 527, ASTM D 638), mẫu thử uốn (ISO 178 ASTM D 6272), mẫu thử va đập (ISO 179, ASTM D 6110) bao gồm các mục chính sau:

 Chương 1: Tổng quan

 Chương 2: Cơ sở lý thuyết

 Chương 3: Quá trình thực hiện

 Chương 4: Kết quả đạt được

 Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Với các nghiên cứu trên, đề tài trình bày rõ về các khái niệm cơ bản của tiêu chuẩn ISO và ASTM, quy trình thiết kế mẫu thử, thiết kế bộ khuôn và ép ra mẫu thử Kết quả đề tài đạt được bao gồm: 01 tập bản vẽ thiết kế khuôn ép mẫu thử theo tiêu chuẩn ISO, 01 tập bản vẽ thiết kế khuôn ép mẫu thử theo tiêu chuẩn ASTM và 01 bộ khuôn hoàn chỉnh

ABTRACT

The project “Design and manufacturing of injection mold for Tensile tests (ISO 527, ASTM D 638), Bending tests (ISO 178, ASTM D 6272), Impact tests (ISO 179, ASTM D 6110) includes following main contents:

 Chapter 1: Overview of ISO, ASTM standards

 Chapter 2: Theoretical basis

 Chapter 3: Implementation process

 Chapter 4: Numerial and experimental results

 Chapter 5: The conclusions and suggestions

With these studies, the project performs the basic concepts of ISO and ASTM standard, design process of test samples, mold and injection molding products The results include: 01 injection mold design drawing for ISO standard tests, 01 injection mold design drawing for ASTM standard tests, 01 injection mold

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv

LỜI CẢM ƠN vi

TÓM TẮT vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ xiv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 1

1.3 Yêu cầu đề tài 2

1.4 Nội dung nghiên cứu 2

1.5 Phương pháp nghiên cứu 2

1.6 Đối tượng nghiên cứu 3

1.7 Kết quả dự kiến đạt được 3

1.8 Dàn ý nghiên cứu 3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1 Tổng quan về công nghệ ép phun [2] 4

2.1.1 Khái niệm 4

2.1.2 Khả năng công nghệ 4

2.1.3 Các yêu cầu kỹ thuật đối với một bộ khuôn 4

2.1.4 Chu kì ép phun 5

2.2 Chu trình thiết kế khuôn ép nhựa 5

2.2.1 Một số yêu cầu khi thiết kế 5

2.2.2 Các thành phần cơ bản trong bộ khuôn hai tấm 6

2.3 Quy trình sản xuất khuôn ép nhựa 8

2.4 Vật liệu dùng trong công nghệ ép phun 8

2.5 Đọc hiểu tài liệu tiêu chuẩn ISO và ASTM 9

2.5.1 Mẫu thử va đập ISO 179 [13] 9

2.5.2 Mẫu thử uốn ISO 178 [14] 9

2.5.3 Mẫu thử kéo ISO 527 [6] 9

2.5.4 Mẫu thử kéo ASTM D 638 [8] 10

2.6.2 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ISO 178 [14] 13

2.6.3 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ISO 527 [6] 14

2.6.4 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ASTM D6272 [9] 15

2.6.5 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ASTM D 638 [8] 16

2.6.6 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ASTM D 6110 [10] 17

CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 18

3.1 Thiết kế mẫu thử mẫu thử tiêu chuẩn ISO và ASTM 18

3.1.1 Cơ sở thiết kế 18

3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ của mẫu thử 18

3.1.3 Thiết kế sản phẩm 18

3.1.3.1 Thiết kế mẫu thử mẫu thử ISO 18

3.1.3.2 Thiết kế mẫu thử mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 21

3.1.4 Tính khối lượng và thể tích của sản phẩm 24

3.1.4.1 Khối lượng của sản phẩm 24

3.1.4.2 Thể tích sản phẩm 31

3.1.5 Bề dày của sản phẩm 32

3.1.5.1 Cách kiểm tra bề dày sản phẩm 32

3.1.5.2 Ý nghĩa của việc kiểm tra bề dày mẫu thử [3] 32

3.1.5.3 Kết luận 33

3.1.6 Góc thoát khuôn của sản phẩm [2] 33

3.1.6.1 Cách tính góc thoát khuôn theo lý thuyết………33

3.1.6.2 Ý nghĩa của việc kiểm tra góc thoát khuôn 34

3.1.6.3 Kết luận 34

3.1.7 Hệ số co rút của sản phẩm 34

3.1.7.1 Ý nghĩa của hệ số co rút 34

3.1.7.2 Cách áp dụng hệ số co rút cho sản phẩm mẫu thử 35

3.2 Ứng dụng phần mềm Mold Flow phân tích mẫu thử 38

3.2.1 Tổng quan [2] 38

3.2.2 Ứng dụng phần mềm MoldFlow phân tích mẫu thử tiêu chuẩn ASTM [7]…… 38

3.2.2.1 Phân tích vị trí của điểm phun tốt nhất (Best gate location) 38

3.2.2.2 Mô phỏng quá trình ép nhựa 39

3.2.3 Ứng dụng phần mềm Mold Flow phân tích mẫu thử tiêu chuẩn ISO [7] ……….41

3.3 Thiết kế bộ khuôn cho mẫu thử mẫu thử tiêu chuẩn ISO và ASTM [2] 43

3.3.1 Xác định máy ép 43

3.3.2 Xác định kiểu phun (khuôn 2 tấm) 43

3.3.3 Tính toán xác định hệ số co rút 44

3.3.4 Tính toán số lòng khuôn 44

3.3.5 Hệ thống kênh dẫn nhựa 44

3.3.6 Thiết kế cuống phun (Sprue) 45

3.3.7 Kênh dẫn 47

3.3.8 Thiết kế cổng vào nhựa 51

3.3.9 Tách khuôn 53

3.3.10 Hệ thống dẫn hướng và định vị 64

3.3.10.1 Chốt dẫn hướng 64

3.3.10.2 Bạc dẫn hướng 66

3.3.10.3 Vòng định vị [11] 67

3.3.11 Hệ thống đẩy 69

3.3.11.1 Ty đẩy [11] 69

3.3.11.2 Ty giật đuôi keo [11] 70

3.3.12 Gối đỡ 71

3.3.13 Chốt hồi [11] 72

3.3.14 Lò xo chốt hồi [11] 74

3.3.15 Tấm đẩy 75

3.3.16 Tấm giữ 76

3.3.17 Hệ thống làm nguội 77

3.3.17.1 Tính toán kích thước hệ thống làm nguội theo lý thuyết 77

3.3.17.2 Kết quả mô phỏng quá trình làm nguội 80

3.4 Lập trình gia công 84

3.4.1 Chuẩn bị phôi, dụng cụ cắt và máy gia công 84

3.4.2 Tính toán chế độ cắt [12, 15] 85

3.4.3 Thiết kế quy trình gia công cho tấm khuôn dương và khuôn âm 85

3.4.3.1 Gia công tấm khuôn dương 85

3.4.3.2 Gia công tấm khuôn âm 88

3.4.4 Đánh bóng lòng khuôn 92

3.4.4.1 Máy mài tay, hơi 93

3.4.4.2 Dũa 94

4.1 Kết quả quá trình mô phỏng MoldFlow sản phẩm ASTM [7] 96

4.1.2 Thời gian điền đầy 100

4.1.3 Phân tích nhiệt độ 101

4.1.4 Phân tích áp suất phun tại điểm chuyển đổi V/P 102

4.1.5 Phân tích rỗ khí (Air traps) 104

4.1.6 Phân tích lực kẹp (Clamp force) 105

4.1.7 Phân tích đường hàn (Weld lines) 107

4.1.8 Phân tích co rút 108

4.1.9 Quá trình warp: Phân tích cong vênh trên mẫu thử phun ép 109

4.2 Kết quả mô phỏng MoldFLow sản phẩm ISO 111

4.2.2 Thời gian điền đầy 115

4.2.3 Phân tích nhiệt độ 116

4.2.4 Phân tích áp suất phun tại điểm chuyển đổi V/P 117

4.2.5 Phân tích rỗ khí (Air traps) 118

4.2.6 Phân tích lực kẹp (Clamp force) 119

4.2.7 Phân tích đường hàn (Weld lines) 121

4.2.8 Phân tích co rút 121

4.2.9 Quá trình warp: Phân tích cong vênh trên mẫu thử phun ép 122

4.3 Kết quả sau khí thiết kế, chế tạo, gia công và lắp ráp khuôn mẫu 125

4.4 Lắp ráp bộ khuôn 133

4.5 Ép thử mẫu thử 134

4.6 Kết quả ép và mô tả kết quả 140

4.6.1 Mẫu thử va đập tiêu chuẩn ISO 179 140

4.6.2 Mẫu thử uốn tiêu chuẩn ISO 178 141

4.6.3 Mẫu thử kéo tiêu chuẩn ISO 527 143

4.6.4 Mẫu thử uốn tiêu chuẩn ASTM D 6272 144

4.6.5 Mẫu thử va đập tiêu chuẩn ASTM D 6110 145

4.6.6 Mẫu thử kéo tiêu chuẩn ASTM D 638 147

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 149

5.1 Kết luận 149

5.2 Kiến nghị và hướng phát triển đề tài 149

TÀI LIỆU THAM KHẢO 150

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CAD (Computer Aided Design): thiết kế dưới sự hỗ trợ của máy tính (hay còn

gọi là công cụ trợ giúp vẽ trên máy tính)

CAM (Computer Aided Manufacturing): lĩnh vực sử dụng máy tính để tạo

chương trình điều khiển hệ thống sản xuất, kể cả trực tiếp điều khiển các thiết

bị, hệ thống, đảm bảo vật tư kỹ thuật

CNC (Computerized Numerical Control): máy gia công điều khiển số có sự

trợ giúp của máy tính trong việc vận hành và lập trình gia công

CAE (Computer Aided Engineering): tính toán kỹ thuật với sự trợ giúp của

máy tính

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Thông số nhựa PolyPropylen (PP) 8

Bảng 2.2: Loại mẫu, kích thước tiêu chuẩn ISO 179 12

Bảng 2.3: Loại mẫu, cách đặt tên và các loại vết rãnh mẫu ISO 179 12

Bảng 2.4: Kích thước mẫu ISO 178 13

Bảng 2.5: Kích thước mẫu ISO 527 14

Bảng 2.6: Kích thước mẫu ASTM D 6272 được khuyên dùng cho vật liệu cho ép phun 15

Bảng 2.7: Kích thước chiều dày mẫu ASTM D 638 16

Bảng 2.8: Kích thước chiều dày mẫu ASTM D 6110 17

Bảng 3.1: So sánh ảnh hưởng của các mặt cắt ngang kênh dẫn 49

Bảng 3.2: Thông số chốt hồi tiêu chuẩn 74

Bảng 3.3: Độ dày tấm đẩy theo diện tích mẫu thử 75

Bảng 3.4: Kích thước làm nguội cho thiết kế 78

Bảng 3.5: Chế độ cắt khi gia công tấm khuôn dương [12] 86

Bảng 3.6: Chế độ cắt khi gia công tấm khuôn âm [12]……….94

Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật của máy ép nhựa W-120B 134

Bảng 4.2: So sánh kết quả ép thực tế và mô phỏng ISO 136

Bảng 4.3: So sánh kết quả ép thực tế và mô phỏng ASTM 136

Bảng 4.4: Kết quả ép mẫu thử mẫu thử va đập ISO 179 140

Bảng 4.5: Kết quả ép mẫu thử mẫu thử uốn ISO 178 141

Bảng 4.6: Kết quả ép mẫu thử mẫu thử kéo ISO 527 143

Bảng 4.7: Kết quả ép mẫu thử mẫu thử uốn ASTM D 6272 144

Bảng 4.8: Kết quả ép mẫu thử mẫu thử va đập ASTM D 6110 145

Bảng 4.9: Kết quả ép mẫu thử mẫu thử kéo ASTM D 638 147

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ

Hình 2.1: Chu kỳ ép phun 5

Hình 2.2: Quy trình thiết kế khuôn ép nhựa 6

Hình 2.3: Bộ khuôn hai tấm 7

Hình 2.4: Quy trình sản xuất khuôn ép nhựa 8

Hình 2.5: Mẫu ISO 179 11

Hình 2.6: Mẫu ISO 178 13

Hình 2.7: Mẫu ISO 527 14

Hình 2.8: Mẫu ASTM D 6272 15

Hình 2.9: Mẫu ASTM D 638 16

Hình 2.10: Mẫu ASTM D 6110 17

Hình 3.1: Biên dạng 2D của mẫu thử kéo tiêu chuẩn ISO 527 18

Hình 3.2: Hoàn thành mẫu thử kéo tiêu chuẩn ISO 527 19

Hình 3.3: Biên dạng 2D của mẫu thử uốn tiêu chuẩn ISO 178 19

Hình 3.4: Hoàn thành mẫu uốn tiêu chuẩn ISO 178 20

Hình 3.5: Biên dạng 2D của mẫu thử va đập tiêu chuẩn ISO 179 20

Hình 3.6: Hoàn thành mẫu thử va đập tiêu chuẩn ISO 179 21

Hình 3.7: Biên dạng 2D của mẫu thử kéo tiêu chuẩn ASTM D 638 21

Hình 3.8: Hoàn thành mẫu thử kéo tiêu chuẩn ASTM D 638 22

Hình 3.9: Biên dạng 2D của mẫu thử uốn tiêu chuẩn ASTM D 6272 22

Hình 3.10: Hoàn thành mẫu thử uốn tiêu chuẩn ASTM D 6272 23

Hình 3.11: Biên dạng 2D của mẫu thử va tiêu chuẩn ASTM D 6110 23

Hình 3.12: Hoàn thành mẫu thử va đập tiêu chuẩn ASTM D 6110 24

Hình 3.13: Chọn hệ thống đơn vị trong hộp thoại Units Manager 25

Hình 3.14: Khối lượng mẫu thử kéo ISO 527 26

Hình 3.15: Khối lượng mẫu thử uốn ISO 178 27

Hình 3.16: Khối lượng mẫu thử va đập ISO 179 28

Hình 3.17: Khối lượng mẫu thử kéo ASTM D 638 29

Hình 3.18: Khối lượng mẫu thử uốn ASTM D 6272 30

Hình 3.19: Khối lượng mẫu thử va đập ASTM D 6110 31

Hình 3.20: Hộp thoại Measure kiểm tra thể tích sản phẩm 31

Hình 3.25: Thiết lập các thông số ban đầu quá trình Fill+Pack mẫu thử tiêu

chuẩn ASTM 39

Hình 3.26: Thiết lập các thông số đường nước làm mát mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 40

Hình 3.27: Thiết lập các thông số quá trình Cooling mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 40

Hình 3.28: Thiết lập thông số nước giải nhiệt mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 40

Hình 3.29: Vị trí cổng phun theo thiết kế mẫu thử tiêu chuẩn ISO 41

Hình 3.30: Thông số ban đầu mẫu thử tiêu chuẩn ISO 42

Hình 3.31: Thiết lập các thông số đường nước làm mát mẫu thử tiêu chuẩn ISO 42

Hình 3.32: Thiết lập các thông số quá trình Cooling mẫu thử tiêu chuẩn ISO 42

Hình 3.33: Thiết lập thông số nước giải nhiệt mẫu thử tiêu chuẩn ISO 42

Hình 3.34: Máy ép nhựa W-120B 43

Hình 3.35: Vị trí cuống phun 45

Hình 3.36: Kích thước cuống phun 46

Hình 3.37: Bạc cuống phun 46

Hình 3.38: Thiết kế bạc cuống phun 47

Hình 3.39: Thông số đầu phun máy ép Shine Well 120B 47

Hình 3.40: Một số dạng kênh nhựa 48

Hình 3.41: Kết cấu tổng quan kênh dẫn và sắp xếp mẫu thử 48

Hình 3.42: Tiết diện cắt ngang của kênh dẫn 50

Hình 3.43: Thiết kế đuôi nguội chậm 51

Hình 3.44: Miệng phun cạnh 52

Hình 3.45: Kích thước miệng phun cạnh khuyên dùng trong thực tế 53

Hình 3.46: Đưa mẫu thử kéo tiêu chuẩn ISO 527 vào môi trường tách khuôn 54

Hình 3.47: Bố trí cách sắp xếp cho 2 mẫu thử còn lại 54

Hình 3.48: Đưa các mẫu thử còn lại vào môi trường tách khuôn 55

Hình 3.49: Nhập hệ số co rút cho các mẫu thử 55

Hình 3.50: Mặt phân khuôn 56

Hình 3.51: Tạo phôi 56

Hình 3.52: Kênh dẫn của mẫu thử 57

Hình 3.53: Cuống phun của mẫu thử 57

Hình 3.54: Hai nửa khuôn 58

Hình 3.55: Tấm khuôn dương 58

Hình 3.58: Bố trí cách sắp xếp cho 2 mẫu thử còn lại 60

Hình 3.59: Đưa các sản phầm còn lại vào môi trường tách khuôn 60

Hình 3.60: Nhập hệ số co rút cho các mẫu thử 61

Hình 3.61: Mặt phân khuôn 61

Hình 3.62: Tạo phôi 62

Hình 3.63: Kênh dẫn của mẫu thử 62

Hình 3.64: Cuống phun của mẫu thử 62

Hình 3.65: Hai nửa khuôn 63

Hình 3.66: Tấm khuôn âm 63

Hình 3.67: Mẫu thử chốt dẫn hướng được bán trên thị trường 65

Hình 3.68: Phân loại bạc dẫn hướng 66

Hình 3.69: Mẫu thử bạc dẫn hướng trên thị trường 67

Hình 3.70: Vị trí vòng định vị trong khuôn ép nhựa 68

Hình 3.71: Mẫu thử vòng định vị được bán trên thị trường 68

Hình 3.72: Các loại vòng định vị được bán trên thị trường 68

Hình 3.73: Thiết kế vòng định vị 69

Hình 3.74: Ty đẩy Ø5 70

Hình 3.75: Các thiết kế ty giật đuôi keo 70

Hình 3.76: Kích thước phần giựt đuôi keo chữ Z 71

Hình 3.77: Ty giật đuôi keo Ø6 71

Hình 3.78: Thiết kế gối đỡ 72

Hình 3.79: Chi tiết chốt hồi tiêu chuẩn 73

Hình 3.80: Lò xo thiết kế 74

Hình 3.81: Tấm đẩy thiết kế 75

Hình 3.82: Bản vẽ tấm giữ mẫu thử tiêu chuẩn ISO 76

Hình 3.83: Bản vẽ tấm giữ mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 77

Hình 3.84: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế 78

Hình 3.85: Hệ thống làm nguội cho bộ khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ISO 79

Hình 3.86: Hệ thống làm nguội cho bộ khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 79

Hình 3.87: Nhiệt độ kênh làm nguội cho bộ khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ISO 80

Hình 3.88: Nhiệt độ kênh làm nguội cho bộ khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 80

Hình 3.89: Nhiệt độ của mẫu thử trong quá trình ép phun bộ khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ISO 81

Hình 3.90: Nhiệt độ của mẫu thử trong quá trình ép phun bộ khuôn mẫu thử

Hình 3.92: Lưu lượng dòng chảy trong kênh làm nguội bộ khuôn mẫu thử

mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 82

Hình 3.93: Lưu lượng nước làm nguội theo đường kính kênh làm nguội 83

Hình 3.94: Nhiệt độ khuôn bộ khuôn mẫu thử mẫu thử tiêu chuẩn ISO 83

Hình 3.95: Nhiệt độ khuôn bộ khuôn mẫu thử mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 84

Hình 3.96: Các mặt và lỗ cần gia công trên tấm khuôn dương 86

Hình 3.97: Các mặt và lỗ cần gia công trên tấm khuôn âm 88

Hình 3.98: Máy mài tay 93

Hình 3.99: Máy mài hơi 93

Hình 3.100: Các kiểu đầu đá mài 94

Hình 3.101: Các loại dũa 94

Hình 3.102: Các loại giấy nhám 95

Hình 3.103: Các loại nỉ đánh bóng 95

Hình 4.1: Cài đặt thông số ép mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 96

Hình 4.2: Kết quả mô phỏng quá trình Filling mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 97

Hình 4.3: Kết quả mô phỏng quá trình Packing mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 98 Hình 4.4: Kết quả mô phỏng quá trình Cooling mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 99 Hình 4.5: Nhiệt độ khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 99

Hình 4.6: Nhiệt độ mẫu thử tiêu chuẩn ASTM sau khi làm nguội 100

Hình 4.7: Kết quả phân tích thời gian điền đầy mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 101

Hình 4.8: Nhiệt độ đầu dòng chảy mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 102

Hình 4.9: Áp suất phun tại điểm chuyển đổi V/P mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 103

Hình 4.10: Biểu đồ phát triển áp suất ở miệng phun mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 103

Hình 4.11: Phân bố rỗ khí trên mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 105

Hình 4.12: Biểu đồ phân bố lực kẹp khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 106

Hình 4.13: Kết quả phân tích dự đoán đường hàn trên mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 107

Hình 4.14: Lượng thể tích co ngót trung bình mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 108 Hình 4.15: Các vùng phân bố sự cong vênh trên mẫu thử tiêu chuẩn ASTM 109

Hình 4.16: Cài đặt thông số ép mẫu thử tiêu chuẩn ISO 111

Hình 4.17: Kết quả mô phỏng quá trình Filling mẫu thử tiêu chuẩn ISO 112

Hình 4.18: Kết quả mô phỏng quá trình Packing mẫu thử tiêu chuẩn ISO 113 Hình 4.19: Nhiệt độ khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ISO 114

Hình 4.23: Áp suất phun tại điểm chuyển đổi V/P mẫu thử tiêu chuẩn ISO

117

Hình 4.24: Biểu đồ phát triển áp suất ở miệng phun mẫu thử tiêu chuẩn ISO 118

Hình 4.25: Phân bố rỗ khí trên mẫu thử tiêu chuẩn ISO 119

Hình 4.26: Biều đồ phân bố lực kẹp khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ISO 120

Hình 4.27: Kết quả phân tích dự đoán đường hàn trên mẫu thử tiêu chuẩn ISO 121

Hình 4.28: Lượng thể tích co ngót mẫu thử tiêu chuẩn ISO 122

Hình 4.29: Các vùng phân bố sự cong vênh trên mẫu thử tiêu chuẩn ISO 123 Hình 4.30: Bộ khuôn hoàn chỉnh 133

Hình 4.31: Sản phẩm sau ép thử……… 140

Hình 4.32: Thông số ép thử khuôn mẫu thử tiêu chuẩn ISO 137

Hình 4.33: Bảng mô phỏng ép thử khuôn ASTM 138

Hình 4.34: Kích thước mẫu thử va đập ISO 179 thực tế 140

Hình 4.35: Kích thước mẫu thử uốn ISO 178 thực tế 142

Hình 4.36: Kích thước mẫu thử kéo ISO 527 thực tế 143

Hình 4.37: Kích thước mẫu thử mẫu thử uốn ASTM D 6282 thực tế 144

Hình 4.38: Kích thước mẫu thử mẫu thử uốn ASTM D 6110 thực tế 146

Hình 4.39: Kích thước mẫu thử mẫu thử uốn ASTM D 638 thực tế 147

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Đặt vấn đề

Trong cuộc sống hiện nay, mẫu thử nhựa ngày càng được phổ biến rộng rãi

và đang dần chiếm ưu thế trên thị trường Với tình hình đó, sự phát triển của mẫu thử nhựa diễn ra với một tốc độ nhanh và không ngừng cải tiến Do đó có thể thấy được nhựa đã chiếm một phần cực kì quan trọng trong cuộc sống hiện nay

Với sự phát triển không ngừng của ngành nhựa thì ngành công nghệ khuôn mẫu (cụ thể là ngành công nghệ ép phun) cũng phát triển ngày càng mạnh mẽ, và kéo theo đó là sự đa dạng hóa các mẫu mã trên thị trường, hạ giá thành mẫu thử nhựa làm tăng tính cạnh tranh cho các doanh nghiệp, đồng thời giúp cho người tiêu dùng có nhiều phương án lựa chọn mẫu thử cho mình

Ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí của Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã tập trung về việc đào tạo về CAD/CAM/CNC và lĩnh vực khuôn mẫu Vậy nên trong những năm gần đây chất lượng đào tạo của ngành đã tiến bộ rõ rệt, sinh viên đã tiến hành và chế tạo ra bộ khuôn bằng mica, cả bộ khuôn hoàn chỉnh bằng thép và đã ép ra những mẫu thử thực tế

Để nâng cao hiệu quả dạy – học và đồng thời trang bị kiến thức đầy đủ hơn về chuyên ngành khuôn mẫu nên nhóm đã được bộ môn giao cho đề tài đồ về lĩnh vực khuôn mẫu (thiết kế - chế tạo - ép phun), ngoài ra nhằm tạo ra các mẫu thử theo tiêu chuẩn ISO và ASTM, nhằm mục đích phục vụ cho công việc nghiên cứu và tạo sản

phẩm phục vụ cho đề tài tốt nghiệp của nhóm sau Đồ án được giao là “THIẾT KẾ

VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN MẪU THỬ KÉO (ISO 527, ASTM D 638), MẪU THỬ UỐN (ISO 178, ASTM D 6272), MẪU THỬ VA ĐẬP (ISO 179, ASTM D 6110)”

Bên cạnh những điều trên, với đề tài này nhóm sẽ học hỏi được nhiều hơn về kiến thức và kinh nghiệm thực tế về thiết kế - chế tạo – gia công bộ khuôn hoàn chỉnh và công đoạn ép phun ra mẫu thử

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Thiết kế và gia công bộ khuôn hoàn chỉnh cho mẫu thử mẫu thử theo tiêu chuẩn ISO 178, ISO 179, ISO 527 và ASTM D 6272, D 6110, D 638

- Ép thử ra mẫu thử “Mẫu thử theo tiêu chuẩn ISO và ASTM”

- Ứng dụng phần mền Creo Paramatric 3.0 để thiết kế - lập trình gia công cho bộ khuôn

- Ép thử và kiểm tra hoạt động của bộ khuôn trên máy ép

1.3 Yêu cầu đề tài

- Thiết kế hợp lí, tiết kiệm vật liệu nhưng vẫn đảm bảo chức năng

- Các chi tiết của bộ khuôn sau khi gia công xong phải đảm bảo những tính yêu cầu như: độ chính xác về kích thước, độ bền, độ bóng, tính chịu lực

- Lắp ráp hoàn chỉnh bộ khuôn, và bộ khuôn hoạt động tốt trong quá trình ép phun

- Vị trí tương quan các tấm khuôn và các tiêu chí tiêu chuẩn chính xác

- Dung sai kích thước đạt yêu cầu tùy thuộc vào kích thước cụ thể (trong bảng dung sai kích thước)

- Đối với mẫu thử: (yêu cầu kỹ thuật – thẩm mỹ)

 Yêu cầu chính xác về hình dạng và thiết kế

 Tính thẩm mỹ cao

 Vật liệu nhựa dùng thích hợp và có tính thẩm mỹ tốt

1.4 Nội dung nghiên cứu

- Thiết kế, gia công bộ khuôn 2 tấm cho mẫu thử “Mẫu thử theo tiêu chuẩn ISO và ASTM”

- Mô phỏng mẫu thử kéo, mẫu thử uốn, mẫu thử va đập theo tiêu chuẩn ISO

và ASTM bằng phần mềm Mold Flow

- Ép thử mẫu thử kéo, mẫu thử nén, mẫu thử va đập theo tiêu chuẩn ISO và ASTM bằng vật liệu PolyPropylen (PP) có công thức phân tử: (C3H6)n

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp sử dụng để thực hiện đồ án này:

- Phương pháp quan sát: Quan sát thực tế từ nhưng mô hình có sẵn, những đoạn video, những bộ khuôn thực tế để đưa ra bộ khuôn cho đề tài Đồng thời quan sát quá trình gia công thực tế, lắp ráp bộ khuôn

- Phương pháp đọc hiểu tài liệu: Các tài liệu liên quan đến đồ án, nguồn từ

1.6 Đối tượng nghiên cứu

- Thiết kế mẫu thử “Mẫu thử kéo (ISO 527, ASTM D 638), mẫu thử uốn (ISO 178, ASTM D 6272), mẫu thử va đập (ISO 179, ASTM D 6110) theo tiêu chuẩn ISO và ASTM” và bộ khuôn hoàn chỉnh cho mẫu thử trên phần mềm Creo Parametric 3.0

- Vật liệu làm khuôn ép phun

- Ứng dụng phần mềm Moldflow để phân tích dòng chảy nhựa trong khuôn

và các lỗi mẫu thử

- Sử dụng máy phay CNC để gia công bộ khuôn

- Sử dụng máy W-120B để ép phun

(Giới hạn đề tài: đề tài chỉ đọc hiểu các tài liệu tiêu chuẩn ISO, ASTM, thiết

kế mẫu thử kéo (ISO 527, ASTM D 638), mẫu thử uốn (ISO 178, ASTM D 6272), mẫu thử va đập (ISO 179, ASTM D 6110) theo hình dạng tiêu chuẩn và chế tạo bộ khuôn để ép ra mẫu thử, không bao gồm kiểm tra tính chất cơ học của mẫu thử)

1.7 Kết quả dự kiến đạt được

- Bản vẽ thiết kế chi tiết mẫu thử và bộ khuôn

- Bộ khuôn và mẫu thử

- Báo cáo thực hiện đề tài

1.8 Dàn ý nghiên cứu

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Tổng quan về công nghệ ép phun [2]

2.1.1 Khái niệm

Một cách đơn giản nhất, công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn Khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra và mẫu thử được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy Trong quá trình này không có bất kì phản ứng hoá học nào xảy ra

2.1.2 Khả năng công nghệ

Tạo ra những mẫu thử có hình dáng phức tạp

Trên cùng một mẫu thử, hình dáng giữa mặt trong và mặt ngoài có thể khác nhau

Khả năng tự động hoá cao

Mẫu thử sau khi ép phun có màu sắc phong phú và độ nhẵn bóng bề mặt rất cao nên không cần gia công lại

2.1.3 Các yêu cầu kỹ thuật đối với một bộ khuôn

Khuôn ép nhựa đòi hỏi nhiều yêu cầu khác nhau nhưng về mặt kỹ thuật thì chủ yếu tập trung vào các yêu cầu: Độ chính xác về hình dáng, độ chính xác về kích thước, độ cứng, độ bóng của các chi tiết trong khuôn

có một qui trình công nghệ và chế độ cắt hợp lý khi gia công

bị mài mòn hoặc hư tổn rất cao Để nâng cao độ bền của khuôn, ngoài việc chọn các vật liệu tốt khi chế tạo còn có thể nhiệt luyện cho khuôn, thấm carbon, thấm nitơ

2.1.4 Chu kì ép phun

Gồm 4 giai đoạn:

- Giai đoạn kẹp (Clamping phase): khuôn được đóng lại

- Giai đoạn phun (Injection phase): nhựa điền đầy vào khuôn

- Giai đoạn làm nguội (Cooling phase): nhựa đông đặc lại trong khuôn

- Giai đoạn đẩy (Ejector phase): Đẩy mẫu thử nhựa ra khỏi lòng khuôn

Clamping →Injection →Cooling →Ejection

Hình 2.1: Chu kỳ ép phun

2.2 Chu trình thiết kế khuôn ép nhựa

2.2.1 Một số yêu cầu khi thiết kế

Hai tiêu chuẩn đảm bảo ép phun đúng thiết kế mẫu thử và thiết kế khuôn Khi thiết kế mẫu thử cần chú ý đến các vấn đề khi thiết kế hình dáng hình học cho mẫu thử nhựa như: bề dày, góc bo, góc thoát khuôn, gân, vấu lồi

Thiết kế khuôn đúng phương đúng phương pháp là phải có một trình tự tổ chức, có danh mục kiểm tra từng bước, có hệ thống của các quy tắc thiết kế cơ bản hưởng dẫn cho người thiết kế trước khi thiết kế

Khi thiết nhận đơn dặt hàng của khách hàng phải biết đầy đủ thông tin về vật liệu mẫu thử, độ bóng cần đạt, các yêu cầu về dung sai và các thông tin liên quan

Sau khi đã có số liệu về máy về loại mẫu thử, người thiết kế bắt đầu kiểu khuôn

mà ta thiết kế Độ co rút vật liệu phụ thuộc vào vật liệu sử dụng được thảo luận với khách hàng

Để khuôn được chế tạo thuận lợi thì cần sử dụng mọi chi tiết được tiêu chuẩn hoá Các chi tiết lắp ghép, đầu nối, các chi tiết phụ trợ cho khuôn và các phụ tùng thay thế

Sau khi thiết kế có thể sử dụng kỹ thuật CAE thông qua các phần mêm chuyên dùng để mô phỏng trước xem việc thiết kế đã đạt chưa Điều này giảm bớt thời gian

và chi phí khuôn

Hình 2.2: Quy trình thiết kế khuôn ép nhựa

2.2.2 Các thành phần cơ bản trong bộ khuôn hai tấm

Trên thực tế có nhiều loại khuôn ép nhựa, xét về mặt kết cấu khuôn thì có khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm, khuôn nhiều tầng Việc lựa chọn kết cấu khuôn sử dụng tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Tính chất của mẫu thử (tính thẩm mỹ, cơ tính)

- Tính kinh tế khi chế tạo

Ép Thử Giao Hàng

Hình 2.3: Bộ khuôn hai tấm

 Chức năng của các yếu tố cấu thành khuôn:

1 Vít lục giác: liên kết các tấm khuôn và tạo tính thẩm mỹ

2 Tấm kẹp cố định: giữ chặt phần cố định với máy ép nhựa

3 Vòng định vị: định tâm giữa bạc cuốn phun và vòi phun

4 Bạc cuốn phun: dẫn nhựa từ máy ép phun vào các kênh dẫn nhựa

5 Khuôn âm: tạo hình cho mẫu thử

6 Bạc định vị: đảm bảo vị trí tương quan giữa khuôn đực và khuôn cái

7 Chốt định vị: đảm bảo vị trí tương quan giữa khuôn đực và khuôn cái

8 Khuôn dương: tạo hình cho mẫu thử

9 Ty đẩy: đẩy mẫu thử ra sau khi mẫu thử được làm nguội

10 Chốt hồi: đưa tấm đẩy và tấm giữ về vị trí ban đầu sau khi đẩy

11 Lo xo chốt hồi: hỗ trợ cho chức năng chốt hồi

12 Gối đỡ tạo khoảng đẩy

13 Tấm giữ: cố định ty đẩy và chốt hồi với tấm đẩy

14 Tấm đẩy: đẩy các chốt đẩy để ty đẩy đẩy mẫu thử rời khỏi khuôn

15 Tấm kẹp di động: chặt phần di động với máy ép nhựa

2.3 Quy trình sản xuất khuôn ép nhựa

Hình 2.4: Quy trình sản xuất khuôn ép nhựa

2.4 Vật liệu dùng trong công nghệ ép phun

 Vật liệu chọn để ép mẫu thử là PolyPropylen (PP)

Polypropylen là một loại polymer, là mẫu thử của phản ứng trùng hợp propylen

2.5 Đọc hiểu tài liệu tiêu chuẩn ISO và ASTM

2.5.1 Mẫu thử va đập ISO 179 [13]

ISO 179 quy định một phương pháp để xác định độ bền va đập của nhựa dưới điều kiện nhất định Những mẫu khác nhau có các kiểu thử nghiệm xác định, thông

số thử nghiệm tuỳ theo loại mẫu, vật liệu và notch thử nghiệm

Phương pháp này dùng để kiểm tra các tính chất của mẫu dưới những điều kiện tác động xác định và dự đoán độ dòn, độ dẻo dai của mẫu vật trong điều kiện thử nghiệm, nó cũng được dùng để xác định dữ liệu so sánh với các loại vật liệu tương

tự

Phương pháp này áp dụng rộng hơn so với ISO 180 và phù hợp hơn với các loại vật liệu chia lớp và các loại vật liệu thể hiện các hiệu ứng bề mặt do tác động của môi trường

Phương pháp này phù hợp với các loại vật liệu: nhưa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn, nhựa nhiệt rắn sợi cốt thép và vật liệu composite

Phương pháp này thích hợp cho các loại vật mẫu đúc với kích thước được lựa chọn, sản xuất ra từ trung tâm của một mẫu thử đa năng hoặc gia công từ các sạn phẩm thành phẩm hoặc bán thành phẩm

2.5.2 Mẫu thử uốn ISO 178 [14]

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp xác định tính chất uốn của nhựa cứng và bán cứng theo các điều kiện được quy định

Phương pháp này dủng để kiểm tra các trạng thái uốn của mẫu thử nghiệm và xác định độ bền uốn, mô đun uốn và các khía cạnh khác của mối liên hệ ứng suất/lực kéo trong các điều kiện xác định

Phương pháp này phù hợp cho các loại nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn Phương pháp này thích hợp cho các loại vật mẫu đúc với kích thước được lựa chọn, sản xuất ra từ trung tâm của một mẫu thử đa năng hoặc gia công từ các sản phẩm thành phẩm hoặc bán thành phẩm

Phương pháp này xác định các kích thước ưa thích của các mẫu thử Kiểm tra được thực hiện trên các mẫu thử khác nhau hoặc các mẫu thử được chuẩn bị dưới các điều kiện khác nhau, các kết quả đó có thể không so sánh được

Phương pháp này thích hợp vói các loại vật liệu nhiệt dẻo cứng và bán cứng dùng để đúc, đùn và cán Các loại vật liệu nhiệt dẻo cứng và bán cứng dùng để đúc

và cán Polyme tinh thể lỏng hướng nhiệt

Các phương pháp này được áp dụng sử dụng các mẫu thử có thể hoặc được đúc theo các kích cỡ đã chọn hoặc được thực hiện bằng máy, cắt hoặc dập từ các tấm được đúc bằng ép phun hoặc ép thường

2.5.4 Mẫu thử kéo ASTM D 638 [8]

Phương pháp kiểm tra này bao gồm việc xác định các tính chất bền kéo của nhựa được gia cố và nhựa không được gia cố với mẫu thử hình quả tạ tiêu chuẩn khi

được thử nghiệm trong các điều kiện tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn này có thể được sử dụng cho những loại vật liệu có độ dày lên tới 14mm Tuy nhiên để thử nghiệm các mẫu vật ở dạng tấm mỏng thì tiêu chuẩn D 882

sẽ thích hợp hơn Các mẫu vật dày hơn 14mm phải được gia công cắt giảm

Phương pháp này bao gồm các tuỳ chọn để xác định tỷ lệ Poison ở nhiệt độ phòng

Kiểm tra dữ liệu thu được bằng phương pháp thử nghiệm này có liên quan và phù hợp để sử dụng trong thiết kế kỹ thuật

2.5.5 Mẫu thử uốn ASTM D 6272 [9]

Phương pháp thử nghiệm này bao gồm xác định tính uốn dẻo của nhựa được gia cố và không được gia cố, bao gồm cả vật liệu modun tổng hợp cao và vật liệu cách điện ở dạng thỏi hình chữ nhật được tạo từ khuôn trực tiếp hoặc cắt từ tấm, tấm quặng hình dạng đúc

Phương pháp này có thể được sử dụng với 2 chu trình:

 Chu trình A: thiết kể chủ yếu cho các loại vật liệu bị phá vỡ tại những điểm lệch tương đối nhỏ

 Chu trình B: Thiết kế cho các loại vật liệu trải qua độ lệch lớn trong suốt quá trình thử

Trong các thử nghiệm tương đối, có thể dùng cả hai chu trình và tìm quy trình phù hợp cho loại vật liệu đang được thử nghiệm

Phương pháp thử này được thực hiên với một một nốt chữ v được phay trên mẫu Nốt chữ V tạo ra một sự tập trung ứng suất, cái mà đẩy nhanh sự dễ gãy của mẫu

Các kết quả của phương pháp thử nghiệm này được báo cáo trong những giới

hạn của năng lượng được hấp thụ trên mỗi đơn vị chiều rộng mẫu

Tiêu chuẩn này không hỗ trợ để chỉ ra tất cả các vấn đề an toàn, nếu có, kết

hợp với việc sử dụng nó Đó là trách nhiệm của người sử dụng tiêu chuẩn này

Bảng 2.2: Loại mẫu, kích thước tiêu chuẩn ISO 179

Bảng 2.3: Loại mẫu, cách đặt tên và các loại vết rãnh mẫu ISO 179

Do mẫu thử loại 2 và mẫu thử loại 3 dùng cho những loại vật liệu phân lớp, không thích hợp với công nghệ ép phun Do đó nhóm chọn mẫu thử loại 1 làm mẫu thiết kế

Mẫu thử loại 1 với 1 trong 3 loại chữ V khác nhau sẽ được sử dụng được thể hiện ở bảng 1 và bảng 2 Chữ V sẽ được thiết kế ở giữa mẫu thử

2.6.2 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ISO 178 [14]

2.6.3 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ISO 527 [6]

Khoảng cách giữa các phần song song rộng, l2 104 đến 113 106 đến 120

Bất cứ trường hợp nào, mẫu thử phải có hình quả tạ 1A và 1B Kiểu 1A thông dụng hơn đối với mẫu thử đa mục đích tạo khuôn trực tiếp, kiểu 1B dành cho mẫu thử thực hiện bằng máy

Mẫu thử kiểu 1A và 1B phải có độ dày 4mm như nhau đối với mẫu thử đa mục đích theo ISO 3167

2.6.4 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ASTM D6272 [9]

 Hình dạng

Hình 2.8: Mẫu ASTM D 6272

 Kích thước

Do mẫu thử được chế tạo theo phương thức ép phun do đó kihc1 thước mẫu

thử được lấy theo mục 7.4 Molding materials (Themoplastic and Thermosets) của

tiêu chuẩn ASTM D 6272

Bảng 2.6: Kích thước mẫu ASTM D 6272 được khuyên dùng cho vật

liệu cho ép phun

2.6.5 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ASTM D 638 [8]

có kích thước như sau:

Bảng 2.7: Kích thước chiều dày mẫu ASTM D 638

2.6.6 Mẫu thử cho tiêu chuẩn ASTM D 6110 [10]

 Hình dạng

Hình 2.10: Mẫu ASTM D 6110

Do mẫu thử được chế tạo theo phương thức ép phun, do đó chiều dày mẫu từ 3mm đến 12.7mm, do đó để đồng dạng với 2 mẫu còn lại, nhóm đã chọn mẫu có bề dày là 3.2 ±0.2mm, dài 127 ± 2 mm, chiều rộng là 12.7 ± 0.15 mm

Bảng 2.8: Kích thước chiều dày mẫu ASTM D 6110

CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN

3.1 Thiết kế mẫu thử mẫu thử tiêu chuẩn ISO và ASTM

3.1.1 Cơ sở thiết kế

Mẫu thử mẫu thử tiêu chuẩn ISO và ASTM chứa ý nghĩ vô cùng đặc biệt Mẫu thử dùng để xác định cơ tính của hạt nhựa PolyPropylene (PP) để hiểu rõ hơn về đặc tính cơ học của nó Các đặc tính cơ học cần nghiên cứu đó là tính chất kéo (ISO

527, ASTM D 638), va đập (ISO 179, ASTM D 6110) và uốn (ISO 178, ASTM D 6272) Chính ý nghĩa trên nên nhóm đã có ý tưởng làm các mẫu thử để giúp đỡ cho việc nghiên cứu Mẫu thử được thiết kế dựa trên cơ sở ứng dụng phần mền Creo Parametric 3.0

3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ của mẫu thử

 Yêu cầu kỹ thuật của mẫu thử:

 Mẫu thử đạt hình dáng và kích thước đúng như thiết kế

 Mẫu thử không có các khuyết tật

 Bề mặt trước của mẫu thử đạt độ bóng cao

 Sử dụng vật liệu có thể tái chế

 Yêu cầu về tính thẩm mỹ

 Các bề mặt của mẫu thử phải trơn láng

3.1.3 Thiết kế sản phẩm

3.1.3.1 Thiết kế mẫu thử mẫu thử ISO

 Mẫu thử kéo tiêu chuẩn ISO 527

Bước 1: Sketch vẽ 2D mẫu thử lên mặt phẳng top

Bước 2: Extrude toàn bộ chi tiết và hoàn thành

Hình 3.2: Hoàn thành mẫu thử kéo tiêu chuẩn ISO 527

 Mẫu thử uốn tiêu chuẩn ISO 178

Bước 1: Sketch vẽ 2D mẫu thử lên mặt phẳng top

Hình 3.3: Biên dạng 2D của mẫu thử uốn tiêu chuẩn ISO 178