Thạc Sĩ Nghiên cứu thiết kế khuôn ép nhựa bằng phần mềm công nghiệp

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu thiết kế khuôn ép nhựa bằng phần mềm công nghiệp
Mô tả bị lỗi font vài chữ, tài liệu thì bình thường

Mục lục
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục bảng vi
Danh mục hình vii
Mở đầu 1
1 Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài 2
2 Mục tiêu của đề tài 2
3 Phương pháp nghiên cứu 3
4 Nội dung nghiên cứu 3
Chương 1. Tổng quan về chất dẻo nhiệt dẻo và ứng dụng 4
1.1 Chất dẻo nhiệt dẻo 4
1.1.1 Định nghĩa chất dẻo 4
1.1.2 Chất dẻo nhiệt dẻo 4
1.2 Phân loại chất dẻo nhiệt dẻo 5 1.2.1 Chất dẻo kết tinh 6
1.2.2 Chất dẻo vô định hình 6
1.3 Tính chất cơ học, lý học, hóa học của chất dẻo nhiệt dẻo 6
1.3.1 Tính chất chung của chất dẻo nhiệt dẻo 6
1.3.2 Tính chất lý học, cơ học, hóa học, công nghệ và ứng dụng của
các loại chất dẻo nhiệt dẻo thông dụng 11
1.4 Tình hình sử dụng chất dẻo ở Việt Nam và Thái Bình 23
1.4.1 Tình hình sử dụng chất dẻo tại Việt Nam 23
1.4.2 Tình hình sử dụng và sản xuất chất dẻo của Thái Bình 26
Chương 2. Thiết bị và công nghệ ép phun chất dẻo nhiệt dẻo 28
2.1 Nguyên lý thiết bị ép phun 28
2.1.1 Hệ thống dây chuyền công nghệ 28
2.1.2 Nguyên lý làm việc của thiết bị 28
2.2 Kết cấu thiết bị ép phun chất dẻo nhiệt dẻo 29
2.2.1 Khối ép phun nhựa 29
2.2.2 khối đóng mở khuôn và kẹp chặt khuôn 31
2.2.3 Kết cấu khuôn ép phun nhựa 33
2.3 Công nghệ ép phun trên thiết bị ép phun chất dẻo 44
2.3.1 Quy trình ép phun trên thiết bị ép phun 44
2.3.2 áp lực ép 45
2.3.3 Điều khiển gia nhiệt, giữ nhiệt 45
Chương 3. Thiết kế khuôn ép phun bằng công nghệ 3D 48
3.1 Phần mềm SolidWorks - MOLDworks 48
3.1.1 Giới thiệu chung 48
3.1.2 Phần mêm Moldflow 3.1 49
3.2 Thiết kế khuôn mũ bảo hiểm bằng công nghệ 3D 51
3.2.1 thiết kế mô hình chi tiết nhựa vỏ cứng mũ bảo hiểm theo Tiêu
chuẩn Việt Nam TCVN5756-2001 51
3.2.2 Thiết kế 3D phần miếng ghép lòng khuôn và lõi khuôncho sản
phẩm nhựa 54
3.3 Thiết kế khuôn ép phun hoàn chỉng bằng Moldworks 56
3.3.1 Chọn loại khuôn 56
3.3.2 Phương án I 56
3.3.2 Phương án II 66
Chương 4. Mô phỏng khảo sát dòng chảy nhựa và tối ưu kết cấu lòng
khuôn bằng Moldflows 3.1 73
4.1 Mô phỏng thiết kế khuôn 73
4.1.1 Mục đích mô phỏng dòng chảy trong khuôn 73
4.1.2 So sánh thiết kế sử dụng phần mềm với thiết kế thông thường 74
4.1.3 Lưu đồ thuật toán thiết kế và mô phỏng bằng Moldflow 75
4.2 Mô phỏng dòng chảy nhựa bằng Moldflow 76
4.2.1 Điều kiện ban đầu 76
4.2.2 Phân tích kết quả mô phỏng 77
4.3 Khảo sát Phương án II 82
4.3.1 Phương án mô phỏng 82
4.3.2 Các kết quả phân tích trên Moldflow 82
Kết luận chung 91
Tài liệu tham khảo 92

Mở đầu
Vật liệu nhựa với các tính chất như: độ dẻo dai, nhẹ, chịu hóa học tốt,
cách điện tốt, nếu có các chất phụ gia làm tăng mộtsố tính năng cơ - hóa - nhiệt
- điện càng làm cho Vật liệu nhựa trở lên thông dụng đáp ứng được nhiều tính
năng sử dụng và vật liệu nhựa ngày càng được sử dụng rộng rti để thay thế các
vật liệu như: sắt, nhôm, gang, đồng đang ngày càng cạn kiệt trong tự nhiên. vì
vậy vật liệu nhựa ngày nay ủó trởthành một vật liệu quan trọng trong cụng
nghiệp và dõn dụng. Ngành công nghiệp nhựa đt phát triển rất nhanh trong thời
gian qua kéo theo đó là các lĩnh vực tạo hình sản xuất và chế tạo các sản phẩm
từ nhựa bằng nhiều công nghệ khác nhau đặc biệt trong đó phải kể đến công
nghệ ép phun và ngành công nghiệp thiết kế, chế tạokhuôn ép phun sản phẩm
nhựa ra đời và tạo ra vô số các sản phẩm với đủ kiểu dáng chủng loại phục vụ
đời sống của con người. ởnước ta việc sản xuất các sản phẩm từ nhựa phục vụ
đời sống cũng như trong kỹ thuật đang được phát triển rất mạnh mẽ, số lượng
các cơ sở sản xuất ứng dụng phương pháp gia công mới ngày càng nhiều, gia
công được các chi tiết có biên dạng ngày càng đa dạng.
Tại Thái Bình đt nhập về nhiều máy ép phun nhựa hiện đại, nhưng các
khuôn đều không thể thiết kế được. Các doanh nghiệpđều phải đặt mua của
Tp Hồ Chí Minh hoặc của Trung Quốc. Nhu cầu về số lượng và chủng loại rất
lớn. Thái Bình có thể gia công trên máy CNC với cácmẫu có sẵn, nhưng do
chưa nắm được công nghệ thiết kế. Trong đó, vấn đề quan trọng nhất là chưa
nắm được tính chất dòng chảy của nhựa trong lòng khuôn, nên khi chế tạo
xong phải ép thử rất nhiều lần, rất tốn kém về tiềnkhuôn chế thử. Từ đó làm
tăng giá thành sản phẩm.
Trước tình hình đó, để góp phần tăng trưởng kinh tế của Thái Bình,
giảm giá thành sản phẩm và tăng chủng loại tạo thế cạnh tranh cao cho các
doanh nghiệp, cần thiết phải nắm được công nghệ thiết kế chế tạo khuôn ép
phun nhựa, một công nghệ hiện đại và có nhiều bí quyết kỹ thuật.
Đề tài: “Nghiên cứu thiết kế khuôn ép nhựa bằng phần mềm công
nghiệp” mong muốn làm rõ các vấn đề cơ sở khoa học về công nghệ ép phun,
về sử dụng công nghệ mô hình hoá để thiết kế khuôn và công nghệ mô phỏng
để kiểm tra chất lượng khuôn.
1. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài
- Cơ sở khoa học: Đề tài nghiên cứu các thuộc tính của nhựa, các yêu
cầu công nghệ khi ép phun các chủng loại nhựa, làm cơ sở định ra chế độ
công nghệ ép phun. Đồng thời cần khảo sát dòng chảycủa nhựa trong khuôn
qua các rtnh dẫn, đậu đến điền đầy lòng khuôn, từ đó tìm cách điều chỉnh
dòng chảy, để điền đầy lòng khuôn tốt nhất.
- Tính thực tiễn: Đề tài sử dụng công nghệ thiết kếkhuôn 3D để dựng
hình sản phẩm, tạo lòng khuôn ép và công nghệ mô phỏng số phân tích dòng
chảy và nhiệt từ đó phân tích các tham số. Đây là một công nghệ thiết kế hiện
đại, tiết kiệm giai đoạn chế thử và mang lại tính cạnh tranh cao cho sản phẩm.
2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu đề tài nghiên cứu công nghệ thiết kế hiện đại sử dụng phần
mềm công nghiệp để thiết kế khuôn và mô phỏng quá trình ép, tối ưu hoá thiết
kế khuôn.
Các kết quả phải đạt được:
a. Nắm chắc các đặc tính của nhựa sử dụng trong sảnxuất hàng dân
sinh.
b. Nắm chắc kết cấu khuôn, máy ép phun và cách vận hành máy.
c. Sử dụng phần mềm công nghiệp Solidworks - Moldworks để mô hình
hoá 3D và phần mềm Moldflows mô phỏng dòng chảy củanhựa.
d. Nắm được công nghệ thiết kế khuôn và tối ưu hoá các thông số lòng
khuôn;
3. Phương pháp nghiên cứu
- Về lý thuyết: Nghiên cứu tổng quan tài liệu về épphun và dòng chảy
nhựa;
- Về thực nghiệm: Thực hiện thiết kế mô hình khuôn 3D; mô phỏng
dòng chảy nhựa, xác định bài toán nhiệt của nhựa vàkhuôn, tính toán thời
gian điền đầy khuôn và khảo sát quá trình ép phun.
4. Nội dung nghiên cứu
Mở đầu: Tình hình ép nhựa tại Thái Bình.
Chương 1: Tổng quan về vật liệu nhựa và ứng dụng.
Chương 2: Thiết bị và công nghệ ép phun ép vật liệunhựa
Chương 3: Thiết kế khuôn ép phun bằng công nghệ 3D.
Chương 4: Mô phỏng khảo sát dòng chảy nhựa và tối ưu kết cấu lòng
khuôn bằng Moldflows.
Kết luận và kiến nghị.


Chương 1
Tổng quan về chất dẻo nhiệt dẻo và ứng dụng
1.1 Chất dẻo nhiệt dẻo
1.1.1 Định nghĩa chất dẻo
Chất dẻo là loại vật liệu nhân tạo được sản xuất từcác chất hữu cơ. ở
nhiệt độ nhất định chất dẻo trở lên mềm dẻo và có thể tạo hình được dưới áp
suất cao. Đa số các loại chất dẻo đều có cấu tạo hóa học phức tạp mà cơ sở của
nó là các liên kết hữu cơ cao phân tử được gọi là polyme (Polyme là một hợp
chất gồm các phân tử được hình thành do sự lặp lại nhiều lần của một loại hay
nhiều loại nguyên tử hay một nhóm nguyên tử (đơn vịcấu tạo monome) liên kết
với nhau với số lượng khá lớn để tạo lên một loạt các tính chất mà chúng thay
đổi không đáng kể khi lấy đi hoặc thêm vào một vài đơn vị cấu tạo).

Tài liệu tham khảo
[1]: Nhữ Hoàng Giang, Đinh Bá Trụ, Nguyễn Thụy Anh (10/2008), Công
nghệ gia công chất dẻo và polyme, NXB KHKT Hà Nội.
[2]: Nguyễn Trọng Hữu - Hướng dẫn sử dụng Solidworks 2008, NXB
Giao thông vận tải
[3]: Đinh Bá Trụ (2004), Công nghệ gia công chất dẻo, NXB HVKTQS.
[4]: Đinh Bá Trụ- Hướng dẫn sử dụng Inventor, NXB HVKTQS.
[5]: Charles A. Harper, Handbook of Plastics Technologies, Mc Graw
Hill Comp.
[6]: J.Harryd Uboi plastics mold Engineering Handbook, Mc Graw Hill
Comp.
[7]: Dominick V.Rosato; Donal V.Rosato; Marlene G.Rosato (editor),
Injection molding, Kluwer Academic Publishers -2000.
[8]: Joel R.Fried; Polymer Science and Technology; Prentice Hall PTR-
1997.
[9]: PGS. TS. Vũ Hoài Ân -Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa.
[10]: Hiệp hội nhựa Việt Nam –Nguyên liệu nhựa và những ứng dụng.