M CăL C LÝ L CH KHOA H C i L I CAM ĐOAN ii L I C M N iii TÓM T T iv M C L C vi DANH M C HÌNH xii DANH M C B NG BI U xiv DANH M C T Ch VI T T T xv ng T NG QUAN 1.1 Gi i thi u chung 1.2 M c đích c a đ tài 1.3 Nhi m v gi i h n c a đ tài 1.3.1 Nhi m v c a đ tài 1.3.2 Gi i h n c a đ tài 1.4 Ph Ch ng pháp nghiên c u ng C S LÝ THUY T 2.1 Thi t b công ngh ép phun [1] 2.1.1 Máy ép 2.1.2 Khuôn ép 2.2 Phân lo i khuôn ép phun [1] vi 2.3 S l c v chu trình ép phun [1] 2.4 Các khuy t t t ép [10] 2.5 Các thông số ép [1] 2.5.1 Nhi t đ 2.5.1.1 Nhi t đ nhựa 2.5.1.2 Nhi t đ khuôn 2.5.1.3 nh h ng c a nhi t đ 2.5.1.4 M t số khuy t t t nhi t đ gây 10 2.5.2 V n tốc 10 2.5.2.1 V n tốc phun 10 2.5.2.2 V n tốc quay tr c vít 12 2.5.2.3 V n tốc đóng m khuôn 13 2.5.3 Áp su t 13 2.5.3.1 Áp su t phun 13 2.5.3.2 Áp su t giữ 14 2.5.3.3 Áp su t kẹp 14 2.5.3.4 Áp su t ng c 15 2.5.4 Th i gian 15 2.5.4.1 Th i gian phun 15 2.5.4.2 Th i gian làm ngu i 16 2.5.5 Kho ng đ y 17 2.6 2.6.1 u, nh c m c a công ngh ép phun 18 u m 18 2.6.2 Nh c m 18 vii Ch 3.1 L ng CHIA L I TRONG PH N M M ANSYS ICEM CFD 19 i Tetra [2] 19 3.1.1 Gi i thi u 19 3.1.2 u m c a l 3.1.3 Các b ct ol i Tetra 20 i Tetra 20 3.1.3.1 Ch nh s a hình h c đối t ng 21 3.1.3.2 Quy đ nh chi ti t hình h c 22 3.1.3.3 Kích th 3.1.3.4 Chia l c đ ng/ mặt 23 i bên góc hay kho ng trống nh đối t 3.1.3.5 Các tính quan tr ng b chia l 3.2 L ng24 i Tetra 24 i Prism [2] 25 3.2.1 Gi i thi u 25 3.2.2 Các v n đ t o l 3.2.3 u m c a l 3.2.4 Các b 3.3 L i Prism 26 i Prism 27 c chu n b đ t o l i Prism 27 i Hexa [2] 28 3.3.1 Gi i thi u 28 3.3.2 u m c a l i Hexa 28 3.3.3 M t số tính nơng cao c a l 3.3.4 Các b ct ol 3.3.5 Ki m tra ch t l 3.4 Ví d t o l i Hexa 29 i Hexa 30 ng l i Hexa 31 i Hexa cho m t ống 3D 33 3.4.1 Các b c chu n b 33 3.4.2 Các b c ti n hành 35 viii Ch ng NG D NG ANSYS Đ TRONG KHUÔN, S D NG N PHÂN TÍCH TRUY N NHI T C Đ GIA NHI T VÀ LÀM NGU I 52 4.1 T ng quan v ph n m m Ansys CFD [2] 52 4.2 T ng quan v phân tích CFX [2] 54 4.3 T ng quan v truy n nhi t [2] 55 4.4 Các b 4.5 c thực hi n m t phân tích CFX 55 ng d ng ANSYS CFX đ phân tích truy n nhi t khuôn, s d ng n c đ gia nhi t làm ngu i [1] 57 4.5.1 Chu n b mô hình CAD 57 4.5.2 Geometry 59 4.5.3 Mesh 60 4.5.4 Setup 64 4.5.4.1 Xác đ nh v t li u s d ng 65 4.5.4.2 Xác đ nh ph ng trình nhi t đ dòng ch y c a n c 66 4.5.4.3 Xác đ nh Domain (vùng làm vi c) 67 4.5.4.4 Xác đ nh Boundary 71 4.5.4.5 Xác đ nh Domain Interfaces 73 4.5.4.6 Xác đ nh th i gian phân tích 76 4.5.4.7 T o t p tin l u cho trình mô ph ng 77 4.5.5 Solution 78 4.5.6 Result 80 4.5.6.1 Xem dòng ch y rối c a n c nhi t đ t i th i m 81 4.5.6.2.Ki m tra nhi t đ m t mặt phẳng 82 4.5.6.3 Line 84 ix 4.5.6.4 Chart 85 4.5.6.5 Ch nh th i m xem k t qu 87 4.5.6.6 Xem k t qu t i t ng m 87 4.5.6.7 T o video mô ph ng 89 4.6 Đánh giá k t qu c a toán truy n nhi t n c 90 4.7 Đánh giá sai số c a trình mô ph ng 94 4.7.1 Sai số có th ki m soát 94 4.7.1.1 Ch t l ng chia l i 94 4.7.1.2 Đi u ki n đ u vào 95 4.7.2 Sai số không th ki m soát 95 4.7.2.1 Tác đ ng c a môi tr ng 95 4.7.2.2 Sự đ ng nh t c a v t li u 95 4.7.2.3 Sai số c a máy móc 96 Ch ng MÔ PH NG TRUY N NHI T TRONG KHUÔN CHO CÁC S N PH M KHÁC NHAU 97 5.1 Rá đ bát 97 5.2 Ca nhựa 100 5.3 Phích c m n 104 5.4 Cốc nhựa 107 5.5 D ng c móc áo 111 5.6 Chi ti t l c lòng đ tr ng 114 5.7 Chi ti t cán dao c o râu 118 5.8 Con cá nhựa 121 5.9 Chi ti t quai sách vali du l ch 124 x 5.10 D ng c v t n c cam 127 5.11 Tay c m n tho i đ bàn 131 5.12 Đĩa nan hoa 134 Ch ng K T LU N 138 6.1 K t qu đ t đ 6.2 H c 138 ng phát tri n 138 TÀI LI U THAM KH O 139 xi DANHăM CăHỊNH Hình 1: Máy ép nhựa .3 Hình 2: Phun v i v n tốc cao qua c ng phun .11 Hình 3: Tốc đ phun t ng vùng 11 Hình 4: Tốc đ phun c a chi ti t thành m ng .11 Hình 5: Áp su t giữ .14 Hình 6: Mối quan h giữ th i gian làm ngu i b dày s n ph m 16 Hình 1: M t số ví d chia l Hình 2: L i Tetra .19 i Tetra k t h p v i l p l Hình 3: Bi u đ ch t l ng l i Prism b mặt đối t ng 26 i 32 Hình 4: Hình d ng chi ti t .33 Hình 5: Môi tr Hình 6: M t l ng Workbench 33 i Hexa ban đ u đ Hình 7: V trí hi u ch nh l Hình 8: L c t o thành 45 i 50 i Hexa đƣ t o O-Gird 50 Hình 1: Phân tích chuy n đ ng khí b ph n máy 52 Hình 2: Mô ph ng khí nhiên li u bu ng đốt đ ng c .53 Hình 3: Mô ph ng chuy n đ ng cánh qu t 54 Hình 4: Mô hình truy n nhi t b ph n máy .55 Hình 5: Các b c thực hi n m t mô ph ng CFX 55 Hình 6: Bi u t ng c a Workbench 14.5 .56 Hình 7: Giao di n vùng thao tác Workbench 14.5 56 Hình 8: T o mô hình phân tích CFX .57 Hình 9: Mô hình t m khuôn ph n chốt 58 Hình 10: Khối solid c a n c mô ph ng 58 xii Hình 11: Xu t mô hình mô ph ng d i d ng file IGS 58 Hình 12: H p tho i thông số l u file IGS d ng Solid 59 Hình 13: Đ a mô hình CAD vƠo môi tr ng Geometry 59 Hình 14: Hình nh thay đ i đặc tính c a đối t Hình 15: Hình đ a v t th vƠo môi tr Hình 16: VƠo môi tr Hình 17: Chia l ng chia l ng 60 ng Geometry thành công .60 i .61 i Inflation 61 Hình 18: VƠo môi tr ng Inflation .61 Hình 19: Đ a thông số vào Inflation 62 Hình 20: Mô hình chia l Hình 21: VƠo môi tr i đặc bi t c a c a ANSYS CFX 63 ng cài đặt 64 Hình 22: Đ a vƠo thông số c a v t li u 65 Hình 23: Đ th hàm số Tinlet .67 Hình 24: Mô hình sau xác đ nh Inlet 72 Hình 25: Mô hình sau xác đ nh Outlet 73 Hình 26: Ch n cho đ ng n c 75 Hình 27: Ch n cho t m khuôn 75 Hình 28: Các mặt phẳng đƣ b ch n trùng 76 Hình 29: Đ ng Streamline c a n c 81 Hình 30: Phân bố nhi t đ t i mặt c t c a khuôn 83 Hình 31: Bi u di n nhi t đ theo đ ng thẳng .85 Hình 32: Đ th chuy n bi n nhi t đ đ ng thẳng Line 86 Hình 33: V trí m P1 P2 88 Hình 34: Đ ng Streamline nhi t đ c a n c cuối trình gia nhi t c a khuôn v t li u thép CT3 88 xiii Hình 35: Đ ng Streamline nhi t đ c a n c cuối trình gi i nhi t c a khuôn v t li u thép CT3 88 Hình 36: Nhi t đ khuôn t i mặt c t A-A c a Thép CT3 cuối trình gia nhi t .89 Hình 37: Nhi t đ khuôn t i mặt c t A-A c a Thép CT3 cuối trình gi i nhi t 89 Hình 38: Nhi t đ c a thép CT3 m P1 P2 .92 Hình 39: Chuy n bi n nhi t đ 20 chu kǶ 93 DANHăM CăB NGăBI U B ng 1: Nhi t đ Xylanh nhi t đ khuôn t ng ng t ng lo i nhựa B ng 2: Nhi t đ nhựa khuôn ép B ng 3: Áp su t trung bình m t số lo i nhựa .15 B ng 4: Hi u ch nh thông số ép 17 xiv DANHăM CăT ăVI TăT T CAD: Computer-Aided Design CAE: Computre-Aided Engineering CFD: Computational Fluid Dynamics STL: Standard Template Library xv B ng thông số Interface Tab Option Interface Type Setting Domain (Filter) Interface Side Region List Basic Settings Domain (Filter) Interface Side Additional Interface Models Region List Value Fluid Solid Solid Ch n mặt t m khuôn mà ti p xúc v i đ ng n c Water Ch n mặt c a đ ng n c ti p xúc v i t m khuôn Đánh d u ch n Heat Transfer B ng thông số mô ph ng Name Tab Option Analysis Type Time Duration Analysis Type Basic Settings Time Steps Initial Time Output Control Trn Results Output Frequency Setting Option Option Total Time Option Timesteps Option Time Option Timestep Interval 5.9.2 K t qu mô ph ng - K t qu mô ph ng v i ki u xem Contour 126 Value Transient Total Time 90 [s] Timesteps [s] Automatic With Value [s] Timestep Interval 10 - K t qu mô ph ng v i ki u xem Plane - K t qu mô ph ng v i ki u xem Streamline 5.10 D ng c v tăn c cam 5.10.1 Các thông s cƠiăđặt B ng thông số Expression Tên hàm Tinlet CyclePosition Giá tr hàm if(CyclePosition[...]... nghiên c u truy n nhi t trong khuôngia nhi t và làm ngu i bằng n c hiê ̣n ta ̣i ch a nhiêu Do đó, đ tƠi Nghiên cứu phân tích truyền nhiệt trong khuôn ép nhựa để giảm thiểu sự biến dạng của sản phẩm là c n thi t 1.2 M căđíchăc aăđ tài - Nghiên c u hình dáng kênh gi i nhi t đ n quá trình đi u khi n nhi t đ cho t m khuôn d ng - Mô ph ng quá trình đi u khi n nhi t đ trong khuôn ép phun trên ph n m m ANSYS... ta ch n lo i khuôn phù h p 2.2 Phân lo i khuôn ép phun [1] - Phân lo i theo số t ng lòng khuôn: + Khuôn 1 t ng + Khuôn nhi u t ng - Phân lo i theo kênh d n: + Khuôn dùng kênh d n ngu i (Cold Runner) + Khuôn dùng kênh d n nóng (Hot Runner) 4 - Phân lo i theo cách bố trí kênh d n: + Khuôn 2 t m + Khuôn 3 t m - Phân lo i theo số màu nhựa t o ra s n ph m: + Khuôn cho s n ph m 1 màu + Khuôn cho s n ph m... thông số phun ép, giá tr nhi t đ khuôn th đ ng c nhà s n xu t v t li u nhựa quy đ nh trong kho ng nhi t đ cho phép Tuy nhiên, khác v i nhi t đ nhựa nóng ch y, nhi t đ khuôn có th đ c phân thành hai th i đi m khác nhau: nhi t đ khuôn khi nhựa ch y vào lòng khuôn (Filling step) và nhi t đ khuôn sau khi nhựa đƣ đi n đ y lòng khuôn (full fill) - Nhi t đ khuôn trong quá trình nhựa đi n đ y lòng khuôn: N u... ngă2 C ăS ăLụăTHUY T 2.1 Thi t b trong công ngh ép phun [1] Đ cho ra m t s n ph m nhựa hoàn ch nh; c n có 2 thi t b chính đó lƠ: máy ép và khuôn ép 2.1.1 Máy ép - C u t o chính c a máy ép bao g m m t h thống khuôn (khuôn âm + khuôn d ng), h thống phun, h thống ph tr và h thống kẹp Khuôn đ ép theo chi u nằm ngang hoặc thẳng đ ng Khuôn nằm ngang đ h n Khuôn thẳng đ ng ít đ t n d ng đ c giữ trên máy c... c gá trên t m cố đ nh c a máy ép nhựa + Ph n lõi (core): Là ph n khuôn di đ ng, đ c gá trên t m di đ ng c a máy ép nhựa - Khi ép, nhựa dẻo s đ ngu i vƠ đ c đi n đ y vƠo lòng khuôn Sau đó, nhựa đ c làm c l y ra kh i lòng khuôn bằng h thống đ y s n ph m hay đ cl y bằng tay S n ph m s mang hình d ng c a lòng khuôn - Có các lo i khuôn ph bi n nh khuôn 2 t m, khuôn 3 t m, khuôn nhi u t ng Tùy thu c vào... i nhi t bằng n cho t m khuôn d c ng v t li u thép, v i sự h tr c a ph n m m CREO Parametric 2.0 và ANSYS CFX 1.3 Nhi m v và gi i h n c aăđ tài 1.3.1 Nhi m v c aăđ tài - Gi i thi u t ng quan v công ngh ép phun s n ph m nhựa - Phân tích các ki u chia l i và các cách s a l i tr c khi phân tích - Phân tích truy n nhi t trong khuôncó gia nhi t và làm ngu i bằng n c - Đánh giá k t qu phân tích so sánh v... kẹp khuôn do c tr ng lực Hình 2 1: Máy ép nh a - Máy ́p đ c phân lo i ch y u dựa vào t i tr ng, th hi n đ l n lực kẹp khuôn mà máy có th đ t đ c T i tr ng có th t 5 t n đ n h n 9000 t n 2.1.2 Khuôn ép - Khuôn là m t d ng c dùng đ đ nh hình cho m t s n ph m nhựa Nó đ thi t k sao cho có th đ c s d ng cho m t số l s n ph m th a mãn yêu c u cho tr c ng l n chu trình đ gia công ra c - V t li u ch t o khuôn. .. vƠo khuôn vƠ đi n đ y lòng khuôn - Làm ngu i ậ Nhựa nóng ch y sau khi đ c phun vào khuôn b t đ u ngu i ngay khi ti p xúc v i b mặt lòng khuôn Khi nhựa ngu i, nó s đông đặc theo hình d ng c a lòng khuôn - Tháo khuôn Sau m t kho ng th i gian, b ph n di đ ng c a máy ép g n v i m t n a khuôn s m khuôn ra Khi khuôn đ c m ra, m t c c u đ c s d ng đ l y ph n s n ph m đƣ ngu i ra ngoƠi VƠ sau đó n a khuôn. .. nghi m - Mô ph ng truy n nhi t trong khuôn c a các s n ph m khác nhau 1.3.2 Gi i h n c aăđ tài Đ tài ch t p trung nghiên c u phân tích mô ph ng truy n nhi t trong t m khuôn d ng c a khuôn ép phun bằng ph n m m ANSYS 14.5 1.4 Ph ngăpháp nghiên c u - Dùng ph n m m ANSYS CFX đ tối u hóa nhi t đ t m khuôn d gi m thi u sự bi n d ng c a s n ph m - Đánh giá k t qu phân tích so v i thực nghi m 2 ng đ Ch ngă2... thi t k khuôn Đối v i d ng s n xu t nh thì không c n đ n lo i khuôn có nhi u lòng khuôn hoặc có k t c u đặc bi t Các y u tố đó có nh h ng trực ti p t i giá thành c a khuôn cũng nh lƠ giá thƠnh c a s n ph m c n ch t o trên khuôn đó - Khuôn gia công s n ph m nhựa là m t c m g m nhi u chi ti t l p ghép l i v i nhau, đ c chia ra làm hai ph n khuôn chính là: + Ph n lòng khuôn (cavity): Là ph n khuôn cố