Tạp chí NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY TRONG KHUÔN KÊNH DẪN NÓNG Phạm Xuân Hiển1*, Nguyễn Hùng Dũng1, Cao Trần Ngọc Tuấn2, Đặng Văn Nghìn1,2, Thái Thị Thu Hà1 Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia Điều khiển số Kỹ thuật hệ thống Viện Cơ Học Và Tin Học Ứng Dụng TP.HCM, Việt Nam * Email: pxhien@hcmus.edu.vn Đến tòa soạn: 18/11/2014; ngày nhận đăng: 20/12/2014 TÓM TẮT Bài báo trình bày quy trình phân tích, mô dòng chảy khuôn kênh dẫn nóng qua giai đoạn khác trình ép phun như: giai đoạn điền đầy, giai đoạn nén giữ giai đoạn làm nguội Việc mô hình hóa mô xây dựng máy tính thông qua phần mềm mô Ngoài ra, báo trình bày số kết thí nghiệm với khuôn chén xét nghiệm y tế sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng để so sánh mô thực nghiệm Từ khóa: Hệ thống kênh dẫn nóng, mô số, trình ép phun, mô hình toán học Chữ viết tắt: XNYT: Xét nghiệm y tế ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần đây, khuôn có hệ thống kênh dẫn nóng sử dụng rộng rãi công nghệ ép phun ưu điểm so với kênh dẫn nguội như: chất lượng, chi phí, kích thước, sản phẩm có hình dáng phức tạp đặc biệt sản phẩm thành mỏng Hiện nay, sản phẩm thành mỏng sử dụng phổ biến lĩnh vực y tế, điện tử … Một sản phẩm thành mỏng điển hình dùng y tế chén XNYT, yêu cầu phải đảm bảo tính suốt, độ đồng kích thước chiều dầy độ bóng bề mặt cao Hình Bản vẽ chi tiết chén xét nghiệm Y tế Nghiên cứu mô dòng chảy khuôn kênh dẫn nóng Để đạt sản phẩm chất lượng cao phụ thuộc vào thông số trình ép phun Quá trình ép phun chia thành nhiều giai đoạn bao gồm: giai đoạn điền đầy, giai đoạn nén giữ làm nguội Một thông số đặc trưng cho giai đoạn khác trình ép áp suất lòng khuôn Như hình cho thấy áp suất lòng khuôn thay đổi liên tục tùy thuộc vào giai đoạn Hình Đường cong áp suất phía lòng khuôn qua giai đoạn khác trình ép phun CAE (Computer-Aided Engineering) sử dụng rộng rãi chứng minh công cụ quan trọng cho nhà thiết kế khuôn Thiết kế thay đổi trình thiết kế đánh giá máy tính trước khuôn chế tạo thực tế Do đó, khuyết tật có khả xảy xác định điều chỉnh giai đoạn thiết kế Hơn nữa, thiết kế cải tiến tối ưu tùy thuộc vào kết mô phỏng, kỹ thuật đồng thời thực Đây cách hiệu nhằm giảm chi phí sản xuất với thuận lợi phần cứng mô hình hóa lý thuyết việc mô trình ép phun phương pháp hiệu cao chất lượng lẫn chi phí Trong báo giới thiệu phương pháp mô hình hóa chén xét nghiệm khuôn kênh dẫn nóng phân tích giai đoạn trình ép phun phần mềm mô sử dụng mô hình toán học Ngoài ra, khuôn chén XNYT sử dụng kênh dẫn nóng có lòng khuôn sử dụng thực nghiệm để đánh giá với kết mô ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ÉP PHUN Như trình bày hình 2, trình ép phun gồm giai đoạn: giai đoạn điền đầy, giai đoạn nén giữ, giai đoạn làm nguội Sau ta tiến hành khảo sát phương trình toán học liên quan đến trình 2.1 Giai đoạn điền đầy Nhựa chảy dẻo xem giống cách ứng xử dòng chảy Newton tổng quát (GNF) [2-3] Do chuyển động dòng chảy 3D không đẳng nhiệt mô tả dạng toán học sau:     u  t (1)  (  u )    (  uu   )   g t (2) Phạm Xuân Hiển, Nguyễn Hùng Dũng, Cao Trần Ngọc Tuấn, Đặng Văn Nghìn, Thái Thị Thu Hà     I   (u  u T ) T   u  T )   ( k T )    t   CP  (3) (4) Trong đó: u vectơ vận tốc, T nhiệt độ, t thời gian, p áp suất,  ứng suất tổng,  tỷ trọng,  độ nhớt, k độ dẫn nhiệt, Cp nhiệt dung riêng  tốc độ trượt cắt Trong phần này, mô hình Cross [1] hiệu chỉnh với mô hình Arrhenius [4] ứng dụng để tính toán phụ thuộc nhiệt độ sử dụng để mô tả độ nhớt nhựa chảy dẻo  (T ,  )  0 (T )  (0 /  *)1 n (5)  Tb   T  (6) Với 0 (T )  BExp  Trong đó: n số định luật dạng lũy thừa, 0 độ nhớt tốc độ trượt cắt 0,  thông số mô tả vùng chuyển tiếp tốc độ trượt cắt vùng định luật dạng lũy thừa đường cong độ nhớt Thể tích f đưa để theo dõi thay đổi phía trước dòng chảy nhựa dẻo Ở đây, f = xác định giai đoạn khí, f = xác định giai đoạn nhựa chảy dẻo phía trước dòng chảy đặt phía vùng với < f