Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của rãnh thoát khí trong khuôn ép phun đến độ bền kéo của vật liệu composite sợi ngắn thủy tinh (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của rãnh thoát khí trong khuôn ép phun đến độ bền kéo của vật liệu composite sợi ngắn thủy tinh (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC Sĩ NGUYỄN VĂN HIỀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA RÃNH THOÁT KHÍ TRONG KHUÔN ÉP PHUN ÐẾN ÐỘ BỀN KÉO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE SỢI NGẮN THỦY TINH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 S K C0 0 5 0 5 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN HIỀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA RÃNH THOÁT KHÍ TRONG KHUÔN ÉP PHUN ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE SỢI NGẮN THỦY TINH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN HIỀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA RÃNH THOÁT KHÍ TRONG KHUÔN ÉP PHUN ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE SỢI NGẮN THỦY TINH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2016 i
4. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học viên đóng kèm xác nhận này vào quyển LVTN) Họ và tên học viên: Nguyễn Văn HiềnMSHV: 138520103010 Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khíKhóa : 2013 – 2015B Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của rãnh thoát khí trong khuôn ép phun đến độ bền kéo của vật liệu composite cốt sợi ngắn thủy tinh” Học viên đã hoàn thành LVTN theo đúng yêu cầu về nội dung và hìnhthức (theo qui định) của một luận văn thạc sĩ. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 6 tháng 3 năm 2016 Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) i
5. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC - Họ và tên: Nguyễn Văn Hiền Giới tính: Nam - Ngày, tháng, năm sinh: 12/08/1987 Nơi sinh: Quảng Nam - Quê quán: Quảng Nam Dân tộc: Kinh - Địa chỉ liên lạc: 34/4E Đường Bà Điểm 8, Xã Bà Điểm, H. Hóc Môn, Tp.HCM. - Điện thoại: 0988.977.095 - E-mail: nguyenhien1208@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Cao Đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2006 đến 9/ 2009 Nơi học (trường, thành phố): Trường ĐH Công Nghiệp TP HCM Ngành học: Cơ Khí Chế Tạo Máy 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 12/2010 đến 12/ 2012 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Ngành học: Cơ Khí Chế Tạo Máy III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Chức vụ Từ năm 2009-2011 Công ty TNHH cơ khí xây dựng VƯƠNG NAM Nhân viên Từ năm 2011-2013 Công ty TNHH cơ khí KIẾN TẠO Nhân viên Từ năm 2013-2015 Học viên trường ĐH SPKT TP HCM Học viên Từ 9/2015 đến nay Công ty cổ phần cơ điện ĐẠI DŨNG Nhân viên ii
6. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 3 năm 2016 Người nghiên cứu Nguyễn Văn Hiền iii
7. LỜI CẢM ƠN Qua quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến: Thầy PGS.TS Đỗ Thành Trung - Thầy hướng dẫn thực hiện luận văn đã tận tình chỉ dạy, tạo điều kiện và động viên em trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Thầy TS.Phạm Sơn Minh – Thầy hướng dẫn tận tình trong quá trình thiết kế khuôn chế tạo mẫu thử kéo. Thầy Th.S Trần Minh Thế Uyên – Thầy hướng dẫn tận tình trong quá trình thiết kế khuôn và gia công chế tạo mẫu thử kéo. Qúy thầy cô đã tham gia công tác giảng dạy, hướng dẫn em và các học viên trong lớp cao học chuyên ngành Cơ Khí Máy khóa 2013-2015 hoàn thành toàn bộ khóa học. Quý thầy cô giảng dạy tại khoa cơ khí Chế Tạo Máy, phòng Đào tạo- bộ phận sau đại học- Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã giúp em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường. Kính gửi lời cảm ơn BGH trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho các học viên tại trường được học tập và nghiên cứu. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 3 năm 2016 Học viên Nguyễn Văn Hiền iv
8. TÓM TẮT Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật về lĩnh vực khuôn mẫu trong những năm gần đây. Công nghệ ép phun vật liệu Composite đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra những sản phẩm đa dạng về hình dạng và kích cỡ .Trong quá trình ép phun thì lòng khuôn sẽ được điền đầy bởi vật liệu Composite nóng chảy, và lượng khí chiếm trong đó sẽ được thoát ra ngoài theo các rãnh thoát khí. Tuy nhiên, nếu chúng không được thoát tốt thì sẽ tạo ra các khuyết tật như: Rỗ khí, sản phẩm không được điền đầy hoàn toàn sẽ ảnh hưởng lớn đến cơ tính của sản phẩm[1]. Trên cơ sở đó đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của rãnh thoát khí trong khuôn ép phun đến độ bền kéo của vật liệu composite sợi ngắn thủy tinh”là cần thiết. Trong đề tài này tác giả chế tạo các mẫu thử bằng vật liệu PA66-30GF, PA6 trong khuôn ép phun 2 tấm, với chiều sâu rãnh thoát khí thay đổi từ 0mm đến 0.1mm. Tương ứng với mỗi chiều sâu rãnh thoát khí, thì các mẫu thử được ép với áp suất phun thay đổi từ 0.9MPa đến 1.3MPa. Các mẫu thử sau khi ép được kiểm tra đồ bền kéo trên máy thử kéo Instron Series 3367. Các kết quả kiểm tra cho thấy cùng một áp suất phun thì độ bền kéo tăng lên khi chiều sâu rãnh thoát khí tăng lên. Cùng chiều sâu rãnh thoát khí, khi tăng áp suất phun thì độ bền kéo tăng lên. Trong khi đó, khuôn chưa gia công rãnh thoát khí thì khi tăng áp suất phun độ bền kéo của mẫu thử tăng lên, sau đó giảm xuống khi tiếp tục tăng áp suất phun. v
9. ABSTRACT With the improvement of the technical molding, in recent year, the injection molding process with the composite material is more and more popular, which could manufacture many products with the complicated geometry and dimension. In the molding process, the cavity will be filled by the composite melt, so, the air in the cavity will be pressed to the outside by the venting system. So, if the venting system is not suitable, the trouble as air trap, short shot, will be appeared. In addition, the venting system is also one of the main reason for reducing the strength of plastic produce[1]. For invetigating the venting system, the topic of “Study on the effect of venting system in injection mold on the tensile strength of composite products with the short fiber” will be achieved In this research, the materials of PA66-30GF and PA6 will be used for producing the tensile testing speciment, with the injection mold has the depth of venting system could be change from 0 mm to 0.1 mm. Each depth of venting system, the injection pressure will be operated from 0.9 MPa to 1.3 MPa. All the strength of tensile testing speciment will be measured by Instron Series 3367. The result shows that with the same injection pressure, the strength of welding line will increase with the larger venting system. With the same venting system, this strength is also improved with higher injection pressure. However, without the venting system, the weldline strength is only increase with the range of low injection pressure, with the higher injection pressure, the weldline strength will get the negative result. vi
10. MỤC LỤC XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i LÝ LỊCH KHOA HỌC ii LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v ABSTRACT vi MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC BẢNG xi DANH MỤC CÁC HÌNH xii Chương 1 1 TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 1 1.2 .Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 7 1.2.1. Các kết quả nghiên cứu trong nước 7 1.2.2. Các kết quả nghiên cứu ngoài nước 8 1.3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn. 9 1.3.1. Ý nghĩa khoa học. 9 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn. 10 1.4 Mục tiêu nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu. 10 1.4.1. Mục tiêu. 10 1.4.2. Đối tượng nghiên cứu. 10 1.5. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn của đề tài 11 1.5.1. Nhiệm vụ của đề tài. 11 1.5.2. Giới hạn của đề tài 11 1.6. Phương pháp nghiên cứu. 11 vii
11. 1.6.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu 11 1.6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn. 11 1.6.3. Phương pháp thống kê toán học 12 Chương 2 13 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1. Giới thiệu về vật liệu Composite 13 2.1.1 Khái niệm. 13 2.1.2. Thành phần và cấu tạo của vật liệu Composite: 13 2.1.3 Ưu điểm vật liệu composite: 17 2.1.4 Phân loại 18 2.1.5. Vật liệu Composite sợi thuỷ tinh 19 2.1.6. Cơ học vật liệu 24 2.2. Giới thiệu về công nghệ ép phun 25 2.2.1. Khái niệm về công nghệ ép phun 25 2.2.2. Đặc điểm của công nghệ ép phun 26 2.2.3. Cấu tạo chung của máy ép phun 27 2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép phun. 28 2.3. Giới thiệu về khuôn ép phun. 30 2.3.1. Khái niệm về khuôn mẫu. 30 2.3.2. Các dạng khuôn chính. 30 2.3.3. Những bộ phận chính của khuôn. 30 2.3.4 .Cấu tạo của khuôn 2 tấm. 31 2.3.5 Hệ thống thoát khí trong khuôn. 32 2.3.6 .Nguyên lý hoạt động[1]. 37 2.3.7. Yêu cầu kĩ thuật đối với bộ khuôn. 39 viii
12. 2.3.8. Ưu, nhược điểm. 40 2.4. Phương án chế tạo mẫu thử. 40 2.4.1 Tiêu chuẩn ISO 527 (TCVN 4501-4:2009) 41 2.5. Phân tích các thông số của quá trình ép phun mẫu. 41 2.5.1 Phân tích vị trí của điểm phun. 42 2.5.2.Phân tích thời gian điền đầy sản phẩm. 42 2.5.3. Phân tích áp suất phun. 43 Chương 3 44 MÔ TẢ THÍ NGHIỆM 44 3.1 Thiết kế mẫu thử 44 3.2. Kết cấu bộ khuôn. 45 3.2.1. Tấm kẹp trên 45 3.2.2. Tấm kẹp dưới 45 3.2.3.Tấm khuôn cố định 46 3.2.4. Tấm khuôn di động 46 3.2.5. Gối đỡ 47 3.2.6. Tấm giữ, ty đẩy và ty hồi 47 3.2.8. Tấm đẩy 48 3.2.9. Bộ khuôn hoàn chỉnh 48 3.3 Vật liệu 48 3.4 Thiết bị thí nghiệm 49 3.4.1 Máy ép nhựa SHINE WELL W-120 B 49 3.4.2 Máy thử kéo vạn năng kiểu trục cơ Instron Series 3367 49 3.4.3 Kính hiển vi điện tử quét SEM Jeol 5410 LV 50 Chương 4: 51 ix
13. THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 51 4.1. Thành lập các điều kiện tiến hành thí nghiệm. 51 4.1.1. Xác định số lượng thí nghiệm. 51 4.1.2. Quy trình tiến hành thí nghiệm. 51 4.2. Kiểm tra độ bền kéo. 52 4.2.1. Thực hiện thí nghiệm 52 4.2.2 Điều kiện thí nghiệm 52 4.2.3 Chuẩn bị thí nghiệm 53 4.2.4 Tiến hành thí nghiệm 53 4.3. Kết quả thí nghiệm của mẫu kéo 53 4.3.1 Số liệu thí nghiệm 53 4.3.2 Xác định lực kéo Pmax 55 4.3.3 Xác định ứng suất kéo và mô đun đàn hồi 62 4.3.4 Phân tích bề mặt sau khi chụp qua kính hiển vi điện tử quét SEM. 71 Chương 5 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 5.1. Kết luận 73 5.2. Kiến nghị 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 76 x
14. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hóa học các loại sợi 17 Bảng 2.2: Đặc tính các loại sợi .17 Bảng 4.1: Số lượng thí nghiệm của 1 loại vật liệu 43 Bảng 4.2: Bảng thông số ép mẫu PA66-30GF .46 Bảng 4.3: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA66-GF30 ở áp suất phun 0.9MPa 48 Bảng 4.4: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA66-GF30 ở áp suất phun 1.0MPa 48 Bảng 4.5: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA66-GF30 ở áp suất phun 1.1MPa 49 Bảng 4.6: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA66-GF30 ở áp suất phun 1.2MPa 49 Bảng 4.7: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA66-GF30 ở áp suất phun 1.3MPa 50 Bảng 4.8: Tổng hợp kết quả lực kéo mẫu PA66-GF30(Kgf) . .50 Bảng 4.9: Tổng hợp kết quả lực kéo mẫu PA6 (Kgf) . .50 Bảng 4.10: Bảng sai phân trường hợp rãnh thoát khí 0.02mm 52 Bảng 4.11: Bảng giá trị các thông số của hệ phương trình 53 Bảng 4.12: Tổng hợp kết quả lực kéo mẫu PA66-GF30(Kgf) 55 Bảng 4.13: Tổng hợp kết quả lực kéo mẫu PA6 (Kgf) 56 Bảng 4.14: Bảng sai phân trường hợp áp suất phun 0.9MPa 56 Bảng 4.15: Bảng tính các giá trị của phương trình hồi quy 57 Bảng 4.16: Bảng tổng hợp ứng suất kéo mẫu thử kéo PA66-30GF(MPa) . .60 Bảng 4.17: Bảng tổng hợp ứng suất kéo mẫu thử kéo PA6 (MPa) 60 Bảng 4.18: Thông số độ giãn dài của mẫu PA66-30GF sau khi kéo (mm) . 64 Bảng 4.19: Thông số độ giãn dài của mẫu PA6 sau khi kéo (mm) 64 Bảng 4.20: Tổng hợp kết quả ứng suất kéo mẫu PA6-GF30 (MPa) 67 Bảng 4.21: Bảng sai phân ứng suất kéo của mẫu PA6-GF30 68 Bảng 4.22: Bảng tính các giá trị của phương trình hồi quy 68 xi
15. DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Thành phần của vật liệu Composite .12 Hình 2.2: Hình dạng của các loại vật liệu composite .14 Hình 2.3: Quy trình chế tạo sợi 14 Hình 2.4: Cấu tạo sợi thủy tinh 15 Hình 2.5: Cấu tạo của máy ép phun 23 Hình 2.6: Cấu tạo khuôn 2 tấm 27 Hình 2.7: Sự chuyển động của khuôn động 28 Hình 2.8: Qúa trình bơm nhựa vào khuôn 29 Hình 2.9: Quá trình mở khuôn 29 Hình 2.10: Vai trò của lò xo và chốt hồi 30 Hình 2.11: Thiết kế của mẫu đo độ bền kéo theo tiêu chuẩn ISO 527 31 Hình 2.12: Sự ảnh hưởng của áp suất đến quá trình điền đầy của sản phẩm 34 Hình 2.13 :Quá trình hình thành và phát triển của đường hàn .35 Hình 3.1: Mẫu thử PA6 và PA66-30GF. . 35 Hình 3.2 : Tấm kẹp trên .36 Hình 3.3: Tấm kẹp dưới .36 Hình 3.4:Tấm khuôn cố định 37 Hình 3.5 :Tấm khuôn di động .37 Hình 3.6: Gối đỡ 38 xii
16. Hình 3.7: Tấm giữ, ty đẩy và ty hồi 38 Hình 3.8 : Tấm đẩy 39 Hình 3.9 : Bộ khuôn hoàn chỉnh 39 Hình 3.10.Máy ép nhựa SHINE WELL W-120 B 40 Hình 3.11. Máy thử kéo vạn năng kiểu trục cơ Instron Series 3367 41 Hình 3.12. Kính hiển vi điện tử quét SEM Jeol 5410 LV 42 Hình 4.1: Thử kéo trên máy Instron Series 3367 .44 Hình 4.2: Biểu đồ kéo của mẫu PA66-GF30 khi chưa gia công rãnh thoát khí . 46 Hình 4.3: Biểu đồ kéo của mẫu PA66-GF30 khi thay đổi chiều sâu rãnh . 46 Hình 4.4: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi lực kéo mẫu thử kéo PA66-30GF khi chưa có rãnh thoát khí theo áp suất phun 50 Hình 4.5: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi lực kéo mẫu thử kéo PA6 khi chưa có rãnh thoát khí theo áp suất phun 50 Hình 4.6: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi lực kéo mẫu thử kéo PA66-30GF theo áp suất phun . .53 Hình 4.7: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi lực kéo mẫu thử kéo PA6 theo áp suất phun 53 Hình 4.8: Biểu đồ so sánh kết quả thực nghiệm và phương trình hồi quy .56 Hình 4.9: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi lực kéo mẫu thử kéo PA66-30GF theo chiều sâu rãnh thoát khí 57 Hình 4.10: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi lực kéo mẫu thử kéo PA6 theo chiều sâu rãnh thoát khí . .58 Hình 4.11: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi ứng suất kéo mẫu thử kéo PA66- 30GF khi chưa gia công rãnh thoát khí theo áp suất phun 60 Hình 4.12: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi ứng suất kéo mẫu thử kéo PA6 khi chưa gia công rãnh thoát khí theo áp suất phun . 60 xiii
17. Hình 4.13: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi ứng suất kéo mẫu thử kéo PA66- 30GF theo chiều sâu rãnh thoát khí 61 Hình 4.14: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi ứng suất kéo mẫu thử kéo PA6 theo chiều sâu rãnh thoát khí 61 Hình 4.15: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi ứng suất kéo mẫu thử kéo PA66- 30GF theo áp suất phun 62 Hình 4.16: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi độ giãn dài mẫu thử kéo PA66- 30GF theo áp suất phun khi chưa gia công rãnh thoát khí 64 Hình 4.17: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi độ giãn dài mẫu thử kéo PA6 theo áp suất phun khi chưa gia công rãnh thoát khí 64 Hình 4.18: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi độ giãn dài mẫu thử kéo PA66- 30GF theo chiều sâu rãnh thoát khí và áp suất phun 65 Hình 4.19: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi độ giãn dài mẫu thử kéo PA6 theo chiều sâu rãnh thoát khí và áp suất phun . 66 Hình 4.20: Biểu đồ so sánh kết quả thực nghiệm và phương trình hồi quy 68 Hình 4.21: Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi mô đun đàn hồi mẫu thử kéo PA66-30GF theo áp suất phun và chiều sâu rãnh thoát khí 69 Hình 4.22. ảnh SEM khi chưa gia công rãnh thoát khí 70 Hình 4.23. ảnh SEM khi đã gia công rãnh thoát khí 0.1mm .70 xiv
18. Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu Với lịch sử phát triển phong phú của mình, vật liệu composite đã được nhiều nhà nghiên cứu khoa học trên thế giới biết đến.Việc nghiên cứu và áp dụng thành công vật liệu này đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng.Đại chiến thế giới thứ hai nhiều nước đã sản xuất máy bay, tàu chiến và vũ khí phục vụ cho cuộc chiến này. Cho đến nay thì vật liệu Composite polyme đã được sử dụng để chế tạo nhiều chi tiết, linh kiện chế tạo ôtô Dựa trên những ưu thế đặc biệt như giảm trọng lượng, tiết kiệm nhiên liệu, tăng độ chịu ăn mòn, giảm độ rung, tiếng ồn và tiết kiệm nhiên liệu cho máy móc. Ngành hàng không vũ trụ sử dụng vật liệu này vào việc cuốn cánh máy bay, mũi máy bay và một số linh kiện, máy móc khác của các hãng như Boeing 757, 676 Airbus 310 Ngành công nghiệp đóng tàu, xuồng, ca nô; các ngành dân dụng như y tế (hệ thống chân, tay giả, răng giả, ghép sọ , ngành thể thao, các đồ dùng thể thao như gậy gôn, vợt tennit và các ngành dân dụng, quốc kế dân sinh khác. Ở nước ta việc sản xuất các sản phẩm từ vật liệu Composite phục vụ cho 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. Năm 2009, toàn ngành nhựa sản xuất 3.200 tấn nhựa. Các sản phẩm quan trọng nhất là bao bì nhựa chiếm khoảng 39%, nhựa vật liệu xây dựng và nhựa gia dụng đều chiếm 21%, và nhóm nhựa kĩ thuật chiếm khoảng 19%. Năm 2010 kim ngạch xuất khẩu toàn ngành nhựa ước đạt khoảng 1 tỷ USD. Ngày 30/12, Bộ Công Thương vừa tổ chức Hội thảo"Quy hoạch phát triển ngành nhựa Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2025", điều đó chứng tỏ tầm quan trọng của ngành nhựa Việt Nam. Tại khoa răng của bệnh viện trung ương Quân đội 108 đã sử dụng vật liệu Composite vào trong việc ghép răng thưa, các ngành thiết bị giáo dục, bàn ghế, các dải phân cách đường giao thông, hệ thống tàu xuồng, hệ thống máng trượt, máng hứng và ghế ngồi, mái che của các nhà thi đấu, các sân vận động và các trung tâm văn hoá Tại Hà Nội đã có 8 đề tài nghiên cứu về Composite cấp thành phố được tuyển chọn,theo đó vật liệu Composite 1
19. được sử dụng nhiều trong đời sống xã hội.Việt Nam đã và đang ứng dụng vật liệu Composite vào các lĩnh vực điện dân dụng, hộp công tơ điện, sào cách điện, đặc biệt là sứ cách điện. Với những ứng dụng rộng rãi của vật liệu nhựa nói chung và vật liệu composite nói riêng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, trong nhiều môi trường làm việc khác nhau. Khi chất lượng cuộc sống ngày càng cao thì yêu cầu về chất lượng sản phẩm làm từ nhựa càng khắc khe hơn, dẫn đến thách thức lớn cho các nhà sản suất và gia công, cũng vì thế ngành công nghiệp khuôn mẫu ra đời để đáp ứng nhu cầu đó. Hiện nay trên thế giới ngành công nghiệp này phát triển rất mạnh mẽ đã cho ra nhiều sản phẩm có chất lượng cao và giá thành thấp.Lĩnh vực thiết kế khuôn mẫu cho sản phẩm nhựa là lĩnh vực kĩ thuật rất mới mẽ ở nước ta, đã tạo ra được nhiều sản phẩm có chất lượng cao sử dụng trong các ngành công nghiệp và dân dụng.Đặc biệt chúng ta có thể sử dụng các sản phẩm nhựa tái chế để sử dụng tạo ra các sản phẩm, từ đó góp phần bảo vệ môi trường xung quanh. Trước đây việc chế tạo khuôn mẫu phải dựa vào bàn tay khéo léo của người thợ, nhưng cho đến nay nhờ sự phát triển của khoa học kĩ thuật đã cho ra đời phương pháp gia công mới như lập trình gia công tự động trên máy CNC, gia công trên máy xung EDM nhờ đó có thể chế tạo nhiều bộ khuôn phức tạp và có độ chính xác cao để tạo ra các sản phẩm đáp ứng được nhu cầu của thị trường. Sản phẩm của công nghệ ép phun là tạo ra những sản phẩm nhựa đa dạng về hình dạng và kích cỡ gắn liền với cuộc sống của chúng ta. Tạo ra những sản phẩm có hình dáng phức tạp, trong mọi lĩnh vực của đời sống: tiêu dùng, công nghệ thực phẩm, y tế, công nghệ cao Sản phẩm sau khi ép phun có màu sắc phong phú, không cần phải sơn. Độ nhẵn bóng bề mặt cao nên không cần phải gia công lại. Có độ dẻo dai, nhẹ, hình dáng đa dạng, bắt mắt, thân thiện với con người, có thể tái chế tiết kiệm vật liệu. Bên cạnh những ưu điểm thì vẫn còn một số nhược điểm cần phải khắc phục để cho những sản phẩm sản xuất ra hoàn thiện hơn. 2
20. Sau đây là một số nhược điểm, nguyên nhân và cách khắc phục chúng[1]: Khuyết điểm Nguyên nhân Cách khắc phục - Thiết kế đảm bảo cân bằng 1.Lỗ khí dòng chảy. - Hệ thống thoát khí trên khuôn - Vùng điền đầy sau cùng phải chưa tốt. được thoát khí tốt bằng các ty thoát khí. - Dòng chảy phân bố không đều. - Giảm vận tốc phun để nhựa điền đầy từ từ và khí dễ dàng thoát ra ngoài. - Thiết kế hệ thống dẫn nhựa hợp lý để tránh quá nhiệt. 2. Các đốm cháy - Thiết kế sản phẩm để tránh bẫy khí. - Các bọt khí tích tụ trong lòng khuôn dưới áp suất và nhiệt độ - Giảm vận tốc quay của trục cao sẽ bị cháy tạo ra lỗi. vít và áp suất phun ép. - Nhựa cũng bị cháy do áp suất - Giảm nhiệt độ trong khoang và nhiệt độ ép quá cao. gia nhiệt và trên vòi phun. - Ứng suất dư cao. 3. Vết rạn nứt - Sản phẩm có nhiều đường hàn. - Tăng bề dày chi tiết hợp lý. - Hướng co rút khác nhau dẫn - Thiết kế kênh dẫn giảm co đến nứt. rút. - Trộn vật liệu chưa đều và dính - Loại bỏ hơi ẩm và điều ẩm vật liệu. chỉnh tỷ lệ vật liệu ép hợp lý. 4. Tróc bề mặt - Nhiệt nóng chảy của nhựa - Đánh bóng miệng phun và thấp. kênh dẫn. - Ở miệng phun và kênh dẫn có - Tăng nhiệt độ dòng nhựa để 3
21. cạnh sắc. tạo liên kết. - Giữ vật liệu sạch trước khi ép. - Khoang cấp liệu quá dài khiến 5. Đổi màu sản phẩm - Giảm ma sát của hệ thống nhựa điền đầy lòng khuôn ở dẫn để tránh quá nhiệt. nhiệt độ cao. - Tránh sự tích tụ khí làm - Vật liệu nghiền khác màu với cháy sản phẩm. vật liệu tái chế. - Chọn trục vít hợp lý. - Trục vít tạo ma sát lớn. - Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu và vòi phun. -Đảm bảo sự khép kín giữa 6. Bavia hai nửa khuôn hợp lý. - Các tấm khuôn không khít nhau. - Tăng khả năng chịu lực của các tấm khuôn bằng các tấm - Lực kẹp khuôn không đủ để đỡ phụ. chống lại áp suất lòng khuôn. - Tăng lực kẹp của máy . - Sự đông đặc cục bộ quá mức làm tăng áp trong lòng khuôn. - Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu và vòi phun để tránh áp - Nhiệt chảy dẻo quá cao và áp suất phun quá cao suất ép quá cao cũng làm cho bavia. - Giảm áp suất phun và bảo áp thay vào đó tăng thời gian ép - Hệ thống thoát khí quá sâu. cũng như hạ từ từ vận tốc phun đề tránh áp suất ngược. - Sự làm nguội giữa các vùng - Thiết kế hệ thống làm nguội 7. Sản phẩm bị cong vênh không đồng đều làm sản phẩm cho đồng đều. co rút theo nhiều hướng khác - Giảm bề dày thành chi tiết nhau. Đây là nguyên nhân chính nếu có thể, hoặc thêm vào các làm chi tiết bị cong vênh. vấu lồi, gân tăng cứng. - Chi tiết bị cong vênh do làm - Đặt miệng phun để dòng nguội hai mặt chảy chảy theo một hùng. 4