Đồ án tốt nghiệp: Ứng dụng phần mềm mô phỏng CAE trong dạy học

Chia sẻ: Nguyen Vinh | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:166

0
106
lượt xem
29
download

Đồ án tốt nghiệp: Ứng dụng phần mềm mô phỏng CAE trong dạy học

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp "Ứng dụng phần mềm mô phỏng CAE trong dạy học" - Giới thiệu và hướng dẫn sử dụng phần mềm mô phỏng dòng chảy trong khuôn ép nhựa - Moldflow 2010, ứng dụng một số sản phẩm cụ thể từ đó phân tích. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Ứng dụng phần mềm mô phỏng CAE trong dạy học

  1. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 1. Giới thiệu Autodesk ® Moldflow ® phần mềm mô phỏng ép nhựa, một phần mềm của hãng  Autodesk cung cấp các công cụ  giúp các nhà sản xuất tối  ưu   hóa việc thiết kế các  bộ phận nhựa trong khuôn ép nhựa và dòng chảy nhựa trong quá trình đúc ép nhựa.   Nhiều công ty trên thế giới sử dụng phần mềm mô phỏng Autodesk ® Moldflow ®  Insight để  mô phỏng các quá trình đúc, ép nhưa làm giảm nhu cầu cho việc thử  nghiệm các mẫu thực tế tốn kém, cũng như  dự đoán và giải quyết được các khuyết  tật sản xuất và đưa ra thị trường một cách nhanh chóng. 2. Tầm quan trọng  Để thấy được tầm quan trọng của việc ứng dụng phần mềm CAE vào quá trình   tối  ưu trong thiết kế  khuôn ta sẽ  so sánh phương pháp thiết kế  truyền thống và  phương pháp thiết kế với sự trợ giúp của phần mềm CAE. 2.1 Phương pháp thiết kế truyền thống Là kiểu thiết kế  mà người sản xuất chỉ  dựa vào kinh nghiệm và tri thức trước   đây tiến hành thiết kế  và sản xuất đồng thời dựa vào kết quả  thử  khuôn thực tế  (molding trial) để sửa đổi thiết kế hoặc phán đoán một cách một cách khó khăn. Đặc điểm của phương pháp này là tất cả các tham số thiết kế hoặc ép phun hoàn  toàn dựa vào kinh nghiệm và hiểu biết của người sản xuất và người thiết kê, sử  dụng sổ tay hoặc tiêu chuẩn thiết kế và tiến hành thiết kế điều chỉnh. Những tham  số   thiết kế  có phù  hợp  hay không phải  đến lúc  thử   khuôn  thực  tế  mới có thể  nghiệm chứng, khi xuất hiện vấn đề, thường phải tiến hành sửa chữa khuôn, sửa  đổi thiết kế khuôn hoặc cả sản phẩm. Nhược điểm của phương pháp này là công việc kiểm chứng dựa vào thử  khuôn,  sửa đổi thiết kế tiến hành ở công đoạn sau, do đó việc sửa chữa khó khăn và hao phí  tiền bạc lớn, thời gian thử và sửa dài, giá thành sản phẩm cao, thời gian giao hàng và   GVHD:Trần Văn Trọn Trang 1
  2. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE đưa ra thị  trường dài không có lợi cho tình hình hiện nay chu kì sử  dụng sản phẩm   ngắn và thời gian giao hàng nghiêm ngặt. 2.2  Phương pháp thiết kế ứng dụng CAE Thiết kế CEA là sự kết hợp kinh nghiệm và tri thức, sử dụng phương pháp phân   tích bằng máy vi tính để hiểu dưới tổ  hợp điều kiện ép phun thiết kế không giống  nhau, đặc tính ép phun và biến đổi chất lượng sản phẩm. kết quả cung cấp có thể  giúp người thiết kế sử lý giả quyết vấn về dựa vào kết quả và tham số thiết kế và  ép phun có thể biết được các vấn đề tiềm ẩn. Do máy vi tính tính toán nhanh chóng hiệu quả  , đồng thời có thể  đem kết quả  phân tích với các thông số  phân bố  nhiệt độ  rất khó thu được trên thực tế  với đồ  họa máy tính biểu diễn ra. Do đó nhà thiết kế  sản phẩm và nhà thiết kế  khuôn có  thể dựa vào kết quả phân tích để cải thiện thiết kế, nâng cao chất lượng sản phẩm   và tránh các vấn đề  về  ép phun, và có thể  thử  trên máy tính các phương án khả  thi  để tối ưu hóa thiết kê. Phương pháp thiết kê  ứng dụng CAE giúp giảm giá thành và thời gian hao phí  trong quá trình thử khuôn thực tế, rút ngắn thời gian đưa ra sản phẩm. đồng thời kết   quả  phân tích cung cấp đặc tính trạng thái của từng quá trình cụ  thể, giúp người   thiết kế nhanh chóng tích lũy kinh nghiệm và thiết lập tiêu chuẩn thiết kế. GVHD:Trần Văn Trọn Trang 2
  3. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE 2.2.3 2.2.3 Lợi ích của việc sử dụng phương pháp CAE     Do tính tin cậy của phương pháp CAE, có thể chỉ ra vấn đề tiềm ẩn trong ép phun   và thiết kế, đề  ra phương hướng sửa đổi thiết kế, hướng giải quyết trở  ngại và   phương án khả thi, có thể tránh điểm mù kinh nghiệm. CAE được thực hiện ở giai đoạn thiết kế trên máy tính trước khi khuôn được ép   thử do đó giảm thời gian giá thành thử khuôn, sửa khuôn thực tế, rút ngắn chu trình  thử  sai thực tế, rút ngắn thời gian ép thử  sản phẩm và thời gian ra thị  trường, hao   phí tiền bạc trong các công đoạn.  Do đó giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh  tranh của sản phẩm trên thị trường, đem lại hiệu quả trong kinh doanh. CAE có thể trợ giúp người ép phun dự đoán và nắm bắt thông số ép phun đối với   ảnh hưởng chất lượng sản phẩm, tìm ra thông số  gia công và tối ưu hóa điều kiện  gia công. CAE có thể chỉ ra các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến chất lượng ép phun, từ đó  cung cấp tham số sửa ổi thiết kế, tham số ép phun và chỉ tiêu định lượng. CAE có thể  mô phỏng quá trình ép phun, với phương pháp sinh động và cụ  thể  hiện thị  tham số  gia công và thiết kế  với trình tự  trạng thái và  ảnh hưởng chất   lượng sản phẩm, có thể giúp người sử dụng nhanh chóng tích lũy kinh nghiệm và ép   phun… GVHD:Trần Văn Trọn Trang 3
  4. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE 3. Lý do chọn đề tài Hiện nay ngành công nghệ khuôn mẫu đang rất phát triển ở nước ta và nhu cầu  học tập và tìm hiểu kiến thức liên quan đến lĩnh vực này là rất lớn . Hơn nữa đây là  một trong những môn học chuyên ngành quan trọng trong ngành chế tạo khuôn mẫu  tuy nhiên vẫn chưa có một tài liệu cụ  thể nào giới thiệu về  phần mềm CAE trong   môn học này . Nay chúng em chọn đề  tài : “  Ứng dụng phần mềm mô phỏng CAE   trong dạy học” nhằm giúp hướng dẫn người học có thể  tiếp cận và sử  dụng phần   mềm trong quá trình thiết kế và chế tạo khuôn mẫu. Với đề tài này chúng em hi vọng rằng sẽ giúp người học có thể dễ dàng tiếp cận   , sử dụng phần mềm và tiết kiệm thời gian nghiên cứu , cung cấp cho kĩ sư thiết kế  một phương pháp hữu hiệu trong việc thiết kế khuôn và nâng cao chất lượng sản   phẩm. 4. Mục tiêu của đề tài ­ Giới thiệu và hướng dẫn sử dụng phần mềm mô phỏng dòng chảy trong khuôn   ép nhựa : Moldflow 2010 ­ Ứng dụng một số sản phẩm cụ thể từ đó phân tích : +  Tối ưu hóa hệ thống kênh dẫn và hệ thống làm mát +  Nhận biết các khuyết tật: đường hàn, rỗ khí, cong vênh , không điền đầy, vật   liệu biến chất….  +  Đưa ra nguyên nhân và cách khắc phục.  5. Giới han cua đê tai. ̣ ̉ ̀ ̀ Do còn nhiều hạn chế về thời gian cũng như kiên th ́ ưc chuyên môn nên đô an ch ́ ̀ ́ ỉ  tập trung thực hiên các v ̣ ấn đề như sau: ­ ̉ ̉ ̀ ương pháp phần tử hữu hạn. Tim hiêu tông quan vê ph ̀ ­ Nghiên cứu sử dụng phần mềm mô phỏng dòng chảy trong khuôn ép nhựa  trên phần mềm Moldflow. ­ Áp dụng phần mềm để mô phỏng một số sản phẩm . 6. Phương phap nghiên c ́ ưu. ́ GVHD:Trần Văn Trọn Trang 4
  5. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE Đề tài nay đ ̀ ược tiến hành dựa trên các phương pháp sau: ­ Phương pháp quan sát: Phương pháp thực tế các mô hình có sẵn, những đoạn   video, những bộ khuôn thât. ̣ ­ Phương pháp tham khảo tài liệu: tâp h ̣ ợp va nghiên c ̀ ưu cac thông tin liên quan ́ ́   đên đê tai. ́ ̀ ̀ 7. Đôi t ́ ượng nghiên cưu. ́ ­ Phần mềm mô phỏng dòng chảy trong khuôn ép nhựa Moldflow . 8. Dan y nghiên c ̀ ́ ứu. Chương 1: Tổng quan. Chương 2: Cơ sở ly thuyêt. ́ ́ Chương 3: Hướng dẫn sử dụng phần mềm Moldflow. Chương 4: Áp dụng phần mềm phân tích một số chi tiết cụ thể. Chương 5: Kêt luân va khuyên nghi. ́ ̣ ̀ ́ ̣ CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.  Lý thuyết về phần tử hữu hạn Phương pháp phần tử  hữu hạn  (Finite Element Method ­ FEM) là một phương  pháp gần đúng để  giải một số  lớp bài toán biên. Theo phương pháp phần tử  hữu  hạn, trong cơ  học, vật thể được chia thành những phần tử  nhỏ  có kích thước hữu   hạn, liên kết với nhau tại một số hữu hạn các điểm trên biên (gọi là các điểm nút).   Các đại lượng cần tìm ở nút sẽ là ẩn số của bài toán (gọi là các ẩn số nút). Tải trọng  trên các phần tử cũng được đưa về các nút.  Trong mỗi phần tử, đại lượng cần tìm được xấp xỉ  bằng những biểu thức đơn  giản và có thể  biểu diễn hoàn toàn qua các  ẩn số  nút. Dựa trên nguyên lí năng   lượng, có thể  thiết lập được các phương trình đại số  diễn tả  quan hệ  giữa các ẩn  GVHD:Trần Văn Trọn Trang 5
  6. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE số  nút và tải trọng  nút của một phần tử. Tập hợp các phần tử  theo điều kiện liên  tục sẽ nhận được hệ phương trình đại số đối với các ẩn số nút của toàn vật thể.     Phương pháp phần tử  hữu hạn có nội dung như  sau: Để  giải một bài toán biên  trong miền W, bằng phép tam giác phân, ta chia thành một số hữu hạn các miền con  Wj (j = 1,..., n) sao cho hai miền con bất kì không giao nhau và chỉ có thể chung nhau   đỉnh hoặc các cạnh.   Mỗi miền con Wj được gọi là một phần tử hữu hạn (phần tử hữu hạn).  Người ta tìm nghiệm xấp xỉ  của bài toán biên ban đầu trong một không gian hữu   hạn chiều các hàm số thoả mãn điều kiện khả vi nhất định trên toàn miền W và hạn  chế của chúng trên từng phần tử hữu hạn Wj là các đa thức. Có thể chọn cơ sở của   không gian này gồm các hàm số ψ1(x),..., ψn(x) có giá trị trong một số hữu hạn phần   tử  hữu hạn Wj  ở  gần nhau. Nghiệm xấp xỉ  của bài toán ban đầu được tìm dưới  dạng : c1ψ 1(x) + ... + cnψ n(x) trong đó các ck là các số cần tìm. Thông thường người ta đưa việc tìm các ck về việc  giải một phương trình đại số với ma trận thưa (chỉ có các phần tử trên đường chéo  chính và trên một số đường song song sát với đường chéo chính là khác không) nên  dễ giải. Có thể lấy cạnh của các phần tử hữu hạn là đường thẳng hoặc đường cong   để  xấp xỉ các miền có dạng hình học phức tạp. Phương pháp phần tử  hữu hạn có  thể dùng để giải gần đúng các bài toán biên tuyến tính, phi tuyến và các bất phương   trình.  Ứng dụng:     Với sự hỗ trợ của máy tính điện tử,  phương pháp phần tử hữu hạn đang được sử  dụng rộng rãi và có hiệu quả trong nhiều lĩnh vực như lí thuyết đàn hồi và dẻo, cơ  học chất lỏng, cơ học vật rắn, cơ học thiên thể, khí tượng thuỷ văn, vvv.  2. 2  Độ nhớt của chất lỏng GVHD:Trần Văn Trọn Trang 6
  7. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE Độ nhớt của một chất lưu là thông số đại diện cho ma sát trong của dòng chảy.  Khi các dòng chất lưu sát kề  có tốc độ  chuyển động khác nhau, ngoài sự  va đập   giữa các phần tử vật chất còn có sự trao đổi xung lượng giữa chúng. Những phần tử  trong dòng chảy có tốc độ  cao sẽ làm tăng động năng của dòng có tốc độ  chậm và  ngược lại phần tử  vật chất từ  các dòng chảy chậm sẽ  làm kìm hãm chuyển động  của dòng chảy nhanh. Kết quả  là giữa các lớp này xuất hiện một  ứng suất tiếp  tuyến τ gây nên ma sát.       Định luật Newton về độ nhớt của chất lỏng:   Theo định luật Newton cho chất lưu, với những dòng chảy tầng (có thể được hình  dung như  những lớp dòng chảy song song với nhau),  ứng suất tiếp tuyến  τ  giữa   những lớp này tỷ  lệ  tuyến tính với vi phân vận tốc theo hướng vuông góc với các  lớp đó. . theo như công thức trên, hằng số μ được gọi là  độ nhớt động lực học hay còn gọi là  độ nhớt tuyệt đối (đơn vị kg m­1s­1 hay Pa.s).   Ngoài độ  nhớt động lực học, khi nghiên cứu chuyển động của chất lưu, để  kể  đến ảnh hưởng của lực quán tính, mà thực chất là khối lượng riêng  ρ, người ta còn  đưa ra một đại lượng quan trọng khác là độ nhớt động học ν, có đơn vị là m2/s. GVHD:Trần Văn Trọn Trang 7
  8. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE Đối với nước độ nhớt rất nhỏ nên những phần tử nước gần trục quay sẽ bị văng   ra theo lực ly tâm. Đối với vật liệu nhựa độ  nhớt rất lớn, nhựa di chuyển đến trung tâm của trục   quay và di chuyển lên trên trục quay. GVHD:Trần Văn Trọn Trang 8
  9. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE Dòng chảy trong kênh dẫn là phi Newton vì độ  nhớt của nhựa thay đổi tùy theo   nhiệt độ. Dòng chảy trong kênh dẫn có sự chuyển pha vì khi nhựa chảy vào kênh thì phần  sát bề mặt sẽ gặp nhiệt độ  thấp và bị  hóa rắn. Nếu tốc độ  phun lớn thì có thể  coi  như không có dòng chuyển pha. Độ  nhớt của nhựa phụ  thuộc vào nhiệt độ, tốc độ  dòng chảy không giống nhau   trong lòng khuôn và kênh dẫn, dòng chảy trong khuôn là chảy rối. Làm sao để giảm bớt bọt khí, nhất là bọt khí ở  phần góc đáy sản phẩm. Thì chỉ  có một cách hợp lý nhất đó là tìm vị trí đặt miệng phun khác , kiểu miệng phun khác  mà thôi. Để  có thể  làm điều này chúng ta cần sử  dụng các phần mềm mô phỏng  dòng chảy như Visi v16, Moldex3D, AutoDesk Moldflow,...    2.3   Lý thuyết về truyền nhiệt Các hiện tượng truyền nhiệt đã được biết và sử  dụng hàng ngày từ  lâu. Tuy   nhiên thì các hiện tượng đó chỉ được hiểu biết một cách muộn màng, ở thế kỉ XIX :   Một thời gian dài nhiệt được coi là một chất lỏng hơi đặc biệt và lửa được coi là   một nguyên tố. Joseph Fourier đã công bố vào năm một lí thuyết giải tích về sự dẫn  nhiệt. Các dạng truyền nhiệt khác nhau : Sự dẫn nhiệt hay khuếch tán nhiệt: phần ta tìm hiểu. Sự đối lưu: liên quan đến các chất lưu, lỏng hay khí. Bức xạ:  đây là hình thức  đặc biệt, dẫn nhiệt hay  đối lưu luôn đòi hỏi môi  trường tồn tại vật chất, còn bức xạ có thể xảy ra ngay ở chân không. Phương trình truyền nhiệt. Với: u =u(t,x,y,z) là nhiệt độ như là một hàm số theo thời gian và không gian.  là mức độ thay đổi của nhiệt độ tại một điểm nào đó theo thời gian. uxx   , uyy, uzz     là đạo hàm bậc 2(lưu chuyển nhiệt )của nhiệt độ  theo hướng   x,y,z theo thứ tự. GVHD:Trần Văn Trọn Trang 9
  10. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE k là hệ số phụ thuộc vào vật liệu :độ dẫn điện, mật độ và dung tích nhiệt. phương trình nhiệt là hệ quả của định luật Fourier cho dẫn nhiệt.  Nghiệm của phương trình nhiệt được đặc trưng bởi sự  tiêu tán dần của nhiệt độ  ban đầu do một dòng nhiệt truyền từ vùng ấm hơn sang vùng lạnh hơn của một vật   thể. Một cách tổng quát, nhiều trạng thái khác nhau và nhiều điều kiện ban đầu  khác nhau sẽ đi đến cùng một trạng thái cân bằng. Do đó, để lần ngược từ nghiệm  và kết luận điều gì đó về thời gian sớm hơn hay các điều kiện ban đầu từ điều kiện   nhiệt hiện thời là hết sức không chính xác ngoài trừ  trong một khoảng thời gian rất  ngắn. 2.4. Tính số lòng khuôn 2.4.1 Tầm quan trọng của việc tinh số lòng khuôn Nâng cao năng suất trong sản xuất : Số lượng lòng khuôn được tính toán hợp lý  thì số  sản phẩm trong một lần đúc sẽ  là lớn nhất, từ  đó tăng năng suất trong sản   xuất. Tiết kiệm được thời gian trong sản xuất: Khi số lượng đơn đặt hàng lớn, ta cần   phải tính toán sao cho số lòng khuôn đạt giá trị max và phải đủ để máy ép có thể làm   việc được, thời gian tạo ra lượng sản phẩm nhỏ nhất khi số lượng lòng khuôn đạt   giá trị lớn nhất (phải nằm trong giới hạn cho phép). Sử  dụng đúng hiệu suất của máy: Tùy thuộc vào kích cỡ  của máy, lực ép phun,   lực kẹp… mà số  lượng lòng khuôn cho phép của mỗi máy sẽ  khác nhau. Chính vì   thế, trong  sản xuất, ta phải tính toán sao cho số lượng lòng khuôn phù hợp với từng loại máy. Phù hợp với sản lượng cần sản xuất trong loạt: Tùy theo số lượng đơn đặt hàng   mà ta có thể tính toán và đề ra số lượng lòng khuôn cho phù hợp, tránh sản xuất quá   nhiều trong khi số lượng đơn hàng ít và ngược lại. 2.4.2   Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tính toán số lòng khuôn Kích cỡ  máy phun ép: kích thước của máy ép phun càng lớn thì số  lòng khuôn  tối đa càng lớn. GVHD:Trần Văn Trọn Trang 10
  11. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE Thời gian giao hàng: dựa vào số  lượng sản phẩm và thời gian giao hàng mà ta  tính toán và thiết kế số lòng khuôn cho phù hợp với yêu cầu của khách hàng. Kết cấu và kích thước khuôn: tùy theo sản phẩm mà kết cấu khuôn khác nhau,  nếu kết cấu của sản phẩm càng phức tạp thì ta nên thiết kế  số  lòng khuôn trong   khuôn ít để việc điền đầy nhựa vào lòng khuôn được dễ dàng.kích thước lòng khuôn   cũng ảnh hưởng tới việc thiết kế số lòng khuôn.  Giá thành khuôn: dựa vào giá thành của khuôn nếu giá thành khuôn quá đắt so  với giá của sản phẩm thì ta nên thiết kế số lòng khuôn trong khuôn ít ,nếu như vậy  thì thời gian hoàn thành sẽ  lâu. Nếu giá thành khuôn rẻ  thì ta nên thiết kế  số  lòng   khuôn trong khuôn nhiều, như vậy thì thời gian hoàn thành sẽ nhanh hơn. Số lượng sản lượng đặt hàng: nếu số lượng sản phẩm trong đơn đặt hàng lớn   thì ta có thể thiết kế nhiều lòng khuôn trong một khuôn. Năng suất phun của máy: nếu như  máy nhỏ  mà số  lòng khuôn nhiều thì lực ép  không đủ dẫn đến phế phẩm nhiều, nếu như máy lớn mà ta chỉ sử dụng quá ít lòng   khuôn thì không khai thác được tối đa hiệu suất của máy.  Năng suất làm dẻo: nếu năng suất làm dẻo của máy lớn thì ta nên thiết kế số lòng  khuôn trong khuôn nhiều.   tần số  phun và trọng lượng phun càng nhỏ  thì số  lòng  khuôn trong khuôn càng nhiều. Lực kẹp khuôn của máy: dựa vào tùy loại máy nếu lực kẹp khuôn của máy càng   lớn thì số lòng khuôn trong khuôn càng ít. Nếu diện tích bề mặt trung bình của sản  phẩm và áp suất trong khuôn càng lớn thì số lòng khuôn trong khuôn càng nhiều và   ngược lại. 2.4.3  Các công thức tính số lòng khuôn 1.Tính số lòng khuôn theo số lượng sản phẩm đặt hàng: Trong đó: N: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn. L: số sản phẩm trên một lô sản xuất. GVHD:Trần Văn Trọn Trang 11
  12. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE K: hệ số do phế phẩm,K=.Với k là tỉ lệ phế phẩm. Tc: thời gian của 1 chu kỳ ép phun(s). Tm: thời gian  hoàn tất lô sản phẩm(ngày). 2.Tính theo năng suất phun của máy ép phun: Trong đó: n: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn. S: năng suất phun của máy ( g / một lần phun ). W: trọng lượng của sản phẩm ( g ). 3.Tính theo năng suất làm dẻo của máy: Trong đó: n: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn. P: năng suất làm dẻo của máy(g/ph). X: tần số phun(ước lượng) trong 1 phút(1/ph). W: trọng lượng của sản phẩm(g). 4.Tính theo lực kẹp khuôn của máy: Trong  đó: n:số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn. Fp:lực kẹp tối đa của máy(N). S: diện tích bề mặt trung bình của sản phẩm kể cả các rãnh dòng theo hướng   đóng khuôn(mm2). P: áp suất trong khuôn(MPa). 5.  Cách bố trí lòng khuôn sao khi tính toán GVHD:Trần Văn Trọn Trang 12
  13. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE      Số lòng khuôn thường được thiết kế theo dãy 2, 4, 6, 8,12,16,24,32,48,64,96,128. Lưu ý: Để tránh xảy ra lỗi trên sản phẩm ( đặc biệt đối với những khuôn có những  lòng khuôn khác nhau trên cùng một khuôn ta nên mô phỏng quá trình điền đầy của  từng lòng khuôn mà không có hệ thống kênh dẫn để biết chúng được điền đầy như  thế nào. 2.5 Vât liêu trong công nghê ep phun. ̣ ̣ ̣ ́ 2.5.1. Vât liêu nh ̣ ̣ ựa ep san phâm – Polypropylene. ́ ̉ ̉   Khai niêm: ́ ̣ GVHD:Trần Văn Trọn Trang 13
  14. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE  Polypropylen là một loại polymer là sản phẩm của phản  ứng trùng hợp   Propylen.  Danh pháp IUPAC:  poly(1­methylethylene).  Tên khác :     Polypropylene, Polypropene.                       Polipropene 25 [USAN], Propene polymers                       Propylene polymers, 1­Propene homopolymer.  Thuộc tính:  Công thức phân tử: (C3H6)x  Tỷ trọng:  PP vô định hình: 0.85 g/cm3  PP tinh thể:  0.95 g/cm3   Độ giãn dài:  250 ­ 700 %  Độ bền kéo:  30 ­ 40 N/mm2  Độ dai va đập:  3.28 ­ 5.9 kJ/m2  Điểm nóng chảy : ~ 165 °C  Đặc tính:  Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng vững, không mềm  dẻo như PE, không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi. Đặc biệt   khả năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ.  Kháng lão hoá nhiệt thông thường, có phụ  gia bôi trơn không hại về  sinh   học GVHD:Trần Văn Trọn Trang 14
  15. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE  Kháng lão hoá nhiệt cao, có ổn định quang, không ảnh hưởng về mặt sinh   học  Kháng thời tiết ­ ổn định bằng  than đen, dùng amine có cấu trúc không gian  cồng kềnh cho các áp dụng ngoài trời.  Kháng lão hoá nhiệt cao với dung dịch tẩy rửa nóng, nước nóng, không  độc.  Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ.  PP không màu không mùi,không vị, không độc. PP cháy sáng với ngọn lửa  màu xanh nhạt, có dòng chảy dẻo, có mùi cháy gần giống mùi cao su.  Chịu được nhiệt độ  cao hơn 1000C. Tuy nhiên nhiệt độ  hàn dán mí (thân)  bao bì PP (1400C), cao so với PE ­ có thể gây chảy hư hỏng màng ghép cấu  trúc bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng.  Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác.  Công nghê san xuât PP:  ̣ ̉ ́ ̀ ương phap đê chê tao PP va môt ph Co nhiêu ph ́ ́ ̉ ́ ̣ ̀ ̣ ương phap điên hinh la dung công ́ ̉ ̀ ̀ ̀   ̣ ̉ ́ ̣ ̀ ̣ nghê Hypol II đê chê tao Polypropylene, Hypol II la môt trong nhưng công nghê tiên ̃ ̣   tiên ca cho ra ́ ̀ cho ra sản phẩm có chất lượng cao và ổn định. Hypol   II  là   quy   trình   sản   xuất   PP   có   phản   ứng   polymer   hóa   ở   thể   bùn   (slurry/bulk phase), sử  dụng lò phản  ứng homopolymer dạng vòng (loop reactor).  Công  nghệ   Hypol   II  cùng  nhóm  với   công  nghệ   Spheripol  (Basell)   và   công  nghệ  Exxon Mobile (nhóm công nghệ có phản ứng polymer hóa ở thể bùn. Các công nghệ  nhóm này có chi phí đầu tư cao hơn và cho ra sản phẩm có chất lượng tốt hơn các   công nghệ  có phản  ứng polymer hóa  ở  thể  khí (gas­phase processes). Công nghệ  Hypol II tạo ra các mạch Polypropylene có tính đẳng hướng cũng như tỷ lệ kết tinh   cao   hơn   các   công   nghệ   phổ   biến   trên   thế   giới   hiện   nay   (Hypol   II   cho   ra   polypropylene có II = 98%). Chỉ  số  Isostaticity cao này làm cho hạt nhựa PP có độ  cứng, độ  bền, độ  chịu va đập và độ  trong suốt cao.­ Công nghệ  Hypol II sử  dụng   GVHD:Trần Văn Trọn Trang 15
  16. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE chất xúc tác có hiệu suất phản ứng rất cao làm giảm tối đa hàm lượng tro, tạp chất   sinh ra trong quá trình phản  ứng. Điều này làm cho hạt nhựa có độ  trong suốt, độ  nguyên chất rất cao.  Công dụng:  Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm , không yêu cầu  chống oxy hóa một cách nghiêm nhặt.  Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số  lượng  lớn.  PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để  tăng tính chống thấm khí, hơi nước, tạo khả  năng in  ấn cao, và dễ  xé rách để  mở  bao bì (do có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì.  Với công nghệ ép phun, thông thường compoud PP có ổn định được dùng   sản xuất các trang  thiết bị  nhà bếp và nội thất, thiết bị  vệ  sinh, gót giày, đồ  dùng  gia đình( chén đĩa…),đồ  chơi…PP kháng nhiệt có  ổn định chịu đựơc dung dịch tẩy  rửa dùng sản xuất các  bộ phận máy giặt gia đình và trong công nghiệp dệt, ví dụ lõi  quấn chỉ bộ phận nhuộm, các phần của máy móc điện tiếp xúc dây đồng. Trong lĩnh   vực phương tiện vận chuyển, nhiều loại PP không hoặc có gia cường được dùng:  vỏ  acquy, cửa thông gió xe hơi, vôlăng xe hơi, bộ  lọc khí, thanh chắn bùn, cái hãm   phanh. 2.5.2. Đăc tinh cua môt sô loai nh ̣ ́ ̉ ̣ ́ ̣ ựa thông dung. ̣  Polyetylen (PE): i2 : chỉ số chảy MFR đo ở điều kiện 190*C, 2160 g ( ASTM D1248 ) Trong ép phun, loại PE dễ  chảy ( i2 >25) được sử  dụng để  gia công các sản   phẩm khối. Độ co ngót  ( liên quan tỷ trọng sản phẩm ) chịu tác động của nhiệt độ  khi hoá dẻo khối vật liệu và khi làm nguội. Với PE tỷ trọng cao có chỉ  số chảy thấp yêu cầu nhiệt độ  khuôn 40 – 70*C để  sản phẩm có độ  bóng cao. Loại có i2 = 2.5­4 dễ  bị  rạn do tập trung  ứng suất. Để  GVHD:Trần Văn Trọn Trang 16
  17. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE khắc phục hiện tượng giòn do tính định hướng phân tử mạnh, tăng nhiệt độ phun và   dùng loại nhựa với chỉ số chảy cao phù hợp.  Polytyrene (PS):  Đa số  các sản phẩm làm từ  họ  nhựa styrene gia công ép phun. Nhựa styrene có   độ co rút nhỏ,  độ chính xác kích thước cao. Nhựa styrene có biến tính cao su có ưu  điểm tạo  sản phẩm lớn do dòng chảy tốt.   Các loại nhựa styrene có tính chất dẫn điện rất tốt, khả  năng đúc các chi tiết   chính xác cao, giá thành vừa phải. Chúng dùng cho các áp dụng cách điện, các phần   kết cấu của công nghệ  điện tử  và truyền thông: như  điện thoại ( vỏ bọc ABS, các   phần bên trong SB và SAN). SB và ABS kháng va đập  ở  nhiệt độ  thấp tốt nên được dùng   để  sản xuất các  phần vỏ bọc trong và ngoài  trong kỹ nghệ lạnh. Trong ngành phương thiện giao thông, SB và terpolymer dùng làm lớp lót. vỏ bọc,   bảng điều khiển, bộ tải nhiệt, ABS dùng làm thân xe hơi thể thao…  Polyvinyl choire (PVC): PVC không thể gia công một mình mà phải trộn các phụ gia : chất ổn định nhiệt­  quang, chất bôi trơn, chất hoá dẻo. chất trợ gia công… Tính co rút của PVC trong  ép phun phụ  thuộc cấu hình khuôn và điều kiện phun. Giá trị  thông thường 2 – 4%  theo hướng phun và 1 – 2 % theo phương ngang, có thể lớn hơn tuỳ trường hợp.PVC   cũng thường ép khớp nối ống và các chi tiết kỹ thuật, PVC dẻo thường ép thảm, mũ   trùm bảo vệ, nút bấm, khung bảo vệ   và gắn kính xe, đồ  chơi dẻo, xe đạp, thanh   hãm vôlăng xe hơi, phích cắm điện, đế giày, ủng, sandal. Bảng nhiệt độ phá hủy của một sô loại nhựa: TT Nhựa Nhiệt độ phá hủy 1 ABS 310 C 2 PA6,6 320 C ­ 330 C 3 PS 250 C 4 PP 280 C GVHD:Trần Văn Trọn Trang 17
  18. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE 5 PVC 180 C ­ 220 C Sau đây là bảng thống kê một số loại nhựa: TT  Nhựa Tên đầy đủ Nhiệt độ Nhiệt độ  cuối  (< C) Piston ( C) 1 PP PolyPropylen 10­80 220­235 2 PS PolyStyren 10­75 200­280 3 ABS 10­80 220­270 4 PVC PolyVinyl Clorit 20­60 170­200 5 PMMA PolyMetyl Metacrylat 30­70 190­240 6 PA6 PolyAmit (Nylon6) 50­80 250­280 7 PA6,6 PolyAmit (Nylon6,6) 50­80 250­280 8 PPO PolyPhenylen Oxit 40­80 300­330 9 PC PolyCacbonat 70­115 300­350 10 POM Polyacetat Resins 60­90 190­210 11 LDPE LowDensity PolyEtylen 50­70 160­260 12 HDPE HighDensiy PolyEtylen 30­70 75­110 Về độ co ngót của nhựa xem bảng sau: TT Nhựa Độ co (%) Mật độ (g/cm3) 1 PS 0,3­ 0,6 1,05 2 ABS 0,4­ 0,7 1,06 3 LDPE 1,5­ 5,0 0,954 4 HDPE 1,5­ 3,0 0,92 5 PP 1,0­ 2,5 1,15 6 PVC mềm >0,5 1,38 7 PVC cứng 0,5 1,38 8 PMMA 0,1­ 0,8 1,18 9 POM 1,9­ 2,3 1,42 10 PPO 0,5­ 0,7 1,06 11 PC 0,8 1,2 12 PA6 0,5­ 2,2 1,14 13 PA6,6 0,5­ 2,5 1,15 GVHD:Trần Văn Trọn Trang 18
  19. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE CHƯƠNG 3: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM 3.1 Cấu trúc giao diện Khởi động phần mềm: Start>All program>Autodesk>Autodesk  Moldflow Insight   2010 File: Được dùng để làm việc với các file và các đối tượng. Trong menu file gồm   có các tùy chọn liên quan đến file như: Mở hay lưu file….. View: Được dùng để  quản lý giao diện của phần mềm với người dùng và góc  nhìn của chi tiết các tùy chọn thường để phóng to thu nhỏ … Analysis: Tùy chọn dùng để phân tích quá trình dòng chảy. GVHD:Trần Văn Trọn Trang 19
  20. Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế tài liệu học tập, giảng dạy môn CAE Tool: Chứa các công cụ hỗ trợ… Window: quản lý của sổ làm việc Help: giải thích , hướng dẫn phần mềm… Cách sử dụng chuột: Chuột trái: chọn đối tượng Chuột phải: Xuất hiện Submenu Shift + chuột giữa: kéo đối tượng Xoay chuột giữa hoặc Ctrl + chuột giữa: phóng to, thu nhỏ đối tượng Giữ chuột giữa: quay đối tượng. 3.2  Các bước phân tích  dòng chảy Lưu đồ quá trình phân tích GVHD:Trần Văn Trọn Trang 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản