NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ KHUÔN ĐẾN ĐỘ ĐIỀN ĐẦY CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE TRONG QUY TRÌNH PHUN ÉP
KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Luận án "NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ KHUÔN ĐẾN ĐỘ ĐIỀN ĐẦY CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE TRONG QUY TRÌNH PHUN ÉP" tập trung giải quyết các thách thức trong công nghệ phun ép sản phẩm composite có kết cấu và hình dạng phức tạp, đặc biệt là các khuyết tật phát sinh do hiện tượng đông đặc nhanh và độ nhớt cao của vật liệu. Mục tiêu chính là nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến khả năng điền đầy của vật liệu composite thành mỏng thông qua phương pháp mô phỏng và thực nghiệm, sử dụng cả gia nhiệt bằng nước (từ 30°C đến 110°C) và gia nhiệt bằng khí nóng (từ 45°C đến 140°C).
Nội dung nghiên cứu bao gồm việc tổng quan lý thuyết, thiết lập mô hình và chế tạo thiết bị gia nhiệt, sau đó tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến chiều dài dòng chảy vật liệu composite trên mô hình dòng chảy xoắn ốc với tỉ lệ sợi thủy tinh thay đổi từ 0% đến 30% và nhiệt độ khuôn từ 30°C đến 110°C. Từ đó, luận án đã xác định phương trình hồi quy mô tả mối quan hệ giữa chiều dài dòng chảy, nhiệt độ khuôn và chiều dày sản phẩm. Đồng thời, nghiên cứu cũng tập trung vào khả năng điền đầy của sản phẩm composite thành mỏng và gân mỏng.
Kết quả thực nghiệm cho thấy khi tăng nhiệt độ khuôn từ 30°C lên 110°C, chiều dài dòng chảy nhựa tăng lên đáng kể đối với tất cả các chiều dày sản phẩm (0,5 mm, 0,75 mm và 1 mm). Tuy nhiên, mức độ tăng này khác nhau tùy thuộc vào chiều dày sản phẩm. Tỷ lệ sợi gia cường cũng ảnh hưởng lớn, với việc tăng tỷ lệ sợi từ 0% đến 30% làm giảm chiều dài dòng chảy. Một trong những điểm mới của luận án là việc ứng dụng phương pháp gia nhiệt bề mặt khuôn bằng khí nóng (Ex-GMTC) hiệu quả cho các mô hình dòng chảy có thành mỏng và nhiệt độ khuôn cao. Với vật liệu PA6 + 30%GF, chiều dày 0,6 mm, gia nhiệt 20 giây đạt nhiệt độ bề mặt khuôn 133,7°C, chiều dài dòng chảy cải thiện 108,6%. Phương pháp này hỗ trợ phân bố nhiệt độ tốt hơn và cân bằng dòng chảy, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và khả năng công nghệ trong sản xuất composite nhựa nhiệt dẻo.