Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến độ điền đầy của vật liệu composite trong quy trình phun ép

du
dx
+ 
dv
dy
+ 
dw
dz
)
∂z
+ SMz 
Từ đó hệ phương trình Navie-Stoker có thể viết: 
ρ
Du
Dt
 = - 
∂p
∂x
 + div [μ grad (u)] + sMx 
ρ
Dv
Dt
 = - 
∂p
∂y
 + div [μ grad (v)] + sMy 
ρ
Dw
Dt
= - 
∂p
∂z
 + div [μ grad (w)]+ sMz 
Dùng các phép biến đổi ta được phương trình cân bằng nội năng như sau: 
ρ
Di
Dt
 = - p div (u) + div [k grad (T)]+ Ф + Si 
Trong đó, Ф là hàm phân tán, biểu diễn nguồn nội năng do công biến dạng của 
các phần tử dòng chảy, được xác định: 
Ф= μ(2 [(
∂u
∂x
)
2
+ (
∂v
∂y
)
2
+ (
∂w
∂z
)
2
] + (
∂u
∂y
+ 
∂v
∂x
)
2
+ (
∂u
∂z
+ 
∂w
∂x
)
2
+ (
∂v
∂z
+ 
∂w
∂y
)
2
- 
2
3
 div (u)) 
Trong đó, µ là độ nhớt của vật liệu trong dòng chảy. 
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt được xác định thông qua mối quan hệ 
μ
0
(T) = aTμ0(T0) 
µ0: độ nhớt ứng với tại thời điểm ban đầu nhiệt độ T0 và tại thời điểm nhiệt độ T. 
Độ nhớt với các nhiệt độ và tốc độ trượt ( ) khác nhau được biểu thị bằng độ 
nhớt ở nhiệt độ tham chiếu thông qua hệ số aT [52,53]: 
(2.35) 
(2.36) 
(2.38) 
(2.39) 
(2.37) 
(2.40) 
(2.41) 
(2.42) 
(2.43) 
39 
aT = 
µ (T, ) 
µ (T0,  . aT) 
 (2.44) 
Mặt khác, theo Cross-William-Landel-Ferry, hệ số aT được xác định [2, 41]: 
log aT = -
C1 (T - T0)
(T - T0) + C2
 với hằng số C1, C2 đã được xác định 
2.9.3. Phương trình bảo toàn năng lượng trong hệ tọa độ Đề các 
Theo nguyên lý bảo toàn năng lượng, ta có lượng biến đổi năng lượng của phần 
tử dòng chảy bằng tổng lượng nhiệt mà phần tử dòng chảy tiếp nhận trong quá trình 
trao đổi nhiệt. Công do các lực bề mặt sinh ra trong phần tử dòng chảy và biểu thức 
nguồn năng lượng SE phát sinh trong phần tử dòng chảy. Phương trình năng lượng 
có dạng: 
ρ
DE
Dt
 = [- div (pu) + [
∂(uτxx)
∂x
+ 
∂(uτyx)
∂y
+ 
∂(uτzx)
∂z
+ 
∂(vτxy)
∂x
+ 
∂(vτyy)
∂y
+ 
∂(vτzy)
∂z
+ 
∂(wτxz)
∂x
+ 
∂(wτyz)
∂y
+ 
∂(wτzz)
∂z
] + div [k grad (T) + SE 
Trong thực tế, do E = i + 
u2 + v2 + w2
2
, do đó thường kết hợp với phương trình 
bảo toàn động năng để rút ra phương trình của nội năng (i) hay của nhiệt độ (T) 
2.9.4. Hệ phương trình cơ bản chuyển động của dòng chảy 
Từ các phương trình về bảo toàn khối lượng, động lượng, năng lượng và phương 
trình trạng thái, ta xác định được hệ phương trình cơ bản về chuyển động của dòng 
chảy composite nhựa nhiệt dẻo trong lòng khuôn phun ép dạng vi phân cụ thể: 
Phương trình bảo toàn khối lượng: 
∂ρ
∂t
 + div (ρu) = 0 
Phương trình bảo toàn động lượng theo phương x: 
∂(ρu)
∂t
 + div (ρuu) = - 
∂p
∂x
 + div [μ grad (u)]+ sMx 
Phương trình bảo toàn động lượng theo phương y: 
∂(ρv)
∂t
 + div (ρvu) = - 
∂p
∂y
 + div [μ grad (v)]+ sMy 
(2.48) 
(2.49) 
(2.47) 
(2.45) 
(2.46) 
40 
Phương trình bảo toàn động lượng theo phương z: 
∂(ρw)
∂t
 + div (ρwu) = - 
∂p
∂x
 + div [μ grad (w)]+ sMz 
Phương trình bảo toàn nội năng: 
∂(ρi)
∂t
 + div (ρiu) = - p div (u) + div [k grad (T)]+ Ф + Si 
Phương trình trạng thái: 
p = p (ρ , T) và i = i (ρ , T) 
Trong đó: t là thời gian, u là véc tơ vận tốc, i là nội năng, ρ là khối lượng riêng, 
p là áp suất, T là nhiệt độ. 
Từ hệ phương trình cơ bản. Gọi Ф là ký hiệu cho các đại lượng vô hướng. Các 
phương trình bảo toàn dòng chảy có dạng tổng quát như sau [52] : 
∂(ρФ)
∂t
 + div (ρФu) = div [Γ grad (Ф)] + SФ 
Với Γ: hệ số khuếch tán, SФ: nguồn phát sinh 
Phương trình (2.53) là phương trình biến đổi đặc tính Ф của dòng chảy, vế trái 
là biểu thức thay đổi đặc tính Ф theo thời gian và thông lượng đối lưu, vế phải là 
biểu thức khuếch tán và nguồn phát sinh. 
Tích phân (2.53) trên thể tích kiểm tra trong hệ tọa độ Đề các, ta được [48]: 
∫
∂(ρФ)
∂t
 dV+ ∫ div(ρФu)dV
v
= ∫ div [Γ grad (Ф)]
vv
 + ∫ SФdV
v
Theo (2.54) thành phần đối lưu (vế trái biểu thức thứ hai) và thành phần khuếch 
tán (vế phải biểu thức thứ nhất), định lý về Divergent của Gaoxơ-Ôstrogratxki dưới 
dạng tích phân trên diện tích bề mặt giới hạn kín của lòng khuôn phun ép. 
∫ divf = 
v
∫ n f dS
S
n.f là thành phần của véc tơ f theo hướng của véc tơ đơn vị n vuông góc với 
diện tích phân bố dS. Áp dụng định lý Gaoxơ-Ôstrogratxki với (2.54) ta có: 
∂(∫ ρΦdV
v
)
∂t
+ ∫ n(ρΦu)dS= ∫ n[Γ grad(Φ)]dS+ ∫ SФdV
vss
Phương trình (2.56) là phương trình trạng thái cân bằng của các đặc tính dòng 
chảy trong lòng khuôn phun ép với vật liệu nhựa nhiệt dẻo composite. 
(2.50) 
(2.51) 
(2.52) 
(2.53) 
(2.54) 
(2.56) 
(2.55) 
41 
Điều kiện biên các phương trình dòng chảy 
Trong bài toán dòng chảy, các điều kiện biên đưa vào các phương trình tính toán 
được xây dựng trên cơ sở thực tế tự nhiên của dòng chảy, được thể hiện [47,52]: 
- Điều kiện ban đầu: Tại mọi điểm vùng khảo sát u và T được cho tại t = 0. 
- Điều kiện biên: 
+ Tại thành khuôn: 
 u = uw (điều kiện không trượt): Vận tốc của các phân tử nhựa tại bề 
mặt tấm insert lòng khuôn bằng với vận tốc tấm insert khuôn, trong 
trường hợp này, do tấm insert khuôn đứng yên trong quá trình nhựa 
điền đầy lòng khuôn nên u = 0. 
 T = Tw (nhiệt độ xác định) là nhiệt độ bề mặt lòng khuôn 
+ Tại biên vùng khảo sát: u, T được biết như hàm vị trí 
2.10. Phương trình mô phỏng gia nhiệt lòng khuôn 
Dòng chảy vật liệu trong nghiên cứu của luận án cho thấy tồn tại một giá trị 
Reynolds giới hạn (Reghd, với Re = uh/υ, trong đó u, h và υ là thành phần vận tốc, 
chiều dày dòng chảy, độ nhớt của vật liệu). 
Trong luận án này, do dòng khí là chảy rối nên sử dụng mô phỏng là mô hình 
k-ε tiêu chuẩn [47,52], là mô hình chảy rối phổ biến, tập trung vào cơ cấu gây ảnh 
hưởng tới động năng rối. Mô hình k- ε chính tắc là mô hình hai phương trình, một 
phương trình cho động năng rối k và một phương trình cho độ tiêu tán rối ε [52]. 
Theo hệ phương trình Navie-Stokes tức thời, nhân mỗi phương trình với thành 
phần vận tốc dao động thích hợp, đồng thời thực hiện một số phép biến đổi nhận 
được phương trình động năng rối k [52]. Ta có: 
∂(ρk)
∂t
 + div(ρku) = div(- p'u'̅̅ ̅̅ + 2μu'eij
'̅̅ ̅̅ ̅ - ρ
1
2
ui
' ui
' uj
'̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅) - 2μeij
' eij
' ̅̅ ̅̅ ̅̅ - ρui
' uj
'̅̅ ̅̅̅Eij 
Trong đó: - ρui
' uj
'̅̅ ̅̅̅ là ứng suất Reynolds, Eij: gradient vận tốc trung bình, 
- 2μeij
' eij
' ̅̅ ̅̅ ̅̅ : số hạng tiêu tán động năng rối do lực nhớt. 
Độ phân tán động năng rối trên một đơn vị khối lượng (m2/s3) được biểu thị: 
ε = 2 υ eij
' eij
' ̅̅ ̅̅ ̅̅ 
(2.57) 
(2.58) 
42 
Biểu thức (2.58) là thành phần phá hủy chính. Thực tế, khi số Reynolds cao, 
biến đổi k do ứng suất nhớt (2.57) luôn nhỏ hơn nhiều so với số hạng tiêu tán rối. 
Một số giả thiết trong xây dựng các phương trình trong mô hình k-ε: 
- Ứng suất Reynolds xác định thông qua mối liên hệ Boussinesq mở rộng: 
- ρui
' uj
'̅̅ ̅̅̅= μ
t
 (
∂ui
∂xj
+
∂uj
∂xi
 ) - 
2
3
 ρkδij 
δij hệ số Kronecker delta; δij = 1 khi i = j và δij = 0 khi i ≠ j 
(- 
2
3
) ρkδij Động năng rối của một thành phần ứng suất Reynolds pháp 
- Hệ số nhớt rối xác định theo phương pháp tương tự mô hình chiều dài xáo trộn: 
μ
t
= ρCμ
k
2
ε
- Trong biểu thức (2.57) số hạng biến đổi động năng rối do ứng suất nhớt (2μu'eij
'̅̅ ̅̅ ̅) 
là rất nhỏ so với số hạng tiêu tán rối nên có thể bỏ qua. Số hạng biến đổi động năng 
rối do áp suất (- p'u'̅̅ ̅̅ ) và số hạng biến đổi k do ứng suất Reynolds được đánh giá 
chung bởi biểu thức khuếch tán, bằng phép biến đổi ta có: 
ρ
1
2
ui
' ui
' uj
'̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅= Γt
∂k
∂xj
Hệ số Γt = 
𝜇𝑡
𝜎𝑘
 với phương trình động năng rối, Γt = 
𝜇𝑡
𝜎𝜀
 với phương trình ε. 
- Phương trình tiêu tán động năng rối ε có dạng tương tự như phương trình 
động năng rối k, trong đó các số hạng tích lũy và phân tán rối của phương trình ε tỉ 
lệ thuận với các biểu thức tương ứng của phương trình k. Tích (C1ε
ε
k
) và (C2ε
ε
k
) 
được đưa vào các biểu thức tích lũy và phân tán của phương trình ε, trong đó C1ε và 
C2ε là các hệ số điều chỉnh. 
Từ phương trình (2.57) kết hợp với các giả thiết ta được hệ phương trình trao 
đổi k và ε của mô hình k- ε chính tắc như sau: 
∂(ρk)
∂t
 + div(ρku) = div [
μ
t
σk
 grad k] + 2μ
t
EijEij - ρε 
∂(ρε)
∂t
 + div(ρεu) = div [
μ
t
σε
 grad ε] + C1μ
ε
k
 2μ
t
EijEij - C2ερ 
ε2
k
Trong đó, các hằng số hiệu chỉnh trong nhiều loại dòng chảy rối là: 
(2.59) 
(2.60) 
(2.61) 
(2.62) 
(2.63) 
43 
 Cµ = 0.09; σk = 1.00; σε = 1.30; C1ε = 1.44; C2ε = 1.92 
Điều kiện biên của các phương trình mô hình k-ε 
Trong mô hình k-ε các phương trình có dạng elíp do có sự hiện diện của biểu 
thức gradient khuếch tán, do đó các điều kiện biên của mô hình cụ thể [52]: 
- Tại miệng vào: phân bố của k và ε phải được cho trước 
- Gần thành khuôn: phụ thuộc vào số Reynolds 
Trong tính toán thiết kế theo mô hình k-ε, các điều kiện biên của k và ε được 
sử dụng theo trình tự từ các nguồn: thực nghiệm phép đo, các tài liệu công bố, phép 
gần đúng thô đối với phân bố của k và ε ở tiết diện đầu vào thông qua cường độ rối 
Ti và chiều dài đặc trưng L của thiết bị, hoặc từ các biểu thức thực nghiệm đơn giản: 
k= 
3
2
 (UrTi)
2
; ε= Cμ
3
4 
k
3
2
l
; l = 0.07 L 
Trong đó: Ur là vận tốc danh nghĩa của dòng khí 
Trường hợp lớp biên gần thành khuôn, sử dụng biểu thức tổng quát về sự phân 
bố nhiệt độ với dòng khí có số Reynolds lớn sau: 
T+= - 
(Tp- Tw)CpρUτ
q
w
= σT,t [U
++P (
σT,l
σT,t
)] 
Tp: nhiệt độ quanh yp gần thành khuôn, Tw: nhiệt độ thành khuôn, Qw: nhiệt 
lượng riêng thành khuôn, Cp: nhiệt dung riêng đẳng áp, σT,t: số rối của Prandtl, σT,l: 
số Prandtl; σT,l= 
μCp
ΓT
, ΓT: nhiệt dẫn xuất, P: hàm hiệu chỉnh phụ thuộc tỉ lệ số Prandtl 
Trường hợp lớp biên có số Reynolds nhỏ, các phương trình của k-ε được thay 
thế bởi các phương trình hiệu chỉnh như sau: 
μ
t
= ρCμfμ
k
2
ε
∂(ρK)
∂t
 + div(ρku) = div [(𝜇 + 
μ
t
σk
) grad k] +2μ
t
EijEij - ρε 
∂(ρε)
∂t
 + div(ρεu) = div [(μ+ 
μ
t
σε
) grad ε] + C1εf12μtEijEij - C2εf2ρ 
ε2
k
Các phương trình hiệu chỉnh trên có tính tổng quát bao gồm việc đưa thêm hệ 
số nhớt vào số hạng tiêu tán rối. Các hằng số Cµ, C1ε và C2ε trong mô hình k-ε được 
nhân với các hàm số f1, f2 là các hàm số của số Reynolds rối. 
(2.64) 
(2.65) 
(2.66) 
(2.67) 
44 
Chương 3 
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 
VÀ THỰC NGHIỆM 
Để xác định mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến khả năng điền đầy 
composite nhựa nhiệt dẻo trong phun ép, mô hình mô phỏng và thực nghiệm đã 
được thiết lập như hình 3.1. Trong đó, quá trình nghiên cứu được tiến hành thông 
qua ứng dụng phần mềm ANSYS và Moldex3D để mô phỏng, đồng thời thực 
nghiệm với lòng khuôn và hệ thống gia nhiệt được chế tạo trong nghiên cứu này. 
Thiết lập mô hình nghiên cứu
Mô hình cơ bản 
dòng chảy xoắn ốc
Thiết lập mô 
hình mô phỏng
Mô hình sản phẩm 
thành mỏng
Mô hình sản phẩm 
gân mỏng
Mô hình 
thực nghiệm
Mô hình 
mô phỏng
Điều kiện mô 
phỏng dòng 
chảy
Quá trình mô 
phỏng dòng 
chảy
Chế tạo lòng 
khuôn dòng 
chảy xoắn ốc
Điều kiện 
thực nghiệm 
dòng chảy
Quá trình thực 
nghiệm dòng 
chảy
Thiết lập 
mô hình thành 
mỏng
Mô hình 
thực nghiệm
Mô hình 
mô phỏng
Điều kiện 
mô phỏng phân 
bố nhiệt độ
Quá trình mô 
phỏng phân bố 
nhiệt độ
Chế tạo lòng 
khuôn thành 
mỏng
Điều kiện 
thực nghiệm phân 
bố nhiệt độ
Quá trình thực 
nghiệm phân bố 
nhiệt độ và chiều 
dài dòng chảy
Thiết lập 
mô hình gân 
mỏng
Mô hình 
thực nghiệm
Mô hình 
mô phỏng
Điều kiện 
mô phỏng gia 
nhiệt khuôn
Chế tạo lòng 
khuôn gân 
mỏng
Điều kiện 
thực nghiệm gia 
nhiệt khuôn
Phương pháp gia nhiệt khuôn bằng nước Phương pháp gia nhiệt khuôn bằng khí nóng
Quá trình mô 
phỏng gia nhiệt 
khuôn
Quá trình thực 
nghiệm điền đầy 
sản phẩm gân 
mỏng
Hình 3.1: Sơ đồ thiết lập mô hình nghiên cứu 
3.1. Mô hình cơ bản dòng chảy xoắn ốc 
3.1.1. Mô hình mô phỏng 
3.1.1.1. Thiết lập mô hình dòng chảy 
Trong lĩnh vực tạo hình sản phẩm composite bằng công nghệ phun ép, quá 
trình phân tích khả năng chảy của vật liệu trong lòng khuôn đóng vai trò khá quan 
trọng. Trong nghiên cứu này, mô hình mô phỏng được thiết lập để phân tích ảnh 
45 
hưởng của nhiệt độ khuôn đến chiều dài dòng chảy là mô hình cơ bản dòng chảy 
xoắn ốc như hình 3.2. Với mô hình này, nhựa sẽ được phun trực tiếp vào lòng khuôn 
thông qua miệng phun được thiết kế tại tâm lòng khuôn, vì vậy sẽ hạn chế được hiện 
tượng mất áp khi tạo hình sản phẩm. Đồng thời, lòng khuôn được thiết kế dạng hình 
xoắn ốc nhằm tối đa chiều dài dòng chảy có thể khảo sát, do đó quá trình khảo sát 
ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến chiều dài dòng chảy sẽ rõ ràng hơn. 
Hình 3.2: Kích thước mô hình cơ bản dòng chảy xoắn ốc 
Để khảo sát dòng chảy vật liệu ứng với các chiều dày sản phẩm khác nhau, mô 
hình mô phỏng cũng được xây dựng với các chiều dày thông dụng h lần lượt là: 0,5 
mm, 0,75 mm, 1 mm và chiều rộng 10 mm với dung sai kích thước được chọn theo 
cấp chính xác 8. Việc lựa chọn ba mô hình nghiên cứu có kích thước h khác nhau 
nhằm thể hiện sự khác biệt rõ rệt mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến chiều 
dài dòng chảy ứng với từng kích thước chiều dày sản phẩm thay đổi. 
Từ kích thước mô hình sản phẩm nghiên cứu, mô hình mô phỏng sử dụng bốn 
kênh gia nhiệt với lưu chất là nước đã được thiết lập thể hiện như hình 3.3. 
46 
Hình 3.3: Mô hình mô phỏng chiều dài dòng chảy bốn kênh gia nhiệt nước 
3.1.1.2. Điều kiện mô phỏng dòng chảy 
Quá trình mô phỏng chiều dài dòng chảy với mô hình cơ bản dòng chảy xoắn 
ốc thông qua ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn được thực hiện với các điều kiện liên 
quan thể hiện như bảng 3.1. Trong đó, vật liệu khảo sát là vật liệu composite nền 
nhựa nhiệt dẻo PA6 với tỉ lệ sợi thủy tinh thay đổi từ 0 % đến 30 %, đây là loại vật 
liệu có giá thành phù hợp, phổ biến trên thị trường và ứng dụng trong nhiều lĩnh 
vực. Nhiệt độ khuôn được lựa chọn là tương ứng với vùng nhiệt độ của phương pháp 
gia nhiệt bằng nước, đây là vùng nhiệt độ thông dụng được sử dụng trong công 
nghiệp phun ép nhựa. Đồng thời, nhiệt độ nóng chảy nhựa cũng được lựa chọn 260 
oC, đây là giá trị lựa chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất, áp suất phun 30 Kg/cm2 
là giá trị thông dụng của máy phun ép trong quá trình tạo hình sản phẩm. 
Bảng 3.1: Thông số mô phỏng chiều dài dòng chảy xoắn ốc 
TT Thông số mô phỏng Giá trị 
1 Tỉ lệ sợi của vật liệu composite 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% 
2 Nhiệt độ khuôn 30 oC, 50 oC, 70 oC, 90 oC, 110 oC 
3 Chiều dày lòng khuôn 0,5 mm, 0,75 mm và 1 mm 
4 Nhiệt độ nóng chảy nhựa 260 oC 
5 Áp suất phun 30 Kg/cm2 
6 Thời gian phun ép 1 s 
47 
3.1.1.3. Quá trình mô phỏng dòng chảy 
Trong nghiên cứu này, phần mềm Moldex3D được ứng dụng để tiến hành mô 
phỏng chiều dài dòng chảy bởi các lý do sau: Tính năng chính của Moldex3D là mô 
phỏng dòng chảy của nhựa trong lòng khuôn nên rất thuận thiện và hiệu quả trong 
phân tích, đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến chiều dài dòng chảy. Đồng 
thời, trong quá trình thực hiện được hỗ trợ bản quyền từ công ty (phụ lục 3). 
Để mô phỏng chiều dài dòng chảy, mô đun filling của Moldex3D được ứng 
dụng để tính toán và mô phỏng trên cơ sở phương trình mô tả trạng thái cân bằng 
đặc tính dòng chảy nhựa (phương trình 2.56) đã được trình bày chi tiết trong chương 
2 mục 2.9. 
Với mô hình và các điều kiện mô phỏng đã được thiết lập, quá trình mô phỏng 
chiều dài dòng chảy có sử dụng bước gia nhiệt thể tích khuôn bằng nước được tiến 
hành như hình 3.4 thông qua ba giai đoạn như sau: 
Hình 3.4: Quá trình mô phỏng ứng dụng phần mềm Moldex3D 
 Giai đoạn 1 - Tiền xử lý 
Trong giai đoạn này, mô hình 3D của mẫu sản phẩm đã được thiết kế trên phần 
mềm Creo V5, sau đó nhập vào mô đun Moldex3D Designer. Trong môi trường 
Moldex3D Designer, hệ thống kênh dẫn nhựa, kênh làm mát, lòng khuôn được thiết 
48 
lập. Tiếp đến, tiến hành chia lưới mẫu sản phẩm với tùy chọn chia lưới BLM 
(Boundary Layer Mesh) như hình 3.5. BLM là một trong những công nghệ chia lưới 
phù hợp nhất trong ứng dụng CAE đối với dòng chảy trong khuôn phun ép. 
Hình 3.5: Mặt cắt thể hiện vùng chia lưới bên trong mô hình [50] 
Để bảo đảm quá trình mô phỏng có giá trị đáng tin cậy, theo thực nghiệm của 
phần mềm Moldex3D. Những thông số của BLM như là kích thước lưới, số lớp lưới 
và hệ số độ lệch có thể được thay đổi riêng lẻ tùy theo từng khu vực. Bộ công cụ 
chia lưới mạnh mẽ cho phép người dùng có thể sử dụng nhiều loại lưới khác nhau 
cho từng thuộc tính của chi tiết trong khuôn như là lòng khuôn, tấm insert, kênh dẫn 
nhựa và kênh làm mát. Các loại lưới được hỗ trợ bên trong Designer BLM bao gồm 
lưới dạng Tetra và từ 1 - 5 lớp lưới BLM. Ở chế độ mặc định, chương trình sẽ định 
ra kích thước lưới phù hợp để tạo lưới bề mặt. Một lưới lăng trụ gồm 3 lớp sẽ được 
tạo ra bên trong từ bề mặt lưới và sau đó điền đầy khoảng không gian còn lại với 
lưới tứ diện. Kết quả, lưới dạng khối với ít nhất 7 lớp xuyên suốt chiều dày mô hình 
và có thể tăng lên tới 11 lớp dành cho những yêu cầu có độ chính xác cao. 
 Giai đoạn 2 - Phân tích 
Tiếp tục thực hiện quá trình mô phỏng trên mô đun Moldex3D Project. Trong 
phần mềm Moldex3D, mô đun Moldex3D Project như là một cầu nối giữa người 
dùng và phương pháp giải bài toán mô phỏng, cung cấp kết quả với nhiều lựa chọn 
49 
khác nhau. Trong nghiên cứu này, loại vật liệu và thông số phun ép được thiết lập 
dựa vào bảng 3.1 và tiến hành mô phỏng về độ điền đầy thông qua chiều dài dòng 
chảy ứng với từng loại vật liệu, chiều dày dòng chảy và nhiệt độ khuôn khác nhau. 
 Giai đoạn 3 - Kết quả mô phỏng 
Kết thúc quá trình mô phỏng, một số kết quả có thể hiển thị như độ điền đầy, 
độ cong vênh, phân bố áp suất, Tuy nhiên, trong giới hạn nghiên cứu, chỉ kết quả 
mô phỏng về độ điền đầy (chiều dài dòng chảy) được lựa chọn để phân tích (Chương 
4). Kết quả mô phỏng được ghi nhận có dạng như hình 3.6, đồng thời được thể hiện 
đầy đủ hình dạng và kích thước cho tất cả các trường hợp mô phỏng như phụ lục 1. 
Hình 3.6: Một số kết quả mô phỏng chiều dài dòng chảy lòng khuôn xoắn ốc 
3.1.2. Mô hình thực nghiệm: 
3.1.2.1. Chế tạo lòng khuôn dòng chảy xoắn ốc 
Để thu thập giá trị thực nghiệm chiều dài dòng chảy của quá trình phun ép 
với lòng khuôn dòng chảy xoắn ốc, bộ khuôn với các giá trị chiều dày dòng chảy 
lần lượt là 0,5 mm, 0,75 mm và 1 mm đã được chế tạo. Trong đó, hình dạng lòng 
khuôn thực nghiệm được thể hiện như hình 3.7. 
50 
Hình 3.7: Lòng khuôn thực nghiệm dòng chảy xoắn ốc 
3.1.2.2. Điều kiện thực nghiệm dòng chảy 
Tương tự như quá trình mô phỏng, thực nghiệm xác định chiều dài dòng chảy 
composite nhựa nhiệt dẻo trong lòng khuôn được thực hiện với các điều kiện như 
bảng 3.1 và được tiến hành trên máy ép nhựa Shinewell - 120B với các thông số 
máy và kết nối các cụm điều khiển nhiệt độ khuôn được mô tả như sau: 
a. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm đánh giá độ điền đầy vật liệu composite 
Sơ đồ hệ thống thí nghiệm đánh giá độ điền đầy của vật liệu trong phun ép 
được mô tả như hình 3.8. Trong đó, nhựa composite nóng chảy được phun vào lòng 
khuôn với nhiệt độ bề mặt khuôn đã được gia nhiệt và điều chỉnh theo giá trị nhiệt 
độ xác định tương ứng thông qua hệ thống gia nhiệt khuôn. Kết thúc quá trình phun 
ép sản phẩm được hình thành và tiến hành kiểm tra, đánh giá độ điền đầy bằng 
phương pháp scan 3D để kiểm tra kết quả hoặc dùng các dụng cụ đo cơ bản như 
thước cặp, panme, . Kết quả đánh giá đối với các sản phẩm đạt yêu cầu tiến hành 
quy trình phun ép tương tự đối với số lượng các phản phẩm còn lại. Đối với kết quả 
sản phẩm không đạt tiến hành điều chỉnh nhiệt độ bề mặt khuôn, các thông số phun 
ép, quá trình được tiến hành và thực hiện đến khi sản phẩm đạt yêu cầu. 
Nhựa 
Composite
Máy 
phun ép
Khuôn Sản phẩm
Đánh giá độ 
điền đầy
Điều chỉnh
Gia nhiệt 
khuôn
Hệ thống gia nhiệt Camera nhiệt
Cảm biến nhiệt
Scan 3D
Dụng cụ đo: 
thước cặp,