Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tạo khuôn nhanh RT trong chế tạo khuôn ép nhựa, gồm các chương:Chương 1. Công nghệ tạo khuôn mẫu nhanh TR Rrapid ToolingChương 2. Sai số chế tạo sản phẩm dùng khuôn tạo nhanhrapid toolingChương 3. Vật liệu chế tạo khuônChương 4. Bộ khuôn thí nghiệmChương 5. Thực nghiệm và xử lý số liệu
Đồ án tốt nghiệp Chương I CÔNG NGHỆ TẠO KHUÔN MẪU NHANH RT RAPID TOOLING I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TẠO KHUÔN MẪU NHANH RT Khái niệm chung Công nghệ tạo mẫu nhanh lĩnh vực phát triển từ lâu Hiện công nghệ phát triển mạnh mẽ qui mơ đa dạng Từ cho phép tạo chi tiết có độ xác cao với vật liệu đổi kèm theo thời gian chi phí ngày đuợc cải thiện Do cơng nghệ đời : Cơng nghệ tạo khuôn mẫu nhanh RT – Rapid Tooling Cơ sở phương pháp sử dụng mẫu RP để tạo khuôn mẫu ( phương pháp gián tiếp ) sử dụng q trình cơng nghệ tạo mẫu nhanh RP để tạo trực tiếp lòng khn ( phương pháp trực tiếp ) Phương pháp có uu điểm hẳn công nghệ tạo khuôn truyền thống ( khuôn kim loại ) chỗ thời gian chi phí tạo khn thấp nhiều lần Tùy thuộc vào kích cỡ độ phức tạp khn mà thời gian 1/5 chi phí 5% chi phí tạo khn theo phương pháp thông thường Tuy nhiên nhược điểm phương pháp độ bền độ xác khuôn thấp so với khuôn thông thường Để tổng quan cơng nghệ có mơ hình sau.(Hình 1.1) Đồ án tốt nghiệp Hệ thống gia công ảo Thiết kế ảo Gia công ảo Lắp ráp ảo Hệ thống CAD 3D Pro/E Thiết kế UG CATIA CAE Thử nghiệm ảo RE Mơ hình CAD 3D IDEAS CMM LTS CT, MRI Vật thật CIM RP CAM SLA SLS LOM 3DP FDM … Vật mẫu Khuôn gia công gỗ thạch cao Khuôn mẫu nhanh RT Rapid Tooling Hình 1.1a.Sơ đồ tổng quan cơng nghệ tạo khuôn nhanh RT Đồ án tốt nghiệp Phân loại Như biết có hai phương pháp tạo khn mẫu nhanh RT phương pháp trực tiếp phương pháp gián tiếp Trong loại lại có nhiều phương pháp cụ thể riêng biệt Để có nhìn tổng quan xem sơ đồ minh họa đây: Khuôn mẫu nhanh RT Phương pháp trực tiếp Khuôn bền (Firm Tooling) Phương pháp gián tiếp Khuôn cứng (Hard Tooling) Khuôn mềm (Soft Tooling) Khuôn cứng (Hard Tooling) Phương pháp trực tiếp Khuôn cứng(HardTooling) Khuôn bền (FirmTooling) Direct AIM TM EOS DirectTool TM DTM Coper PA DTM Rapid Tool DTM SanForm LOM (Gốm) EOS DirectCroning TM 3DPTM Direct metal LOM (nhựa) 3DPTM Ceramic Shell Đồ án tốt nghiệp Phương pháp gián tiếp Khuôn mềm (Soft Tooling) Khuôn cứng(HardTooling) Khuôn RTV 3D Keltool TM Khuôn Epoxy 3D QuickCast Khuôn thạch cao Khuôn cát CBC Chemical bonded Metal Powder Arc metal Spray Express Tool TM EDM Electrode NVD Khn xác Khn gốm Lost Foam casting Abrading Process Copper Electroforming Investment casting Plaster casting Metal Spray Net shape casting Hình 1.1b Các phương pháp tạo khuôn nhanh RT Đồ án tốt nghiệp II MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐIỂN HÌNH Trong khn khổ đồ án tốt nghiệp ,chúng em nghiên cứu số phương pháp điển hình cho hai phương pháp trực tiếp gián tiếp A Phương pháp gián tiếp Như trình bày phần , ý tưởng phương pháp gián tiếp sử dụng mẫu sẵn có để tạo khn Phương pháp đơn giản nên sử dụng rộng rãi Dưói số phương pháp cụ thể Khn cao su lưu hố RTV (Room Temperature Vulcanizing) Phương pháp sử dụng rộng rãi Đặc tính ưu việt khn RTV thời gian tạo khuôn nhanh giá thành rẻ so với khuôn kim loại( khuôn Al) Nhưng lại có nhược điểm khn RTV khơng tạo hình dáng mẫu thực khn RTV mềm dễ bị biến dạng áp lực Để tạo khuôn RTV thông thường qua bước sau: o Bước :Tạo mẫu đúc Việc tạo mẫu chạm tay, gia cơng máy thông thường, máy CNC, nhiều phương pháp khác Tuy nhiên để tiết kiệm thời gian, vật mẫu thường tạo công nghệ tạo mẫu gia công nhanh RP & M Các vật mẫu thường tạo phương pháp như: FDM, LOM, SLS, SGC,SL…vv Các yêu cầu vật mẫu cho khn RTV phải đảm bảo: • Khơng hạn chế lưu hố khn cao su • Phải đạt độ xác kích thước yêu cầu • Cho phép đánh bóng để đạt chất lượng bề mặt yêu cầu Cần lưu ý khuôn RTV có khả tái tạo lại đường nét tốt Các đường nét bé vật mẫu khuôn RTV chép lại chuyển sang cho chi tiết Điều vừa có lợi ích lại vừa có hại Điều có lợi nhờ tính chất mà khn RTV chép tỉ mỉ ,chi tiết đường nét mẫu , ngược lại làm khó khăn chỗ phải cẩn thận công đoạn xử lý bề mặt cuối khơng khéo vơ tình có tạo vết xước nhỏ mẫu từ lại chuyển vào bề mặt khn chi tiết Đồ án tốt nghiệp o Bước 2: Tạo đường thơng khí đậu rót ,bố trí mẫu hòm khn Đậu rót đưa lên vật mẫu gắn loại keo tốt Sau đậu rót vật mẫu lau chùi miếng vải dấp ướt rượu iso propyl để loại trừ bụi bẩn dấu vân tay Vật mẫu đậu rót treo lên hộp gỗ hộp khung kim loại o Bước 3: Tạo khuôn Vật liệu cao su silicon lỏng trộn đổ lên vật mẫu môi trường chân khơng để loại trừ bọt khí Sau tồn lại đưa vào lò lưu hố nhiệt độ thấp với nhiệt độ trì khoảng 800C ( 1220F) thời gian – 12h Quá trình lưu hố cao su q trình toả nhiệt, nhiệt độ phần cao su lưu hố cao nhiệt độ lò Sau khn RTV lưu hố hồn tồn, khn làm mát trở lại nhiệt độ phòng Sau khn RTV đóng rắn hồn tồn đẩy từ hộp khung khuôn cắt theo mặt phân khuôn với dao X- Acto dao mổ Bằng kinh nghiệm, để tạo vết cắt, tốt ta cố tình tạo “ gợn sóng” gần phía ngồi khn phẳng phía gần vật mẫu Bằng cách gợn sóng nửa khn định vị xác với phần lại nửa Khn dùng nhựa Epoxy điền nhôm Các khuôn dùng nhựa Epoxy ứng dụng cho : o Khuôn phun chất dẻo o Các khuôn đúc o Các khuôn ép o Các khuôn đúc áp lực Dưới ví dụ khn Epoxy : Đồ án tốt nghiệp Hình a Hình b Hình d Hình c H ình1.2 Chế tạo khn mềm: soft rapid tooling Hình a)Vỏ khn với đường làm mát Hình b) Mẫu xác chế tạo phương pháp SL đặt hộp khuôn trước đổ nhựa Epoxy Hinh c) Chi tiết chế tạo Việc chế tạo khuôn RT bắt đầu việc đặt mẫu RP vị trí theo đường phân khn.Các rãnh rót rãnh ngang bổ sung cắt bỏ sau khuôn đúc xong Mặt ngồi H ình 1.3.Khn Epoxy điền nhơm mẫu phủ chất trợ tháo khuôn bắt đầu rót nhựa lên mẫu Thơng thường bột nhơm thêm vào Đồ án tốt nghiệp nhựa Epoxy, đường làm mát ống đồng mềm đặt vào giai đoạn để tăng khả dẫn nhiệt khn Sau Epoxy đơng rắn hồn tồn phân khuôn tháo ra, đảo ngược khuôn lại tạo lòng khn thứ tương tự Sau khn hồn tồn đóng rắn, tách hai nửa khn ,lấy mẫu RP nha Epoxy đợc rót vào để tạo hình phần bên khuôn đúc Khi phần thứ hai khuôn đúc đợc lu hoá, hai nửa khuôn đúc đợc tách mẫu đúc đợc tháo Tuy nhiên, hóa rắn epoxy phản ứng toả nhiệt, nhiệt làm hỏng mô hình RP Trong trờng hợp này, khuôn đúc RTV silicon đợc đúc từ mẫu đúc RP mô hình RTV silicon đợc làm từ khuôn đúc đợc sử dụng nh mẫu đúc để khuôn đúc epoxy điền đầy nhôm Việc tái tạo nhiều lần làm độ xác giảm xuống Có thể xây dựng khuôn đúc RP nh gốc cho có bớc tái tạo RTV silicon cần thiết Do tạo khuôn đúc epoxy không cần kỹ trang thiết bị đặc biệt, công nghệ rẻ tiền sẵn có Nó phơng pháp nhanh Các khuôn đúc epoxy có hạn chế sau : - Giới hạn tuổi thọ khuôn đúc - Khả truyền nhiệt thấp - Dung sai phụ thuộc vào mẫu đúc gốc - Epoxy điền nhôm có độ bỊn kÐo thÊp Đồ án tốt nghiệp B¶ng 1.1 Tuổi thọ khuôn đúc epoxy điền nhôm đúc vật liệu Vật liệu Tuổi thọ khuôn đúc ABS 200 - 3000 Acetal 100 – 1000 Nylon 250 – 3000 Nylon(trén thuû tinh) 50 – 200 PBT 100 – 500 PC/ABS 100 – 1000 Polycarbonate 100 – 1000 Polyethylence 500 - 5000 Polypropylence 500 – 5000 Polystyren 500 5000 Khuôn gốm Gốm đợc dùng để chế tạo khuôn đúc Các khuôn đúc gốm đợc sử dụng trình tạo hình kim loại đúc kim loại Trong chế tạo khuôn đúc gốm, lợng nớc sử dụng phải đợc khống chế để tránh co ngót mức vật liệu đợc thiết lập Gần đây, nhiều công ỏn tt nghip trình nghiên cứu tập trung vào gốm không co ngót Gốm Calcium Silicate dựa Castable (CBC) đợc bắt đầu đợc phát triển Trộn cÈn thËn b»ng tay nhùa RP4037 víi tØ lƯ träng lợng 1: 0,13 Chứa nơi khô mát Trộn với tỉ lệ SiC phù hợp Hút chân không Lấy khỏi khuôn xử lý lò đối lu h nghiệt độ 130 0C hạ xuống nhiệt độ bình thờng Đổ vào khuôn xử lý 24 nhiệt độ phong Hình 1.4 Quy trình chế tạo khuôn gốm điền đầy epoxy Các giai đoạn tạo hai nửa khuôn đúc gốm CBC khác với bớc tạo khuôn đúc epoxy nêu Các gốm CBC tạo lợng nhiệt nhỏ xử lý (xấp xỉ 50 0C) Điều cho phép chúng đợc rót trực tiếp lên mẫu RP mà không làm h hại Hai nửa khuôn đúc phải đợc đúc Hình 1.5 Các bớc chế tạo khuôn gốm xốp chân không để tránh bọt khí Sau khoảng giờ, mẫu đúc RP đợc tháo bỏ khuôn đúc gốm ®ỵc xư lý 10 Đồ án tốt nghiệp n 25 hi = ∑ hi = × 48.414 = 1.936 mm ∑ n i =1 25 i =1 25 n σ2 = (hi − h) = × 0.00129 = 1.541*10 −5 → σ = 0.00748 mm ∑ n − i =1 23 h= Từ xây dựng biểu đồ phân bố sai số sau : p h Hình 5.1 Miền phân bố sai số kích thước chiều cao chi tiết Qua biểu đồ thấy sai số kích thước d i có biểu đồ phân bố sai số xấp xỉ phân bố chuẩn Do theo tiêu chuẩn Gauss hầu hết sai số kích thước d i thuộc khoảng ±3σ = ±0.02244 mm Khi dải kích thước :h = h ± 3σ = 1.914 mm ÷ 1.959 mm Vì chọn dung sai chi tiết cần chế tạo t = 3σ = 0.02244 mm dùng để thiết kế khn cho sản phẩm chi tiết thu không bị loại 106 Đồ án tốt nghiệp b) Kích thước đường kính φ 74mm Bảng 5.7 Kích thước đường kính chi tiết sản phẩm STT 10 11 12 D Dkhuôn = 73.9 mm 72.27 72.35 72.28 72.31 72.311 72.30 72.37 72.29 72.20 72.26 72.33 72.29 107 17 72.322 18 72.319 19 72.293 20 21 72.362 72.394 22 72.27 23 24 72.372 72.293 25 72.4 26 72.276 27 28 72.351 72.366 Đồ án tốt nghiệp 13 14 15 16 72.28 72.41 72.37 72.27 29 72.341 30 72.264 31 72.344 32 72.261 Qua bảng số liệu tính giá trị trung bình sai lệch tiêu chuẩn tương tự với kích thước chiều cao h: n 32 D = ∑ D i = ∑ Di = × 2314.181 = 72.318 mm n i =1 32 i =1 32 n σ2 = ( Di − D) = × 0.0741 = 0.00239 →σ = 0.0489mm ∑ n − i =1 31 Như kích thước đường kính chi tiết thuộc dải kích thước sau: D = D ±3σ = 72.318 ±3*0.0489 = 72.171 mm ÷ 72.465 mm Tức chúng có dung sai t = 3σ = 3*0.0489 = 0.1467 mm Qua hai kích thước thấy dung sai kích thước phương khác khác nhau, để thống tính dung sai trung bình hình học phương vng góc t = t x + t y = 0.02244 + 0.1467 = 0.1484 mm B Khn RT thí nghiệm Sai số tạo mẫu RP Để tính sai số tạo mẫu RP, sau tạo mẫu xong cần đo lại mẫu, tính tốn sai số Mẫu dùng cho khn thí nghiệm chế tạo từ bột ZP 102 phương pháp 3D Printing.Các kích thước mẫu trước đánh bóng đo lại ghi bảng số liệu sau: ∆h ∆D% STT h D % 2.05 74.34 2.5 0.459459 2.08 74.29 0.391892 2.07 74.36 3.5 0.486486 2.05 74.32 2.5 0.432432 2.06 74.37 0.5 2.06 74.38 0.513514 108 Đồ án tốt nghiệp 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 2.04 2.03 2.07 2.02 2.05 2.04 2.03 2.03 2.05 2.07 2.05 2.05 2.06 2.05 2.07 2.04 2.03 2.07 2.05 2.02 2.04 2.05 2.06 2.06 74.38 0.513514 74.35 1.5 0.472973 74.28 3.5 0.378378 74.31 0.418919 74.36 2.5 0.486486 74.33 0.445946 74.35 1.5 0.472973 74.38 1.5 0.513514 74.38 2.5 0.513514 74.34 3.5 0.459459 74.39 2.5 0.527027 74.41 2.5 0.554054 74.43 0.581081 74.42 2.5 0.567568 74.45 3.5 0.608108 74.39 0.527027 74.37 1.5 0.5 74.39 3.5 0.527027 74.41 2.5 0.554054 74.38 0.513514 74.36 0.486486 74.39 2.5 0.527027 74.43 0.581081 74.45 0.608108 74.37 TB 2.05 2.5 0.504054 Qua bảng số liệu thấy rằng, chi tiết, vùng kích thước khác có sai số khác Để đặc trưng chung cho sai số chế tạo mẫu RP phương pháp 3D Printing với vật liệu ZP 102 lấy giá trị trung bình hình học sai số chế tạo theo phương khác nhau: ∆ = ∆ + ∆ = 2.5 + 0.504054 = 2.55 % D h Giá trị trung bình độ lệch tiêu chuẩn kích thước : h D tính kết : σh = 0.0157 mm h = 2.05 mm σD = 0.331 mm D = 74.373 mm Kích thước h có dung sai t = 3σh = 3*0.0157 = 0.0471 mm Kích thước D có dung sai t = 3σD = 3*0.331 = 0.993 mm 109 Đồ án tốt nghiệp Giá trị trung bình trình tạo mẫu RP : σ2 = σ h + σ = 0.3316 mm D Sai số đánh bóng mẫu RP Mẫu RP sau tạo xong máy tạo mẫu nhanh phải xử lý (chủ yếu đánh bóng) sau dùng để tạo khn nhanh Sau đánh bóng mẫu xong chúng em đo kích thước tương ứng mẫu ghi lại bảng 5.9 Qua bảng số liệu tính giá trị trung bình vad dung sai kích thước mẫu sau đánh bóng: h = 1.97 mm D = 73.964 mm σh = 0.133 mm σD = 0.467 mm Giá trị trung bình trình đấnh bóng mẫu RP : σ3 = σ h + σ = 0.486 mm D Bảng 5.9.Kích thước mẫu RP sau đánh bóng STT h D 1.96 73.96 1.98 73.97 1.97 73.97 1.97 73.95 1.98 73.96 1.99 73.98 1.97 73.94 1.98 73.99 1.96 73.95 10 1.97 73.93 11 1.97 73.95 110 Đồ án tốt nghiệp 12 1.95 73.99 13 1.98 73.98 14 1.98 73.96 15 1.99 73.97 16 1.96 73.98 17 1.99 73.98 18 1.97 73.99 19 1.98 73.97 20 1.97 73.97 21 1.97 73.95 22 1.96 73.97 23 1.95 73.98 24 1.96 73.94 25 1.98 73.94 26 1.95 73.96 27 1.97 73.95 28 1.97 73.98 29 1.96 73.96 30 1.96 73.95 TB 1.97 73.964 Độ co ngót vật liệu tạo khn Trong q trình đánh bóng xác định giá trị trung bình độ lệch tiêu chuẩn kích thước mẫu RP Công việc tạo lòng khn nhanh RT Vật liệu dùng làm khn thí nghiệm RT gián tiếp hợp chất CAFÉ (Compozite Alumilum Filled Epoxy Resin) 20% tỷ lệ khối lượng bột nhôm.Tiến hành đo kích thước khn tạo chúng em có bảng số liệu sau: Bảng 5.10 Tính tốn độ co ngót vật liệu làm khn STT h D Sh SD (Sh-Shtb)2 (SD-SDtb)2 1.015 1.95 73.87 0.1271 0.0005 1.522 1.94 73.86 0.1406 0.2577 0.0001 0.507 1.96 73.85 0.1541 0.2577 1.522 1.94 73.83 0.1812 0.2577 0.0011 1.015 1.95 73.84 0.1676 0.0004 111 Đồ án tốt nghiệp 1.95 73.84 1.96 73.84 1.95 73.85 1.96 73.86 10 1.96 73.87 11 1.95 73.85 12 1.96 73.88 13 1.94 73.86 14 1.95 73.87 15 1.94 73.86 16 1.94 73.84 17 1.97 73.83 18 1.96 73.86 19 1.97 73.87 20 1.95 73.89 21 1.96 73.86 22 1.95 73.83 23 1.95 73.85 24 1.94 73.85 25 1.94 73.84 26 1.96 73.85 1.015 0.507 1.015 0.507 0.507 1.015 0.507 1.522 1.015 1.522 1.522 0.507 1.015 0.507 1.015 1.015 1.522 1.522 0.507 0.1676 0.0004 0.1676 0.2577 0.0004 0.1541 0 0.1406 0.2577 0.0001 0.1271 0.2577 0.0005 0.1541 0 0.1136 0.2577 0.0012 0.1406 0.2577 0.0001 0.1271 0.0005 0.1406 0.2577 0.0001 0.1676 0.2577 0.0004 0.1812 1.0306 0.0011 0.1406 0.2577 0.0001 0.1271 1.0306 0.0005 0.1 0.0024 0.1406 0.2577 0.0001 0.1812 0.0011 0.1541 0 0.1541 0.2577 0.1676 0.2577 0.0004 0.1541 0.2577 112 Đồ án tốt nghiệp 27 1.95 73.86 28 1.95 73.85 29 1.9 73.85 30 1.95 73.86 TB 1.95 73.85 1.015 1.015 3.553 1.015 1.015 0.1406 0.0001 0.1541 0 0.1541 6.442 0.1406 0.0001 0.1487 0.412 0.00039 Qua bảng số liệu chúng em tính độ co ngót trung bình độ lệch tiêu chuẩn sai số co ngót kích thước: S h = 1.0152 % σSh = 0.642 % S D = 0.1487 % σD = 0.02 % Như cho thấy độ co ngót tỷ đối theo phương khác có giá trị khác Để lấy giá trị trung bình lấy theo trung bình hình học: S = S +S h D = 1.026 % σS4 = σ Sh + σ = 0.6424 % SD Sai số sửa chữa khuôn Khuôn tạo không đem ép mà phải qua cơng đoạn sửa chữa cục vị trí bị khuyết thiếu có Sau đánh bóng cục điểm này, nói chung q trình khơng gây ảnh hưởng nhiều đến kích thước chung Với điều kiện có áp lực rung q trình tạo nòng khn khn sau tạo xong khơng cần sửa mà dùng Xác định sai số tổng bước tạo khuôn Trong bước chúng em xác định tổng sai số khuôn tạo nhanh RT , kể từ giai đoạn đầu tạo mô hình CAD chi tiết hồn thành xong khn 113 Đồ án tốt nghiệp Với kích thước danh nghĩa cần thiết kế mơ hình CAD d1 = 2mm bước tạo hồn thiện khn với kích thước tương ứng d 4, d4 biến ngẫu nhiên có giá trị trung bình độ lệch tiêu chuẩn Bảng 5.11.Tính tốn sai số tuyệt đối tạo khuôn RT STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 h 1.95 1.94 1.96 1.94 1.95 1.95 1.96 1.95 1.96 1.96 1.95 1.96 1.94 1.95 1.94 1.94 1.97 1.96 1.97 1.95 1.96 1.95 1.95 1.94 1.94 1.96 1.95 1.95 1.9 D 73.87 73.86 73.85 73.83 73.84 73.84 73.84 73.85 73.86 73.87 73.85 73.88 73.86 73.87 73.86 73.84 73.83 73.86 73.87 73.89 73.86 73.83 73.85 73.85 73.84 73.85 73.86 73.85 73.85 ∆h 0.05 0.06 0.04 0.06 0.05 0.05 0.04 0.05 0.04 0.04 0.05 0.04 0.06 0.05 0.06 0.06 0.03 0.04 0.03 0.05 0.04 0.05 0.05 0.06 0.06 0.04 0.05 0.05 0.1 114 ∆D 0.13 0.14 0.15 0.17 0.16 0.16 0.16 0.15 0.14 0.13 0.15 0.12 0.14 0.13 0.14 0.16 0.17 0.14 0.13 0.11 0.14 0.17 0.15 0.15 0.16 0.15 0.14 0.15 0.15 (∆h-∆htb)2 0.0001 0.0001 0.0001 0 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0004 0.0001 0.0004 0.0001 0 0.0001 0.0001 0.0001 0 0.0025 (∆D-∆Dtb)2 0.0003 4.10-05 2.10-05 0.0006 0.0002 0.0002 0.0002 2.10-05 4.10-05 0.0003 2.10-05 0.0007 4.10-05 0.0003 4.10-05 0.0002 0.0006 4.10-05 0.0003 0.0013 4.10-05 0.0006 2.10-05 2.10-05 0.0002 2.10-05 4.10-05 2.10-05 2.10-05 Đồ án tốt nghiệp 73.86 0.05 0.14 4.10-05 73.85 TB 1.95 0.05 0.146 0.00016 0.0002 Các thông số bảng bao gồm: ∆h : sai số kích thước mơ hình CAD h kích thước tương ứng khuôn h5 ∆h = h1 - h5 = - h5 mm ∆D : sai số kích thước mơ hình CAD d1 kích thước tương ứng khuôn d5 ∆D = D1 - D5 = 74 - D5 mm Qua bảng số liệu chúng em tính tốn giá trị trung bình độ lệch tiêu chuẩn sai số kích thước : ∆ = 0.05 mm σ∆h = 0.0126 mm h ∆ D = 0.146 mm σ∆D = 0.0143 mm 30 1.95 Và miền phân bố sai số sai số kích thước ±3σ, sai số kích thước nằm khoảng : ∆ ±3σ mm Sai số kích thước h : ∆h = ∆ h ±3σ∆h = 0.05 ± 3*0.0126 = 0.012 mm ÷ 0.088 mm Sai số kích thước D : ∆D = ∆ D ±3σ∆D = 0.146 ± 3*0.0143 = 0.103mm ÷ 0.189mm Đồng thời chúng em xác định giá trị sai số tỷ đối thành phần, kết thể bảng sau: Trong : • εh : sai số tỷ đối kích thước chiều cao h mơ hình CAD kích thước tương ứng khuôn , xác định cơng thức: h −h εh = k CAD ×100 (%) hCAD • εD :là sai số tỷ đối kích thước đường kính D mơ hình CAD kích thước tương ứng khuôn , xác định cơng thức: D − DCAD ×100 (% εD = k DCAD Bảng 5.12.Tính tốn sai số tỷ đối tạo khuôn RT 115 Đồ án tốt nghiệp STT h D εh % 1.95 73.87 2.5 1.94 73.86 3 1.96 73.85 1.94 73.83 1.95 73.84 2.5 1.95 73.84 2.5 1.96 73.84 1.95 73.85 2.5 1.96 73.86 10 1.96 73.87 11 1.95 73.85 2.5 12 1.96 73.88 13 1.94 73.86 14 1.95 73.87 2.5 15 1.94 73.86 16 1.94 73.84 17 1.97 73.83 1.5 18 1.96 73.86 εD % 0.175 0.189 0.202 0.229 0.216 0.216 0.216 0.202 0.189 0.175 0.202 0.162 0.189 0.175 0.189 0.216 0.229 0.189 116 (εh-εhtb)2 (εD-εDtb)2 0.0005 0.25 7*10-05 0.25 3*10-5 0.25 0.0011 0.0004 0.0004 0.25 0.0004 3*10-5 0.25 7*10-05 0.25 0.0005 3*10-5 0.25 0.0012 0.25 7*10-05 0.0005 0.25 7*10-05 0.25 0.0004 0.0011 0.25 7*10-05 Đồ án tốt nghiệp 0.175 19 1.97 73.87 1.5 0.0005 0.148 20 1.95 73.89 2.5 0.0024 0.189 21 1.96 73.86 2 0.25 7*10-05 0.229 22 1.95 73.83 2.5 0.0011 0.202 23 1.95 73.85 2.5 3*10-5 0.202 24 1.94 73.85 0.25 3*10-5 0.216 25 1.94 73.84 0.25 0.0004 0.202 26 1.96 73.85 0.25 3*10-5 0.189 27 1.95 73.86 2.5 7*10-05 0.202 28 1.95 73.85 2.5 3*10-5 0.202 29 1.9 73.85 6.25 3*10-5 0.189 30 1.95 73.86 2.5 7*10-05 73.85 0.197 TB 1.95 2.5 0.4 0.0004 Như giá trị trung bình giá trị độ lệch tiêu chuẩn sai số : Sai số kích thước h : εh = ε h ±3σεh = 2.5 ± 3*0.632 % = 0.602 % ÷ 4.397 % Sai số kích thước D : εD = ε D ±3σεD = 0.1973 ± 3*0.058 % = 0.139 % ÷ 0.255 % Qua số liệu tính tốn thấy sai số kích thước tỷ đối phương khác khác nhau, mức độ chênh lệch phương lớn, để có sai số tổng tính trung bình hình học phương trên: 117 Đồ án tốt nghiệp ∆ = ∆ +∆ D h ε = ε +ε D h = 0.052 + 0.146 = 0.154 mm = 2.52 + 0.19732 = 2.508 % Như phương pháp thống kê toán học chúng em xác định sai số thành phần bước tạo khuôn nhanh RT Đồng thời qua số liệu kết thu chúng rút số kết luận sau: Thứ nhất, bước tạo khuôn nhanh RT mắc phải sai số đáng kể , sai số có ảnh hưởng tương đối tới độ xác chi tiết cần chế tạo Nhưng với chi tiết chế tạo từ vật liệu Polyme (nhựa chất dẻo) đảm đảm bảo dung sai yêu cầu Thứ hai, sai số theo phương khác nhau, kích thước khác khác nhau, mức độ chênh lệch sai số lớn Do cần lưu ý chế tạo khuôn, sai số tuyệt đối theo phương chiều cao z lớn theo phương x, y Thứ ba, dựa vào giá trị sai số tổng thấy vật liệu chi tiết nhựa sai số 0.154 mm hoàn toàn chấp nhận Đồng thời với tốn ngược, xác định hệ số bù sai số bước để khuôn hồn thành có sai số khoảng cho phép KẾT LUẬN: Công nghệ tạo khuôn nhanh RT cơng nghệ mới, giới có nghiên cứu đạt kết đáng kể khuôn RT ứng dụng vào sản xuất nhiều Tuy nhiên với trình độ phát triển khoa học công nghệ Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu lĩnh vực Với đề tài này, chúng em ban đầu thiết kế khuôn RT dùng để thực nghiệm đạt số thành công bước đầu Trên sở kiến thức khn mẫu ,vật liệu học, thống kê tốn học chúng em xây dựng mơ hình tính tốn kích thước sản phẩm , chúng em xác định 118 Đồ án tốt nghiệp sai số q trình tạo khn RT Đó sở để chúng em tiến hành thực nghiệm tạo khuôn sản phẩm ép khuôn RT Do hạn chế thời gian thực đề tài đặc biệt thời gian thực nghiệm với khuôn RT, kết dừng lại bước tính tốn sai số tổng q trình tạo khn, chưa có số liệu sản phầm dùng khn RT Qua chúng em cúng rút nhiều kinh nghiệm q trình tạo khn, sở cho công việc thiết kế khuôn mẫu sau Lĩnh vực lĩnh vực với nhiều hướng nghiên cứu để tối ưu cho khuôn tạo nhanh RT, tương lai không xa khuôn RT trở nên ứng dụng rộng rãi thay cho công nghệ tạo khuôn truyền thống Với xu hướng phát triển mạnh mẽ lĩnh vực khác thúc đẩy cho công nghệ tạo khuôn RT ngày phát triển Đã có nghiên cứu vật liệu làm khuôn đạt kết đáng kể Khuôn RT tạo cá độ bền thấp khuôn kim loại thông thường không đáng kể, khoảng cách rút ngắn lại Đồng thời máy tạo mẫu nhanh RP ngày xác điều làm giảm thiểu sai số q trình tạo khn 119 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Rapid Tooling – Technology and Industrial Applications (Perter D Hilton, Paul F.Jacobs) Appreciation course for Designing and Manufacturing Engineers ( Calos A Reyes) Rapid Tooling Research (Pro Phill Dickens) http://www.efunda.com/processes/rapid_prototyping/rt.cfm http://www.mathworks.com/products/rtw/index.html? s_cid=Grapid_prototyping http://home.att.net/~castleisland/rp_int.htm http://www.rpquote.com/ http://www.materials.com/ 120