Ứng dụng mô phỏng số kết hợp thiết kế thí nghiệm để tối ưu thông số ép phun nhằm giảm độ cong vênh sản phẩm nhựa
Online First: 29/04/2026
Email tác giả liên hệ:
phunt@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2026.2113Từ khóa:
Mô phỏng số, Ép phun, Thông số công nghệ, Cong vênh, DOETóm tắt
Nghiên cứu đã xây dựng mô hình mô phỏng số quá trình ép phun nhằm phân tích ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến biến dạng và xác định bộ thông số tối ưu để giảm thiểu cong vênh. Mô hình số đã tái hiện đầy đủ các giai đoạn điền đầy, bảo áp và làm mát, đồng thời cho phép theo dõi chi tiết sự phân bố nhiệt độ, áp suất và trường biến dạng trong toàn bộ chu trình. Kết quả mô phỏng cung cấp cơ sở khoa học làm rõ rằng cong vênh của sản phẩm chủ yếu chịu chi phối bởi hai cơ chế chính là chênh lệch nhiệt độ và co rút thể tích. Đối với vật liệu PA66 Ultramid A3, co rút thể tích giữ vai trò quyết định, tác động trực tiếp đến sự biến dạng sau khi làm nguội. Kết hợp phương pháp thiết kế thí nghiệm (DOE) với mô phỏng số, bộ thông số tối ưu được xác định gồm: nhiệt độ nhựa 280 °C, nhiệt độ khuôn 80 °C, thời gian bảo áp 4 s và áp suất bảo áp 60% áp suất cực đại. Các thông số này đảm bảo sự cân bằng giữa điền đầy, bảo áp và làm mát, qua đó cải thiện đáng kể độ ổn định hình dạng và giảm cong vênh. Phương pháp đề xuất chứng minh hiệu quả trong tối ưu hóa quá trình ép phun và có tiềm năng ứng dụng thực tiễn cao.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
R. Y. Chang and W. H. Yang, “Numerical simulation of mold filling in injection molding using a three-dimensional finite volume approach,” Int. J. Numer. Methods Fluids, vol. 37, no. 2, pp. 125–148, 2001. DOI: https://doi.org/10.1002/fld.166
B. Ozcelik and T. Erzurumlu, “Comparison of the warpage optimization in the plastic injection molding using ANOVA, neural network model and genetic algorithm,” J. Mater. Process. Technol., vol. 171, no. 3, pp. 437–445, 2006. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2005.04.120
B. Ozcelik, A. Ozbay, and E. Demirbas, “Influence of injection parameters and mold materials on mechanical properties of ABS in plastic injection molding,” Int. Commun. Heat Mass Transf., vol. 37, no. 9, pp. 1359–1365, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2010.07.001
B. Ozcelik, “Optimization of injection parameters for mechanical properties of specimens with weld line of polypropylene using Taguchi method,” Int. Commun. Heat Mass Transf., vol. 38, no. 8, pp. 1067–1072, 2011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2011.04.025
H. Hassan, N. Regnier, C. Pujos, E. Arquis, and G. Defaye, “Modeling the effect of cooling system on the shrinkage and temperature of the polymer by injection molding,” Appl. Therm. Eng., vol. 30, no. 14–15, pp. 1547–1557, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2010.02.025
R. Sánchez, J. Aisa, A. Martínez, and D. Mercado, “On the relationship between cooling setup and warpage in injection molding,” Measurement, vol. 45, no. 5, pp. 1051–1056, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2012.01.039
S. C. Nian, C. Y. Wu, and M. S. Huang, “Warpage control of thin-walled injection molding using local mold temperatures,” Int. Commun. Heat Mass Transf., vol. 57, pp. 24–30, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2014.12.008
M. Mohan, M. N. M. Ansari, and R. A. Shanks, “Review on the effects of process parameters on strength, shrinkage, and warpage of injection molding plastic component,” Polym.-Plast. Technol. Eng., vol. 55, no. 8, pp. 819–830, 2016.
T. K. Nguyen, C. J. Hwang, and B. K. Lee, “Numerical investigation of warpage in insert injection-molded lightweight hybrid products,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 18, no. 2, pp. 187–195, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/s12541-017-0024-5
S. Sudsawat and W. Sriseubsai, “Warpage reduction through optimized process parameters and annealed process of injection-molded plastic parts,” J. Mech. Sci. Technol., vol. 32, no. 11, pp. 4787–4799, 2018. DOI: https://doi.org/10.1007/s12206-018-0926-x
C. Fernandes, A. J. Pontes, J. C. Viana, and A. Gaspar-Cunha, “Modeling and optimization of the injection-molding process: A review,” Adv. Polym. Technol., vol. 37, no. 2, pp. 429–449, 2018. DOI: https://doi.org/10.1002/adv.21683
Z. Song, S. Liu, X. Wang, and Z. Hu, “Optimization and prediction of volume shrinkage and warpage of injection-molded thin-walled parts based on neural network,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 109, pp. 755–769, 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-020-05558-6
W. C. Chen, M. H. Nguyen, and W. H. Chiu, “Optimization of the plastic injection molding process using the Taguchi method, RSM, and hybrid GA-PSO,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 83, pp. 1873–1886, 2021. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-015-7683-0
J. Heinisch, Y. Lockner, and C. Hopmann, “Comparison of design of experiment methods for modeling injection molding experiments using artificial neural networks,” J. Manuf. Process., vol. 61, pp. 357–368, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2020.11.011
Y. Lockner and C. Hopmann, “Induced network-based transfer learning in injection molding for process modelling and optimization with artificial neural networks,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 112, pp. 3501–3513, 2021. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-020-06511-3
T. P. Nguyen, T. L. Le, and M. T. U. Tran, “Numerical simulation on the effect of the cooling channel design on the warpage of a thin-wall injection molding product,” Mater. Sci. Forum, vol. 1075, pp. 95–101, 2022. DOI: https://doi.org/10.4028/p-8186h5
T. P. Nguyen and T. A. Bui, “Numerical optimization of the process conditions to improve the warpage inside the product and reduce the cooling time in the injection molding product,” Lect. Notes Mech. Eng., vol. 1, pp. 1–8, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-19-1968-8_25
T. P. Nguyen, H. X. L. Nguyen, X. V. Nguyen, and T. L. Le, “Reduce the displacement and the roundness of the round plastic product by the baffle cooling channel in the injection molding system,” Int. J. Appl. Sci. Eng., vol. 21, no. 4, Art. no. 430, 2024. DOI: https://doi.org/10.6703/IJASE.202409_21(4).009
C. C. Kuo and Y. X. Xu, “A simple method of improving warpage and cooling time of injection molded parts simultaneously,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 122, pp. 619–637, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-022-09925-3
N. Y. Zhao, J. Y. Lian, and P. F. Wang, “Recent progress in minimizing the warpage and shrinkage deformations by the optimization of process parameters in plastic injection molding: A review,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 120, pp. 85–101, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-022-08859-0
N. B. Guerra, T. M. Reis, T. Scopel, M. S. de Lima, C. A. Figueroa, and A. F. Michels, “Influence of process parameters and post-molding condition on shrinkage and warpage of injection-molded plastic parts with complex geometry,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 128, pp. 479–490, 2023. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-023-11782-7
V. L. Trinh, “Reducing warpage of injection molding products using response surface methodology,” Eng. Technol. Appl. Sci. Res., vol. 15, no. 3, pp. 22355–22359, 2025. DOI: https://doi.org/10.48084/etasr.10495
CoreTech System Co., Ltd., “Moldex3D material database,” in Moldex3D Simulation Software. Hsinchu, Taiwan: CoreTech System Co., Ltd., 2025.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Bản quyền (c) 2026 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDeri Phái sinh 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
