Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số vận hành đến độ đồng đều về độ dày sản phẩm của thiết bị nhiệt định hình dùng phương pháp Taguchi
Tóm tắt: 171
| 
PDF: 92 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Nhiệt định hình
tối ưu hóa
phương pháp Taguchi
độ đồng đều
Minitab
Tóm tắt
Bài báo này trình bày quá trình tối ưu hóa các thông số hoạt động của một thiết bị nhiệt định hình dùng phương pháp Taguchi. Qua nghiên cứu tổng quan và các thí nghiệm tiền khả thi, bốn thông số quan trọng ảnh hưởng đến bề dày và sự đồng đều của sản phẩm bao gồm nhiệt độ, khoảng cách, thời gian gia nhiệt và tỷ số kéo của khuôn dương đã được lựa chọn cho nghiên cứu. Mỗi thông số có ba mức giá trị, vì vậy mảng trực giao L9 (34) đã được lựa chọn cho quy hoạch thực nghiệm. Tiếp theo đó, tỷ số S/N được dùng để đưa ra các mức tối ưu của các thông số và những ảnh hưởng của chúng đến độ đồng đều sản phẩm. Kết quả đưa ra được tỷ số kéo (56,13%) và khoảng cách gia nhiệt (21,99%) là 2 yếu tố quan trọng nhất. Thí nghiệm thứ 10, sau đó, đã được thực hiện, cho kết quả 0,050mm, tối ưu hơn 9 kết quả đã thực hiện trước đó. Các kết quả này cũng đã được kiểm chứng bằng phương trình toán và phần mềm thương mại Minitab®.
Tài liệu tham khảo
-
[1] L. Throne, Understanding thermoforming (Introduction to Thermoforming). Hanser Gardner Publications Cincinnati, OH, 2008.
[2] Yang and S.-W. Hung, "Modeling and Optimization of a Plastic Thermoforming Process", Journal of Reinforced Plastics and Composites, vol. 23, no. 1, pp. 109-121, 2004.
[3] P. J. O’Connor, G. Menary, P. J. Martin, and E. McConville, "Finite element analysis of the thermoforming of Polypropylene", International Journal of Material Forming, vol. 1, no. 1, pp. 779-782, 2008.
[4] Ghobadnam, P. Mosaddegh, M. Rezaei Rejani, H. Amirabadi, and A. Ghaei, "Numerical and experimental analysis of HIPS sheets in thermoforming process", The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 76, no. 5, pp. 1079-1089, 2015.
[5] Stamopoulos and A. Di Ilio, "Numerical and experimental analysis of the thermoforming process parameters of semi-spherical glass fibre thermoplastic parts", Procedia CIRP, vol. 99, pp. 420-425, 2021.
[6] Nardi and J. Sinke, "Design analysis for thermoforming of thermoplastic composites: prediction and machine learning-based optimization", Composites Part C: Open Access, vol. 5, p. 100126, 2021.
[7] D. Leite, J. C. Campos Rubio, F. Mata Cabrera, A. Carrasco, and I. Hanafi, "Vacuum Thermoforming Process: An Approach to Modeling and Optimization Using Artificial Neural Networks", Polymers, vol. 10, no. 2, 2018. https://doi.org/10.3390/polym10020143
[8] Leite, J. C. Rubio, F. Mata, I. Hanafi, and A. J. M. S. R. Carrasco, "Dimensional and geometrical errors in vacuum thermoforming products: an approach to modeling and optimization by multiple response optimization", Measurement Science Review, vol. 18, no. 3, p. 113, 2018.
[9] B. Tan and N. D. Nhat, "Prediction and Optimization of Process Parameters for Composite Thermoforming Using a Machine Learning Approach," Polymers, vol. 14, no. 14, 2022. https://doi.org/10.3390/polym14142838
[10] ÇObanoĞLu, R. E. Ece, and F. ÖZtÜRk, "Thermoforming Process Parameter Optimization of Thermoplastic PEKK/CF and PPS", (in en), Eskişehir Technical University Journal of Science and Technology A - Applied Sciences and Engineering, vol. 22, no. Vol:22- 8th ULPAS - Special Issue 2021, pp. 51-58, 2021.
[11] Takahashi and Y. Bando, "Effect of acute angle model on mouthguard thickness with the thermoforming method and moving the model position just before fabrication", Dental Traumatology, vol. 37, no. 1, pp. 138-144, 2021.
[12] Hosseini, B. V. Berdyshev, and A. Mehrabani-Zeinabad, "Rheological modeling of fracture in plug-assisted vacuum thermoforming", Journal of Applied Polymer Science, vol. 117, no. 1, pp. 171-177, 2010.
[13] Karabegović, R. J. A. T. Đuzelić, and Materials, "The optimization of thermoforming process parameters in the packaging of medical products", Advanced Technologies and Materials, vol. 44, no. 2, pp. 21-24, 2019.
[14] -C. Yu, X.-X. Chen, T.-R. Hung, and F. Thibault, "Optimization of extrusion blow molding processes using soft computing and Taguchi’s method", Journal of Intelligent Manufacturing, vol. 15, no. 5, pp. 625-634, 2004.
[15] Yang and S. W. Hung, "Optimising the thermoforming process of polymeric foams: an approach by using the Taguchi method and the utility concept", The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 24, no. 5, pp. 353-360, 2004.
[16] S. Grewal and M. Hojiati, "Thermoforming Process Optimization for Reduction of Inter-Ply Friction of Out-of-Autoclave Material", in American Society of Composites-30th Technical Conference, Michigan, America, 2015.
[17] A. Boca, A. Sover, and L. Slătineanu, "Determining the Influencing Factors on the Cooling of a 3D Printed Thermoforming Mould", Macromolecular Symposia, vol. 404, no. 1, p. 2100399, 2022.
[18] M. Hyie, S. Budin, and M. A. A. A. Wahab, "Effect of injection moulding parameters in reducing the shrinkage of polypropylene product using Taguchi analysis", IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 505, no. 1, p. 012060, 2019.
[19] G. Karagiannidis, A. C. Stergiou, and G. P. Karayannidis, "Study of crystallinity and thermomechanical analysis of annealed poly(ethylene terephthalate) films", European Polymer Journal, vol. 44, no. 5, pp. 1475-1486, 2008.
[20] A. Seneci, M. Mor, D. Fausti, G. Petrogalli, C. Remino, and V. Zacché, "Simulation and Design of an Oven for PET Blow Molding Machines", in 2012 COMSOL Conference, Milan, 2012, pp. 2855-2871.
[21] M. Long, Plastic materials and technology, Education Publishing House, 2013.
[22] Freddi and M. Salmon, Introduction to the Taguchi Method, in Design Principles and Methodologies: From Conceptualization to First Prototyping with Examples and Case Studies, A. Freddi and M. Salmon, Eds. Cham: Springer International Publishing, 2019, pp. 159-180.
[23] Cho, S. Kim, and M. S. Joun, "Optimal Process Design of an Optimal, Single-Stage, Symmetrical L-Bending Process Employing Taguchi Method with Finite Element Method, and Experimental Verification Thereof", International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 23, no. 4, pp. 395-404, 2022. https://doi.org/10.1007/s12541-022-00631-4
[24] K. Nguyen, C. J. Hwang, and B.-K. Lee, "Numerical investigation of warpage in insert injection-molded lightweight hybrid products", International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 18, no. 2, pp. 187-195, 2017. https://doi.org/10.1007/s12541-017-0024-5
[25] -S. Tran, V.-T. Hoang, and J.-M. Park, "The One/Multi-objective Optimization for Tensile Yield and Impact Strength Responses of Optical PC/PMMA Blends", International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 23, no. 4, pp. 405-419, 2022. https://doi.org/10.1007/s12541-022-00627-0
[26] K. Trieu, N. Thong, N. Trung, T. Tuan, N. Vinh, and T. Vu, "Application of axiomatic design theory in thermoforming apparatus design and fabrication", Journal of Science and Technology - IUH, vol. 40, 2020.
[27] K. Nguyen et al., "Development and Characterization of a Thermoforming Apparatus Using Axiomatic Design Theory and Taguchi", Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, vol. 43, no. 6, pp. 255-268, 2020.
[28] T. Genichi, C. Subir, and W. Yuin, Fundamentals of Data Analysis, in Taguchi's Quality Engineering Handbook, 2004, pp. 506-514.
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Jul 31, 2024
Download
Cách trích dẫn
Châu Đức Kiệt, Nguyễn Chí Trung, Nguyễn Khoa Triều, và Phạm Anh Đức. “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số vận hành đến độ đồng đều về độ dày sản phẩm của thiết bị nhiệt định hình dùng phương pháp Taguchi”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 22, số p.h 7, Tháng Bảy 2024, tr 6-11, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/9008.
