NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT CỦA MÁY HÚT ÉP NHỰA TẤM ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO VỎ CHO CÁC THIẾT BỊ VẬT LÝ TRỊ LIỆU

Tóm tắt

Bài báo trình bày nghiên cứu mô phỏng số quá trình gia nhiệt tấm nhựa trong máy hút ép chân không ứng dụng trong chế tạo vỏ cho thiết bị vật lý trị liệu. Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá định lượng ảnh hưởng của các thông số thiết kế đến tốc độ gia nhiệt và độ đồng đều nhiệt độ trên tấm, từ đó làm cơ sở cho tối ưu hóa hệ thống gia nhiệt. Ba nhóm tham số chính được khảo sát gồm: (i) khoảng cách từ đèn halogen đến tấm nhựa (40-100 mm), (ii) số lượng bóng đèn (4, 6 và 8 bóng, công suất mỗi bóng 1200 W), và (iii) vật liệu tấm nhựa (PVC, ABS, Acrylic). Mô hình bức xạ bề mặt – bề mặt (S2S) được áp dụng trong ANSYS Fluent để mô phỏng đồng thời dẫn nhiệt, đối lưu tự nhiên và bức xạ hồng ngoại. Kết quả cho thấy số lượng bóng đèn là tham số ảnh hưởng mạnh nhất đến thời gian đạt nhiệt độ hóa mềm, trong khi khoảng cách đèn quyết định độ đồng đều nhiệt. Vật liệu PVC có tốc độ gia nhiệt nhanh nhất do dẫn nhiệt cao và nhiệt dung thấp. Các kết quả thu được cung cấp cơ sở khoa học cho thiết kế và điều chỉnh chế độ gia nhiệt trong sản xuất vỏ nhựa kỹ thuật

Title

INVESTIGATION OF PARAMETERS AFFECTING THE HEATING PROCESS IN VACUUM FORMING OF THERMOPLASTIC SHEETS FOR REHABILITATION DEVICE CASINGS

Abstract

This paper presents a numerical investigation of the heating process of thermoplastic sheets in a vacuum forming machine used for manufacturing casings of physical therapy devices. The objective is to quantitatively evaluate the influence of design parameters on heating rate and temperature uniformity, thereby supporting the optimal configuration of the heating system. Three primary parameters are analyzed: (i) heater-to-sheet distance (40-100 mm), (ii) number of halogen lamps (4, 6, and 8 units, 1200 W each), and (iii) sheet material (PVC, ABS, Acrylic). A Surfaceto-Surface (S2S) radiation model is implemented in ANSYS Fluent to simultaneously account for conduction, natural convection, and infrared radiation. The results reveal that the number of lamps is the dominant factor governing the time required to reach softening temperature, while the heater distance mainly affects temperature uniformity. Among the tested materials, PVC reaches the target temperature fastest due to its higher thermal conductivity and lower heat capacity. The findings provide a scientific basis for the thermal design and operation of vacuum forming systems in plastic enclosure manufacturing