Click here to load reader

Analiza procesului de injectare multi-component Raport ...ing.ugal.ro/Resurse/MENUS/Cercetare/Centre/Idei789/... plastice prin injectare în ultimii 80 de ani [9]. Injectarea materialelor

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Analiza procesului de injectare multi-component Raport...

  • UNIVERSITATEA “DUNĂREA DE JOS” DIN GALAŢI

    Str. Domnească, nr. 47, 800008, Galaţi Tel/Fax: 0236 314463

    Program PN_II-ID-PCE-2008-2 nr. 789

    CERCETĂRI PRIVIND REOLOGIA APLICATĂ LA INJECTAREA MULTI-COMPONENT

    A MATERIALELOR POLIMERICE

    Analiza procesului de injectare multi-component Raport publicabil

    FAZA 1

    INSTITUŢIA FINANŢATOARE MINISTERUL EDUCAŢIEI CERCETĂRII ŞI INOVĂRII. CONSILIUL NAŢIONAL AL CERCETĂRII ŞTIINŢIFICE DIN ÎNVĂŢĂMÂNTUL SUPERIOR - CNCSIS

    Director de proiect, Prof. dr. ing. Cătălin FETECĂU

    Decembrie 2009

  • Cuprins

    CUPRINS

    Capitolul 1. Studiul tehnicilor de injectare multi-component..................................................... 3 1.1. Introducere ...................................................................................................... 3 1.2. Injectarea multicomponent.............................................................................. 8

    1.2.1.Procedeul de coinjectare (Sandwich)...................................................... 10 1.2.2. Injectarea multicomponent folosind transferul piesei............................ 13

    1.2.2.1. Injectarea multi-jet în matriţă cu placă rotativă ......................... 13 1.2.2.2. Injectarea multi-jet în matriţă folosind o mişcare de

    translaţie ...................................................................................... 14 1.2.3. Injectarea multi-jet în matriţă cu miez retractabil .................................. 15 1.2.4. Supra-injectarea ..................................................................................... 16

    1.2.4.1. Supra-injectarea în matriţă cu inserţie ....................................... 16 1.2.4.2. Supra-injectarea in matrita cu miez fuzibil ................................ 17

    1.2.5. Injectarea de tip “marbling”(marmorare)............................................... 18 1.2.6. Bi-injectarea ........................................................................................... 18

    1.3. Concluzii ......................................................................................................... 19 Bibliografie ............................................................................................................ 19

    Capitolul 2. Studiul modelelor reologice .................................................................................... 22

    2.1. Introducere.......................................................................................................22 2.2. Modelele reologice utilizate pentru simularea procesului de

    injectare a materialelor plastice......................................................................23 2.2.1. Modelul reologic Power-Law...............................................................23 2.2.2. Modelul reologic Cross-WLF...............................................................24 2.2.3. Modelul reologic Cross-Exp.................................................................25 2.2.4. Modelul reologic Ellis...........................................................................26 2.2.5. Modelul reologic Carreau.....................................................................27 2.2.6. Modelul reologic Bingham ..................................................................27 2.2.7 Modelul reologic Sisko .........................................................................28 2.2.8. Modelul reologic Moldflow de ordinul al doilea..................................29 2.2.9. Modelul reologic pentru încapsularea cu umplere incompletă ............29 2.2.10. Modelul reologic Herschel-Bulkley-WLF..........................................30 2.2.11. Modelul reologic reactiv.....................................................................31 2.2.12. Modelul reologic pentru alungire specifică........................................31 2.2.13. Modelul reologic in cazul utilizarii agentului de răcire......................31

    Bibliografie ............................................................................................................ 32 Capitolul 3. Formularea ipotezelor simplificatoare pentru studiul proceselor de injectare

    multi-component .................................................................................................... 33 3.1. Aproximarea Hele-Shaw................................................................................. 33 3.2. Particularizări pentru fazele procesului de injectare ....................................... 38

    3.2.1. Faza de umplere .................................................................................. 38 3.2.1.1. Soluţia simplă............................................................................. 38 3.2.1.2. Soluţia dezvoltată ....................................................................... 42

    3.2.2. Faza de compactare............................................................................. 48 3.2.2.1. Soluţia simplă............................................................................. 48

  • IDEI 789. Cercetări privind reologia aplicată la injectarea multi-component a materialelor polimerice. Rezumat publicabil-2009

    2

    3.2.2.2. Soluţia dezvoltată ....................................................................... 50 Bibliografie ............................................................................................................ 51

    Capitolul 4. Studiul curgerii polietilenei printr-un canal cilindric.............................................. 53

    4.1. Introducere ...................................................................................................... 53 4.2. Modelul matematic ......................................................................................... 53 4.3. Rezultate numerice ale calculului analitic ...................................................... 55 4.4. Analize efectuate celor două materiale ........................................................... 59 4.5. Determinarea modelului de viscozitate Cross-WLF....................................... 62 4.6. Concluzii ......................................................................................................... 69 Bibliografie ............................................................................................................ 69

  •  

     

    Capitolul 1. Studiul tehnicilor de injectare multi-component 1.1. Introducere Dezvoltarea explozivă a industriei materialelor plastice datorată, pe de o parte apariţiei a numerosi polimeri noi cu caracteristici foarte diferite, pe de altă parte perfecţionării tehnologiilor de prelucrare a acestora, a determinat extinderea vertiginoasă a aplicaţiilor materialelor plastice în ultimii 20 de ani, apariţia a numeroase produse din polimeri sintetici sau naturali modificaţi, înlocuitori ai metalelor sau ai altor materiale deficitare, care au invadat mediul artificial în care evoluează viaţa oamenilor, influenţând în mod determinant evoluţia economico-socială [4, 16, 18]. Caracteristicile specifice ale materialelor plastice determină, şi vor determina, realizarea unor produse de un înalt nivel calitativ, cu performanţe tehnologice şi de fiabilitate mari. În ultimii 50 de ani producţia de materiale plastice s-a dublat practic la fiecare 5 ani, astfel încat se estimează că în anul 2010 producţia mondială va fi de 390 milioane de tone(vezi fig. 1.1) [1, 4, 17]. În 2002, în SUA, industria producătoare de utilaje pentru prelucrarea materialelor plastice a creat 1,4 milioane noi locuri de muncă iar vânzările de maşini, utilaje şi echipamente au fost de 300 bilioane USD. În 2006 volumul vânzărilor a crescut cu 9,4% (Equipment Statistics – Annual Report. The Society of the Plastics Industry, Inc. - SPI). În figura 1.2. se observă cantitatea de materiale polimerice produse în ţări ce deţin supremaţia la nivel mondial.

    1940; 1 1950; 2,5 1960; 10

    1976; 50

    1989; 100

    2002; 200

    2006; 245

    2010; 390

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

    G re

    ut at

    e [M

    ili oa

    ne d

    e to

    ne ]

    Anul Fig. 1.1. Evoluţia producţiei modiale de materiale plastice (PlasticEurope)[26]

    Polimerii s-au afirmat datorită proprietăţilor lor deosebite (rezistenţă mecanică şi termică,

    rezistenţă la coroziune, densitate mică, prelucrabilitate uşoară, conductivitate electrică şi termică reduse) ca materiale noi, utilizabile în condiţii în care materialele clasice nu făceau faţă [8].

  • IDEI 789. Cercetări privind reologia aplicată la injectarea multi-component a materialelor polimerice. Rezumat publicabil-2009

      4

    Datorită proprietăţilor pe care materialele polimerice le deţin, producătorii de componente şi ansamble au optat pentru utilizarea materialelor polimerice la obţinerea acestora. În figura 1.3 este prezentată o statistică cu privire la cantitatea şi tipul de materiale polimerice utilizate la nivel mondial.

    Restul Asiei 17%

    China 14%

    Japonia 6%

    America Latina 4%

    NAFTA 23%Orientul Mijlociu, Africa

    7%

    CIS 3%

    Alte tari Europene

    4%

    Benelux 5%

    Franta 3%

    Italia 2%

    Marea Britanie

    2%

    Spania 2%

Search related