Optymalizacja procesu wytłaczania jednoślimakowego tworzyw polimerowych – badania doświadczalne

• Autorzy: Nastaj A. , Wilczyński K.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.1.6

Warianty tytułu

EN

Optimization for single screw extrusion of polymeric materials – experimental studies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono badania optymalizacyjne procesu wytłaczania jednoślimakowego tworzyw polimerowych. Doświadczalnej optymalizacji wybranych parametrów wytłaczania, prędkości obrotowej ślimaka i długości strefy dozowania ślimaka dokonano wg kryterium maksymalnej wydajności i minimalnego natężenia prądu silnika wytłaczarki. Ze względu na duży koszt i czasochłonność takiej procedury zaproponowano optymalizację bazującą na badaniach symulacyjnych procesu wykorzystujących techniki ewolucyjne (algorytmy genetyczne) z zastosowaniem programu symulacji wytłaczania GSEM. Wyniki badań optymalizacyjnych na podstawie specjalnie w tym celu zbudowanego programu optymalizacji ewolucyjnej GASEO zostaną przedstawione w drugiej części artykułu.

EN

Optimization studies have been performed on single screw extrusion of polymers. Experimental optimization of the selected process parameters, screw rotation speed and screw metering section length has been performed from the point of view of maximum extrusion output and minimum current intensity of the extruder motor. Because experimental optimization is extremely expensive and time consuming, the process simulation using evolutionary techniques (Genetic Algorithms) has been proposed. Extrusion simulation software GSEM has been used for that purpose, and the optimization program GASEO has been developed to optimize the process. The results of optimization will be presented in the second part of the paper.

Słowa kluczowe

PL

wytłaczanie jednoślimakowe; optymalizacja; modelowanie

EN

single screw extrusion; optimization; modeling

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 1
• Strony: 38--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., rys.

Twórcy

autor

Nastaj A.

• Politechnika Warszawska, Instytut Technik Wytwarzania, ul. Narbutta 85, 02-524 Warszawa

autor

Wilczyński K.

• Politechnika Warszawska, Instytut Technik Wytwarzania, ul. Narbutta 85, 02-524 Warszawa

Bibliografia

• [1] Wilczyński K.: „Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych”, WNT, Warszawa 2001.
• [2] Underwood W.M.: Chemical Engineering Progress 1962, 58, 59.
• [3] Verbraak C.P.J.M., Meijer H.E.H.: Polymer Engineering and Science 1989, 29, 479. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760290708
• [4] Płochocki A.P.: Polimery 1974, 19, 76.
• [5] Płochocki A.P.: Polimery 1974, 19, 156.
• [6] Stasiek J.: Polimery 1995, 40, 214.
• [7] Stasiek J.: Polimery 1997, 42, 14.
• [8] Maddock B.H., Smith D.J.: SPE Journal 1972, 28, 1972.
• [9] Helmy H.A.A., Parnaby J.: Polymer Engineering and Science 1976, 16, 437. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760160609
• [10] Potente H., Krell B.: “Screw optimization by means of DOE and multiple regression”, Materiały konferencyjne 55th Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers (ANTEC 1997), Toronto, Kanada 1997, str. 135—139.
• [11] Potente H.: Kunststoffe Plast Europe 1999, 1, 27.
• [12] Potente H., Hanhart W., Schoppner V.: International Polymer Processing 1993, 8, 335. http://dx.doi.org/10.3139/217.930335
• [13] Potente H., Hanhart W., Reski T.: Polymer Engineering and Science 1994, 34, 937. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760341111
• [14] Potente H., Schoppner V., Ujma A.: Journal of Polymer Engineering 1997, 17, 153. http://dx.doi.org/10.1515/POLYENG.1997.17.2.153
• [15] Thibodeau C.A., Lafleur P.G.: “Computer Design and Screw Optimization”, Materiały konferencyjne 58th Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers (ANTEC 2000), Orlando, Floryda, USA 2000, str. 276–282.
• [16] Thibodeau C.A., Lafleur P.G.: “Computer Design and Screw Optimization”, Materiały konferencyjne The Polymer Processing Society Sixteenth Annual Meeting (PPS-16), Shanghai, Chiny 2000, str. 15.
• [17] Amellal K., Lafleur P.G.: Plastics, Rubber and Composites Processing and Applications 1993, 19, 227.
• [18] Vincelette A.R., Guerrero C.S., Carreau P.J., Lafleur P.G.: International Polymer Processing 1989, 4, 232. http://dx.doi.org/10.3139/217.890232
• [19] Wilczyński K., Nastaj A., Krutysz P.: Mechanik 2003, nr 10, 618.
• [20] Wilczyński K.: Polymer-Plastics Technology and Engineering 1996, 35, 449. http://dx.doi.org/10.1080/03602559608000931
• [21] Wilczyński K.: Journal of Materials Processing Technology 2001, 109, 308. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(00)00821-9
• [22] Covas J.A., Cunha A.G., Oliveira P.: International Journal of Forming Processes 1998, 1, 323.
• [23] Covas J.A., Cunha A.G., Oliveira P.: Polymer Engineering and Science 1999, 39, 443. http://dx.doi.org/10.1002/pen.11434
• [24] Covas J.A., Gaspar-Cunha A.: “The Use of an Optimisation Approach to the Design of Extrusion Screw”, Materiały konferencyjne The Polymer Processing Society Sixteenth Annual Meeting (PPS-16), Shanghai, Chiny 2000.
• [25] Gaspar-Cunha A., Covas J.A.: International Polymer Processing 2001, 16, 229. http://dx.doi.org/10.3139/217.1652
• [26] Gaspar-Cunha A., Covas J.A., Vergnes B.: “An Optimisation Methodology for Setting the Operating Conditions in Twin-Screw Extrusion”, Materiały konferencyjne The Polymer Processing Society Eighteenth Annual Meeting (PPS-18), Guimaraes, Portugalia 2002.
• [27] Gaspar-Cunha A., Poulesquen A., Vergnes B., Covas J.A.: International Polymer Processing 2002, 17, 201. http://dx.doi.org/10.3139/217.1701
• [28] Gaspar-Cunha A., Covas J.A., Vergnes B.: Polymer Engineering and Science 2005, 45, 1159. http://dx.doi.org/10.1002/pen.20391
• [29] Wilczyński K., Nastaj A., Abramczyk P.: Mechanik 2004, nr 7, 470.
• [30] Wilczyński K., Nastaj A.: Mechanik 2005, nr 7, 606.
• [31] Wilczyński K., Nastaj A.: „SSEM-AG Computer Model for Optimization of Polymer Extrusion”, Materiały konferencyjne International Mechanical Engineering Congress and Exposition: Applied Mechanics (ASME 2006), Chicago, Illinois, USA 2006, str. 683–689. http://dx.doi.org/10.1115/IMECE2006-13074
• [32] Covas J.A., Gaspar-Cunha A.: International Polymer Processing 2009, 24, 67. http://dx.doi.org/10.3139/217.2200
• [33] Covas J.A., Gaspar-Cunha A.: “A Scaling-up Methodology for Co-rotating Twin-extruders”, Materiały konferencyjne 27th Annual Meeting of the Polymer Processing Society (PPS-27), Marrakech, Maroko 2011, str. 1–6.
• [34] Fernandes C., Pontes A.J., Viana J.C., Gaspar-Cunha A.: Polymer Engineering and Science 2010, 50, 1667. http://dx.doi.org/10.1002/pen.21652
• [35] Fernandes C., Pontes A.J., Viana J.C., Gaspar-Cunha A.: International Polymer Processing 2012, 27, 213. http://dx.doi.org/10.3139/217.2511
• [36] Wilczyński K.J., Nastaj A., Lewandowski A., Wilczyński K.: Polymer Engineering and Science 2014, 54, 2362. http://dx.doi.org/10.1002/pen.23797
• [37] Wilczyński K.J., Lewandowski A., Nastaj A., Wilczyński K.: Advances in Polymer Technology 2017, 36, 23. http://dx.doi.org/10.1002/adv.21570
• [38] Wilczyński K.J., Lewandowski A., Nastaj A., Wilczyński K.: International Polymer Processing 2016, 31, 82. http://dx.doi.org/10.3139/217.3154
• [39] Wilczyński K., White J.L.: Polimery 2008, 53, 754.
• [40] Wilczyński K., Nastaj A., Lewandowski A., Wilczyński K.J.: Polimery 2011, 56, 45.
• [41] Lewandowski A., Wilczyński K.J., Nastaj A., Wilczyński K.: Polymer Engineering and Science 2015, 55, 2838. http://dx.doi.org/10.1002/pen.24175
• [42] Wilczyński K.: Polymer-Plastics Technology and Engineering 1999, 38, 581. http://dx.doi.org/10.1080/03602559909351602

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).