Experimental study on energy consumption in the plasticizing unit of the injection molding machine

• Autorzy: Iwko J. , Wroblewski R. , Steller R.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.5.5

Warianty tytułu

PL

Badania doświadczalne zużycia energii w układzie uplastyczniającym wtryskarki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work the energy needed for reciprocating screw motion and heating of the barrel were examined by changing various parameters of the injection molding process, measuring the process characteristics and calculating the corresponding values of SEC (specific energy consumption). Five thermoplastic polymers were examined. It was found that the optimal condition from the energy consumption point of view to perform the plasticization of thermoplastic polymers on the research position is low value of rotational velocity of the screw. Furthermore, an increase of the SEC value with increasing barrel temperature was shown. It was also found that changes of back pressure do not affect the energy consumption of the plasticizing system of the injection molding machine.

PL

Badano zużycie energii potrzebnej na wykonanie ruchu posuwisto-obrotowego ślimaka oraz ogrzewanie cylindra w procesie wtryskiwania prowadzonym w zmiennych warunkach procesowych. Dokonano pomiaru charakterystyk wyjściowych procesu wtryskiwania oraz wyznaczono na ich podstawie wartości SEC (jednostkowego zużycia energii). Przetwarzano pięć typowych polimerów termoplastycznych. Stwierdzono, że mała prędkość obrotowa ślimaka zapewnia optymalne, ze względu na niewielkie zużycie energii, warunki do prowadzenia procesu wtryskiwania na analizowanym stanowisku badawczym. Wykazano ilościowy wpływ wzrostu temperatury cylindra na wartość SEC, a także brak wpływu zmiany ciśnienia uplastyczniania na zużycie energii przez układ uplastyczniający wtryskarki.

Słowa kluczowe

EN

injection molding; plasticization; plastics; energy consumption; specific energy consumption

PL

wtryskiwanie; uplastycznianie; polimery; zużycie energii; jednostkowe zużycie energii

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 5
• Strony: 362--371
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Iwko J.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of MechanicalEngineering, Department of Foundry, Plastics and Automation, Wybrzeże Wyspianskiego 27, 50-370 Wroclaw, Poland

autor

Wroblewski R.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of MechanicalEngineering, Department of Foundry, Plastics and Automation, Wybrzeże Wyspianskiego 27, 50-370 Wroclaw, Poland

autor

Steller R.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Polymer Engineering and Technology, Wybrzeże Wyspianskiego 27, 50-370 Wroclaw, Poland

Bibliografia

• [1] Davim P.: “Sustainable Manufacturing”, ISTE, London, 2010.
• [2] Herrmann C., Hauschild M., Gutowski T.G., Lifset R.: Journal of Industrial Ecology 2014, 18, 471. http://dx.doi.org/10.1111/jiec.12177
• [3] Allwood J.M., Ashby M.F., Gutowski T.G., Worrell E.: Philosophical Transactions of the Royal Society A 2013, 371, 20120496. http://dx.doi.org/10.1098/rsta.2012.0496
• [4] Gutowski T.G., Sahni S., Allwood J.M. et al.: Philosophical Transactions of the Royal Society A 2013, 37, 20120003. http://dx.doi.org/10.1098/rsta.2012.0003
• [5] “Re-engineering Manufacturing for Sustainability” Proceedings of the 20th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering” (Eds. Nee A.Y.C., Song B., Ong S.K.), Springer, Berlin 2013.
• [6] Kent R.: Plastics, Rubber and Composites 2008, 37, 96. http://dx.doi.org/10.1179/174328908X283285
• [7] Kent R.: “Energy Management in Plastic Processing, A Signposting Guide by The British Plastics Federation”, BPF Energy, London 2011.
• [8] Materials from NANOCEM website: “The Industrial-Academic Nanoscience Research Network for Sustainable Cement and Concrete”.
• [9] Gutowski T.G., Dahmus J., Thiriez A.: “Electrical Energy Requirements for Manufacturing Processes”, 13th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering, Leuven, May 31st–June 2nd, 2006.
• [10] Qureshi F., Li W., Kara S., Herrmann Ch.: “Leveraging Technology for a Sustainable World” (Eds. Dornfeld D., Linke B.), Springer, Berlin 2012, pp. 269–274.
• [11] Ribeiro I., Peças P., Henriques E.: “Leveraging Technology for a Sustainable World” (Eds. Dornfeld D., Linke B.), Springer, Berlin 2012, pp. 263–268.
• [12] Thiriez A., Gutowski T.: “An environmental analysis of injection molding”, Electronics and the Environment: Proceedings of the 2006 IEEE International Symposium, Scottsdale, AZ, USA, 8–11 May 2006. http://dx.doi.org/10.1109/ISEE.2006.1650060
• [13] Energy Information Administration, www.eia.gov (access date 15.11.2015)
• [14] Park H.S., Nguyen T.T.: Journal of Computational Design and Engineering 2014, 1, 256. http://dx.doi.org/10.7315/JCDE.2014.025
• [15] Iwko J., Steller R., Wroblewski R.: Polymer Processing 2015, 1, 15.
• [16] Technical Datasheet for Schulaform 9A Acetal Copolymer: http://www.aschulman.com/Asia-Pacific/Engineered- Plastics/Products/40/1913/SCHULAFORM.aspx (access date 21.01.2016)
• [17] Guerra G., Petraccone V., Corradini P. et al.: Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics 1984, 22, 1029. http://dx.doi.org/10.1002/pol.1984.180220608
• [18] Tiganis B.E., Shanks R.A., Long Y.: Journal of Applied Polymer Science 1996, 59, 663. h t t p : / / d x . d o i . o r g / 1 0 . 1 0 0 2 / ( S I C I ) 1 0 9 7 -4628(19960124)59:4<663::AID-APP12>3.0.CO;2-R
• [19] Wilczynski K.J., Nastaj A., Lewandowski A., Wilczynski K.: Polymer Engineering and Science 2014, 54,2362. http://dx.doi.org/10.1002/pen.23797
• [20] Johannaber F.: “Injection Molding Machines: a User’s Guide”, Munich, Germany 2008.

Uwagi

PL

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