Kompozyty WPC wytwarzane w procesie porowania mikrokomórkowego : prognozowanie i ocena właściwości mechanicznych

• Autorzy: Frącz W. , Janowski G.

Warianty tytułu

EN

Wood-polymer composites with microcellular foaming : forecasting and evaluation of mechanical properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przeprowadzono symulacje numeryczne procesu wtryskiwania z porowaniem mikrokomórkowym wyprasek z kompozytu polimerowego WPC (drewno - polimer) dla zmiennej zawartości gazu. W celu oceny właściwości trójfazowej struktury kompozytu (matryca polipropylenowa, 10% włókien drewna sosnowego oraz 1-15% porów) wykonano analizę mikrostrukturalną oraz przeprowadzono obliczenia wytrzymałościowe z użyciem modelu homogenizacji Mori-Tanaka. Analizowany wytwór (próbka do rozciągania zgodnie z PN-ISO 527-1) poddano symulacji obciążenia w programie Ansys, określając wpływ zmiennego stopnia porowania wytworu na jego właściwości wytrzymałościowe. Ponadto w pracy przedstawiono komputerową wizualizację przewidywanej, obliczonej mikrostruktury dla kompozycji sporowanego WPC, przy zmiennym stopniu porowatości struktury kompozytu oraz obliczone dla badanych kompozytów macierze sztywności.

EN

The numerical simulations of injection molding process with microcellular foaming for WPC (wood-polymer composite) was carried out in this work for variable volume content of gas. In order to evaluate the properties of three-phase composite structure (polypropylene matrix, 10% of wood fibers from pine and 1-15% of pores) microstructural analysis was performed and the strength calculations were carried out using the Mori-Tanaka homogenization model. The analyzed product (the dumbbell for tensile testing, according to PN-ISO 527-1) was used to tensile testing simulation in Ansys commercial code, determining the influence of variable degree of foaming on its mechanical properties. In addition, the paper presents the computer visualization for the expected, calculated microstructure of foamed WPC composite (with varying degrees of porosity of the composite structure) and stiffness matrix calculated for the tested composites.

Słowa kluczowe

PL

wtryskiwanie porujące; kompozyty mikroporowate; symulacje numeryczne; MSC Digimat; ANSYS; homogenizacja Mori-Tanaka

EN

microcellular injection molding process; microporous composites; numerical simulations; Digimat; ANSYS; Mori-Tanaka homogenization method

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 22, Nr 6 (174)
• Strony: 508--515
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Frącz W.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Przeróbki Plastycznej, ul. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

autor

Janowski G.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Przeróbki Plastycznej, ul. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• 1. Bociąga E. Specjalne metody wtryskiwania tworzyw polimerowych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2008.
• 2. Palutkiewicz P., Wawrzyniak J. Wpływ warunków uplastyczniania na właściwości i strukturę wyprasek z PE-HD z poroforem, Przetwórstwo Tworzyw 2012, 18(5), 489-494.
• 3. Bociąga E., Wtryskiwanie mikroporujące (MuCell). Praca zbiorowa pt. Postęp w przetwórstwie materiałów polimerowych, (red. Koszkul J., Bociąga E.), CWA Regina Poloniae, Częstochowa 2006.
• 4. Steinbichler G. Nowa technologia spieniania drobnokomórkowego wyprasek - MuCell. W: Technologie wtryskiwania, jakość i efektywność, Wydawnictwo Plastech, Warszawa 2000.
• 5. Macyszyn J., Kozłowski M. Tworzywa termoplastyczne o strukturze komórkowej, http://www.eko-dok.pl/2012/40.pdf (01.12.2016 r.)
• 6. Bociąga, E., Palutkiewicz P. Wtryskiwanie mikroporujące, Przetwórstwo Tworzyw 2013, 19(4), 309-317.
• 7. Palutkiewicz P. Symulacje komputerowe procesu wtryskiwania porującego, Polimery 2015, 60(2), 132-143.
• 8. Łydżba, D. Zastosowania metody asymptotycznej homogenizacji w mechanice gruntów i skał, Prace Naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wrocławskiej. Monografie 2002, 74(23), 274-274.
• 9. Digimat - User’s Manual Release 2016.1 - June 2016, e-Xstream Engineering, Belgium 2016.
• 10. Żelazek K., Sikora J. W., Gajdos I. Właściwości i przetwarzalność kompozytów polipropylenowych a rodzaj i ilość napełniacza. Cz. 1, Charakterystyka badań, Przetwórstwo Tworzyw 2014, 20(4), 276-283.
• 11. Frącz W., Janowski G. Ocena możliwości wtryskiwania kompozytu WPC w produkcji elementów wyposażenia wnętrza autobusu w oparciu o symulacje numeryczne procesu, Autobusy: technika, eksploatacja, systemy transportowe 2015, 16(7-8), 48-52.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).