Experimental verification of computer model for polymer plastication process in injection molding

• Autorzy: Iwko J. , Steller R. , Wróblewski R. , Kaczmar J.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.644

Warianty tytułu

PL

Weryfikacja doświadczalna komputerowego modelu procesu uplastyczniania polimeru podczas wtryskiwania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper is a continuation of the work on a comprehensive model of the plastication process in injection molding. The aim of this research is the analysis of the results generated by the proposed model by comparing these results with the wide experimental characteristics of real plasticating system of injection molding machine for two polymers — PE-LD and PE-HD, differing in rheological and thermal properties due to the different physical structure of both polymers. It was found that the model correctly determines the dynamics of changes of characteristics of the plastication process by changing the input parameters of the process. The average quantitative differences between the experimental and theoretical characteristics do not exceed 20 %. Computer model still requires minor changes to improve compliance of model results with characteristics of real unit of injection molding machine, primarily for determining more accurate values of melt pressure and torque.

PL

Artykuł stanowi kontynuację prac nad kompleksowym modelem procesu uplastyczniania polimerów podczas wtryskiwania. Porównano wyniki generowane przez proponowany model z szerokimi doświadczalnymi charakterystykami pracy rzeczywistego układu uplastyczniającego wtryskarki, w odniesieniu do dwóch polimerów o odmiennej strukturze fizycznej — PE-LD oraz PE-HD — różniących się właściwościami reologicznymi i termicznymi. Stwierdzono, że model poprawnie określa dynamikę zmian charakterystyk uplastyczniania przy zmieniających się parametrach wejściowych procesu, a średnie ilościowe różnice między charakterystykami teoretycznymi a doświadczalnymi nie przekraczają 20 %. Model komputerowy wymaga jeszcze dopracowania w celu poprawy zgodności charakterystyk wyznaczanych z charakterystykami pracy rzeczywistej jednostki uplastyczniającej wtryskarki, przede wszystkim w zakresie dokładniejszego wyznaczania wartości ciśnienia tworzywa w cylindrze oraz momentu obrotowego ślimaka.

Słowa kluczowe

EN

injection molding; injection molding machine; plasticating system; modeling

PL

wtryskiwanie; wtryskarka; układ uplastyczniający; modelowanie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 60, nr 10
• Strony: 644--656
• Opis fizyczny: Bibliogr. 51 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Iwko J.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Foundry, Plastics and Automatics, ul. Lukasiewicza 5, 50-371 Wroclaw, Poland

autor

Steller R.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Engineering and Technology of Polymers, ul. Norwida 4/6, 50-373 Wroclaw, Poland

autor

Wróblewski R.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Foundry, Plastics and Automatics, ul. Lukasiewicza 5, 50-371 Wroclaw, Poland

autor

Kaczmar J.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Chair of Foundry, Plastics and Automatics, ul. Lukasiewicza 5, 50-371 Wroclaw, Poland

Bibliografia

• [1] Darnell W.H., Mol E.A.: SPE Journal 1956, 12, 20.
• [2] Tadmor Z., Klein I.: “Engineering Principles of Plasticating Extrusion”, Wiley-Interscience, New York 1970.
• [3] Broyer E., Tadmor Z.: Polymer Engineering and Science 1972, 12, 12. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760120103
• [4] Chung C.I., Hennesey W.J., Tusim M.H.: Polymer Engineering and Science 1977, 17, 9. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760170103
• [5] Campbell G.A., Dontula N.: International Polymer Processing 1995, 10, 30. http://dx.doi.org/10.3139/217.950030
• [6] Hyun K.S., Spalding M.A.: SPE Antec Tech. Papers 1997, 43, 211.
• [7] Mosey P.A., Thompson R.M.: Powder Technology 2005, 153, 95. http://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2005.03.001
• [8] Chung C.I., “Extrusion of Polymers. Theory and Practice”, Hanser, Munich 2010.
• [9] Campbell G.A., Spalding M.A.: “Analysis and Troubleshooting Single-Screw Extruders”, Hanser, Munich 2013.
• [10] Rauvendaal Ch.: “Polymer Extrusion”, Hanser, Munich 2014.
• [11] Fenner R.T.: Polymer 1977, 18, 617. http://dx.doi.org/10.1016/0032-3861(77)90066-0
• [12] Halmos A.L., Pearson J.R.A., Trottnow R.: Polymer 1978, 19, 1199. http://dx.doi.org/10.1016/0032-3861(78)90072-1
• [13] Agur S., Vlachopoulos J.: Polymer Engineering and Science 1982, 22, 1084. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760221706
• [14] Elbirli B., Lindt J.T.: Polymer Engineering and Science 1984, 24, 988. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760241208
• [15] Zavadsky E., Karnis J.: Rheologica Acta 1985, 24, 556. http://dx.doi.org/10.1007/BF01332588
• [16] Rao N.: “Computer Aided Design of Plasticating Screws”, Hanser, Munich 1986.
• [17] Rauwendaal Ch.: Advances in Polymer Technology 1996, 15, 135. http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1098-2329(199622)15:2<135::AID-ADV3>3.0.CO;2-W
• [18] Thompson M.R., Donoian G., Christiano J.P.: Polymer Engineering and Science 2000, 50, 2014. http://dx.doi.org/10.1002/pen.11334
• [19]Wilczyński K., Lewandowski A., Wilczyński K.J.: Polymer Engineering and Science 2012, 52, 1258. http://dx.doi.org/10.1002/pen.23076
• [20]Wilczyński K., Nastaj A.,Wilczyński K.J.: International Polymer Processing 2013, 28, 34. http://dx.doi.org/10.3139/217.2640
• [21]Wilczyński K.J., Nastaj A., Lewandowski A.,Wilczyński K.: Polymer Engineering and Science 2014, 10, 2362. http://dx.doi.org/10.1002/pen.23797
• [22] Potente H., Melisch U.: International Polymer Processing 1996, 11, 101. http://dx.doi.org/10.3139/217.960101
• [23] Bawiskar S., White J.L.: Polymer Engineering and Science 1998, 38, 727. http://dx.doi.org/10.1002/pen.10238
• [24] Vergnes B. et al.: International Polymer Processing 2001, 16, 351. http://dx.doi.org/10.3139/217.1662
• [25] Jung H., White J.L.: International Polymer Processing 2008, 23, 242. http://dx.doi.org/10.3139/217.0979
• [26]Wilczynski K., White J.L.: Polymer Engineering and Science 2003, 43, 1715. http://dx.doi.org/10.1002/pen.10145
• [27]Wilczynski K., Jiang Q., White J.L.: International Polymer Processing 2007, 22, 198. http://dx.doi.org/10.3139/217.2001
• [28] Jiang Q., White J.L., Yang J.: International Polymer Processing 2010, 25, 223. http://dx.doi.org/10.3139/217.2333
• [29] Tadmor Z.: Polymer Engineering and Science 1974, 14, 112. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760140206
• [30] Donovan R.C.: Polymer Engineering and Science 1974, 14, 101. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760140205
• [31] Lipshitz S.D., Lavie R., Tadmor Z.: Polymer Engineering and Science 1974, 14, 553. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760140803
• [32] Basow N.I., Kazankow Yu.W.: “Injection Moulding of Polymers”, Chimija, Moskwa 1984 (in Russian).
• [33] Yung K.L, Yan Xu: Journal of Materials Processing Technology 2001, 117, 21. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(01)01099-8
• [34] Yung K.L, Yan Xu, Lau K.H.: Polymer 2002, 43, 983. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00586-9
• [35] Yung K.L, Yan Xu: Journal of Materials Processing Technology 2003, 139, 170. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(03)00216-4
• [36] Bereaux Y., Charmeau J.-Y., Moguedet M.: Journal of Materials Processing Technology 2009, 209, 611. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.02.070
• [37] Potente H., Bornemann M.: International Polymer Processing. 2008, 23, 345. http://dx.doi.org/10.3139/217.2159
• [38] Potente H., Schulte H., Effen N.: International Polymer Processing 1993, 8, 224. http://dx.doi.org/10.3139/217.930224
• [39] Gao F., Jin Z., Chen X.: Polymer Engineering and Science 2000, 40, 1334. http://dx.doi.org/10.1002/pen.11262
• [40] Pham T.L. et al.: Key Engineering Materials 2013, 554, 1683. http://dx.doi.org/10.4028/www. s c ientific.net/KEM.554-557.1683
• [41] Steller R., Iwko J.: International Polymer Processing 2008, 23, 252. http://dx.doi.org/10.3139/217.2041
• [42] Iwko J., Steller R.: International Polymer Processing 2008, 23, 263. http://dx.doi.org/10.3139/217.2042
• [43] Altinkaynak A. et. al.: International Polymer Processing 2011, 26, 182. http://dx.doi.org/10.3139/217.2419
• [44] Steller R., Iwko J.: Polimery 2008, 53, 836.
• [45] Steller R., Iwko J.: Plast News 2009, 5, 72.
• [46] Iwko J., Steller R.: Plast News 2009, 6, 42.
• [47] Steller R., Iwko J.: Polimery 2011, 56, 51.
• [48]Wilczyński K.: “Theory of Single-Screw Extrusion of Macromolecular Compounds”, Wyd. Pol. Warsz., Warszawa 1989 (in Polish).
• [49] Steller R., Iwko J.: International Polymer Processing 2001, 16, 241. http://dx.doi.org/10.3139/217.1649
• [50] Steller R., Iwko J.: International Polymer Processing 2001, 16, 249. http://dx.doi.org/10.3139/217.1650
• [51] Tadmor Z., Gogos C.G.: “Principles of Polymer Processing”, John Willey & Sons, New York 1979.