The use of utility function for optimization of thermoforming

• Autorzy: Sasimowski E.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.11.9

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie funkcji użyteczności w optymalizacji procesu termoformowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes a utility function – based method for optimization of a thermoforming process for producing finished parts made of polystyrene sheet by vacuum forming and vacuum assisted drape forming with and without pre-blow. Not only does the proposed method enable determination of optimum thermoforming conditions, it also provides information about interactions between these conditions as well as about their impact on the properties of finished parts and polymer heating time, a factor which affects efficiency of this process. The determined optimum thermoforming conditions significantly differ for thermoforming without pre-blow and thermoforming with pre-blow, which results from different ways of forming individual regions of polystyrene sheet during both processes. The employed method enables determination several optimum criteria, the number of which can be extended as desired, which is significant for practical applications of machines and devices.

PL

W pracy przedstawiono metodykę optymalizacji z wykorzystaniem funkcji użyteczności na przykładzie procesu termoformowania. Optymalizacji wielokryterialnej poddano proces termoformowania kształtek z folii polistyrenowej metodą próżniowego rozciągania stemplowego, bez rozdmuchiwania wstępnego oraz z rozdmuchiwaniem wstępnym. Zaprezentowana metoda umożliwia wyznaczenie optymalnych warunków termoformowania, poszerza również wiedzę w zakresie ich wzajemnych korelacji i siły wpływu na właściwości otrzymywanych kształtek oraz czas nagrzewania folii, determinujący wydajność tego procesu. Wyznaczone optymalne wartości parametrów termoformowania w istotnym stopniu różnią się w wypadku procesu bez rozdmuchiwania wstępnego i z jego zastosowaniem, co jest następstwem odmiennego przebiegu rozciągania poszczególnych obszarów folii w obu procesach. Wykorzystana metoda pozwala na poszukiwanie optimum uwzględniającego wiele cech – kryteriów jednocześnie, które ponadto można rozszerzać w zależności od potrzeb, co ma duże znaczenie w praktycznych zastosowaniach eksploatacyjnych maszyn i urządzeń.

Słowa kluczowe

EN

optimization; utility function; thermoforming; polystyrene

PL

optymalizacja; funkcja użyteczności; termoformowanie; polistyren

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 11-12
• Strony: 807--814
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Sasimowski E.

• Lublin University of Technology, Department of Technology and Polymer Processing, Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Potente H., Hanhart W., Reski T.: Polymer Engineering and Science 1994, 34, 937. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760341111
• [2] Potente H., Schoppner V., Ujma A.: Journal of Polymer Engineering 1997, 17, 153. http://dx.doi.org/10.1515/POLYENG.1997.17.2.153
• [3] Broel-Plater B.: Polimery 1997, 42, 386.
• [4] Potente H.: Kunststoffe Plast Europe 1999, 89, 27.
• [5] 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
• [6] Fernandes C., Pontes A.J., Viana J.C. et al.: International Polymer Processing 2012, 27, 213. http://dx.doi.org/10.3139/217.2511
• [7] Verbraak C.P.J.M., Meijer H.E.H.: Polymer Engineering and Science 1989, 29, 479. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760290708
• [8] Stasiek J.: Polimery 1995, 40, 214.
• [9] Stasiek J.: Polimery 1997, 42, 14.
• [10] Nastaj A., Wilczyński K.: Polimery 2018, 63, 38. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2018.1.6
• [11] O’Connor C.P.J., Martina P.J., Sweeney J. et al.: Journal of Materials Processing Technology 2013, 213, 1588. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2013.02.001
• [12] Throne J.L.: “Technology of Thermoforming”, Hanser Publishers, Munich 1996.
• [13] Klein P.W.: “Fundamentals of plastic thermoforming. Synthesis lectures on materials engineering”, Morgan & Claypool Publishers 2009.
• [14] Throne J.L.: “Understanding thermoforming”, Hanser Publishers, Munich 2008.
• [15] Schwarzmann P.: “Thermoforming – A Practical Guide”, Hanser Publishers, Munich 2001.
• [16] Ekşi O., Karabeyoğlu S.S.: Advances in Science and Technology Research Journal 2017, 11, 198. http://dx.doi.org/10.12913/22998624/71147
• [17] Klepka T.: Polimery 2002, 47, 649.
• [18] Klepka T., Jeziorska R., Szadkowska A.: Przemysł Chemiczny 2015, 94, 1352. http://dx.doi.org/10.15199/62.2015.8.21
• [19] Jachowicz T., Garbacz T., Tor-Swiatek A. et al.: International Journal of Polymer Analysis and Characterization 2015, 20, 307. http://dx.doi.org/10.1080/1023666X.2015.1016788
• [20] Żenkiewicz M., Richert J.: Polimery 2009, 54, 299.
• [21] Żenkiewicz M., Szach A.: Polimery 2010, 55, 337.
• [22] Hopmann Ch., Martens J.: Kunststoffe 2015, 8, 67.
• [23] Van Mieghem B., Desplentere F., Van Bael A. et al.: eXPRESS Polymer Letters 2015, 9, 119. http://dx.doi.org/10.3144/expresspolymlett.2015.13
• [24] Lee R.E., Guo Y., Tamber H. et al.: Industrial and Engineering Chemistry Research 2016, 55, 560. http://dx.doi.org/10.1021/acs.iecr.5b03473
• [25] Hosseini H., Berdyshev B.V., Mehrabani-Zeinabad A.: Polymer Engineering and Science 2009, 49, 240. http://dx.doi.org/10.1002/pen.21245
• [26] Raurí McCool R., Martin P.J.: Polymer Engineering and Science 2010, 50, 1923. http://dx.doi.org/10.1002/pen.21718
• [27] Erdogan E.S.: Journal of Mechanical Engineering 2014, 60, 195. http://dx.doi.org/10.5545/sv-jme.2013.1486
• [28] Min S.C., Zhang H.Q., Yang H.J.: Journal of Food Processing and Preservation 2011, 35, 758. http://dx.doi.org/10.1111/j.1745-4549.2011.00526.x
• [29] Mohan T.P., Kanny K.: International Journal of Material Forming 2014, 8, 401. http://dx.doi.org/10.1007/s12289-014-1183-x
• [30] Engelmann S.: “Advanced Thermoforming: Methods, Machines and Materials, Applications and Automation”, John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2012.
• [31] Sykutera D., Pepliński K.: Inżynieria i Aparatura Chemiczna 2011, 50, 73.
• [32] Karabeyoglu S.S., Ekşi O., Erdoğan S.: Advances in Science and Technology Research Journal 2017, 11, 139. http://dx.doi.org/10.12913/22998624/71148
• [33] Tangpornprasert P., Virulsri C.: Applied Mechanics and Materials 2015, 751, 159. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.751.159
• [34] Kojima I., Takeda T., Nakajima K. et al.: Dental Traumatology 2015, 31, 103. http://dx.doi.org/10.1111/edt.12145
• [35] Azdast T., Doniavi A., Ahmadi S.R. et al.: International Journal of Advanced Manufacturing Technologies 2013, 64, 113. http://dx.doi.org/10.1007/s00170-012-4007-5
• [36] Myers R.H., Montgomery D.C., Anderson-Cook Ch.M.: “Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments”, John Wiley and Sons, New York 2009.
• [37] Montgomery D.C.: “Design and Analysis of Experiments”, 7th. Ed., John Wiley & Sons 2009.
• [38] Technical documentation of the test stand for stretching PEX B‑3F. http://www.pex.biz.pl/oferta-podglad.php?id=5 (access date 12.01.2018)