Modelowanie procesu wtryskiwania wielokomponentowego kompozytów polimerowych

• Autorzy: Nabiałek J. , Kwiatkowski D. , Gnatowski A.

Warianty tytułu

EN

Modeling of multicomponent injection molding process of the polymer composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki komputerowych symulacji procesu wtryskiwania wybranego kompozytu polimerowego, a następnie otryskiwania go innym tworzywem. W pracy wykorzystano pakiet oprogramowania inżynierskiego CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11 oraz program symulacyjny Moldflow Plastics Insight ver. 6.1. Do symulacji zastosowano wypraskę, która składa się z dwóch elementów: elastycznej ramki i sztywnego korpusu. Przeprowadzono symulację komputerową wtryskiwania korpusu oraz otryskiwania go termoplastycznym elastomerem. Zastosowano dwa różne materiały polimerowe: kompozyt polipropylenu z kredą Isofil H 40 C2 F NAT (korpus) oraz termoplastyczny elastomer SEBS Sevrene 3000-70A (ramka). Wyniki symulacji procesu wtryskiwania i otryskiwania przedstawiono w postaci graficznej. Badano wpływ gorącego elastomeru na otryskiwany korpus. Stwierdzono, iż materiał korpusu zostanie częściowo ponownie uplastyczniony podczas procesu otryskiwania. Gorący elastomer (temperatura powyżej 200°C) opływający zimny korpus spowoduje przejście w stan plastyczny materiału korpusu. Można przypuszczać, iż nastąpi trwałe połączenie ramki z korpusem. Analizowano między innymi rozkład temperatury, ciśnienia, szybkości ścinania. Analiza wyników badań symulacyjnych pozwala stwierdzić, iż specjalistyczne programy komputerowe umożliwiają przewidywanie wystąpienia zjawisk specyficznych dla danego procesu przetwórstwa. Współczesne programy symulacyjne zapewniają zadowalająco wierne odwzorowanie rzeczywistości (przy założeniu poprawności wprowadzonych warunków początkowych i brzegowych oraz wiarygodności danych materiałowych przetwarzanego kompozytu). Programy symulacyjne pozwalają modelować coraz szerszą gamę procesów przetwórstwa kompozytów polimerowych. Wyniki badań mają charakter wstępny. Planuje się analizę chłodzenia i skurczu przetwórczego w ramach dalszych badań. Wyniki badań symulacyjnych porównano z procesem rzeczywistym.

EN

In the paper results of computer simulations of the overmolding process of selected polymer composite were presented. At work the package of providing the engineering software CAD/CAM/CAE - I-DEAS NX ver. 11 and simulation software Moldflow Plastics Insight ver. 6.1 were used. A molded part was used to the simulation, which contains elements: elastic frame and rigid body. Computer simulations were preformed for injection of body part and its overmolding with elastomer. Materials for which investigations were performed are: polypropylene composite with chalk Isofil H 40 C2 NAT (body) and thermoplastic elastomer SEBS Sevrene 3000-70A (frame). The results of the injection molding and overmolding simulation were presented in the graphical way. The hot elastomer influence on overmolding body was examinated. It is proved that bodys' material will be partially plasticized again during overmolding process. Hot elastomer (temperature over 200°C) which overflows cold body causes body material passing into plastic state. We may assume that permanent connection frame with body will take place. Temperature, pressure and shear rate were analyzed. The analysis of simulation research results helps us assert that specialist computer programs let us predict appearance of phenomena specific for given molding process. Modern simulation programs ensure us true reality projection (if we assume that initial and border conditions which were entered are correct and that material data of processing composite is reliable). Simulation programs let us model wider and wider scale of polymer composites processing. The results of investigation have preliminary character. Cooling, shrinkage and warpage analysis will be planned within the limit of further research. The results of investigation became set against real process.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt polimerowy; proces wtryskiwania wieloskładnikowego; otryskiwanie; symulacja komputerowa

EN

polymers composites; multicomponent injection molding; overmolding; computer simulation

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 10, nr 4
• Strony: 340--343
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nabiałek J.

autor

Kwiatkowski D.

autor

Gnatowski A.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Przetwórstwa Polimerów i Zarządzania Produkcją, al. Armii Krajowej 19c, 42-200 Częstochowa, Poland,

Bibliografia

• [1] Jakubowska P., Kloziński A., Sterzyński T., Właściwości reologiczne wysokonapełnionych kompozytów poliolefin, Chemia i Technologia Chemiczna 11, Zeszyty Naukowe ATR w Bydgoszczy 2006, nr 246, s. 57.
• [2] Sterzyński T., Kubczak M., Wysokonapełnione kompozyty polietylen/metaołowian baru do zastosowań w bipolarnych akumulatorach kwasowo-ołowiowych, Polimery 2006, 2.
• [3] Ilinca F., Hetu J.F., Three-dimensional filling and post-filling simulation of polymer injection molding, International Polymer Processing 2001, XVI, 3, 291-301.
• [4] Yang S.Y., Nian S.C., Sun I.C., Flow visualization of filling process during micro-injection molding, International Polymer Processing, Hanser Verlag 2002, XVII.
• [5] Godec D., Sercer M., Catic I., Analytical and numerical calculation of mould for injection moulding of thermoplastics, PPS Ateny 2003, (materiały).
• [6] Flitz P.F., Symulacja jest lepsza niż próby, TS Raport 2002, 11-12, s. 22-25.
• [7] Takase M., Katsumoto R., Kegasawa T., Kihara S., Funatsu K., Numerical analysis of polymer melt flow in the Nipping Region, Polym. Eng. Sci. 2002, 42, 4, 836-845.
• [8] Yu L., Koh C.G., Lee L.J., Koelling K.W., Madou M.J., Experimantal investigation and numerical simulation of injection molding with micro-features, Polym. Eng. Sci. 2002, 42, 5, 871-887.