The manufacturing issues of technical products made of polyimide - carbon fibers composite by means injection moulding process

• Autorzy: Frącz W. , Janowski G. , Mikhasev G.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2016.9

Warianty tytułu

PL

Problematyka wytwarzania wyrobów technicznych z kompozytów typu poliimid - włókno węglowe w technologii formowania wtryskowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nowadays modern commercial simulation software provides acceptably faithful representation of reality, assuming the correctness of boundary conditions and reliability of data of processed composite material. In the case of non-standard plastics which include polyimide, we do not always have access to the target material and we do not have proper equipment to produce such products. Due to very interesting properties of the polyimide and its low popularity in use as an injection moulding material, the analysis of injection moulding of tooth plastic gear made from carbon fiber-polyimide composite was made. In this work the chosen material data, necessary for the numerical analysis, were presented. The impact analysis of main factors controlling the volumetric shrinkage during injection moulding processing was conducted. It was found that the greatest impact on the quality criterion is the melt temperature. To optimize control factors, the Taguchi orthogonal plans were used. In addition, the issue of polyimide properties, the possibility of its injection moulding and applications was discussed.

PL

Współczesne programy symulacyjne w dość wierny sposób zapewniają odzwierciedlenie rzeczywistych procesów wytwarzania, przy założeniu poprawnie wprowadzonych warunków przeprowadzania procesu oraz danych przetwarzanego materiału. W przypadku nietypowych tworzyw sztucznych jakim jest m.in. poliimid –nie zawsze mamy dostęp do materiału oraz od powiedniej aparatury w celu przetworzenia takiego wytworu. Z uwagi na bardzo interesujące właściwości poliimidu i małą popularność jako materiału nadającego się do wtryskiwania, wykonano symulację formowania wtryskowego koła zębatego wykonanego z kompozytu poliimid –włókno węglowe. W pracy zestawiono dane materiałowe niezbędne do przeprowadzenia analizy numerycznej. Dokonano analizy wpływu głównych czynników sterujących na wartość skurczu objętościowego wypraski. Stwierdzono, że największy wpływ na w/w kryterium jakościowe ma temperatura uplastycznionego tworzywa. Dokonano optymalizacji parametrów wtrysku z wykorzystaniem planów ortogonalnych Taguchi, w oparciu o które przeprowadzono analizy numeryczne. Ponadto, w oparciu o dostępną literaturę przedstawiono istotne właściwości poliimidu, jego aktualne możliwości przetwórstwa oraz obszary jego zastosowania jako materiału konstrukcyjnego.

Słowa kluczowe

EN

polyimides; polymer composites; numerical simulations; optimization; injection moulding

PL

poliimidy; kompozyty polimerowe; symulacje numeryczne; optymalizacja; formowanie wtryskowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 88 [293], nr 2
• Strony: 101--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Frącz W.

• Rzeszow University of Technology

autor

Janowski G.

• Rzeszow University of Technology, 8 Powstańców Warszawy Ave ., 35- 959 Rzeszów

autor

Mikhasev G.

• Belarusian State University

Bibliografia

• 1. Berins M.L.: Plastics Engineering Handbook of the Society of the Plastics Industry, 5th ed., Chapman and Hall, New York 1991.
• 2. Brydson J.A.: Plastics Materials, 6th ed., Butterworth-Heinemann, Oxford 1995.
• 3. Budzik G., Bernaczek J., Kozik B., Sobolewski B., Sobolak M., Oleksy M., Grzelka M., Dobrowolska A.: Advanced integrated cad/rp systems in manufacturing process of planetary gear demonstrator, Acta Technica Corviniensis-Bulletin of Engineering, 6 (2013) 95.
• 4. Chanda M., Roy S. K.: Plastics Technology Handbook, CRC Press, Boca Raton 2007.
• 5. Gajdoš I., Duleba B., Spišák E., Greškovič F., Dulebová L.: Optimization of injection molding process by DOE, Hutnik - Wiadomości Hutnicze, 81 (2014) 470- 475.
• 6. Harper C.A.: Handbook of Plastics Technologies: The Complete Guide to Properties and Performance, McGraw-Hill, New York 2006.
• 7. Harper C. A., Petrie, E. M.: Plastics Materials and Processes: A Concise Encyclopedia, Wiley, Berlin 2003.
• 8. Kowalska B., Sikora R.: The effect of cooling time of the injection moldings on the therodynamic equation of state, Polimery, 48 (2003) 359-364.
• 9. Kroschwitz, J.I.: Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, John Wiley and Sons, New York 1990.
• 10. Kutz M.: Applied Plastics Engineering Handbook, William Andrew, 2011.
• 11. Kwiatkowski D., Gnatowski A., & Nabiałek J.: Numerical analysis of residual stress and deformation of injection moulded parts manufactured from polymeric composite with different processing conditions. Kompozyty, 11 (2011) 294-298.
• 12. Marciniec A., Budzik G., Sobolewski B., Grzelka M., Wieczorkowski M.: Ocena dokładności prototypów stożkowych kół zębatych z zastosowaniem CMM, Czasopismo Techniczne. Mechanika, 107 (2010) 73-80.
• 13. AURUM® JCL3030 Thermoplastic Polyimide - Product data.
• 14. AURUM® JCL3030 Thermoplastic Polyimide - Product data.
• 15. Pötsch G., Michaeli W., Injection Molding. An Introduction, Carl Hanser Verlag, Munich 2008.
• 16. Wilczyński K., Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych, WNT, Warszawa 2001.
• 17. Yang H., Liu J., Ji M., Yang S.: Novel thermoplastic polyimide composite materials, INTECH open science 2012, pp. 1-11.

Uwagi

PL

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