Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Computer Methods in Materials Science

2 2015

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Method to identify rheological constitutive model adapted for powder injection moulding process using inverse method

Claudel D., Gelin J. -C., Sahli M., Barriere T.

Computer Methods in Materials Science

2015

Vol. 15, No.1

226--231

The aim of this paper is to show a method to identify rheological parameters of constitutive models for powder injection moulding process. The constitutive rheological model used is generalized model mixing several rheological laws such as Carreau-Yasuda, Maron-Piercc and Arrhenius. Thus, the constitutive model takes accounts shear rate, powder volume loading, temperature and particle size. The material used for this study is Inconel 718, nickel-chromium-based superalloy is typically used in high-temperature and high-performance applications, particularly in the aeronautic industry. To elaborate the feedstock, powder was mix with a formulation composed of three different binder ingredients: polypropylene (PP), polyethylene glycol (PEG) and a stearic acid (SA). Then, a rheological characterization on the powder and feedstock was carried out. The rheological properties of the resulting binder formulations and feedstocks were characterized using a capillary rheometer. First all the binder granules were filled into rheometer barrel heated to 170,180 or 190°C. More than, the powder particle size distribution was measured by laser scattering particle analyser. Then, the data collected from the first characterization were used to identify parameters of the model. Then, this identification of parameters could be used to carry out numerical injection simulations. Also, sensitivity of parameters analysis was carrying out to determine influence of each of rheological law.

Celem pracy jest przedstawienie metody identyfikacji parametrów Teologicznych modelu konstytutywnego dla procesu wtryskiwania proszku. Reologiczny model konstytutywny jest uogólniony model będący połączeniem wielu praw Teologicznych. takich jak Caneau-Yasuda, Maron-Pierce'a i Anheniusa. Zatem model konstytutywny bierze pod uwagę prędkość ścinania, objętość proszku, temperaturę i wielkość cząstek. Analizowanymi materiałami były Inconel 718 i nadstop na bazie niklu i chromu, stosowane w procesach wysokotemperaturowych i o wysokiej wydajności, szczególnie w przemyśle lotniczym. Materiał wsadowy wytworzono z proszku składającego się z trzech składników: polipropylenu (PP), glikolu polietylenowego (PEG) i kwasu stearynowego (SA). Następnie opracowano charakterystykę Teologiczną dla proszku i materiału wsadowego. Reologicznc własności spoiwa i materiału wsadowego zostały wyznaczone reometru kapilarnego. Na początku spoiwo umieszczono w reometrze, który podgrzano do temperatury 170, 180 lub 190°C. Następnie został zmierzony rozkład wielkości cząstek proszku z użyciem laserowego analizatora rozmiaru cząstek. W kolejnym kroku badań zebrane dane zostały wykorzystane do identyfikacji parametru modelu. Oszacowane parametry modelu mogą zostać zastosowane w symulacjach numerycznych proce su wtryskiwania. Ponadto w pracy przeprowadzono analizę wrażliwości, określając wpływ parametrów poszczególnych modeli na wartości wyjściowe z modeli.

Characterization by infrared spectroscopy of binder based on polyethylene glycol and inconel 718 feedstock for powder injection moulding

Royer A., Gelin J. -C., Barriere T.

Computer Methods in Materials Science

2015

Vol. 15, No.1

232--238

Metal injection moulding (MIM) has over the past decade established itself as a competitive manufacturing process to produce in large quantities small precision components with complex shape which would be costly to produce by alternative methods. MIM is a process which combines the versatility of plastic injection moulding with the strength and integrity of machined, pressed or otherwise manufactured small, complex metal parts. MIM consists in shaping powder particles and sintering them. During the injection phase, segregation appears in the feedstock and defects will be appear in the component during the sintering. To limit this effect, during decades a vast variety of binder systems have been developed. Binder systems arc formulated as a mixture of different organic or inorganic substances with several functions. Binder system has the main commitments of giving the necessary rheological behavior to the feedstocks for injection moulding to transport the powder particles into the mould cavity and the cohesion of the green part. In this paper a study of chemical interactions between polymers in binder and in Inconel feedstocks was investigated by Fourier Transform InfraRed spectroscopy (FTIR) and by differential scanning calorimetry (DSC). These methodologies were also investigated to study the thermal behavior of the binder at a temperature close to the temperature of injection. Analyzes shows relationship between chemical interactions and miscibility of polymer and different rheological and mechanical behavior. All methodologies revealed no interactions between the different component of the binder and the powder. This result shows the necessity to develop a better formulation of binder to improve the homogeneity of the feed¬stock and reduce the segregation during injection phase.

Formowanie wtryskowe, na przestrzeni ostatniej dekady, stało się konkurencyjnym procesem stosowanym do produkcji, w dużych ilościach, małych, precyzyjnych komponentów o złożonych kształtach, których wytworzenie byłoby kosztowne przy zastosowaniu innych procesów. Formowanie wtryskowe metali (ang. MIM) łączy wszechstronność procesu wtryskiwania z wytrzymałością i integralnością innych procesów wytwarzania, na przykład tłoczenia, stosowanych do produkcji małych, złożonych elementów. Proces MIM składa się z nadania cząstkom proszku odpowiedniego kształtu a następnie spiekania ich. Podczas fazy wtryskiwania w proszku zachodzi segregacja i w materiale, w trakcie procesu spiekania, mogą pojawić się wady. Stąd opracowywane są systemy mieszania, pozwalające na ograniczenie tego zjawiska. Systemy te opisywane są jako mieszanina różnych substancji organicznych lub nieorganicznych o wielu funkcjach. System mieszania powinien zapewniać odpowiednie własności reologiczne materiału wsadowego, potrzebne do transportu cząstek proszku do formy i zachowania spójności tzw. części „zielonej". W pracy przeprowadzono badania nad oddziaływaniami che-micznymi między polimerem w lepiszczu i w materiale wsadowym Inconel z wykorzystaniem spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (ang. FTIR) oraz różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Metody te zastosowano również do badania zachowania termicznego lepiszcza w temperaturze zbliżonej do temperatury wtryskiwania. Analizy pokazały zależność między oddziaływaniami chemicznymi i mieszalnością polimeru a różnymi zachowaniami Teologicznymi i mechanicznymi. Wszystkie metody nie wykazały żadnych oddziaływań pomiędzy komponentami lepiszcza a proszkiem. Otrzymane wyniki pokazały konieczność opracowania nowej, lepszej formuły dla lepiszcza w celu poprawy homogeniczności materiału wsadowego i zmniejszenia zjawiska segregacji podczas fazy wtryskiwania.