Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental approach to modeling of the plasticizing operation in the hot plate welding process

Wałęsa Krzysztof, Talaśka Krzysztof, Wilczyński Dominik, Górecki Jan, Wojtkowiak Dominik

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e16, 2022

EN

The paper discusses the topic of butt welding of polyurethane drive belts by the hot plate method in the context of modeling the process of this technological operation. Based on the analysis of the butt welding process, a series of studies of the thermomechanical properties of the material from which the belt is made has been planned. The results will be used for mathematical modeling of the welding process, and in particular its most important phase: the plasticizing operation. On this basis, the study of the compression of cylindrical specimens taken from the belt has been performed at two different speeds. Their result is the relationship between the compressive stress σc and the modulus of longitudinal elasticity Ec at compression and: deformation εc, temperature value T, as well as the compressive velocity vc. In the next step, dynamic viscosity η of the belt material was determined based on the results of dynamic thermomechanical analysis. The research work culminated in the attempts to plasticize the material on a hot plate, in conditions similar to the process of industrial welding. These studies were performed at different speeds vpl, resulting in the correlation between the force required for plasticizing Fpl and the value of the speed of the belt end vpl relative to the hot plate heated to a temperature Tp. The obtained results will be used to formulate a mathematical model of plasticizing the material, based on the selected mechanical deformation models.

2

Experimental study on energy consumption in the plasticizing unit of the injection molding machine

Iwko J., Wroblewski R., Steller R.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 5

362--371

EN

In this work the energy needed for reciprocating screw motion and heating of the barrel were examined by changing various parameters of the injection molding process, measuring the process characteristics and calculating the corresponding values of SEC (specific energy consumption). Five thermoplastic polymers were examined. It was found that the optimal condition from the energy consumption point of view to perform the plasticization of thermoplastic polymers on the research position is low value of rotational velocity of the screw. Furthermore, an increase of the SEC value with increasing barrel temperature was shown. It was also found that changes of back pressure do not affect the energy consumption of the plasticizing system of the injection molding machine.

PL

Badano zużycie energii potrzebnej na wykonanie ruchu posuwisto-obrotowego ślimaka oraz ogrzewanie cylindra w procesie wtryskiwania prowadzonym w zmiennych warunkach procesowych. Dokonano pomiaru charakterystyk wyjściowych procesu wtryskiwania oraz wyznaczono na ich podstawie wartości SEC (jednostkowego zużycia energii). Przetwarzano pięć typowych polimerów termoplastycznych. Stwierdzono, że mała prędkość obrotowa ślimaka zapewnia optymalne, ze względu na niewielkie zużycie energii, warunki do prowadzenia procesu wtryskiwania na analizowanym stanowisku badawczym. Wykazano ilościowy wpływ wzrostu temperatury cylindra na wartość SEC, a także brak wpływu zmiany ciśnienia uplastyczniania na zużycie energii przez układ uplastyczniający wtryskarki.

3

Specjalna konstrukcja ślimaka do przetwórstwa tworzyw sztucznych

Nieszporek T., Palutkiewicz P., Baranowski W.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 11

942--946

PL

Przedstawiono innowacyjne rozwiązanie konstrukcji ślimaka do przetwórstwa tworzyw sztucznych. Opisywany ślimak jest przedmiotem wynalazku zgłoszonego w Polskim Urzędzie Patentowym. Jest to ślimak do przetwórstwa tworzyw sztucznych, zwłaszcza barwionych, oraz tworzyw napełnianych i tworzyw charakteryzujących się małą różnicą pomiędzy temperaturą uplastyczniania i temperaturą degradacji. W artykule omówiono cechy charakterystyczne ślimaka oraz sposób jego wykonania.

EN

An innovative solution to the construction of the screw for plastics processing has been presented. The described screw is the object of the invention reported in the Polish Patent Office. It is a screw for the processing of plastics, especially the stained ones, as well as filled materials and plastics with a small difference between the plasticization and degradation temperatures. The paper discusses the characteristics of the screw and methods for its manufacturing.

4

Doświadczalna weryfikacja komputerowego modelu procesu uplastyczniania polimerów przy wtryskiwaniu. Cz. 2, Badania porównawcze

Iwko J., Steller R.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2015

|

T. 21, Nr 2 (164)

108--116

5

Doświadczalna weryfikacja komputerowego modelu procesu uplastyczniania polimerów przy wtryskiwaniu. Cz. 1, Stanowisko badawcze

Iwko J., Steller R., Wróblewski R.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2015

|

T. 21, Nr 1 (163)

15--21

PL

Przedstawiony artykuł dotyczy komputerowego modelowania procesu uplastyczniania polimerów w procesie wtryskiwania. Kilka lat temu stworzono pełną wersję modelu matematycznego tego procesu. Na bazie modelu matematycznego stworzony został program komputerowy, a na jego podstawie wykonane zostały symulacje procesu wtryskiwania, obrazujące wpływ warunków technologicznych procesu i geometrii ślimaka na przebieg procesu uplastyczniania polimerów. W dalszej kolejności należy przeprowadzić badania doświadczalne, oceniające model teoretyczny z punktu widzenia jego dokładności i przydatności. Ważne wielkości wyjściowe, którymi są profile temperatury oraz ciśnienia, jak również pobór mocy przez układ uplastyczniający, moment obrotowy ślimaka i czas rotacji ślimaka są wielkościami, które można zmierzyć i w ten sposób określić poprawność oraz dokładność pracy modelu symulacyjnego. Pomiary te powinny się odbyć na specjalnie do tego celu stworzonym stanowisku pomiarowym, złożonym z odpowiednio oprzyrządowanej wtryskarki, połączonej z rejestratorem zapisującym wszystkie dane pomiarowe odczytywane z zamontowanych we wtryskarce czujników i elementów pomiarowych. Celem niniejszego artykułu jest omówienie wykonanego stanowiska pomiarowego oraz analiza wyników wstępnych badań doświadczalnych przeprowadzonych z wykorzystaniem tego stanowiska.

EN

The article presents study on computer modeling of polymer plasticizing in injection molding. Several years ago, the complete version of the mathematical model of this process had been created. According to the mathematical model, a computer program was developed. Based on the computer program, simulation studies of injection molding process, showing the impact of the technological process and the geometry of the screw on the process of polymers plasticizing, have been made. In a further step, there is need to perform experimental research, evaluating the theoretical model in terms of its accuracy and usefulness. Important output quantities, which are profiles of temperature and pressure, as well as the power consumption of the plasticizing system, the torque of the screw and the screw rotation time can be measured and thus determine the correctness and accuracy of the simulation model. These measurements should be done on a specially designed measuring position, consisting of a suitably instrumented injection machine, connected with a recording system, which saves all measurement data read from the injection molding machine. The aim of this article is discuss of such position and analysis of results of preliminary experimental research made on this position.

6

Effect of self-heating during processing of rigid and plasticized poly(vinyl chloride) on its thermal stability

Simonov-Emelianov I. D., Markov A. V., Prokopov N. I., Gritskova I. A., Munkin N. I., Hexel L.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 9

703--706

EN

Times of dynamic thermal stability ( t) depending on real temperatures of poly(vinyl chloride) (PVC) melts with different viscosities were investigated and compared. The experimental data were analyzed using the Arrhenius equation and the activation energy of PVC dehydrochlorination was determined. It was found that increased thermal stability of the melts caused by plasticization is related to a decrease in their self-heating.

PL

Zbadano i porównano czasy dynamicznej stabilności termicznej (tt) w zależności od rzeczywistej temperatury stopów (Tp) poli(chlorku winylu) (PVC) i jego kompozycji różniących się lepkością. Uzyskane wyniki opisano za pomocą równania Arheniusa, wyznaczając energię aktywacji procesu odchlorowodorowania. Stwierdzono, że stabilność termiczna stopów uplastycznionego PVC jest związana ze zmniejszonym efektem ich samonagrzewania.

7

Wpływ orientacji części na wytrzymałość modeli z ABS wytwarzanych techniką modelowania uplastycznionym tworzywem polimerowym

Górski F., Wichniarek R., Andrzejewski J.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2012

|

[R.] 18, nr 5

428-435

PL

Modelowanie uplastycznionym tworzywem sztucznym to technika wytwarzania przyrostowego pozwalająca na uzyskanie modeli o skomplikowanej geometrii bez oprzyrządowania technologicznego, bezpośrednio na podstawie reprezentacji cyfrowej CAD. Ważnym parametrem tego procesu przyrostowego jest orientacja części w komorze roboczej podczas wytwarzania - wpływa ona na szereg wskaźników techniczno-ekonomicznych gotowego wyrobu. W artykule opisano badania eksperymentalne, w których sprawdzano wpływ orientacji na wytrzymałość na rozciąganie wyrobów wykonywanych tą techniką z materiału ABS. Przygotowano próbki wykonywane w różnej orientacji i poddano je próbom wytrzymałościowym. Przygotowano również próbki referencyjne z materiału ABS korzystając z metody wtrysku i również poddano je próbom. Analiza wyników badań potwierdziła przyjęte hipotezy i pozwoliła na dokonanie kilku ważnych obserwacji dotyczących wytrzymałości wyrobów wykonywanych techniką modelowania uplastycznionym tworzywem sztucznym.

EN

Fused Deposition Modeling (FDM) is an additive manufacturing technology, which allows to obtain models of complex geometry without any tooling, directly from the digital CAD representation. An important parameter of FDM process is orientation of part in the working chamber during manufacturing - it influences a number of technical and economical coefficients of the end product. The paper describes experimental research aimed at examining the influence of the orientation on tensile strength of ABS models produced with this technology. Test samples of various orientation were prepared and subjected to tensile tests. Also, a number of reference samples were prepared with injection molding of the same ABS material. Analysis of research results confirmed the assumptions made and allowed to make some important observations regarding strength of models produced with FDM technology.

8

Analiza wpływu stopnia wypełnienia wyrobów wytwarzanych metodą modelowania uplastycznionym tworzywem polimerowym na ich dokładność kształtową

Wichniarek R., Górski F., Kuczko W.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2012

|

[R.] 18, nr 5

535-540

PL

Modelowanie uplastycznionym tworzywem polimerowym pozwala wytwarzać wyroby o bardzo skomplikowanych geometriach bez jakiegokolwiek oprzyrządowania technologicznego, dzięki czemu znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle. Możliwość produkcji wyrobów z regulowanym wypełnieniem pozwala skrócić czas wytwarzania oraz zmniejszyć ilość zużywanego materiału. W pracy przedstawiono wpływ strategii wypełnienia warstw na dokładność odwzorowywania kształtu oraz na wskaźniki ekonomiczne procesu produkcji. Kwestia dokładności odwzorowania jest istotna szczególnie w przypadku wyrobów stanowiących wzorce mechanizmów lub elementy sprawdzianów pomiarowych. W ramach prac opisanych w artykule zbadano także odkształcenia termiczne wyrobów związane z dyssypacją ciepła wewnątrz komory roboczej. Próbki wykonano z tworzywa polimerowego ABS, a do pomiarów dokładności odwzorowania zastosowano skaner optyczny 3D.

EN

Fused Deposition Modeling technology allows to produce elements of very complex geometry out of thermoplastics, with no need for special tooling. Thanks to this, it is frequently used in the industry. Possibility of manufacturing products with regulated filling allows to shorten manufacturing time and volume of used material. The paper describes an influence of strategy of layers filling on shape and dimensional accuracy and economical coefficients of the production process. The problem of accuracy is crucial especially in case of elements used as prototypes of mechanisms or elements of measure tests. During research described in the paper, thermal deformation of products related to heat dissipation inside the working chamber was examined. As a model material for samples, ABS material was used. Measurements of accuracy were performed using 3D optical scanner.

9

Modelowanie przepływu ciepła w procesie uplastyczniania materiału porowatego

Malujda I.

Mechanik

|

2010

|

R. 83, nr 1/S

147-154

PL

Praca dotyczy modelowania procesów zagęszczania i uplastyczniania materiałów porowatych, anizotropowych oraz sypkich zaliczanych do biomas. Określenie ich nośności granicznej, zależnej od wpływu ciepła, stanowi podstawę do formułowania teorii projektowania i konstruowania maszyn realizujących te procesy. Rozwiązanie przepływu ciepła ściśle wiąże się z empirycznym określeniem współczynnika przewodzenia ciepła. W celu jego wyznaczenia opracowano i przedstawiono autorską konstrukcję przyrządu do badania rozważanych w pracy materiałów.

EN

For modelling of compression and plasticization of loose materials and materials with porous and anisotropic characteristics the primary parameter is the critical strain at which plastic flow commences. The critical strain value, which depends on the thermo-mechanical properties of the material and the key parameters of the process, is critical for effective platicization. Strength of certain materials, such as wood and sawdust, significantly decreases with temperature. Therefore, temperature distribution, especially in the thin superficial layer, is one of the main characteristics taken into account in formulating constitutive equations, especially regarding thermal conductivity and plasticity. The thermal distribution pattern in the plasticized superficial layer must be established accurately as it affects the value of thermal conductivity coefficient. This paper presents the results of thermal conductivity tests of wood allowing for the effect of temperature.

10

Identyfikacja właściwości dynamicznych zespołu uplastyczniającego preformy z PET w maszynach rozdmuchowych

Stączek P., Płaska S.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2010

|

Vol. 30, nr 1

169-174

PL

W artykule przedstawiono model matematyczny opisujący właściwości dynamiczne zespołu uplastyczniającego preformy z PET w maszynie wytwarzającej pojemniki metodą rozdmuchiwania sprężonym powietrzem. Wielkością wejściową modelu jest sygnał sterujący mocą cieplną elementów grzejnych zespołu, a sygnałem wyjściowym uzyskana temperatura powierzchni zewnętrznej preformy przed rozdmuchiwaniem, mierzona przetwornikiem pirometrycznym. Zastosowano doświadczalną metodę identyfikacji polegającą na analizie odpowiedzi modelowanego obiektu na skokowe zmiany sygnału wejściowego. Wyniki eksperymentalne aproksymowano modelem inercyjnym I rzędu z opóźnieniem. Przeanalizowano zmienność właściwości dynamicznych obiektu wynikającą z różnego obciążenia (zmian wydajności) zespołu uplastyczniającego.

EN

Paper presents the mathematical model that describes dynamic features of the process of reheating PET preforms inside reheating unit of stretch blow moulding machine. The control signal of heating power for infrared lamps is the input variable of the model. The output variable is the temperature of preform's exterior surface measured by pyrometric sensor. The empirical method of estimation of model's parameters was applied - the object's response for step change of control signal was analyzed. Finally, the 1st degree inertia with delay model was built. Change of model's parameters caused by different values of reheating efficiency was discussed.

11

Stopień uplastycznienia wytłoczyny uzyskiwanej w warunkach autotermicznej pracy wytłaczarki ślimakowo-tarczowej

Rydzkowski T.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 5

377-381

PL

Omówiono genezę i teoretyczne podstawy własnej konstrukcji autotermicznej wytłaczarki ślimakowo-tarczowej, charakteryzując przy tym cechy geometryczne oraz możliwości przetwórcze takiego urządzenia, wykorzystanego w opisywanej pracy doświadczalnej. Przedstawiono wnioski z wyników badań symulacyjnych dotyczących pomiarów ciśnienia i temperatury tworzywa (polietylenu małej gęstości, PE-LD) na powierzchniach ślimaka (aktywnej, biernej, rdzenia) oraz wewnątrz tworzywa, generowanych na długości kanału ślimaka. Wyniki te potwierdziły słuszność teorii aktywnej strefy zasilania - udowodniono mianowicie występowanie efektu autotermicznego wytłaczania w warunkach małej szybkości obrotowej ślimaka. Uzyskiwana wówczas wytłoczyna charakteryzuje się interesującymi właściwościami, odmiennymi od właściwości wytłoczyny otrzymywanej w klasycznej wytłaczarce. Cechy te mogą predestynować badane urządzenie do przetwarzania materiałów pochodzących z recyklingu.

EN

The genesis and theoretical fundamentals of the own construction of autothermal screw-disc extruder are discussed. The geometrical features and processing possibilities of such equipment, used in experimental work (Fig. 2) are described. The conclusions drawn from simulations concerning pressure and temperature of polymer (PE-LD) on screw surfaces (active, passive and core ones) and inside the polymer, generated along the screw channel length (Fig. 1), are given. The results confirmed the wisdom of a theory of active feeding zone as it was proved that autothermal effect occurred during extrusion at low rotational speed of screw (Fig. 3). Extrudate obtained in such conditions shows interesting properties, differing from those shown by extrudate obtained in classical extruder. All this can predestine the equipment to use in recycled materials processing.

12

Mechanical properties of QE22 magnesium alloy based composites

Drozd Z., Trojanova Z., Jager A.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

137-142

EN

Mechanical properties of two magnesium alloy based composites were studied. Composite with QE22 matrix reinforced by 20 vol.% of Al2O3 short fibres and hybrid composite (QE22 + 5 vol.% Al2O3 fibres and 15 vol.% SiC particles) were deformed in compression at temperatures from RT up to 400°C. Two types of specimens were investigated - one with fibres plane oriented parallel to the stress axis and the other with perpendicular fibres plane orientation. Temperature dependencies of the characteristic stresses [sigma](02) and [sigma](max) were studied. Mechanical properties of composite materials were compared with the monolithic QE22 matrix alloy. Optical and scanning electron microscopy were used for study of microstructure of materials. Possible hardening and softening mechanisms are discussed.

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych dwóch kompozytów na osnowie stopu magnezu QE22. Kompozyt umacniany 20% obj. krótkich włókien Al2O3 oraz kompozyt hybrydowy umacniany 5% obj. włókien Al2O3 i 15% obj. cząstek SiC odkształcano poprzez ściskanie od temperatury pokojowej (RT) do 400°C. Dodatkowo, w celach porównawczych, badaniom poddano również sam stop osnowy QE22. Wyznaczono charakterystki naprężeń [sigma](02) oraz [sigma](max) w zależności od temperatury. Badaniom poddano dwa rodzaje próbek: z włóknami ukierunkowanymi równolegle i prostopadle do osi naprężeń. Badania mikrostrukturalne materiałów kompozytowych przeprowadzono z zastosowaniem mikroskopii optycznej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej. Poddano dyskusji możliwe mechanizmy umacniania i uplastyczniania badanych materiałów.

13

Hardening and softening in Mg-Li-Al matrix composites

Trojanova Z., Drozd Z., Mathis K., Lukac P., Kudela S.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 10

127-132

EN

Mg-xLi-yAl (x = 4, 8, 12, y = 0, 3, 5) matrix composites reinforced with short [delta]-alumina (Al2O3) fibres were manufactured by the pressure infiltration process. The fibrous preform was prepared using commercial alumina fibres (Saffil) via water dispersion, sedimentation and drying operations without any binder. The structure of composite materials consisted of short [delta]-aIumina fibres (10% vol.) distributed planar-randomly within Mg-Li-Al matrix (hcp, hcp+bcc, bcc). No significant fibre damage resulting from the Mg-Li-Al melt attack was observed. Compression tests of cylindrical composite samples were carried out at temperature between 20+200°C. The results obtained revealed that the flow stresses of the composites are substantially higher than those of unremforced alloy. These difference decreases with increasing test temperature. Different contributions to the strength of composites were evaluated. The shear stress at fibre/matrix interface were of greatest importance in this regard, though the contribution resulting from the dislocation density increase was also significant.

PL

Przedstawiono wyniki badań kompozytów na osnowie stopów Mg-xLi-yAl o różnym udziale składników stopowych (x = 4, 8, 12; y = 0, 3, 5), umacnianych krótkimi włóknami Al2O3. Udział fazy umacniającej ustalono na poziomie 10% obj. Szczególną uwagę poświęcono charakterystykom mechanicznym odkształcania w próbach ściskania, przeprowadzonych w zakresie temperatur pomiędzy 20 a 200°C. Ujawniono, że naprężenie płynięcia plastycznego w kompozytach było wyższe niż w samym stopie osnowy, przy czym różnice te malały w miarę wzrostu temperatury odkształcania. Omówiono mechanizm przenoszenia obciążenia od osnowy do elementu wzmocnienia przez granice faz, jak również inne mechanizmy wpływające na zmianę gęstości dyslokacji w pobliżu włókna wzmacniającego. Wyniki badań dotyczące wzmocnienia stopu osnowy interpretowano w kontekście typu struktury poszczególnych faz.

14

Wpływ konstrukcji masownic i cyklu uplastyczniania na jakość szynki gotowanej

Dolata W., Piotrowska E., Wajdzik J.

Inżynieria Rolnicza

|

2003

|

R. 7, nr 8

37--45

PL

W pracy oceniano wpływ konstrukcji masownic i cyklu uplastyczniania na jakość szynek gotowanych. Szynki wyprodukowano stosując do uplastyczniania mięśni (m. biceps femoris) pięć masownic bębnowych o gładkiej wewnętrznej powierzchni bębna z wbudowanymi przegrodami. Ilość oraz konstrukcja przegród różnicowała wybrane do testów urządzenia (I,II,III,IV,V). Analizę sensoryczną gotowego wyrobu wykonano stosując metodę skalowania liniowego. Zdefiniowano i oceniono następujące wyróżniki: jakość barwy, jednolitość barwy, wyciek, związanie plastra, smak, zapach, soczystość, kruchość, delikatność. Zastosowano matematyczną metodę wielowymiarowej analizy danych (Multidimensional Data Analysis - MDDA). Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że na jakość gotowego wyrobu ma wpływ konstrukcja urządzenia, do której należy dostosować cykl masowania. Zastosowana właściwa technika masowania mięśni w urządzeniu do uplastyczniania pozwala bowiem uzyskać wyrób finalny o wysokiej jakości sensorycznej.

EN

The effects of tumbler's construction and plasticizing cycle on the quality of cooked porcine muscles were studied. The hams were prepared using five tumblers of smooth internal surface with built-in baffles for plasticizing the porcine muscle tissue (m. biceps femoris). The devices selected to the tests were differentiated by the amuont and construction of the baffles (I, II, III, IV, V). The sensory analysis of final product was based on a linear scalling method. Following indices were defined and evaluated: the quality and uniformity of colour, the effluent, slice binding, the taste, aroma, succulence, the tenderness and delicacy. Multidimensional data analysis (MDDA) was applied as a method of mathematical data processing. Obtained results showed that the quality of final product was affected by the device construction to which the tumbling cycle ought to be fitted. The use of proper technique of muscle tumbling in plasticizing device enables to get the final product of highest sensory quality.