Fröccsprégelő szerszám tervezése és a technológia elemzése
A fröccsöntés napjainkban az egyik legtermelékenyebb gyártási eljárás. A termékek fejlődésével párhuzamosan a technológiai megoldások is folyamatos fejlődésen mennek keresztül. Egyre összetettebb geometriával rendelkező termékeket gyártanak, amelyek bonyolultsága kihívások elé állítja a mérnököket.
Az ipar 4.0 elterjedésével és az összetett megoldások miatt felmerült az igény a folyamat teljes felügyeletére. Egyre szélesebb körben terjednek el a nyomásmérő szenzorok alkalmazásai, amelyek segítségével a folyamat termékről-termékre nyomon követhető és kontrollálható [1]. A kis falvastagságok, a hosszú folyási utak, a bonyolult geometriák nyomásesést okoznak, ezáltal pedig hiányos termékek keletkezhetnek. Ezt kiküszöbölendő nagyobb nyomást, nagyobb hőmérsékleteket kell alkalmazni, amelyek ronthatják a termék tulajdonságait, vagy növelhetik a ciklusidőt. Egy lehetséges megoldás a prégelés vagy préselés alkalmazása, amelyek segítségével kisebb és egyenletesebb belső nyomás mellett a termék tetszőleges részén kompenzálható a fajtérfogat lokális és egyenetlen változása [2]. Az eljárások lényege, hogy mozgó betétekkel vagy lapokkal a gátfagyás után nyomást fejtünk ki a termék felületére, csökkentve az anyag rendelkezésére álló térfogatot. Ezáltal a még ömledék állapotban lévő polimer lokálisan kompenzálhatóvá válik.
Ezek mellett a többkomponensű és szereléses, valamint ráfröccsöntési technológiák is gyakorivá váltak ahol a termékek komplexitását fokozva, egyre gyakrabban eltérő anyagpárokat is alkalmaznak. A ráfröccsöntés segítségével például különféle bevonatokat, közvetítő rétegeket, vagy akár hibrid szerkezeti elemeket is létrehoznak [3]. Az eljárás során egy meglévő, félkész termékre fröccsöntenek rá azonos, vagy eltérő anyagból.
Kutatásom célja, egy mérőszerszám tervezése, amellyel vizsgálható a prégeléses és a ráfröccsöntéses eljárások együttes alkalmazása. Ehhez egy már meglévő prégelőszerszámon végzett kísérletek eredménye alapján olyan szerszámot terveztem, amelynek segítségével egy előgyártmányra lehet fröccsönteni. Fontos, hogy a szerszámban mérhető és szabályozható legyen a kötést kialakító üregnyomás, valamint a lokális hőmérséklet, így jobban kontrollálva a hegedés lokális környezete. A próbatest kialakításánál törekedtem olyan geometria megalkotására, amellyel hagyományos húzó vizsgálatokkal minősíthető a kötés szilárdsága.
Irodalom:
[1] Kazmer D. O., Johnston S. P., Gao R. X., Fan Z.: Feasability Analysis of an In-mold Multivariate Sensor. International Polymer Processing, Vol. 26, No. 1, 63-72 (2011).
[2] Shen Y. K.: Comparison of height replication properties of micro-injection moulding and micro-injection–compression moulding for production of microstructures on lightguiding plates. Plastics, Rubber and Composites – Macromolecular Engineering, Vol. 36, No. 2, 77-84 (2007).
[3] Filho S. T. A., Blaga L. A.: Joining of Polymer-Metal Hybrid Structures: Principles and Applications. John Wiley & Sons, Hoboken (2018).
szerző
-
Perger Dávid
Energetikai mérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Kovács József Gábor
egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
Boros Róbert
doktorandusz, Polimertechnika Tanszék -
Horváth Szabolcs
Doktorandusz, Polimertechnika Tanszék
