Nyírás okozta kitöltési egyenetlenségek végeselemes szimulációja
A fröccsöntés a műanyagfeldolgozás egyik folyamatosan fejlődő területe. Alapelve, hogy a polimert olvadáspontja fölé melegítve kis viszkozitású folyadékállapotba visszük, majd nagy sebességgel, szűk beömlőnyíláson keresztül zárt szerszámba fecskendezzük és nagy nyomás alatt lehűtjük. Az eljárás fejlődésével a gyártott termék minősége iránt is fokozódó elvárások jelentek meg, azonban a minőséget számos tényező befolyásolja, mint a termék geometriája, a használt alapanyag, a fröccsöntő szerszám, a folyamat technológiai paraméterei, valamint a fröccsöntőgép is. A befolyásoló tényezők helyes megválasztása tehát elengedhetetlen a megfelelő minőségű termékek előállításához. Ebben nyújtanak segítséget a számítógépes szimulációs programok, melyek használata manapság egyre inkább elkerülhetetlen az iparban. A fröccsöntési folyamat pontos modellezése azonban nem egyszerű feladat a bonyolult áramlási és termikus folyamatok, valamint a polimer anyagszerkezetében lezajló változások miatt. Emiatt fordulhat elő, hogy bizonyos jelenségek modellezése, mint az általam vizsgált nyírás okozta kitöltési egyenetlenség is, nem kellően pontos [1].
A nyírás okozta kitöltési egyenetlenség jelentősége, hogy többfészkes szerszám használata esetén a fröccsöntési ciklus során fellépő nyírás hatására a különböző szerszámfészkekből származó termékek minősége eltérő lehet, azonban ennek elkerülése gazdasági okokból kifolyólag szükséges lenne. A jelenséget már az 1990-es évek végén is vizsgálták, például John P. Beaumont és társai [2] geometriailag kiegyensúlyozott elosztócsatornával rendelkező szerszámmal végeztek kísérleteket és adtak magyarázatot a jelenségre. Gyakorlatban a 2000-es évek végén szabadalmaztatták a MeltFlipper-t, melynek segítségével kiküszöbölhető a nyírás okozta kitöltési egyenetlenség [2,3].
TDK dolgozatom célja, hogy egy számítógépes szimulációs szoftver (Autodesk Moldflow) szimulációs eredményeit pontosabbá tegyem. Ennek során szeretném a végeselemes szoftver mellett a hálózási módszereket és a többfészkes szerszámok használata során fellépő nyírás okozta kitöltési egyenetlenséget és a jelenség okát is mélyebben megismerni.
Irodalom:
[1] Szabó, F., Suplicz, A., Kovács, J.G.: Development of injection molding simulation algorithms that take into account segregation. Powder Technology, vol. 389, 368-375 (2021)
[2] Beaumont, J.P., Young, J.H., Jaworski, M.J.: Mold filling imbalances in geometrically balanced runner system. Journal of Reinforced Plastics and Composites, vol. 18, no.6, 572-590 (1999)
[3] https://www.beaumontinc.com/meltflipper/ (2021. 09. 20.)
szerző
-
Varga Ákos
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Szabó Ferenc
adjunktus, Polimertechnika Tanszék -
Fris Dorottya Réka
doktorandusz, Polimertechnika Tanszék
