konstruiranje polimernih proizvoda

STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODUZAVOD ZA PROIZVODNO STROJARSTVO

Katedra za obradu odvajanjem čestica i preradu polimera

KONSTRUIRANJE POLIMERNIHPROIZVODA

Ime i prezime: Ivan LovrićMatični broj:12148150

Slavonski Brod, siječanj 2015.

Sadržaj

1 PROVJERA TEHNIČNOSTI OTPRESKA........................................................................3

2 ANALIZA ODABRANOG MODELA...............................................................................4

2.1 Debljina stijenki otpreska..................................................................................................4

2.2 Provjera potrebnih nagiba stijenke otpreska u smjeru otvaranja kalupa...........................5

2.3 Provjera na moguće podreze.............................................................................................6

3 ANALIZA ZA OPTIMALNO MJESTO UŠĆA NA OTPRESKU....................................7

4 RADNI PROZOR ODABRANIH MATERIJALA.............................................................8

5 RAČUNALNA SIMULACIJA PUNJENJA KALUPNE ŠUPLJINE..............................10

5.1 Vrijeme popunjavanja kalupne šupljine..........................................................................10

5.2 Vjerojatnost punjenja kalupne šupljine...........................................................................11

5.3 Predviđena kakvoća površine otpreska...........................................................................12

5.4 Stvarni tlak ubrizgavanja.................................................................................................13

5.5 Pad tlaka u kalupnoj šupljini...........................................................................................14

5.6 Temperatura čela taljevine..............................................................................................15

5.7 Orijentacija strukture ohlađenog materijala....................................................................16

5.8 Vrijeme hlađenja otpreska do temperature postojanosti oblika......................................17

5.9 Prikaz uključina zraka i linija sudara čela taljevine........................................................18

5.10 Razlika u vremenu skrućivanja taljevine......................................................................20

5.11 Kvaliteta hlađenja..........................................................................................................22

2

1 PROVJERA TEHNIČNOSTI OTPRESKA

U ovome seminarskom radu je obavljena računalna simulacija punjenja kalupne šupljine

te proračuna optimalnih parametara pri injekcijskom prešanju za predmet prikazan na slici 1.

Također je za zadani predmet obavljeno ispitivanje ponašanja dvije vrste plastomera (jedan

amorfni, a drugi kristalasti). Simulacija je obavljena u programskom paketu Autodesk

Simulation Moldflow Adviser 2014 ( u daljnjem tekstu Moldflow).

Slika 1. Otpresak koji želimo izraditi

3

2 ANALIZA ODABRANOG MODELA

2.1 Debljina stijenki otpreska

Pomoću Design Adviser koji se nalazi u Analasys Wizard-u napravljena je analiza

debljine stjenki. Moldflow nam prikazuje razlike u debljini u odnosu na stjenku otpreska. U

programu debljina se izražava kao postotak nominalne debljine stijenke ili kao brojčana

vrijednost. Na slici 2 je vidljiva jednolika debljina stijenki za veći dio predmeta, označeno

zelenom bojom. Na mjestima označenim ostalim bojama debljina je različita, žutom i

crvenom označena je veća debljina, a plavom manja.

Slika 2. Nominalna debljina stijenke

4

2.2 Provjera potrebnih nagiba stijenke otpreska u smjeru otvaranja kalupa

Tolerancije stupnjeva će biti prikazane u sljedećim bojama:

plava boja prikazuje površine koje su paralelne sa ravninom razdvajanja.

crvena boja prikazuje površine sa nagibom od 0°

četiri boje (žuta, zelena, tirkizna i svjetlo plava) se koriste za prikazivanje raznih

raspona nagiba.

Općenito kut nagiba u rasponu od 0,5°do 3° se smatra prihvatljivim. Na slici 2.1 su

vidljivi rezultati.

Slika 2.1 Potrebni nagibi stijenki otpreska

5

2.3 Provjera na moguće podreze

Podrezi su prikazani na slici 2.2 i to crvenom bojom, zasjenjena područja su prikazana

plavom bojom. Ako otpresak mora imati podreze, gleda se da oni budu što manjih dimenzija

radi lakšeg vađenja iz kalupa. U ovom slučaju podrezi su na mjestu gdje piše Ivan Lovrić.

Slika 2.2 Podrez

6

3 ANALIZA ZA OPTIMALNO MJESTO UŠĆA NA OTPRESKU

Slika 3. Optimalno mjesto ušća na otpresku

Plava boja prikazuje najbolje mjesto za postavljanje ušća, te se na to mjesto postavlja

uljevni sustav.

7

4 RADNI PROZOR ODABRANIH MATERIJALA

U ovoj točki smo za materijale Ethyl Corporation, Ethyl 7053,PVC i Vestolen Gmbh,Vestolen A 6016 S, HDPE skicirali u Moldflow-u radne prozore. Dobiveni parametri su za oba materijala su odlični, stoga nije bilo potrebe tražiti optimalno područje.

Materijal 1- Ethyl Corporation, Ethyl 7053,PVC

Slika 4.1 Radni prozor Ethyl 7053,PVC

Odabrani optimalni parametri za injekcijsko prešanje ovog materijala su:

o temperatura kalupa 58,89°C

o temperatura taljevine 211,7°C

o vrijeme ubrizgavanja 1,301s

8

Materijal 2 – Vestolen Gmbh,Vestolen A 6016 S, HDPE

Slika 4.2 Radni prozor Vestolen A 6016 S

Odabrani optimalni parametri za injekcijsko prešanje ovog materijala su :

o temperatura kalupa 51,11°C

o temperatura taljevine 261,1°C

o vrijeme ubrizgavanja 0,4283 s

Dijagrami nam pokazuju da su oba materijala pogodna za izradu ovoga predmeta, te

nam pokazuje optimalnu temperaturu taljevine i optimalno vrijeme ubrizgavanja.

9

5 RAČUNALNA SIMULACIJA PUNJENJA KALUPNE ŠUPLJINE

5.1 Vrijeme popunjavanja kalupne šupljine

a) Ethyl Corporation, Ethyl 7053,PVC

Slika 5.1 Vrijeme popunjavanja kalupne šupljine za Ethyl 7053,PVC

b) Vestolen Gmbh,Vestolen A 6016 S, HDPE

Slika 5.2 Vrijeme popunjavanja kalupne šupljine za Vestolen A 6016 S

10

5.2 Vjerojatnost punjenja kalupne šupljine


Slika 5.3 Vjerojatnost punjenja kalupne šupljine za Ethyl 7053


Slika 5.4 Vjerojatnost punjenja kalupne šupljine za Vestolen A 6016 S

Na slikama je vidljivo da je vjerojatnost popunjavanja (zelena boja) 100% za oba

materijala. To znači da će materijali potpuno ispuniti kalupnu šupljinu i da su tlak

ubrizgavanja i temperatura taljevine pravilno odabrani.

11

5.3 Predviđena kakvoća površine otpreska


Slika 5.5 Predviđena kakvoća površine otpreska za Ethyl 7053


Slika 5.6 Predviđena kakvoća površine otpreska za Vestolen A 6016 S

Ovi rezultati nam pokazuju predviđenu kvalitetu izgleda površine i mehaničkih svojstava

otpreska. Zelenom bojom je označena visoka kvaliteta, žutom područje za moguće greške, a

crvenom gdje je sigurna pojava grešaka. Na slikama 5.5 i 5.6 je vidljivo koji materijal daje

bolju kvalitetu proizvoda. Drugi materijal Vestolen A 6016 S je bolji jer ima manje područja

12

označenih žutom i crvenom bojom, dok kod Ethyl 7053 postoji više žutog i crvenog područja

kakvoće površine.

5.4 Stvarni tlak ubrizgavanja

U ovoj točki se provjerava kalup na područja previsokog tlaka. Na slikama 5.7 i 5.8 je

vidljiv taj tlak za određeni materijal. Plavom bojom je označeno područje najnižeg tlaka,a

crvenom bojom područja najvišeg tlaka.


Slika 5.7 Stvarni tlak ubrizgavanja za , Ethyl 7053


Slika 5.8 Stvarni tlak ubrizgavanja za Vestolen A 6016 S

13

Na slikama je vidljivo da je područje najvećeg tlaka na kraju, odnosno na ulazu

taljevine u kalup. Kod Ethyl 7053,PVC najviši tlak je 19,83 MPa, a kod Vestolen A 6016 S je

4,183 MPa.

5.5 Pad tlaka u kalupnoj šupljini


Slika 5.9 Pad tlaka u kalupnoj šupljini za Ethyl 7053


Slika 5.10 Pad tlaka u kalupnoj šupljini za Vestolen A 6016 S

14

Rezultati pada tlaka koriste raspon boja koje prikazuju područja najvećeg pada tlaka i

područje najmanjeg pada tlaka. Rezultat prikazuje koliki je tlak potreban da se ispune različita

područja predmeta. Žuta boja prikazuje pad tlaka veći od 80% trenutne vrijednosti zadane za

maksimalni tlak ubrizgavanja, ako pad tlaka dosegne vrijednost od 100% područje će biti

crvene boje. Visok pad tlaka može označavati i probleme sa punjenjem određenog područja

predmeta.

5.6 Temperatura čela taljevine


Slika 5.11 Temperatura čela taljevine za Ethyl 7053


Slika 5.12 Temperatura čela taljevine za Vestolen A 6016 S

15

Na slikama 5.11 i 5.12 je prikazana temperatura čela taljevine. Raspon boja prikazuju

područja najniže temperature (plava boja) te područja najviše temperature (crvena boja).

Rezultati prikazuju promjene u temperaturi čela taljevine tijekom punjenja. Veće promjene

često ukazuju da je vrijeme ubrizgavanja premalo, ili da ima područja gdje je otpor veći. Na

slici je vidljivo da je razlika u temperaturi unutar dopuštenih granica.

5.7 Orijentacija strukture ohlađenog materijala


Slika 5.13 Dostupnost grafičkih rezultata za različite varijante

analize Ethyl 7053


Slika 5.14 Dostupnost grafičkih rezultata za različite varijante analize Vestolen A 6016 S

16

5.8 Vrijeme hlađenja otpreska do temperature postojanosti oblika


Slika 5.15 Vrijeme hlađenja otpreska do temperature postojanosti Ethyl 7053


Slika 5.16 Vrijeme hlađenja otpreska do temperature postojanosti Vestolen A 6016 S

Na slikama je vidljiva razlika u brzini hlađenja za ova dva materijala, za prvi materijal

vrijeme potrebno za hlađenje je 19,87 s, a za drugi 9,769 s. Ovaj rezultat prikazuje potrebno

17

vrijeme da se postigne temperatura izbacivanja, koje se mjeri od početka punjenja. Otpresak

bi se trebao hladiti podjednako. Područja kojima je potrebo veće vrijeme hlađenja su deblja

područja i označena su žutom i crvenom bojom.

5.9 Prikaz uključina zraka i linija sudara čela taljevine


Slika 5.17 Uključine zraka kod Ethyl 7053

Slika 5.18 Linije sudara čela taljevine Ethyl 7053

18


Slika 5.19 Uključine zraka za Vestolen A 6016 S

Slika 5.20 Linije sudara čela taljevine Vestolen A 6016 S

Uključine zraka nastaju tamo gdje taljevina zarobljava i komprimira balon zraka ili

plina između dvije ili više čela taljevine, ili između čela taljevine i kalupne šupljine.

Uobičajeno, rezultat je mala rupa na površini otpreska.

Linija sudara čela taljevine prikazuje kut usklađivanja dvaju tokova taljevine. Prisutnost

ovih linija ukazuje na mjesto slabije čvrstoće i mehaničkih svojstava u usporedbi sa ostatkom

otpreska.

19

5.10 Razlika u vremenu skrućivanja taljevine

Razlika u vremenu skrućivanja pokazuje razliku između vremena koje je potrebno polimeru

da se ohladi u bilo kojem području otpreska i prosječnog vremena skrućivanja otpreska.


Slika 5.21 Razlika u vremenu skrućivanja za Ethyl 7053

20


Slika 5.22 Razlika u vremenu skrućivanja za Vestolen A 6016 S

Područja koja imaju pozitivne vrijednosti, tj. ona označena crvenom bojom, njima je

potrebno više vremena za hlađenje. Područja koja imaju negativne vrijednosti, tj. ona koja su

plave boje, ona se hlade brže od prosječne temperature hlađenja. Vrijednosti koje imaju nulu

prikazuju prosječno vrijeme skrućivanja. Za materijale na slikama je vidljivo da se uglavnom

hlade u granicama prosječnog vremena hlađenja, a najsporije se hladi kod uljevnog sustava.

21

5.11 Kvaliteta hlađenja


Slika 5.23 Kvaliteta hlađenja za Ethyl 7053

22


Slika 5.24 Kvaliteta hlađenja za Vestolen A 6016 S

Slika kvalitete hlađenja pokazuje mjesta gdje će se toplina dulje zadržati zbog oblika i

debljine. Zelena područja prikazuju intenzivnije hlađenje zbog površina slobodnih prema

granicama kalupa ili tanjih stijenki. Žuta područja prikazuju srednje odvođenje topline, a

crvena područja prikazuju slab odvod topline. Za ovaj predmet najslabiji odvod topline je na

mjestu gdje piše Ivan Lovrić.

23

konstruiranje polimernih proizvoda

Documents