Аналіз основних факторів, що впливають на масове виробництво в процесі лиття пластмас з використанням методу кінцевих елементів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.248375

Ключові слова:

масове виробництво, лиття під тиском, тиск, температура, кінцевий елемент, якість

Анотація

Лиття пластмас під тиском широко використовується в багатьох галузях промисловості. Вироби з пластику в основному використовуються в якості одноразових або портативних деталей для швидкої заміни в багатьох пристроях і машинах. Однак масове виробництво завжди розглядається як ідеальний метод задоволення величезних вимог і потреб клієнтів. Одними з основних проблем є деформації через термічні напруження, нерівномірний розподіл тиску по порожнинах, усадка, прилипання та загальна якість виробів. Основною метою даної роботи є аналіз розподілу напруг навколо порожнин під час формування та вилучення з форми для усунення їхнього впливу на якість продукції. Крім того, діагностика критичних точок тиску навколо і в цілому області виступу порожнини, яка піддається впливу високого тиску, дозволяє визначити оптимальний розподіл тиску і одночасно забезпечити заповнення всіх порожнин, що є ще одним важливим завданням. Для проектування та моделювання використовуються системи автоматизованого проектування (САПР) та CATIA V5R20. Для аналізу цього процесу, було розроблено комерційне програмне забезпечення автоматизованого проектування (CAE) ABAQUS 6141 в якості пакетів моделювання методом кінцевих елементів. Результати моделювання показують, що розподіл напруг по порожнинах залежить як від тиску, так і від градієнта температури по контактних поверхнях і може розглядатися як основний фактор впливу. Допустимі діапазони напруг в порожнині визначалися за такими значеннями: температура порожнини та області серцевини 55–65 °C, час заповнення 10–20 с, тиск виштовхування 0,85% від тиску лиття і час витримки 10–15 с. Крім того, теоретичні результати показують можливість управління рівномірністю розподілу тиску і температури шляхом регулювання розташування порожнин, розміру литника та затвора. Більш того, процес моделювання показує, що для оцінки загальної технологічності перед подальшими інвестиціями в оснащення можливо виявити і полегшити багато труднощів в процесі та модифікувати прототип. Крім того, можна зробити висновок, що кількість ітерацій оснащення буде зведено до мінімуму відповідно до схеми обраного процесу

Біографії авторів

Hani Mizhir Magid, Al-Furat Al-Awsat Technical University

PhD

Department Coordinator

Department of Power Mechanics

Technical College Al-Musaib – Babylon

Badr Kamoon Dabis, Al-Furat Al-Awsat Technical University

Master of Science

Department of Mechanical Engineering

Technical College Al-Musaib – Babylon

Mohammad abed alabas Siba, Middle Technical University

Assistant Professor

Department of Mechanical Techniques

Institute of Technology – Baghdad

Посилання

  1. Bagalkot, A., Pons, D., Symons, D., Clucas, D. (2019). Categorization of Failures in Polymer Rapid Tools Used for Injection Molding. Processes, 7 (1), 17. doi: https://doi.org/10.3390/pr7010017
  2. Nagahanumaiah, Subburaj, K., Ravi, B. (2008). Computer aided rapid tooling process selection and manufacturability evaluation for injection mold development. Computers in Industry, 59 (2-3), 262–276. doi: https://doi.org/10.1016/j.compind.2007.06.021
  3. Gries, S., Meyer, G., Wonisch, A., Jakobi, R., Mittelstedt, C. (2021). Towards Enhancing the Potential of Injection Molding Tools through Optimized Close-Contour Cooling and Additive Manufacturing. Materials, 14 (12), 3434. doi: https://doi.org/10.3390/ma14123434
  4. Hartono, M., Pratikto, Santoso, P. B., Sugiono (2020). Optimization on the Injection Molding Propypopylene Parameters Using Central Composite Design for Minimizing Defects. Journal of Southwest Jiaotong University, 55 (2). doi: https://doi.org/10.35741/issn.0258-2724.55.2.42
  5. Kriesi, C., Bjelland, Ø., Steinert, M. (2018). Fast and iterative prototyping for injection molding – a case study of rapidly prototyping. Procedia Manufacturing, 21, 205–212. doi: https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.02.112
  6. Mansour, S., Hague, R. (2003). Impact of rapid manufacturing on design for manufacture for injection moulding. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 217 (4), 453–461. doi: https://doi.org/10.1243/095440503321628134
  7. Liang, W., Ge, X., Ge, J., Li, T., Zhao, T., Chen, X. et. al. (2018). Reduced Graphene Oxide Embedded with MQ Silicone Resin Nano-Aggregates for Silicone Rubber Composites with Enhanced Thermal Conductivity and Mechanical Performance. Polymers, 10 (11), 1254. doi: https://doi.org/10.3390/polym10111254
  8. Kazmer, D. O., Speight, R. G. (1997). Polymer Injection molding Technology for the Next Millennium. Journal of Injection Molding Technology, 1 (2), 81–90. Available at: https://www.researchgate.net/publication/237673663_Polymer_Injection_Molding_Technology_for_the_Next_Millennium
  9. Abdulhameed, O., Al-Ahmari, A., Ameen, W., Mian, S. H. (2019). Additive manufacturing: Challenges, trends, and applications. Advances in Mechanical Engineering, 11 (2), 168781401882288. doi: https://doi.org/10.1177/1687814018822880
  10. Vieten, T., Stahl, D., Schilling, P., Civelek, F., Zimmermann, A. (2021). Feasibility Study of Soft Tooling Inserts for Injection Molding with Integrated Automated Slides. Micromachines, 12 (7), 730. doi: https://doi.org/10.3390/mi12070730
  11. Hussin, R., Sharif, S., Nabiałek, M., Zamree Abd Rahim, S., Khushairi, M. T. M., Suhaimi, M. A. et. al. (2021). Hybrid Mold: Comparative Study of Rapid and Hard Tooling for Injection Molding Application Using Metal Epoxy Composite (MEC). Materials, 14 (3), 665. doi: https://doi.org/10.3390/ma14030665
  12. Kim, H.-S., Lee, W.-G., Lee, C.-H., Lee, K. D. (2020). Optimization for the prepreg compression molding of notebook computer cover using design of experiment and finite element method. SN Applied Sciences, 2 (9). doi: https://doi.org/10.1007/s42452-020-03416-4
  13. Zhou, H. (Ed.) (2013). Computer modeling for injection molding. Simulation, Optimization, and Control. John Wiley & Sons, Inc.
  14. Loaldi, D., Regi, F., Baruffi, F., Calaon, M., Quagliotti, D., Zhang, Y., Tosello, G. (2020). Experimental Validation of Injection Molding Simulations of 3D Microparts and Microstructured Components Using Virtual Design of Experiments and Multi-Scale Modeling. Micromachines, 11 (6), 614. doi: https://doi.org/10.3390/mi11060614
  15. Polanco-Loria, M., Clausen, A. H., Berstad, T., Hopperstad, O. S. (2010). Constitutive model for thermoplastics with structural applications. International Journal of Impact Engineering, 37 (12), 1207–1219. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2010.06.006
  16. Hopmann, C., Xiao, C., Kahve, C. E., Fellerhoff, J. (2021). Prediction and validation of the specific volume for inline warpage control in injection molding. Polymer Testing, 104, 107393. doi: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2021.107393

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-29

Як цитувати

Magid, H. M., Dabis, B. K., & abed alabas Siba, M. (2021). Аналіз основних факторів, що впливають на масове виробництво в процесі лиття пластмас з використанням методу кінцевих елементів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(1 (114), 65–71. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.248375

Номер

Том 6 № 1 (114) (2021): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Hani Mizhir Magid, Badr Kamoon Dabis, Mohammad abed alabas Siba

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.