ANALIZA NUMERYCZNA MES PROCESU WYTWARZANIA WYPRASKI Z UWZGLĘDNIENIEM PRZETWÓRCZYCH ODKSZTAŁCEŃ SKURCZOWYCH



Podobne dokumenty
ANALIZA MES PROCESU WYTWARZANIA WYPRASKI, BĘDĄCEJ INTEGRALNYM ELEMENTEM KARABINKA WOJSKOWEGO

2.2. Kompleksowe narzędzia służące do modelowania typowych elementów detali

ASOCJATYWNA WYMIANA DANYCH POMIĘDZY ŚRODOWISKAMI 3D MCAD MID-RANGE, A CAM HI-END, NA PRZYKŁADZIE PROCESU WYTWARZANIA WYBRANEGO PRZEDMIOTU

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

POSTĘPY W KONSTRUKCJI I STEROWANIU Bydgoszcz 2004

PRZYKŁAD SKOMPLIKOWANEJ GEOMETRII WEJŚCIOWEJ MODELU MES USTERZENIA OGONOWEGO I SKRZYDEŁ SAMOLOTU SPORTOWEGO

MODEL 3D MCAD LEKKIEGO SAMOLOTU SPORTOWEGO, JAKO ŹRÓDŁO GEOMETRII DLA ANALIZY WYTRZYMAŁOŚCIOWEJ MES OBIEKTU

SYMULACJA KOMPUTEROWA WTRYSKIWANIA TWORZYWA SZTUCZNEGO W PROCESIE FORMOWANIA OSŁONY SILNIKA SAMOCHODOWEGO

SKOMPLIKOWANY MODEL 3D MCAD WOJSKOWEGO SAMOLOTU MYŚLIWSKIEGO, NA PRZYKŁADZIE NUMERYCZNEGO ZAPISU KONSTRUKCJI MYŚLIWCA GRUMMAN F6F-5 HELLCAT

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

KARTA PRZEDMIOTU. 1. NAZWA PRZEDMIOTU: Podstawy przetwórstwa i obróbki tworzyw

Biblioteka numeryczna wybranych normaliów, stosowanych podczas konstruowania form wtryskowych, wykonana w module Mold Wizard

Zastosowanie biblioteki wybranych złączy pneumatycznych na przykładzie modelowania instalacji pneumatycznych w systemie 3D MCAD UGS Solid Edge V15

PLAN SZKOLEŃ MOLDEX3D

07. Nauka PTSz z Moldflow.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Cyfrowa biblioteka 3D MCAD znormalizowanych profili montażowych i jej zastosowanie na wybranym przykładzie w systemie UGS Solid Edge V15

KARTA PRZEDMIOTU. 1. NAZWA PRZEDMIOTU: Podstawy przetwórstwa i obróbki tworzyw

340 MECHANIK NR 4/2006 Artykuł promocyjny

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ZAPYTANIE OFERTOWE 1. POSTANOWIENIA OGÓLNE. Zakład Tworzyw Sztucznych Antares Sp. z o.o. ul.gen.hallera Piastów

Weryfikacja geometrii wypraski oraz jej modyfikacja z zastosowaniem Technologii Synchronicznej systemu NX

PRÓBA WERYFIKACJI WYNIKÓW SYMULACJI PROCESU WTRYSKIWANIA W WARUNKACH RZECZYWISTYCH

Wspomaganie prototypowania nasadki polimerowej

Metoda innowacyjnego modelowania tarcz rozdrabniaczy wielotarczowych z zastosowaniem systemów MCAD mid-range UGS Solid Edge V15

NOWOŚCI SOLID EDGE ST7. Przykładowy rozdział

Przynależność do wydziału / instytutu WSG, Bydgoszcz Wydział Technologiczny Instytut Informatyki i Mechatroniki

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Ruch granulatu w rozdrabniaczu wielotarczowym

Warunki skrawania. Dzięki zaawansowanemu narzędziu analizy usuwania materiału, Eureka umożliwia monitorowanie warunków skrawania. Copyright 3D MASTER

WSTĘP DO ANALIZY MES DUŻEGO OBIEKTU PRZEMYSŁOWEGO NA PRZYKŁADZIE MODELU 3D MCAD OBROTOWEJ SUSZARNI MATERIAŁÓW SYPKICH

ORGANIZACJA PRZETWÓRSTWA ORGANIZATION OF POLYMER PROCESSING Forma studiów stacjonarne Poziom kwalifikacji: I stopnia. Liczba godzin/tydzień: 1W, 2S

Rok akademicki: 2015/2016 Kod: RBM KW-n Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Niestacjonarne

PLAN SZKOLEŃ NX CAM. Nasza oferta: Solid Edge najefektywniejszy dostępny obecnie na rynku system CAD klasy mid-range,

Zastosowanie ekologicznych tworzyw kompozytowych. w aplikacjach wykonywanych metodą wtrysku dla przemysłu samochodowego

Biblioteka modeli wybranych złączy pneumatycznych utworzona w programie 3D MCAD UGS Solid Edge V15

NARZĘDZIA DO PRZETWÓRSTWA POLIMERÓW

PLAN SZKOLEŃ FEMAP. Nasza oferta: Solid Edge najefektywniejszy dostępny obecnie na rynku system CAD klasy mid-range,

NARZĘDZIA DO PRZETWÓRSTWA POLIMERÓW

MATERIAŁY POLIMEROWE Polymer Materials. forma studiów: studia stacjonarne Liczba godzin/tydzień: 2W, 1L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Modelowanie solarnej instalacji hydraulicznej w systemie 3D MCAD UGS Solid Edge V17

ZŁOŻONY MODEL 3D MCAD OBROTOWEJ SUSZARNI MATERIAŁÓW SYPKICH, JAKO WSTĘP DO ANALIZY MES UKŁADU

PODSTAWY SKRAWANIA MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH

05. Szczegółowa charakterystyka MPA, część 1 z 2.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

PLAN SZKOLEŃ Femap. Nasza oferta: Solid Edge najefektywniejszy dostępny obecnie na rynku system CAD klasy mid-range,

SZKOLENIA DLA BRANŻY NARZĘDZIOWEJ I PRZETWÓRSTWA TWORZYW SZTUCZNYCH

Metoda Elementów Skończonych - Laboratorium

ZASTOSOWANIE METOD OPTYMALIZACJI W DOBORZE CECH GEOMETRYCZNYCH KARBU ODCIĄŻAJĄCEGO

OCENA EFEKTYWNOŚCI KSZTAŁTU I POLA PRZEKROJU KANAŁÓW DOPROWADZAJĄCYCH TWORZYWO W FORMIE WTRYSKOWEJ

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Teoria sprężystości i plastyczności 1W E (6 ECTS) Modelowanie i symulacja ruchu maszyn i mechanizmów 1L (3 ECTS)

Programy komputerowe służące do modelowania procesów

FAZY PROCESU WTRYSKU - TECHNOLOGIE MECHANICZNE CHEMIA POLIMERÓW KSZTAŁTOWANIE WŁASNOŚCI WYROBU W FORMIE PRZETWÓRSTWO TWORZYW SZTUCZNYCH

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

10 powodów przemawiających za wyborem oprogramowania Moldex3D

PROCES TECHOLOGICZNY

CAMdivision. CAMdivision

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Plastech 2013, Serock r. Optymalna produkcja na wtryskarkach

KARTA PRZEDMIOTU. 1. NAZWA PRZEDMIOTU: Podstawy przetwórstwa i obróbki tworzyw. 2. KIERUNEK: Mechanika i Budowa Maszyn

Modelowanie numeryczne elementów instalacji hydraulicznych maszyn przemysłu chemicznego w systemie 3D MCAD UGS Solid Edge V16

Opiekun Naukowy: Prof. dr hab. inż. Tadeusz Niezgoda, Prorektor ds. Naukowych WAT

NX CAD. Modelowanie powierzchniowe

PRACA DYPLOMOWA W BUDOWIE WKŁADEK FORMUJĄCYCH. Tomasz Kamiński. Temat: ŻYWICE EPOKSYDOWE. dr inż. Leszek Nakonieczny

Symulacja procesu wtrysku - Obudowa miernika

Poziom Nazwa przedmiotu Wymiar ECTS

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Schemat systemu wtryskiwania z tłokiem gazowym: Airmould Aquamould

NX CAD. Modelowanie części blaszanych

Metoda elementów skończonych

INFORMACJA TECHNICZNA CELLMOULD technologia spieniania fizycznego tworzyw.

KSZTAŁTOWANIE KLIMATU AKUSTYCZNEGO PROJEKTOWANYCH STANOWISK PRACY Z WYKORZYSTANIEM NARZĘDZI WSPOMAGAJĄCYCH

ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII WIRTUALNEJ RZECZYWISTOŚCI W PROJEKTOWANIU MASZYN

Nowoczesne systemy CAD w projektowaniu formy wtryskowej do formowania pokrywy bezpieczników pojazdu samochodowego

Zapraszamy na studia o profilu Napędów lotniczych i przetwórstwa tworzyw

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

ANALIZA NUMERYCZNA SKURCZU I ODKSZTAŁCEŃ PRÓBEK SENB WYKONANYCH PRZY ZMIENNYCH PARAMETRACH WTRYSKIWANIA

Drgania poprzeczne belki numeryczna analiza modalna za pomocą Metody Elementów Skończonych dr inż. Piotr Lichota mgr inż.

KONTROLA JAKOŚCI MATERIAŁÓW I WYROBÓW QUALITY CONTROL OF MATERIALS AND PRODUCTS. Liczba godzin/tydzień: 1W, 2L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Wytwarzanie i przetwórstwo polimerów!

Rozwiązania NX w branży produktów konsumenckich. Broszura opisująca funkcje systemu NX dla branży produktów konsumenckich

Technologia elementów optycznych

PRACA PRZEJŚCIOWA. Temat: Modelowanie procesu wtryskiwania na podstawie systemu Moldflow. Autor: Michał Staniszewski (nr albumu: 20779)

Rozwiązania NX w branży motoryzacyjnej i transportowej. Broszura opisująca funkcje systemu NX dla branży motoryzacyjnej i transportowej

LABORATORIUM z PRZEDMIOTU TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE. Instrukcja laboratoryjna do ćwiczenia nr 3 Technologia kształtowania wyrobów z tworzyw sztucznych

Kompletna biblioteka 3D MCAD podstawowych łączników gwintowych wykonana według polskich standardów konstrukcyjnych w systemie UGS Solid Edge v18

Projektowanie 3D Tworzenie modeli przez wyciągnięcie profilu po krzywej SIEMENS NX Sweep Along Guide

OPTYMALIZACJA ZBIORNIKA NA GAZ PŁYNNY LPG

TEORETYCZNY MODEL PANEWKI POPRZECZNEGO ŁOśYSKA ŚLIZGOWEGO. CZĘŚĆ 3. WPŁYW ZUśYCIA PANEWKI NA ROZKŁAD CIŚNIENIA I GRUBOŚĆ FILMU OLEJOWEGO

Plastwil. Dookoła Ciebie

CZAS WYKONANIA BUDOWLANYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCJI STALOWYCH OBRABIANYCH METODĄ SKRAWANIA A PARAMETRY SKRAWANIA

Katedra Chemii i Technologii Polimerów prowadzi działalność dydaktyczną w ramach studiów I i II stopnia oraz kształci doktorantów. Prowadzone badania

ZASTOSOWANIE SYSTEMÓW CAX DO PROJEKTOWANIA FORM

WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA KOŁA NA ZMIANĘ SZTYWNOŚCI ZAZĘBIENIA

Przetwórstwo tworzyw sztucznych i gumy

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Numeryczna symulacja opływu wokół płata o zmodyfikowanej krawędzi natarcia. Michał Durka

Transkrypt:

ANALIZA NUMERYCZNA MES PROCESU WYTWARZANIA WYPRASKI Z UWZGLĘDNIENIEM PRZETWÓRCZYCH ODKSZTAŁCEŃ SKURCZOWYCH stud. Michał Bachan, Koło Naukowe Solid Edge (KNSE), Wydział Mechaniczny, Akademia Techniczno Rolnicza (ATR) Bydgoszcz mgr inż. Grzegorz Kazimierczak, GM System, Wrocław Opiekun Naukowy: Dr inż. Wojciech Śliwa, Wydział Mechaniczny, Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy Streszczenie: W pracy przedstawiono wyniki analizy MES procesu wytwarzania wybranej wypraski. Przeprowadzono symulację numeryczną wtryskiwania uniwersalnych elementów szybkozłącznych, które stosować można m.in. do budowy ekranów dźwiękochłonnych, paneli podłogowych itd. Zastosowanym materiałem są odpady polimerowe. Wyniki analizy MES wtryskiwania polimeru umożliwiają prognozowanie wartości wybranych wielkości fizycznych procesu, w tym m.in.: czasu wypełniania gniazda formującego, spadku ciśnienia tworzywa oraz rozkładu temperatury przedmiotu w formie wtryskowej. Porównano tendencje skurczowe produktów, różniących się określonymi cechami geometrycznymi. Analizę MES przeprowadzono w systemie MPA Moldflow 7.0, na podstawie modeli MCAD, wykonanych w systemie UGS Solid Edge V17. 1. WSTĘP Jednym z głównym problemów współczesnego przetwórstwa materiałów polimerowych jest zagospodarowanie odpadów [3]. Ich składowanie jest względnie drogie, natomiast likwidacja z zastosowaniem metod tradycyjnych (przede wszystkim poprzez spalanie) powoduje zanieczyszczanie środowiska naturalnego. Uważa się, iż możliwe jest ponowne wykorzystanie (recyrkulacja) znacznej większości odpadów polimerowych, z tym jednakże zastrzeżeniem, iż wytworzone w ten sposób elementy cechować się będą względnie mniejszą jakością pod względem wizualnym. Wobec powyższego korzystna jest recyrkulacja odpadów polimerowych, polegająca na ich zastosowaniu do produkcji elementów, wobec których nie zgłasza się oczekiwań natury estetycznej, lecz oczekuje się jedynie ich odpowiedniej funkcjonalności. Przykładem takiego produktu jest uniwersalna płytka szybkozłączna [1], którą można wykorzystać jako budulec do wykonania np. ekranów dźwiękochłonnych lub paneli podłogowych (Rys. 1). Montaż płytek polega na wprowadzaniu odpowiadających sobie czopów do gniazd wraz z ich ustaleniem przy pomocy rowków i wpustów. a) 2 b) 1 3 Rys. 1. Model 3D płytki szybkozłącznej (a) i wykonany z jej zastosowaniem fragment panelu podłogowego (b): 1 czop, 2 gniazdo, 3 rowek Dzięki zastosowaniu narzędzi numerycznych, wykorzystujących MES, możliwa jest symulacja danego procesu wytwarzania, celem prognozowania wartości jego wybranych

parametrów technologicznych. W pracy zaprezentowano wyniki analizy MES procesu wtryskiwania ww. produktu z uwzględnieniem jego przetwórczych tendencji skurczowych. 2. ANALIZA MES PROCESU WTRYSKIWANIA PŁYTKI SZYBKOZŁĄCZNEJ Numeryczny zapis docelowej geometrii produktu wygenerowano w systemie 3D MCAD UGS Solid Edge V17, a następnie za pośrednictwem formatu *.stl wyeksportowano do aplikacji CAE MPA Moldflow 7.0, w której wykorzystuje się Metodę Elementów Skończonych do symulacji procesu wtryskiwania polimerów. Dzięki pracy w systemie Moldflow możliwe jest zoptymalizowanie wybranych warunków brzegowych analizy, w tym: temperatury uplastycznienia tworzywa, temperatury formy i ciśnienia wtrysku (Rys. 2), a także lokalizacji punktu wtrysku (Rys. 3). Po przeprowadzeniu analizy z zastosowaniem optymalnych wartości parametrów procesu, uzyskano wyniki rozkładów: temperatury lokalnej (Rys. 4), spadku ciśnienia tworzywa (Rys. 5), czasu wypełnienia gniazda (Rys. 6) oraz kierunków rozpływu materiału w gnieździe formującym (Rys. 7), a także ostatecznej prognozy jakości wypraski (Rys. 8). Rys. 2. Okno dialogowe narzędzia Molding Window, umożliwiającego optymalizację wartości określonych parametrów technologicznych procesu wtryskiwania polimerów Rys. 3. Wyniki optymalizacji lokalizacji punktu wtrysku najkorzystniejszy rejon zaznaczono kolorem niebieskim

Rys. 4. Wyniki rozkładu temperatury lokalnej tworzywa Rys. 5. Wyniki rozkład spadku ciśnienia tworzywa

Rys. 6. Wyniki rozkładu czasu wypełnienia gniazda Rys. 7. Numeryczna prognoza kierunków rozpływu materiału w gnieździe formującym

Rys. 8. Ostateczna prognoza numeryczna jakości wypraski 3. ESTYMACJA PORÓWNAWCZA TECHNOLOGICZNYCH TENDENCJI SKURCZOWYCH MODELI PODOBNYCH GEOMETRYCZNIE Po przeprowadzeniu symulacji procesu wtryskiwania danego elementu ze szczególnym uwzględnieniem skurczu wytworu, stwierdzono, iż założona pierwotnie postać geometryczna jest nietechnologiczna. Analizując wyniki symulacji MES stwierdzono, iż efektem skurczów detalu jest zmniejszenie wartości wymiaru montażowego gniazda (Rys. 9). Fakt ten w znaczący sposób może utrudnić usuwanie przedmiotu z formy wtryskowej, jak również montaż poszczególnych płytek szybkozłącznych ze sobą. Geometrię MCAD zmodyfikowano (poprzez usunięcie rowków, zlokalizowanych w płaszczyźnie symetrii przedmiotu), po czym powtórzono obliczenia. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, iż po korekcji geometrii zjawisko skurczu anizotropowego nie występuje (Rys. 10). Nie zmienia to jednak faktu, iż montaż płytek szybkozłącznych pozbawionych rowków jest jeszcze bardziej utrudniony, niż w pierwotnym przypadku. Po dokonaniu kolejnej modyfikacji zaimplementowanej geometrii, polegającej na wielokrotnym zmniejszeniu grubości płytki, raz jeszcze przeprowadzono obliczenia MES. Stwierdzono, iż ponownie wystąpiło zjawisko skurczu anizotropowego, lecz jego charakter jest odmienny, w porównaniu ze zjawiskiem obserwowanym pierwotnie. W tym przypadku zauważono znaczące zwiększanie się montażowego gniazda (Rys. 11), czego efektem mogą być największe z prognozowanych problemy montażowe.

Rys. 9. Analiza technologicznych tendencji skurczowych wytworu w pierwotnej postaci geometrycznej Rys. 10. Analiza technologicznych tendencji skurczowych wytworu w zmodyfikowanej postaci geometrycznej

Rys. 11. Efekt skurczu anizotropowego płytki, której grubość zmniejszono w porównaniu z wersją pierwotną 4. WNIOSKI Przeprowadzono szereg obliczeń MES, na podstawie których otrzymano dane umożliwiające prognozowanie wartości procesów technologicznych wtryskiwania uniwersalnej płytki szybkozłącznej, wytwarzanej z odpadów polimerowych. Wykazano, iż proces ten jest możliwy, a co więcej opłacalny, ze względu na możliwość zwiększenia udziału procentowego odpadów polimerowych, poddanych recyrkulacji. Przeprowadzono dyskusję na temat wpływu założonego kształtu modelu 3D płytki szybkozłącznej na rodzaj i wielkość technologicznego skurczu wypraski. Podczas wytwarzania obiektu w pierwotnie założonej postaci zachodzi niekorzystne zjawisko skurczu anizotropowego, którego efektem mogą być ewentualne trudności montażowe. Stwierdzono jednakże, iż w wyniku zaproponowanych modyfikacji geometrii zjawisko skurczu zmienia swój charakter, lecz implikowane przez ten fakt odkształcenia wypraski mogą, w porównaniu z modelem pierwotnym, dodatkowo obniżyć funkcjonalność płytki szybkozłącznej. Potwierdzono niewłaściwą postać geometryczną oraz nietechnologiczność produktu. Nakreślono kierunek dalszych badań naukowych Autorów, który polegać będą na oszacowaniu wpływu rozmiarów rowków oraz grubości płytki na jej technologiczność i funkcjonalność. 5. LITERATURA [1] Śliwa W., Konieczka R., Zimniak J.: Segment wykładziny nawierzchniowej. Wzór przemysłowy nr W.21954 [2] Zawistowski H.: Nowoczesne formy wtryskowe. Problemy konstrukcji i użytkowania, Plastech Warszawa 2001 [3] Pielichowski J., Puszyński A.: Technologia tworzyw sztucznych, WNT Warszawa 1998 [4] Sikora R.: Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych, Wydawnictwa Edukacyjne Zofii Dobkowskiej, Warszawa 1993 [5] Szlezyngier W.: Tworzywa sztuczne, Wydawnictwo Oświatowe FOSZE Rzeszów 1998