Shape prediction of extruded foamed products using mathematical simulation

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F70883521%3A28110%2F19%3A63523264" target="_blank" >RIV/70883521:28110/19:63523264 - isvavai.cz</a>

Alternative codes found

RIV/70883521:28610/19:63523264

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Predikce tvaru extrudovaných lehčených výrobků využitím matematické simulace

Original language description

K optimalizaci procesu extruze polyolefinických fyzikálně lehčených pěn byla využita matematická simulace pomocí softwaru založeného na metodě konečných prvků (FEM). Využití matematické simulace a potřebných reologických charakteristik polymerní směsi (první rozdíl normálových napětí, toková křivka, die swell poměr) urychluje optimalizaci tvaru výstupní hubice vytlačovací hlavy pro polyolefinovou polymerní směs obsahující dané množství plynu. Funkční vzorek byl vytvořen na základě vzájemné spolupráce společnosti SPUR a.s. a Univerzitního institutu - Centrum polymerních systémů a je umístěn v archívu UTB - Centrum polymerních systémů.

Czech name

Predikce tvaru extrudovaných lehčených výrobků využitím matematické simulace

Czech description

K optimalizaci procesu extruze polyolefinických fyzikálně lehčených pěn byla využita matematická simulace pomocí softwaru založeného na metodě konečných prvků (FEM). Využití matematické simulace a potřebných reologických charakteristik polymerní směsi (první rozdíl normálových napětí, toková křivka, die swell poměr) urychluje optimalizaci tvaru výstupní hubice vytlačovací hlavy pro polyolefinovou polymerní směs obsahující dané množství plynu. Funkční vzorek byl vytvořen na základě vzájemné spolupráce společnosti SPUR a.s. a Univerzitního institutu - Centrum polymerních systémů a je umístěn v archívu UTB - Centrum polymerních systémů.

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20501 - Materials engineering

Project

<a href="/en/project/TE01020216" target="_blank" >TE01020216: Centre of advanced polymer and composite materials</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2019

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

70883521

Numerical identification

26/2019

Technical parameters

Návrh tvaru výstupní hubice vytlačovací hlavy je obvykle prováděn postupně, dle zkušeností a dle metody pokus-omyl přímo na poloprovozní lince, což je časově, pracně i finančně náročné. Z tohoto důvodu je vhodné k optimalizaci tvaru výstupní hubice vytlačovací hlavy využít matematickou simulaci založenou na metodě konečných prvků, která pomáhá k přiblížení se k finální podobě tvaru výstupní hubice a na poloprovozní lince pak provést až finální úpravy tohoto tvaru. Byla tedy navržena metodika k návrhu tvaru hubice pro požadovaný design lehčeného produktu. Nejprve je tedy provedena charakterizace reologických vlastností polymerní směsi bez plynu (podrobněji popsáno níže). Následně jsou tato data využita pro matematickou simulaci jevu narůstání za vytlačovací hlavou s využitím softwaru Ansys Polyflow, uvažujícího balancování profilu geometrie z pohledu konstantní výtokové rychlosti. K popisu experimentálně získaných materiálových parametrů je využit model „Simplified viscoelastic model“, uvažující parametr způsobující narůstání extrudátu (první rozdíl normálových napětí, N1) a také uvažující koeficient narůstání získaný z charakterizace pomocí kapilárního reometru a také experimentálně získaný koeficient přechodu z nelehčeného na lehčený tvar, platný pouze pro dané množství plynu. Z tohoto důvodu je metodika platná především pro fyzikálně lehčenou polyolefinovou směs (polyolefin s indexem toku taveniny 1,8 – 2,5 g/10 min při teplotě 190 °C a zatížení 2,16 kg) o výsledné hustotě lehčené struktury 30 až 60 kg/m3 (dané množství plynu).

Economical parameters

Navržená metodika predikce tvaru výstupní hubice vytlačovací hlavy umožňuje urychlit návrh výsledného tvaru, a to počátečním určením tvaru pomocí matematické simulace a zkrátit tak čas chodu výrobní linky při manuálních úpravách tvaru k dosažení požadovaného tvaru a rozměru lehčeného produktu.

Application category by cost

—

Owner IČO

70883521

Owner name

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Licence fee requirement

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Web page

—