Predikce tvaru extrudovaných lehčených výrobků využitím matematické simulace

Kód výsledku v 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>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/70883521:28610/19:63523264

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Predikce tvaru extrudovaných lehčených výrobků využitím matematické simulace

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Shape prediction of extruded foamed products using mathematical simulation

Popis výsledku anglicky

In order to optimize the extrusion process of polyolefinic physically expanded foams, mathematical simulation using FEM based software was utilized. Using the simulation and the necessary rheological characteristics of the polymer mixture (first normal stress difference, flow curve, die swell ratio) improves the shape optimization of the die lip for a polyolefin polymer mixture containing a given amount of gas. Proof of concept was created on the basis of mutual cooperation of company SPUR a.s. and the University Institute – Centre of Polymer Systems and is archived at TBU - Centre of Polymer Systems.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20501 - Materials engineering

Projekt

<a href="/cs/project/TE01020216" target="_blank" >TE01020216: Centrum pokročilých polymerních a kompozitních materiálů</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2019

Kód důvěrnosti údajů

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

Interní identifikační kód produktu

70883521

Číselná identifikace

26/2019

Technické parametry

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).

Ekonomické parametry

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.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

70883521

Název vlastníka

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Požadavek na licenční poplatek

N - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—