Производство изделий из пластика

Наше производство изделий из пластика освоило методику литья под давлением на мелкосерийных пресс-формах. Температура играет очень важную роль при литье под давлением изделия из пластика как для вязкости, так и для усадки. Более того, при расчете температур термические свойства материала зависят от теку­щего значения температуры. Такие свойства, как теплопроводность и удельная теп­лоемкость, изменяются не только при переходах полимера в другое фазовое состоя­ние, но и с изменением температуры в пределах всего диапазона температур процесса при производстве изделий из пластика. При прохождении температуры стеклования в процессе охлаждения рас­плава полимера его теплопроводность и удельная теплоемкость изменятся скачко­образно.

Рис. Производство изделий из пластика

Аналогично, для частично кристаллизующихся материалов прежде, чем начнет­ся процесс отверждения расплава, от него необходимо отвести количество тепловой энергии, равное скрытой теплоте фазового перехода. Для того чтобы учесть эти свойства полимеров в численных моделях при производстве изделий из пластика, соответствующие данные могут быть включены в модель в табличной форме или же рассчитываться с помощью относи­тельно простых моделей состояния материала. Следует заметить, что PVT-диаграм-ма для полимеров, особенно для частично кристаллизующихся, существенно зави­сит от скорости охлаждения. Медленная скорость охлаждения, что типично для условий получения PVT-диаграммы, будет приводить к высокой степени кристалли­зации и большему уменьшению удельного объема, чем при быстром охлаждении, ко­торое типично для процессов литья под давлением.

Рис. Производство изделий из пластика

Существует три основных класса численных методов, которые обычно используют­ся для расчета параметров потока: метод конечных разностей, метод конечных эле­ментов и метод граничных элементов при изготовление изделий из пластика. Любой из этих методов имеет свои преимуще­ства и недостатки, поэтому каждый из них используется для определенного типа за­дач. Хотя в задачи данной статьи не входит детальное описание различий между численными методами, на их общем описании мы должны остановиться.

При производстве изделий из пластика существует большое число расчетов па основе метода конечных разностей, которые можно применять для моделирования литых изделий. Некоторые из ранних мето­дов расчетов на основе метода сеток были опубликованы Тадмором и другими в ра­боте . Данный метод предоставляет средства моделирования, в которых заполне­ние литьевой формы при производстве изделий из пластика со значительно более сложной геометрией может быть решено с помощью анализа плоского потока. За счет упрощения геометрии изделия слож­ной конфигурации можно получить необходимые сведения о процессе литья. Одна­ко одним из камней преткновения данного метода является сложность подбора под­ходящей упрощенной геометрии изделия из пластика.

Наше производство изделий из пластика применяет другие методы, основывающих на существенном упрощении геометрии потока, вплоть до одномерной, но при этом производится учет поведения всего материала в процессе заполнения. Одним из специальных подходов, описанным Бухманном в работе, был упрощенный анализ потока в литьевых формах со спиральным ка­налом. Он включает в себя расчет одномерной моделиизделия из пластика методом конечных разностей. Анализ осуществляется с допущением неизотермического нсныотоповского харак­тера потока полимера с присутствием конвекции, диссипации и отверждения. Ре­зультаты этого анализа показывают неплохую точность при сравнении с экспери­ментальными значениями для длины потока. Однако основной це­лью данного метода моделирования является возможность быстрого сравнения различных материалов и расширение диапазона их применения.