Experimental and Numerical Investigation of Thickness on the Shrinkage and out of Roundness in Cylindrical Parts in Injection Molding Process
محورهای موضوعی : فصلنامه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیکناتان جعفریان جم 1 , پیام سرائیان 2 , آیت اله عرب امین ابادی 3
1 - استادیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد پردیس
2 - استادیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف اباد
3 - کارشناس ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف اباد
کلید واژه: Polypropylene, Shrinkage, Out of roundness, 3D optical coordinate measuring machine, MOLDFLOW software,
چکیده مقاله :
Injection molding process is one of the most important methods of forming in the plastics manufacturing industry. Shrinkage and out of roundness are phenomenons that affect the final product quality. In this study, the effect of the thickness of cylindrical parts from polypropylene material on shrinkage and out of roundness has been investigated. For this purpose, injection molding process is simulated and analyzed with MOLDFLOW software. Then a five-cavity injection mold from hallow cylindrical parts with five different thicknesses is made. Using an injection molding machine least five samples of these parts are made. Then dimensions of samples are measured using 3D optical coordinate measuring machine and the amount of shrinkage of each sample is obtained. It can be concluded that with increasing part thickness, shrinkage and out of roundness are increased. It is because of being slower at melting material cools and having more time to make crystals. More crystallize caused to more shrinkage and more out of roundness. At the end, the simulation results are compared with the experimental results and showed a good agreement.
فرآیند تزریق پلاستیک، یکی از مهمترین روشهای شکلدهی در صنعت تولید پلاستیکها میباشد. جمعشدگی و عدمگردی پدیدههایی هستند که کیفیت نهایی محصول را تحت تأثیر قرار میدهند. در این تحقیق تأثیر ضخامت قطعه استوانهای از جنس پلیپروپیلن بر میزان جمعشدگی و عدمگردی بررسی شدهاست. بنابراین با استفاده از نرمافزار MOLDFLOW، فرآیند تزریق پلاستیک برای جمعشدگی و عدمگردی، شبیهسازی و تحلیل میشود. سپس یک قالب تزریق پلاستیک پنجحفرهای از قطعات استوانهای توخالی با پنج ضخامت مختلف ساخته شده و با استفاده از یک دستگاه تزریق پلاستیک، حداقل 5 نمونه از قطعات تولید میشود. در ادامه ابعاد نمونههای تولید شده توسط دستگاه اندازهبرداری سهبعدی نوری اندازهگیری شده و میانگین جمعشدگی ابعادی هر نمونه بهدست میآید. با انجام این تحقیق نتیجه میگیریم که با افزایش ضخامت قطعه، میزان جمعشدگی و عدمگردی افزایش مییابد و دلیل آن، آهستهتر سرد شدن پلیمر مذاب با افزایش ضخامت قطعه و داشتن زمان بیشتر برای تشکیل بلور است. بلورینگی بیشتر ماده موجب جمعشدگی و عدمگردی زیادتری میشود. در پایان نتایج شبیهسازی با نتایج تجربی مقایسه میشوند و مشاهده میشود که که نتایج تجربی و نتایج شبیهسازی تطابق خوبی با هم دارند.
]1[ آیت اللهی، م. ، غفوریآهنگر، ر. , صداقت، ا.، فرایند تزریق پلاستیک شبیه سازی به کمک نرم افزارMOLDFLOW به همراه چند مثال صنعتی، تهران، جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 1389، 260 صفحه.
]2[کرافورد، آر. جی.، /کوکبی، م.، مهندسی پلاستیک، تهران، دانشگاه تربیت مدرس، مرکز نشر آثار علمی،1385، 695 صفحه.
[3] Jafarian A. R., Shakeri M., Investigating the Influence of Different Process Parameters on Shrinkage of Injection-molded Parts, American Journal of Applied Sciences, vol. 2(3), 2005, pp. 688-700.
[4] Chiang K.T., Chang F.P., Analysis of shrinkage and warpage in an injection-molded part with a thin shell feature using the response surface methodology, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2006, vol. 35, 2006, pp. 468-479.
[5] Wu C.-H., Huang Y.-J., The influence of cavity deformation on the shrinkage and warpage of an injection-molded part, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2006, vol. 32, 2006, pp. 1144-1154.
[6] Shie J.-R., Optimization of injection molding process for contour distortions of polypropylene composite components by a radial basis neural network, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2007, vol. 36, 2007, pp. 1091-1103.
[7] Santis F. D., Pantani R., Speranza V., Titomanlio G., As-mol
