The injection molding of thermoplastics part I: Theoretical model

Kamal, Musa R.; Kenig, S.

doi:10.1002/pen.760120408

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“…Simplzjied Set of Equations -Substitution of these simplifications in the constitutive eqs (21)- (23), (40), (41) and subsequent substitution in the equations of balance, results in the following system of equations: (46) where the mould is assumed to be rigid. This implies that the cavity dimensions are set and are not coupled with the pressure field.…”

Section: Thin Film Approximationmentioning

confidence: 99%

The computation of properties of injection-moulded products

Douven

Baaijens

Meijer

1995

Progress in Polymer Science

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-Injection moulding is a flexible production technique for the manufacture of complex shaped, thin walled polymer products that require minimal finishing. During processing, the polymer experiences a complex deformation and temperature history that affects the final properties of the product.In a growing number of applications, injection-moulded products must meet high demands concerning their properties and dimensional stability. As a consequence, the ultimate aim of numerical simulations of the injection-moulding process is not only to analyse the processing stage but also to calculate the mechanical (and optical) properties of the product, starting from the material properties and the processing conditions. This also requires measurement techniques that can determine molecular orientation, residual stresses and density distributions.In all recent models of the injection-moulding process, the so-called 2iD approach is employed, referring to limitations of the mould geometry to narrow, weakly curved channels. Thus the ratio of the cavity thickness h and a characteristic length 1 in the mid-plane of the cavity must be much less than unity. In this paper an attempt is made to model all the stages of the production process, using this 2iD approach. The analysis is restricted to amorphous thermoplastics.Residual stresses in injection-moulded products stem from two main sources: first, the frozen-in flow-induced stresses, caused by viscoelastic flow of the polymer during the filling and post-filling stage of the injection-moulding process. These stresses correspond with the orientation of macromolecules; second, the thermally-and pressure-induced stresses, which are caused by differential shrinkage. In absolute value, the thermally-induced stresses are usually substantially larger than the frozen-in flowinduced stresses. However, the molecular orientation, as reflected in the frozen-in flow-induced stresses, determines the anisotropy of mechanical, thermal and optical properties and influences the long-term dimensional stability of an injection-moulded product.A decoupled method is proposed to calculate flow-induced stresses. Firstly, the kinematics of the flow field are determined, employing a viscous, generalized Newtonian constitutive law for the Cauchy stress tensor in combination with the balance laws. This is realized for all stages of the process: injection, packing, holding and cooling. The flow kinematics are subsequently substituted in a viscoelastic constitutive equation to calculate the transient stresses. Two constitutive models are used: a compressible version of the Leonov model (differential formulation) and a compressible version of the Wagner model (integral formulation). In the decoupled method, the flow kinematics are, consequently, supposed not to be influenced by the viscoelastic character of the flowing polymer melt. This decoupled method has a number of advantages compared to a coupled viscoelastic computation: the computation time is reduced considerably, an arbitrary viscoelastic c...

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Section: Thin Film Approximationmentioning

confidence: 99%

The computation of properties of injection-moulded products

Douven

Baaijens

Meijer

1995

Progress in Polymer Science

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“…Kamal and Kenig, 1972) introducen un modelo matemático, basado en la conjunción de las ecuaciones de continuidad, cantidad de movimiento y energía en fluidos. Dicha aproximación determina con gran fiabilidad el comportamiento del material durante las tres fases del ciclo de inyección, para su aplicación sobre geometrías básicas no complejas.…”

Section: Cox Y Mentzer ([1]unclassified

Estudio y modelización de la procesabilidad mediante moldeo por inyección de materiales termoplásticos reciclados.

Boronat¹

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“…El empleo de modelos matemáticos ha supuesto una buena aproximación para la resolución de casos sencillos, ligados normalmente a geometrías de molde muy simples [8][9][10][11] , pero se han mostrado muy limitados cuando se han considerado geometrías convencionales o complejas.…”

Section: El Estudio Y Análisis Del Moldeo Por Inyección De Materialesunclassified

“…Kamal y Kenig [8] introducen un modelo matemático, basado en la conjunción de las ecuaciones de continuidad, cantidad de movimiento y energía en fluidos, que determina con gran fiabilidad el comportamiento del material durante las tres fases del ciclo de inyección para su aplicación sobre geometrías básicas no complejas.…”

Section: El Estudio Y Análisis Del Moldeo Por Inyección De Materialesunclassified

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Estudio y modelización de las condiciones de proceso en el moldeo por inyección de blends ABS/PC procedentes de materiales reciclados

Pérez¹,

Jorge²

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Agradecimientos.A la empresa Acteco, S.A. y, en particular, a D. Francisco J. Pérez Navarro, por facilitar el suministro y preparación del material, sin el que no hubiera podido realizar esta tesis.A la empresa Instrumentos Físicos Iberia, S.A. y, en particular, a D. Roberto Steinbruggen, por la gran ayuda prestada en los análisis de los materiales.A D. Vicente Chirivella, del Dpto. de Estadística e Investigación Operativa de la U.P.V., por el asesoramiento sobre los aspectos estadísticos empleados en la tesis.A D. Carlos Ferrer, Catedrático del Área de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica de la UPV, por sus recomendaciones y consejos que han facilitado la tarea de redacción de la tesis.A mis compañeros del Área de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica de la E.P.S. de Alcoy, Juan López y Rafael Balart, por el asesoramiento ofrecido durante la realización de la tesis.A todos mis compañeros del Área de Ingeniería de Procesos de Fabricación de la E.P.S. de Alcoy, Santiago, Miguel Ángel S., Teo, Raul, Rafael, Miguel Ángel P., David, Juanma y Javier, por las ayudas prestadas durante la elaboración de la tesis y que han permitido que ésta sea realidad.A mi compañero y amigo Jesús Seguí, por infinidad de cosas que él ya sabe… A mi director de tesis, D. José D. Zamanillo Cantolla, por su apoyo incondicional y por sus sabios consejos.A todos, muchas gracias. SumarioEl proceso de inyección es un proceso de conformado de los materiales poliméricos termoplásticos que, en la actualidad, presenta una notable importancia económica y tecnológica, y cuyo estudio ha supuesto multitud de investigaciones relacionadas con la determinación de condiciones óptimas de proceso.Por otra parte, los materiales poliméricos reciclados, resultado del desecho de productos que han finalizado su vida útil, representan una importante fuente de materias primas que puede ser reaprovechadas para la obtención de productos con calidades aceptables y con costes inferiores a los convencionales.Aglutinando los dos aspectos anteriores, la presente tesis tiene como objetivo el estudio y determinación de las condiciones de proceso mediante moldeo por inyección de blends de ABS/PC obtenidos a partir de materiales reciclados, proponiendo un modelo de procesabilidad de material que minimice la defectología de la pieza en condiciones de máxima estabilidad de variables de proceso. Para la realización de este estudio se han considerado mezclas de ABS con contenidos bajos de PC (0% -5% -10%) y se han comprobado las diferencias que dichos contenidos provocan sobre el comportamiento del material. Este estudio se ha estructurado en dos etapas diferenciadas, cuya secuenciación ha sido necesaria para su desarrollo.La primera fase está dedicada al estudio y modelización del material, con la perspectiva de la determinación de las características y parámetros necesarios para su procesado. A este respecto se ha desarrollado un modelo de comportamiento reológico de las diferentes mezclas del material, evaluable a partir de ensayos simples de labora...

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The injection molding of thermoplastics part I: Theoretical model

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The computation of properties of injection-moulded products

The computation of properties of injection-moulded products

Estudio y modelización de la procesabilidad mediante moldeo por inyección de materiales termoplásticos reciclados.

Estudio y modelización de las condiciones de proceso en el moldeo por inyección de blends ABS/PC procedentes de materiales reciclados

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