Моделювання процесу лиття під тиском термопластів та аналіз параметрів переробки з використанням програмного продукту SolidWorks
Автор: Волошин Михайло Петрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Процес лиття під тиском можна розділити на 3 стадії: 1) стадія заповнення, під час якої розплавлений полімер вводять у порожнину прес-форми; 2) стадія ущільнення, під час якої використовують високий тиск з метою забезпечення якісного заповнення порожнини прес-форми; 3) фаза охолодження, під час якої відбувається зниження температури і отвердження полімеру. Якість кінцевого виробу, під час лиття під тиском, є результатом складної комбінації параметрів процесу, конструкції деталі і прес-форми та використаного матеріалу. Відомо багато дефектів, які можуть виникати в процесі лиття під тиском, однак основними є недолив, усадка і короблення. Для кожного з згаданих дефектів використовують різні методи з їх мінімізації в тому числі і методи моделювання. З метою усунення короблення [1] пропонується використовувати методологію поверхні відгуку і генетичний алгоритм [2]. Застосування знайшла і модель Кринінга, яка використовує чисельне моделювання і дозволяє отримати якісний виріб в порівняні з традиційними методами [3]. Використовуючи модифікований комплексний метод вдалося скоротити зниження дефекту короблення більше ніж на 70% за рахунок контролю товщини стінки і параметрів процесу лиття під тиском [4]. Також застосування знайшли і популярне на даний час моделювання з використанням нейроних мереж. Використовуючи в нейроній мережі зворотне поширення помилки дозволило точно прогнозувати утворення короблення пластмасової деталі [5]. Іншим видом дефекту є усадка, яка пов’язана з різницею в розмірах одержаної деталі і порожнини прес-форми. Усадка полімерного матеріалу має важливе значення для встановлення реальних розмірів деталі одержаної методом лиття під тиском [6]. В даному випадку також широко використовуються нейроні мережі для прогнозування усадки одержаних литтєвих полімерних виробів [7]. 6 Недолив, який має місце під час неповного заповнення прес-форми матеріалом приводить до одержання неповної деталі. Як правило, такий вид дефекту виникає у випадку малої дози матеріалу, що подається у порожнину форми, або передчасного застигання ливника [8]. Недолив викликаний неправильним вибором матеріалу, неправильними параметрами переробки, неправильною конструкцією прес форми або деталі [9]. Усі наведені дослідження вказують на те, що у випадку правильного підбору параметрів процесу можна одержати якісний виріб хорошої якості. Моделювання процесу лиття під тиском з використанням різних програмних продуктів, в тому числі і SolidWorks Plastics, можна одержати оптимальний набір технологічних параметрів, що дозволить одержувати якісні вироби без дефектів. Об’єкт дослідження: моделювання технологічного процесу лиття під тиском. Предмет дослідження: вивчення впливу параметрів технологічного процесу лиття під тиском деталі «Заглушка» на розвиток дефекту утяжина. Мета дослідження: аналіз результатів моделювання впливу параметрів технологічного процесу одержання деталі «Заглушка» методом лиття під тиском. Моделювання проводилось з використанням програмного продукту SolidWorks Plastics. В даній магістерській кваліфікаційній роботі пластикова деталь «Заглушка» аналізувалась в результаті моделювання процесу лиття під тиском. Деталь «Заглушка» має конструктивний недолік, що призводить до виробничого браку, зокрема, має характерний знак утяжини. SolidWorks Plastics це спеціалізоване програмне забезпечення CAD/CAE, що використовується для всестороннього аналізу лиття під тиском і його моделювання процесу з фактичними умовами експлуатації та перевірки дефектів. Виявлено недоліки конструкції та інші фактори, які відповідають за розвиток зазначеного дефекту. Розглянуто параметри процесу моделювання. Параметри, які мають найбільший вплив на утворення дефекту утяжини були вибрані для наступного аналізу з використанням ряду симуляцій процесу лиття під тиском. Запропоновано оптимізацію параметрів та її потенційний вплив на зменшення дефекту утяжини. Магістерська кваліфікаційна робота складається з вступу, 8 розділів, висновків 7 і списку використаних літературних джерел, що містять 15 посилання. Матеріал роботи викладено на 87 сторінках друкованого тексту і містить 14 таблиць та 56 рисунків. Ключові слова: лиття під тиском; параметри процесу; дефекти; утяжина; SolidWorks Plastics.