شبیه سازی قالبگیری فشاری The simulation of compression molding
ارائه دهنده :
….
استاد راهنما :
…..
معرفی
طرح مجازی مهندسی به کمک کامپیوتر توانایی خاصی به مهندس می دهد تا اثرات شارژهای متفاوت را و طرحهای مهندسی متفاوت و قالبگیری های متفاوت را شناسایی کرده و شرایط متنوع پروسه را نیز تا رسید به محصول مطلوب نهایی بررسی و مشخص کند.
مثلاً با هر شبیه سازی کامپیوتری، یک تعداد معینی از فرضها و ساده سازی ها وجود دارد که در برنامه کامپیوتری ساخته شده است.
بعضی از آنها به برنامه اجازه می دهد تا آنالیزهای کاملی در زمان مشخص ارائه دهد و برخی دیگر به طور کلی برای شناسایی رفتار مواد هستند.
چگونه یک مهندس، یک طرح جدید را با طی کردن مراحل تولید و فرایند و طراحی به نتیجه می رساند؟
پاسخ به همه این سوالهای مهم عبارتست از:
((با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری))
چکیده:
این آنالیز قادر است انواع قالبگیری را برای مواد کامپوزیت ترموست با الیاف تقویت شده بررسی کند. در این قسمت، ارتباط لازم بین هندسه قالب، خواص مواد، شرایط حاکم بر پروسه مشخص می شود.
از جمله موارد مهم و حیاتی برای شبیه سازی عبارتند از:
1ـ هندسه سطحی دو ابزار نیاز است.
2ـ مشخص کردن شرایط پروسه از قبیل:
موقعیت شارژ
موقعیت ماهیچه وسنبه و پینهای(پران، بیرون انداز)
گره های ثابت و نقاط مرجع (راهگاه کش)
آنالیز ساختاری جایگذاری ها
این شبیه سازی بر اساس روش المان محدود پایه ریزی شده است. که برای پروسه ایجاد شبکه بندی اولیه از یک مدل توپر هندسه ای استفاده می شود. بعد از اینکه شبکه بندی ایجاد شد، شرایط فرایند برای مدل سازی آماده می شود.
شرایط شبیه سازی فرایند و قالبگیری عبارتند از:
1ـ ایجاد المان محدود برای نمایش سطوح نیم صفحه ای.
2ـ الگوی پرشدن قالب برای قالبگیری فشاری
3ـ پیش بینی جهت گیری الیاف.
4ـ فرایند و انتقال گرمایی.
5ـ آنالیز چروکها و انقباضات و تابیدگی هاو ترکها.
6ـ آنالیز ساختاری.
یک آنالیز دینامیکی ـ حرارتی برای المان محدود روی کاسه چراغ انجام می شود که توسط نرم افزار شبیه سازی می شود. توسط نرم افزار، خواص مواد ناهمسانگرد از طریق قطعه محاسبه می شود. در این قسمت، جریان القا شده ناهمسانگرد، می تواند در داخل قطعه و در همه جای آن کاملاً محسوس باشد که اگر بجای آن از فرضیه همسانگرد استفاده شود، نتایج سرشار از اشتباه بدست خواهد آمد.
1-1 تکنولوژی قالبگیری فشاری :
دو تکه از قالب، یک محفظه را می سازد که به شکل قطعه دلخواه توسط ماشینهای ابزار تولید شده است. قالب گرم می شود و مقدار مشخصی از مواد قالبگیری (مواد شارژ قالب) در درون نیمه پایینی تحت بار قرار داده می شود. دو قسمت قالب، تحت فشار یکدیگر می رسند. ترکیبی از مواد مختلف، بوسیله گرما، نرم می شود، و یک جرم به هم پیوسته، به فرم محفظه، ایجاد می شود. این جرم به هم پیوسته سخت می شود تا حدی که بدون هیچ پیچشی از داخل قالب باز شد، برداشته می شود.اگر پلاستیک از مواد ترموست باشد، سختی ماده تحت فشار، با افزایش گرما، بیشتر می شود و اگر پلاستیک از مواد ترموپلاستیک باشد، سختی ماده تحت فشار، با سردکردن آن، کاهش می یابد.
2-1آشنایی اجمالی با مواد مورد استفاده در فرایند قالبگیری فشاری
الف – مواد ترموست:
ترکیبات شیمیایی هستند که بوسیله فرایند ترکیب رزین با پرکننده ها، رنگدانه ها، مواد رنگی، روانکارها و غیره بدست می آیند در حالی که آماده برای قابلگیری نهایی هستند. این مواد یا ترکیبات قالبگیری بیشتر به صورت پورد یا به شکل گرانول یا کروی هستند که دارای ضریب بالک بین محدوده هستند(2-8)
مواد ترموست ترکیبی از مواد زیر می باشند :
1ـ رزین فنل فرمالدهید
2ـ رزین اوره فرمالدهید
3ـ رزین ملامین فرمالدهید
از پرکننده های معمول ترموستها می توان به مواد طبقه بندی شده زیر اشاره کرد :
مواد با ضریب بالک پایین:
1ـ پودر چوب
2ـ ترکیبات معدنی یا پرکننده ها
مواد ضریب بالک بالا:
ـ گروه نایلون ها ـ گروه کتونها ـ سیم تایر ـ شابر یا برشگر
قالبگیری فشاری مواد ترموست:
فرایند متراکم سازی مواد ترموست به واکنش منتهی می شود که این واکنش، یک شبکه به هم پیوسته ای از مولکولها را تشکیل می دهد.
شارژهای ترموست به طور نوعی در دمای اتاق داخل قالب قرار می گیرند و یا بعد از چند ثانیه گرم کردم، درون قالب قرار می گیرند.
سطح قالب در یک دمای بالا با شارژ تماس پیدا می کند و عمل اتفاق می افتد. رزین موجود در ترکیب ترموست یک لایه ویسکوز می سازد. و ترکیب تحت فشار اعمالی از طرف قسمت بالای قالب، جریان می یابد.
انواع قالبهای فشاری: قالبهای مثبت