Modelado, simulación y análisis en tres etapas de la tecnología de procesamiento de productos de moldeo por soplado

Autor: MULAN - Fabricante de moldes de plástico

Modelado, simulación y análisis en tres etapas de la tecnología de procesamiento de productos de moldeo por soplado. Para convertirse en un material valioso, los polímeros deben procesarse y formarse, por lo que el desarrollo de la tecnología de procesamiento y conformado de polímeros determina el nivel general de desarrollo de la ciencia y la tecnología de los materiales poliméricos. La tecnología de procesamiento de productos de moldeo por soplado es la tercera tecnología de moldeo de polímeros más grande y es una tecnología de moldeo de polímeros que se ha desarrollado rápidamente recientemente. En comparación con la tecnología de moldeo por inyección ampliamente utilizada, el costo de los equipos y moldes de moldeo por soplado es menor (por ejemplo, el costo del molde para moldear por soplado parachoques y deflectores de automóviles es aproximadamente 1/4 del del moldeo por inyección), y la fuerza de sujeción es pequeña (la presión de inflado de la preforma de moldeo por soplado generalmente es inferior a 1 MPa, mientras que la presión de fusión en la cavidad del molde de inyección generalmente es de 15 ~ 140 MPa), bajo consumo de energía, fuerte adaptabilidad (se puede formar una estructura compleja, producción de doble pared), las piezas industriales formadas tienen alta integridad, buen rendimiento integral, alto valor agregado, pequeños defectos y bajo costo. Por lo tanto, la tecnología de procesamiento de productos de moldeo por soplado se ha vuelto cada vez más popular en la industria automotriz y otros campos. Su uso es cada vez más amplio. Recientemente, los accesorios de la industria del moldeo por soplado se están desarrollando hacia la complejidad y la gran escala. Sin embargo, existen problemas importantes como el alto consumo de material, el alto consumo de energía de procesamiento y la baja eficiencia de producción en productos de moldeo por soplado de piezas industriales como automóviles. Las estructuras de diversas tuberías de conexión y ventilación en automóviles son complejas, y la mayoría de ellas tienen curvas tridimensionales, lo que genera una gran cantidad de rebabas durante el moldeo por soplado. Por ejemplo, la calidad de las rebabas de un accesorio de tubería para automóvil producido por una empresa de fabricación de autopartes que utiliza tecnología de procesamiento de productos de moldeo por soplado convencional es más del doble de la calidad del accesorio; de 9 veces. Además, las piezas moldeadas por soplado con estructuras complejas y grandes diferencias en el espesor de pared presentan problemas como un bajo rendimiento estético y una baja tasa de aprobación del moldeo. La tecnología de procesamiento de productos de moldeo por soplado incluye tres etapas: moldeo de parisones, inflado de parisones y enfriamiento del producto, que afectan directamente el tamaño y diversas propiedades de los productos de moldeo por soplado, y son los principales factores que determinan el consumo de material y energía del proceso de moldeo por soplado. 1. Formación de parisones La etapa de moldeo de parisones se ve afectada principalmente por dos fenómenos reológicos complejos, la expansión de la matriz y el drapeado, y su efecto combinado determina el tamaño y la forma del parison antes del inflado. 1) Predicción del tamaño del parison mediante un modelo de red neuronal. Basado en una serie de datos obtenidos de experimentos o simulaciones de elementos finitos (FE), un modelo de red neuronal (NN). La aplicación del método NN al estudio del moldeo de parisones afectado por múltiples factores puede determinar la relación cuantitativa entre el tamaño del parison y los parámetros mecánicos, los parámetros de rendimiento del material y los parámetros de procesamiento del producto de moldeo por soplado, sin suposiciones simplificadas o mínimas. No hay necesidad de usar ecuaciones constitutivas, predicción en línea, respuesta más rápida, etc. utilizando el establecido. Los resultados predichos del modelo NN concuerdan bien con los resultados experimentales, lo que proporciona una base teórica para el control en línea del tamaño del parison. 2) Simulación del tamaño del parison bajo la abertura variable del cabezal de la matriz. Para cada abertura de matriz preestablecida, se utiliza el método de elementos finitos (FE) para llevar a cabo una simulación; las subsecciones del parison obtenidas por simulación bajo cada abertura de matriz se pueden combinar para obtener la extrusión de la sección completa bajo el cambio de la abertura de matriz. El perfil del parison y la distribución del tamaño de los productos moldeados por soplado obtenidos deben ser consistentes con los resultados experimentales. 2. Inflado del parison El parison en la etapa de inflado está sujeto a una gran deformación e implica no linealidad en geometría, material y contacto, por lo que su modelado y simulación son más difíciles. A partir del equilibrio de fuerzas de los elementos microvolumen del parisón (capa delgada), se establece un modelo físico del inflado libre del parisón. Con base en la aproximación de película delgada y la relación constitutiva neo-hookeana, se deriva un modelo matemático que describe el inflado libre del parisón. El modelo matemático establecido anteriormente permite predecir la relación de estiramiento local, la distribución de la tensión local axial y circunferencial, y la distribución del espesor de pared cuando el parisón se infla libremente. Además, permite predecir el efecto del inflado libre del parisón en las propiedades del material y sus dimensiones. Dependencia de los parámetros de procesamiento de los productos moldeados por soplado, etc. 3. Enfriamiento y solidificación del producto. La eficiencia de enfriamiento de los productos moldeados por soplado afecta directamente la productividad y el consumo de energía del moldeo por soplado, y es uno de los principales factores que afectan la estructura cristalina formada en el producto. Un pequeño cambio provocará el crecimiento de los cristales y, por lo tanto, un gran cambio en el rendimiento del producto. El campo de temperatura tridimensional, la cinética de cristalización y el módulo de Young del producto moldeado por soplado se pueden determinar en el modelo matemático de la etapa de enfriamiento (E). Mediante simulación, se predice la distribución transitoria de temperatura en la pared del producto moldeado por soplado y se compara con los resultados experimentales. Esto proporciona datos de temperatura para un análisis más detallado de las propiedades microestructurales (grado de orientación, cristalinidad, densidad y tensión térmica residual) y el rendimiento del producto. Experto en moldeo por soplado | Productos moldeados por soplado a medida.