Simulación de los parámetros de procesamiento en las características de una pieza de poliamida 6 obtenida por moldeo por inyección

Arévalo Cunachi, Roberto Javier

2016-12-21

Arévalo Cunachi, R. J. (2017). Simulación de los parámetros de procesamiento en las características de una pieza de poliamida 6 obtenida por moldeo por inyección. 86 hojas. Quito : EPN.
T-IQ/1058/CD 7560

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Quiroz Chávez, Francisco Javier, director

In this project were developed two simulations of two stages of the injection molding process of polyamide 6: the plasticization stage and the mold filling stage. To build these simulations the rheological properties of the polymer were taken into account, these properties were measured in a rotational rheometer with mixing chamber and were used to produce a particular model of viscosity, using the more general Power Law model of Oswald and De Waale, for a temperature of injection of 236 °C. With the viscosity model the first simulation, using Microsoft Excel®, was developed, its goal was to calculate the injection rate of the polymer from the injection unit to the mold. A second simulation was developed in ANSYS® for the process of filling the mold, it was necessary to digitalize the shape of the piece to be produced experimentally, and, with the data previously calculated, the mold filling process was simulated for four values of injection pressure. The use of both simulations has the potential to analyze the filling of the mold in any process of the injection molding that used polyamide 6 as raw material. Finally, pieces of polyamide 6 were produced by injection molding using the same injection pressures as the simulation, the weight of the experimental and simulated parts were compared to validate the performance of the simulations, there is an error of 2,68 % for the highest pressure, and of 15,44 % for the lowest pressure.

En este proyecto se desarrollaron dos simulaciones de dos etapas del proceso de moldeo por inyección de poliamida 6: la plastificación y el llenado del molde. Para las simulaciones se tomó en cuenta las propiedades reológicas de la poliamida 6, estas propiedades fueron determinadas en un reómetro de torque electrónico con cámara de mezclado y fueron acopladas a una ecuación de la Ley de Potencia de Oswald y De Waale para una temperatura de inyección de 236 °C. A partir de la ecuación de viscosidad se desarrolló una primera simulación en Microsoft Excel® para realizar el cálculo de la velocidad media del flujo desde la unidad de plastificación hacia el molde. Se desarrolló una segunda simulación en el programa ANSYS® para simular el llenado del molde, se digitalizó tridimensionalmente la forma de la pieza a ser producida experimentalmente, y, con los datos anteriormente calculados, se simuló el proceso de llenado de molde, para cuatro valores de presión de inyección distintos. El trabajo conjunto de las dos simulaciones tiene el potencial de analizar el llenado del molde en cualquier proceso de moldeo por inyección que use poliamida 6 como materia prima. Finalmente, se inyectaron piezas de poliamida 6 usando las mismas presiones de inyección usadas en la simulación y se compararon las masas de las piezas experimentales y simuladas para validar el desempeño de las simulaciones, el porcentaje de error es de 2,68 % para la presión más alta, y el 15,44 %, para la más baja.

MECANICA DE FLUIDOS; POLIMEROS; CONTROL AUTOMATICO;