Vliv geometrie tokových cest vstřikovacího nástroje na vlastnosti gumárenské směsi

Ing. Kamil KYAS

Disertační práce

The influence of runner's geometry on rubber compound properties

Anotace:

Disertační práce se zabývá studiem vlivu délky a tvaru vtokových kanálů ná-stroje na konečné vlastnosti vstřikovaného materiálu, zejména tvrdost a pevnost v tahu, za použití různých teplot stěny vstřikovací formy i rychlosti vstřikování. Nejprve byly provedené tokové analýzy s použitím metody koncových prvků pro reologické konstanty, jako je index nenewtonského chování a relaxační čas. Pomocí získaných výsledků byla navržena, zkonstruována a vyrobena testovací forma s různými tvarovými deskami, která je určena pro vstřikovací stroj elastomerních směsí REP V27 Y125. Výsledky z tokových analýz ukázaly, jak se pro danou trajektorii mění čas nutný k získání optima vulkanizace při různých velikostech reologických parametrů. Pro dané podmínky a trajektorii bylo zjištěno, že se zvyšující se hodnotou těchto parametrů se zvyšuje teplota uvnitř kanálu pomocí disipace a tím se zkracuje doba vulkanizace. Další výsledky z analýz byly podpořeny i praktickým výzkumem a ukázaly, že změnou šířky, délky a tvaru kanálu je možné upravit koncové vlastnosti výrobku a s použitím správné kombinace lze ušetřit čas i energie při výrobě elastomerního produktu. Nejprve byla testována tlustostěnná tělesa ve tvaru krychle o délce hrany 30 mm, kde byly výsledky vyhodnocovány pomocí tvrdosti IRHD. Ukázalo se zde, že u kanálu, který vyvíjí větší odpor vůči toku, lze dosáhnout rychleji optima vulkanizace než u přímého krátkého kanálu. Tyto výsledky byly podpořeny ještě u vstřikování tenkostěnných těles, která měla tvar pro tahovou zkoušku a struk-turní zkoušku typu Crescent. U těchto těles byla potvrzena stejná úměra jako u tlustostěnných výrobků.

Abstract:

This thesis deals with the influence of the length and shape of runners on the final properties of the injected material especially the hardness and tensile strength using different mould wall temperatures and different flow rates. At first flow analysis was made for rheological constants such as the non-Newtonian behaviour and relaxation time by using the finite element method. With the help of obtained results, an injection mould with different chosen sizes of runners, used for the injection moulding machine of the rubber compound, REP V27 Y125 was devised, designed and manufactured. The flow analysis' results show how the optimum of vulcanization is changed to any trajectory during using different amounts of rheological parameters. It was observed that with the increasing amount of these parameters temperature inside of runner rise by dissipation and the cure time is shortened for these trajectories. Other results of the analysis were supported by practical research and showed that by changing of the width, length and shape of the runners, it is possible to arrange the final properties of the product and with using the right combination it is possible to save time and energy during production of the rubber product. At first cube shaped thick walled products with an edge size of 30 mm were tested where results were evaluated by an IRHD test. Results show that runner which produce a higher flow resistance can receives earlier optimum of vulcanization than a simple straight channel. These results were supported more by the injection molding process of thin walled products which were shaped according to a tensile strain test and Crascent test. It was confirmed as the same proportion as in testing of thick walled product.

Klíčová slova

vstřikování, elastomerní směs, vstřikovací forma, výpočetní analýzy, vtokový systém

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 1. 2014

Zveřejnit od: 30. 1. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Michal Staněk, Ph.D.

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Doktorský studijní program / obor:
Procesní inženýrství / Nástroje a procesy