Nonlinear moldflow analysis of the hi-tech polymer ABS for a hub cap

Abstract

ÖZET YÜKSEK TEKNOLOJİ POLİMERİ ABS'NİN BİR JANT KAPAĞI İÇİN NONLİNEER KALIP AKIŞ ANALİZİ. Plastik enjeksiyon, eriyik hâldeki plastiği bir kalıbın içine basınç altında doldurarak ve belli bir döngüyü tekrarlayarak ürün elde etme yöntemidir. Karmaşık şekilli plastik parçaların üretiminde en yaygın olarak kullanılan ve aynı zamanda en kaliteli sonuçlan veren yöntemdir. Kullanılmaya başlandığı 1870'lerden bu yana, plastik enjeksiyonda büyük gelişmeler ve iyileştirmeler sağlanmıştır. Ancak, sayısız değişik parça üretildiği için halen üretim aşamasında ürün geometrisine özgü çeşitli problemlerle karşılaşılabilmektedir. Bu problemler kısaca, dolum, ürün kalitesi, soğuma ve eğilme problemleri olarak sıralanabilir. Sonlu elemanlar analizi yapılarak, bu problemleri ortadan kaldırmak için gereken parametreler elde edilmiştir. Sonlu eleman analizi için Moldflow Plastics Insight 2.0 kullanılmıştır. Çalışmaya temel oluşturmak amacıyla plastik enjeksiyon, polimerler ve sonlu eleman metodu hakkında teorik bilgi ilgili bölümlerde verilmiştir. Bu çalışmada bir jant kapağı üzerinde gerekli sonlu eleman analizleri yapılmıştır. Jant kapağı, Unigraphics vl 8.0.4.2 kullanılarak modellenmiştir. Parça modellendikten sonra, parça, yolluk ve soğutma kanalları üzerinde sonlu elemanlar oluşturmak amacıyla I- Deas Master Series v9m2 kullanılmıştır. Son olarak, enjeksiyon noktası ve eğilme kısıtlan gibi sınır koşullan, I-Deas ve Moldflow programlan kullanılarak verilmiştir. Genel sonlu eleman analiz prosedürü uygulanarak sonuçlan çalışmanın ana bölümlerinde verilmiştir. Gerekli plastik enjeksiyon parametreleri, yeterli soğumayı sağlayacak bir soğutma kanalı tasarımı ve eğilmeleri gidermek için gerekli parametreler, analizin sonuçlan olarak elde edilmiş ve bunlar şekiller ve grafikler yardımıyla açıklanmıştır. Çalışmanın sonunda ütüleme basıncı ve soğutma kanalı tasarımının, jant kapağının enjeksiyonunda en çok göz önünde bulundurulması gereken parametreler olduğu kanısına varılmıştır. September, 2002 Sarp Eğilmez

ABSTRACT NONLINEAR MOLDFLOW ANALYSIS OF THE HI-TECH POLYMER `ABS` FOR A HUB CAP. Injection molding is a cyclic process of forming plastic into a desired shape by forcing the material under pressure into a cavity. It is one of the most common and versatile operations for mass production of complex plastics parts with excellent dimensional tolerance. Since its introduction in the early 1870s, the injection molding process has undergone significant modifications and improvements. However, still many problems can occur during different steps of this cyclic process. Briefly, these problems can be grouped as filling, product quality, cooling and warpage problems. To overcome these problems, several cycle parameters are investigated using a finite element analysis simulation. Moldflow Plastics Insight 2.0 is used to perform the analysis. For the purpose of a preparation for the study, the general information about injection molding, polymers and REM were given as a general background. In this study a complete finite element analysis simulation of injection molding for a hub cap is presented. A hub cap is modeled for this study using Unigraphics vl 8.0.4.2. After modelling the part, meshing procedure was done defining the shell mesh, runner mesh and cooling line mesh using I-Deas Master Series v9m2. Finally, necessary boundary conditions such as the injection location and warpage constraints are given using both I-Deas and Moldflow. So the steps of a finite element analysis were followed to reach the results as they are given in the main text of the study. As the results of the analysis, cycle parameters of the injection molding process, a sufficient cooling design and necessary parameters to reduce warpage were obtained. It was also observed that, packing pressure profiles and cooling design are the most important parameters to be considered during injection molding of the hub cap. September, 2002 Sarp Eğilmez vı