Plastik enjeksiyon işleminin üç boyutlu sayısal modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada, paralel hesaplama teknolojisi kullanılarak, üç boyutlu (3-B) insert enjeksiyon işleminde, sıkıştırılma ve hal değişimi şartlarını göz önünde bulunduran nümerik bir yaklaşım sunulmuştur. Akışkan elemanı hacim yöntemi (VOF) sonlu hacimler yöntemiyle birlikte polimer enjeksiyon prosesinin dolma aşamasının simülasyonunda kullanılmıştır. Hareketli ara yüzü yakalamak için CICSAM algoritması ve basınç ve hız arasındaki yüksek seviyeli ilişkiye dayalı PISO basınç-hız bağlantı algoritması başarıyla uygulanmıştır. Gerçek kalıp dolma koşulları için önerilen nümerik metodolojinin yeterliliği yapılan deneysel sonuçlarla ve başka programlardan elde edilen sonuçlarla kıyaslanarak doğrulanmıştır. Nümerik sonuçlar, sunulan nümerik modelleme yaklaşımının insert metalli plastik enjeksiyon işleminin optimizasyonuna yönelik çalışmalarda güvenle kullanılabileceğini ileri sürmektedir.

In the present study a more complete numerical solution approach using parallel computing technology is provided for the three-dimensional (3-D) modeling of mold insert polymer injection molding process by considering the effects of phase-change and compressibility for non-Newtonian fluid flow conditions. A volume of fluid (VOF) method coupled with a finite volume approach is used to simulate the mold filling stage of the injection molding process. A comprehensive high-resolution differencing scheme (CICSAM) is successfully utilized to capture moving interfaces and the Pressure Implicit with Splitting Operators (PISO) pressure-velocity coupling algorithm is employed to enable higher degree of approximate relation between corrections for pressure and velocity. The capabilities of the proposed numerical methodology in modeling real molding flow conditions are verified through quantitative and qualitative comparisons with other simulation programs and the data obtained from the conducted experimental study. The numerical results suggest that the present numerical solution approach can be used with a confidence for further studies of optimization of design of mold insert polymer injection molding processes.