نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران -ایران

2 شیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران ، ایران

3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران؛ ایران

چکیده

فرآیند پالتروژن یکی از روش های پیوسته تولید پروفیل هایی با مقطع ثابت می باشد. در این پژوهش شکل‌گیری محصول پالتروژن از یک ماده گرمانرم در قالب مستقیما مشاهده و اطلاعات مهمی از حرکت مذاب و شکل گیری حباب در حین فرآیند حاصل گردید.در این راستا از یک قالب پالتروژن تخت (همگرا- موازی) با طرفین شیشه ای جهت آشکارسازی استفاده شد. برای حرارت دهی محصول در حین انجام فرآیند از یک منبع مادون قرمز استفاده شد تا فضای کافی جهت تامین حرارت پیوسته در تمامی قالب ممکن گردد. از مواد آشکارساز مانند گرانول و الیاف رنگی جهت آشکارسازی بهتر جریان مذاب نسبت به الیاف استفاده شد. جهت مشاهده بهتر درون قالب و ثبت تصاویر باکیفیت، از دوربین تصویر برداری استفاده گردید.سرعت متوسط ذره در جریان مذاب با حضور الیاف شیشه در جهت طولی 0.43 سانتی متر بر ثانیه و درجهت عرضی 0.54 سانتی متر بر ثانیه اندازه گیری شد. سرعت متوسط طولی مذاب نسبت به سرعت کشنده بیست در صد کمتر محاسبه شد ولی سرعت طولی ذره در انتهای قالب نزدیک به سرعت کشنده شد در حالی که سرعت عرضی در آنجا به صفر رسید. در خصوص حباب‌های موجود در جریان مذاب درون قالب حدود 17 درصد کاهش حجم تا سه چهارم انتهایی قالب اندازه گیری گردید ضریب نفوذ با استفاده از رابطه دارسی با فرض فشار فرضی 7 بار به مقدار 8-10× 5 تخمین زده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Visualization of Flow & Void In pultrusion Process of thermoplastic composites

نویسندگان [English]

  • amirhossein dadou 1
  • Mohammad Golzar 2
  • Davood Akbari 3
  • Mohammad Hosain Mohamadipour 4

1 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

2 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

3 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

4 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Pultrusion is a continuous method for producing profiles with a constant cross section. Mechanical Properties of pultruded composite is related to process parameters such as pulling velocity, Temperature of die, texture of reinforced fibers, etc.
Visualization of Physical variables such as velocity of melted resin, position of backward melt flow, orientation of reinforced fiber in the die can be useful in estimation of degree of impregnation and estimation of quality of pultruded composite. visualization and optimization of these parameters can be a major step to achieve pultruded composite with requested specifications and better performance.
In this research, pultrusion die with glass walls has been used for direct observation of process during pultrusion. glass die has been heated using IR radiation.
In this way important parameters such as, position of molten backflow, velocity profile of melted resin, orientation of reinforced fibers and void state have been observed directly and volume of voids among the die has been reducted about 0.17 instead of first volume and Impregnation Ratio in Y Direction calculated 0.05 * 10-5 m2 and Vx=0.43cm/s ,Vy=0.05cm/s.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pultrusion
  • visualization
  • Liquid flow front
  • Impregnation Ratio
  • Thermoplastic

 

Campbell, Jr. “Manufacturing processes for advanced composites”, Elsevier, 2003.

[1]

Yang, W. J. “Handbook of Flow Visualization ”, Taylor & Francis, 2nd ed. CRC Press, 2001.

[2]

Schmidt, L.R. “A special mold and tracer technique for studying shear and extensional flows in a mold cavity during injection molding”, Polymer Engineering & Science, Vol. 14, No. 1, pp. 797-800, 1974.

[3]

Yokoi, H., Hayashi, T., Toda, K., Morikita, N. “Direct observation of jetting phenomena under a high injection pressure by using a prismatic-glass inserted mold”, SPE ANTEC, Atlanta, GA, 1988.

[4]

Yokoi, H., Masuda, N., Mitsuhata, H. “Visualization analysis of flow front behavior during filling process of injection mold cavity by two-axis tracking system”, Journal of materials processing technology, Vol. 130, No. 1, pp. 328-333, 2002.

[5]

Bress, T. J., Dowling, D. R. “Visualization of injection molding”, Journal of reinforced plastics and composites, Vol. 17, No. 15, pp. 1374-1381, 1998

[6]

Saito, T. Satoh, I. Kurosaki, I. “Quantitative Visualization on Time-dependent Surface Profile of Polymer Injection Molding using He-Ne Laser Interference”, Proceedings of 9th. International symposium on flow visualization, pp. 260, 2000.

[7]

 Yamada, K., Tomari, K., Harada, T., Hamada, H. “Evaluation of weldline strength of injection molded polystyrene by surface milling”, Plastics Engineers, pp. 708-712, 2004.

[8]

Fathi, S., Behravesh, A. H. “Visualization analysis of flow behavior during weld-line formation in injection molding process”, Polymer-Plastics Technology and Engineering, Vol. 47, No. 7, pp. 666-672, 2008.

[9]

Fathi, S., Behravesh, A. H. “Real‐time measurement of flow front kinematics using quantitative visualization in injection molding process”, Polymer Engineering & Science, Vol. 48, No. 3, pp. 598-605, 2008.

[10]

Fathi, S., Behravesh, A. H. “Visualization of in-mold shrinkage in injection molding process”, Polymer Engineering & Science, Vol. 47, No. 5, pp. 750-756, 2007.

[11]