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Title: Otimização do processo de injeção de peças poliméricas para automóveis utilizando o método de elementos finitos
Author: Silva, Filipe André Oliveira
Advisor: Lopes, Augusto Luís Barros
Sousa, Ricardo José Alves de
Keywords: Engenharia de materiais
Indústria automóvel
Polímeros
Moldagem de plásticos por injecção
Método do elemento finito
Defense Date: 31-Oct-2017
Publisher: Universidade de Aveiro
Abstract: A injeção é uma das técnicas de moldagem de peças poliméricas mais utilizadas. No entanto, devido aos elevados custos do equipamento de injeção, moldes e equipamentos auxiliares, a viabilidade económica desta etapa de processamento exige uma otimização das condições de injeção com recurso a simulações numéricas, geralmente baseadas no método dos elementos finitos (MEF). Este trabalho, realizado no âmbito de um estágio curricular na empresa Prinemo, teve como principal objetivo analisar, utilizando o MEF, o processo de moldagem por injeção de peças em ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno), destinadas à indústria automóvel, de forma a compreender a origem dos defeitos de rebarba e de chupado exibidos pelas peças e propor soluções que permitissem evitar estes defeitos. Numa primeira etapa, foi efetuada uma análise do processo de injeção atualmente utilizadas na produção das peças que permitiu verificar a necessidade de aplicação de uma força de fecho do molde muito elevada, que favorece a formação de rebarba. As simulações numéricas permitiram também verificar que se desenvolvia um gradiente de contração nas peças relativamente elevado que favorece a formação do defeito de chupado. Neste contexto, foram propostos 3 conjuntos diferentes de alteração ao molde e às condições de injeção. Os cálculos efetuados permitiram analisar as vantagens e desvantagens relativas de cada proposta, tendo-se verificado que uma delas conduzia a uma maior diminuição da força de fecho do molde e, consequentemente, a uma menor tendência para o desenvolvimento de rebarba nas peças. Esta solução também permitia reduzir a pressão de injeção e as diferenças de contração nas peças mais pequenas. No entanto, não conduzia a uma alteração significativa do gradiente de contração desenvolvido nas peças grandes e requeria a produção de um novo molde de injeção.
Injection is one of the most widely used polymer moulding techniques. However, due to the high costs of injection equipment, mold and auxiliary equipment, the economic viability of this processing step requires an optimization of the injection conditions using numerical simulations, usually based on the finite element method (MEF). The main objective of this work, carried out within the scope of the curricular internship at Prinemo enterprise, was to analyse, using the MEF, the injection moulding process of ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) pieces for the automotive industry, in order to understand the origin of the flash and sink marks defects exhibited by the pieces and propose solutions to avoid these defects. In a first step, an analysis of the injection process currently used in the production of the parts was carried out, which allowed to verify the need to apply a very high mold closing force, which favours the formation of flash defects. The numerical simulations also allowed to verify he development of a relatively high contraction gradient in the pieces which favours the formation of sink marks defects. In this context, 3 different sets of changes to the mold and to the injection conditions were proposed. The calculations carried out allowed to analyse the relative advantages and disadvantages of each proposal, one of which led to a larger reduction of the mold closing force and, consequently, to a lower tendency for the development of flash defects in the pieces. This solution also allowed to reduce the injection pressure and the differences of contraction in the smaller pieces. However, this proposal did not lead to a significant change in the contraction gradient developed in larger pieces and requires the production of a new injection mold
Description: mestrado em Engenharia de Materiais
URI: http://hdl.handle.net/10773/22576
Appears in Collections:DEMaC - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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