Injection molding simulation of filling unbalancing flow for X branch runners

Name: Cheadsada Seedasom.

LCSH: Fluid dynamics.

LCSH: Injection molding of plastics.

Abstract: Nowadays the plastic components are applied to several parts in electronic, automobile, medical applications, for example: O-ring and sealing parts. These parts are required for the precision and high quality of a process. Injection molding is the most popular method for producing the associated precise part. The injection molding requires a molten polymer to be injected into a cavity inside a mold, which is cooled and the part can be ejected. The quality of the injection molded part is a function of plastic material, design and process condition. In order to achieve dimensionally accurate parts and high productivity, geometric of the balanced runner is among the most critical factors. In terms of the mold design, the balancing runner geometry is the leading factor in filling a molten plastic in the cavity. However, the melt flows of runners are not balanced even though the geometry is balanced. The previous studies have shown that an imbalance in fill characteristics between cavities exists based on their location with respect to the sprue. Current research has indicated that a polymer's shear thinning characteristic is a contributor to this manufacturing problem. The analysis is not complete; there are X branches runner designs that have imbalance but has not yet to be solved and tested. The main objective of this thesis is identifying key elements which contribute to this fill imbalance and more specifically study the pressure, shear rate and temperature distribution by using FEM method. It was simulated injection by using Moldex 3D by Coretech System. The thesis is also include result of testing melt flipping method to apply with runner for improve balancing. This study presents the brief history of multi-cavity of X branches runner systems, the problems associated with runner design, an in-depth discussion of known factors causing fill imbalance, and the methodology used to study the effects of primary runner length on this phenomenon. The results of the experimental study combined with priority on the design and material property observation will lead to a more complete understanding of what the causes are for this manufacturing problem. In conclusion, this work has demonstrated the comparison between original with melt flipping runner by result of simulation and real testing injection. It point out of distance of sprue with each cavities and the pressure in secondary runner.

Abstract: ปัจจุบันนี้ วัสดุที่ทำมาจากพลาสติกได้ถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนหลายชนิด ตั้งแต่ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์การแพทย์ และ ยานยนต์ เช่น ประเก็นยาง เป็นต้น ซึ่งชิ้นส่วนเหล่านี้ต้องการความเที่ยงตรงและแม่นยาในการผลิต ซึ่งข้อกาหนดเหล่านี้สามารถทำได้ด้วยกระบวนการขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์ฉีด กระบวนการนี้เริ่มทำด้วยการหลอมเม็ดพลาสติกในกระบอกฉีด แล้วทำการฉีดพลาสติกเข้าไปในแม่พิมพ์ หลังจากนั้นหล่อเย็นเพื่อให้วัสดุแข็งตัวด้วยระบบหล่อเย็นภายในแม่พิมพ์ แล้วปลดชิ้นงานออกมาจากแม่พิมพ์ ตามลาดับ แต่สิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงเพื่อให้ได้ชิ้นงานตามคุณภาพที่ต้องการ ขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติของพลาสติก การออกแบบชิ้นงาน และการควบคุมการผลิต แต่เพื่อให้ได้ขนาดชิ้นงานและกาลังการผลิตที่ต้องการ อีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญคือ การสมดุลทางวิ่งในแม่พิมพ์ ซึ่งผู้ออกแบบจะออกแบบทางวิ่งให้มีระยะทางของก้านทางวิ่งถึงแต่ละชิ้นงานมีความยาวเท่ากัน ซึ่งในอุดมคติจะทำให้พลาสติกไหลเท่ากันแต่ในบางสถาณการณ์ของการฉีดจริงการไหลยังคงไม่สมดุลถึงแม้ว่าจะออกแบบทางวิ่งให้มีความยาวสมดุลแล้วก็ตาม ก่อนหน้านี้ได้มีการศึกษาการไหลที่ไม่สมดุลอธิบายว่า ความไม่สมดุลนั้นเกิดจากระยะทางของก้านทางวิ่งถึงชิ้นงาน แต่ในปัจจุบันได้พบว่าพฤษติกรรมของแรงเฉือนที่เกิดขึ้นในเนื้อวัสดุมีส่วนทำให้ความไม่สมดุลขึ้น แต่การวิเคราะห์ดังที่กล่าวมานี้ยังไม่ครอบคลุมถึงการออกแบบทางวิ่งรูปร่าง X แล้วยังไม่มีการทดลอง และแก้ปัญหานี้อีกด้วย จุดประสงค์หลักของวิทยานิพนธ์นี้ คือการหาปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการไหลไม่สมดุลในทางวิ่ง โดยระบุปัจจัยหลัก3ปัจจัย คือการกระจายตัวของแรงดัน อัตราเฉือน และอุณหภูมิ โดยการใช้โมเดลทางคณิตศาสตร์เพื่อการจำลองสถานการณ์ของการฉีดพลาสติกโดยใช้โปรแกรม Moldex 3D ผลิตโดยบริษัท Coretech System ทั้งนี้วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้มีการใช้วิธีการออกแบบทางวิ่งแบบ Melt flipping เพื่อแก้ปัญหาการไหลไม่สมดุลโดยการศึกษาทั้งหมดนี้เริ่มจากอธิบายผลการทดลองและหลักการที่ได้มีการศึกษาในอดีตของแม่พิมพ์ชิ้นงานหลายชิ้น ปัญหาที่เกิดนั้นเกี่ยวกับการออกแบบทางวิ่ง ซึ่งในการศึกษาเชิงลึกพยายามที่จะอธิบายสาเหตุที่แท้จริง และหลักการต่างๆ ได้ถูกนำมาอธิบายผลกระทบที่เกิดขึ้นจากความยาวของทางวิ่ง ซึ่งการศึกษานี้ได้ให้มุ่งให้ความสำคัญกับ การออกแบบทางวิ่ง และคุณสมบัติของพลาสติก จึงทำให้สามารถเข้าใจพฤษติกรรมของการไหลได้มากยิ่งขึ้น และสามารถระบุได้ชัดเจนว่าสิ่งใดคือต้นเหตุที่แท้จริงของปัญหานี้ ผลสรุปของการศึกษานี้ได้เปรียบเทียบผลลัพธ์ของทางวิ่งแบบเก่า กับ Melt flipping จากการจำลองการฉีด โดยใช้โปรแกรมคำนวณทางคณิตศาสตร์ และผลจากการฉีดจริงปรากฏว่า ปัจจัยที่สำคัญนั้นขึ้นอยู่กับ ระยะทางของทางวิ่งระหว่างก้านทางวิ่งถึงแต่ละชิ้นงาน และการกระจายตัวของแรงดันในแต่ละทางวิ่งรอง"

King Mongkut's University of Technology North Bangkok. Central Library

Address: BANGKOK

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: Suchart Siengchin

Role: Thesis advisors.

Email : suchart.s@tggs.kmutnb.ac.th

Created: 2013

Modified: 2023-11-17

Issued: 2021-03-03

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Materials and Production Engineering (International Program)

Grantor: King Mongkut's University of Technology North Bangkok

©copyrights King Mongkut's University of Technology North Bangkok

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B17493080.pdf	4.74 MB

ใช้เวลา

0.027921 วินาที