Strukturální mechanické analýzy vstřikovacích forem

Abstract

Diplomová práce se zaměřuje na systematický přístup, kdy se v počátečních fázích konstrukcí vstřikovacích forem využívají informace a doporučení ze strukturálně mechanických analýz, které jsou zaměřeny na deformaci vstřikovacích forem způsobené tlakem během vstřikovacího cyklu a zároveň pomocí simulačních výsledků ušetření následných oprav spojených s přetoky. Diplomová práce je rozdělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část je zaměřena na problematiku vstřikovacích forem, která zahrnuje vysvětlení vstřikovacího procesu, druhy vstřikovacích strojů, seznámení s typy vstřikovacích forem a jejich konstrukčních řešení. Významným obsahem teoretické části je obeznámení s mechanickým chováním vstřikovacích forem, které je zaměřeno na napětí a deformaci během vstřikovacího procesu a dále informace spojené s reologickým chováním polymeru v dutině formy během plnění a využití vtokových simulací při počátečním vývoji vstřikovacích forem. Obsahem praktické části diplomové práce je provedení konstrukce plastového dílu. Na tento plastový díl je následně navrhnuta vstřikovací forma, která obsahuje konstrukční řešení pro studený vtokový systém a násobnost formy je zvolena jako čtyřnásobná. Součásti návrhu je i implementace vysokotlakových senzorů do jednotlivých dutin vstřikovací formy a speciální konstrukční řešení vtokového systému neboli možnost libovolně měnit počet dutin, které budou naplněny v průběhu vstřikovacího cyklu. S konstrukčním návrhem vstřikovací formy je spojena i experimentální část. Experimentální část je zaměřena na použití návrhu vstřikovací formy na dvou odlišných vstřikovacích strojích při speciálních vstřikovacích parametrech jako je uzavírací síla, velikost dotlaku, násobnost vstřikovací formy, které jsou nastaveny tak, aby v některých případech docházelo k překročení uzavírací síly. Experimentální část je provedena v jednotlivých krocích od vytápění formy při přesně stanovených podmínkách pro materiál, se kterým je experiment proveden přes plnící studii pro tři kombinace násobnosti vstřikovací formy až po měření otevírání formy v dělící rovině během vstřikovací fáze a hmotnosti výstřiků na jeden zdvih. Součásti experimentu jsou i výpočty sil a predikce v jednotlivých krocích a pokusech, ve kterých by mohlo docházet k otevírání vstřikovací formy v dělící rovině. Následné hodnoty z experimentální části jsou využity pro porovnání vstřikovacích strojů a stanovení parametrů, které mají největší vliv na otevírání vstřikovací formy (přetoky) během vstřikovací fáze. Jedním z bodů praktické části je i využití speciálního softwaru na vtokové simulace a ověření návrhu vstřikovací formy na průběh plnění, vytvoření tlakové křivky a plnící studie, které jsou následně porovnány s experimentální částí diplomové práce. Hlavní bod praktické části tvoří ověření vstřikovací formy pomocí strukturálních mechanických analýz. Během simulace ve speciálním softwaru je navrhnut celkový postup, který zahrnuje okrajové podmínky a výsledky mechanického chování vstřikovací formy. Mezi tyto výsledky patří například von-Misesovo napětí na jednotlivých stranách formy a velikost otevírání vstřikovací formy v dělící rovině způsobené vstřikovacím tlakem a dotlakovou fází. Závěr tvoří porovnání experimentálních a simulačních výsledku a stanovení tuhosti vstřikovacích strojů použitých při experimentální části.