Cavity balancing is the process of altering the flow front within a cavity through thickness and design changes such that the desired fill pattern is achieved. The 2 dimensional (2D) cavity-balancing algorithm, developed by Lam and Seow [1] can only handle 2D geometry. This represents a major drawback as most, if not all of the practical injected parts are not 2D parts. To overcome this difficulty, the present investigation has developed a 2.5 dimensional (2.5D) cavity balancing optimization routine implemented within a 2.5 D finite elements domain. The aim of the automated cavity balancing routine is to reduce product development time and to improve product quality. This will lower the level of prerequisite expert knowledge necessary for successful mold and part design. The automated cavity balancing routine has been developed using the concept of flow paths. The hill-climbing algorithm of Lam and Seow is utilized but modified for the generation of flow paths for 2.5D parts. The algorithm has been implemented in a computer program running as an external loop to the MOLDFLOW software. Case studies are provided to demonstrate the efficiency of this routine. / Singapore-MIT Alliance (SMA)

No description available.

No description available.

Se as margens para ganhos financeiros são estreitas e o lucro está atrelado à produtividade, como ocorre nas indústrias de injeção de termoplásticos, cada centavo deve ser considerado. Cada perda no processo deve ser minimizada seja com redução em tempo de ciclo, redução em tempo de máquina parada, estudos de setup, automatização ou reciclagem, não somente de produtos não conformes e canais e de injeção, prática comum nas empresas transformadoras, mas também, das borras plásticas geradas no processo de purga de máquinas injetoras. O presente trabalho propõe a realização de um estudo acerca da viabilidade técnica para a reutilização e reprocessamento da matéria-prima obtida a partir das borras plásticas injetadas, um resíduo industrial, evitando sua deposição no meio ambiente ou venda como sucata, visando um fim mais nobre para esse resíduo tão comum nas empresas de transformação de termoplásticas por injeção. O envelhecimento das amostras por exposição natural e a comparação da performance entre amostras expostas e não expostas possibilitou um estudo comparativo de diversas propriedades e do comportamento do PEAD oriundo de borras plásticas injetadas. A fim de viabilizar a reciclagem, uma metodologia que incluiu procedimentos de coleta, separação, classificação, corte, moagem e formulação de misturas com diferentes frações de moído de borra de PEAD e PEAD virgem é apresentada. Com a realização de ensaios físicos, térmicos, mecânicos, reológicos obteve-se meios para analisar e avaliar as propriedades do polietileno de alta densidade (PEAD) proveniente de borras plásticas injetadas. Ressalta-se que, as condições de exposição ao intemperismo natural ao qual as amostras foram submetidas nesse estudo, são consideradas agressivas, visto que a radiação ultravioleta (UV) chegou ao índice extremo de acordo com a classificação utilizada pela OMS. Por fim, concluiu-se que para aplicações em bens duráveis, que serão expostos ao intemperismo natural, o simples fracionamento entre material reciclado, oriundo de borras plásticas injetadas e PEAD virgem não se mostra eficiente, pois há perda de propriedades mecânicas, principalmente no alongamento na ruptura. A aditivação das formulações é uma opção para obtenção de melhores resultados embora envolva custos adicionais. / If the margins are narrow for financial winnings and the profit is related to productivity, as occurs in thermoplastic injection industries, every penny should be considered. Each loss in the process should be minimized such as a reduction in cycle time, reduction in downtime, set up studies, automation or recycling not only of off-specification products and branch injection, common practice in manufacturing companies, but also, plastic sludge generated in the injection machines purge process. This paper proposes the achievement of a study about the technical viability for reuse and reprocessing of raw materials obtained from the injected plastic sludge, a industrial waste, preventing their deposition in the environment or their sale as scrap, seeking a nobler end for that residue so common in thermoplastic processing industries by injection. The aging of samples by natural exposure and the comparison of the performance between exposed and unexposed samples made possible a comparative study of various properties and the collection of information about the properties and behavior of reprocessed HDPE from injected plastic sludges. In order to facilitate recycling, a methodology that included procedures for collecting, separating, sorting, cutting, grinding and formulation of mixtures with different ground fractions of HDPE grounds and virgin HDPE is presented. Com a realização de ensaios físicos, térmicos, mecânicos, reológicos obteve-se meios para analisar e avaliar as propriedades do polietileno de alta densidade (PEAD) proveniente de borras plásticas injetadas. With the realization of physical tests, thermal, mechanical, rheological was obtained ways to analyze and evaluate the high-density polyethylene properties (HDPE) plastic injection-molded from sludges. It is noteworthy that, the conditions of exposure to natural weathering which the samples were submitted in this study are considered aggressive, once the ultraviolet (UV) index was considerated extreme according to the classification used by WHO. Finally, it was concluded that for applications in durable products, which will be exposed to natural weathering, the simple fractionation of recycled material coming from injected plastic sludge and virgin HDPE is inefficient because there is loss of mechanical properties, especially in the stretch at break. The additivation of formulations is an option for better results even though it involves additional costs.

Se as margens para ganhos financeiros são estreitas e o lucro está atrelado à produtividade, como ocorre nas indústrias de injeção de termoplásticos, cada centavo deve ser considerado. Cada perda no processo deve ser minimizada seja com redução em tempo de ciclo, redução em tempo de máquina parada, estudos de setup, automatização ou reciclagem, não somente de produtos não conformes e canais e de injeção, prática comum nas empresas transformadoras, mas também, das borras plásticas geradas no processo de purga de máquinas injetoras. O presente trabalho propõe a realização de um estudo acerca da viabilidade técnica para a reutilização e reprocessamento da matéria-prima obtida a partir das borras plásticas injetadas, um resíduo industrial, evitando sua deposição no meio ambiente ou venda como sucata, visando um fim mais nobre para esse resíduo tão comum nas empresas de transformação de termoplásticas por injeção. O envelhecimento das amostras por exposição natural e a comparação da performance entre amostras expostas e não expostas possibilitou um estudo comparativo de diversas propriedades e do comportamento do PEAD oriundo de borras plásticas injetadas. A fim de viabilizar a reciclagem, uma metodologia que incluiu procedimentos de coleta, separação, classificação, corte, moagem e formulação de misturas com diferentes frações de moído de borra de PEAD e PEAD virgem é apresentada. Com a realização de ensaios físicos, térmicos, mecânicos, reológicos obteve-se meios para analisar e avaliar as propriedades do polietileno de alta densidade (PEAD) proveniente de borras plásticas injetadas. Ressalta-se que, as condições de exposição ao intemperismo natural ao qual as amostras foram submetidas nesse estudo, são consideradas agressivas, visto que a radiação ultravioleta (UV) chegou ao índice extremo de acordo com a classificação utilizada pela OMS. Por fim, concluiu-se que para aplicações em bens duráveis, que serão expostos ao intemperismo natural, o simples fracionamento entre material reciclado, oriundo de borras plásticas injetadas e PEAD virgem não se mostra eficiente, pois há perda de propriedades mecânicas, principalmente no alongamento na ruptura. A aditivação das formulações é uma opção para obtenção de melhores resultados embora envolva custos adicionais. / If the margins are narrow for financial winnings and the profit is related to productivity, as occurs in thermoplastic injection industries, every penny should be considered. Each loss in the process should be minimized such as a reduction in cycle time, reduction in downtime, set up studies, automation or recycling not only of off-specification products and branch injection, common practice in manufacturing companies, but also, plastic sludge generated in the injection machines purge process. This paper proposes the achievement of a study about the technical viability for reuse and reprocessing of raw materials obtained from the injected plastic sludge, a industrial waste, preventing their deposition in the environment or their sale as scrap, seeking a nobler end for that residue so common in thermoplastic processing industries by injection. The aging of samples by natural exposure and the comparison of the performance between exposed and unexposed samples made possible a comparative study of various properties and the collection of information about the properties and behavior of reprocessed HDPE from injected plastic sludges. In order to facilitate recycling, a methodology that included procedures for collecting, separating, sorting, cutting, grinding and formulation of mixtures with different ground fractions of HDPE grounds and virgin HDPE is presented. Com a realização de ensaios físicos, térmicos, mecânicos, reológicos obteve-se meios para analisar e avaliar as propriedades do polietileno de alta densidade (PEAD) proveniente de borras plásticas injetadas. With the realization of physical tests, thermal, mechanical, rheological was obtained ways to analyze and evaluate the high-density polyethylene properties (HDPE) plastic injection-molded from sludges. It is noteworthy that, the conditions of exposure to natural weathering which the samples were submitted in this study are considered aggressive, once the ultraviolet (UV) index was considerated extreme according to the classification used by WHO. Finally, it was concluded that for applications in durable products, which will be exposed to natural weathering, the simple fractionation of recycled material coming from injected plastic sludge and virgin HDPE is inefficient because there is loss of mechanical properties, especially in the stretch at break. The additivation of formulations is an option for better results even though it involves additional costs.

Se as margens para ganhos financeiros são estreitas e o lucro está atrelado à produtividade, como ocorre nas indústrias de injeção de termoplásticos, cada centavo deve ser considerado. Cada perda no processo deve ser minimizada seja com redução em tempo de ciclo, redução em tempo de máquina parada, estudos de setup, automatização ou reciclagem, não somente de produtos não conformes e canais e de injeção, prática comum nas empresas transformadoras, mas também, das borras plásticas geradas no processo de purga de máquinas injetoras. O presente trabalho propõe a realização de um estudo acerca da viabilidade técnica para a reutilização e reprocessamento da matéria-prima obtida a partir das borras plásticas injetadas, um resíduo industrial, evitando sua deposição no meio ambiente ou venda como sucata, visando um fim mais nobre para esse resíduo tão comum nas empresas de transformação de termoplásticas por injeção. O envelhecimento das amostras por exposição natural e a comparação da performance entre amostras expostas e não expostas possibilitou um estudo comparativo de diversas propriedades e do comportamento do PEAD oriundo de borras plásticas injetadas. A fim de viabilizar a reciclagem, uma metodologia que incluiu procedimentos de coleta, separação, classificação, corte, moagem e formulação de misturas com diferentes frações de moído de borra de PEAD e PEAD virgem é apresentada. Com a realização de ensaios físicos, térmicos, mecânicos, reológicos obteve-se meios para analisar e avaliar as propriedades do polietileno de alta densidade (PEAD) proveniente de borras plásticas injetadas. Ressalta-se que, as condições de exposição ao intemperismo natural ao qual as amostras foram submetidas nesse estudo, são consideradas agressivas, visto que a radiação ultravioleta (UV) chegou ao índice extremo de acordo com a classificação utilizada pela OMS. Por fim, concluiu-se que para aplicações em bens duráveis, que serão expostos ao intemperismo natural, o simples fracionamento entre material reciclado, oriundo de borras plásticas injetadas e PEAD virgem não se mostra eficiente, pois há perda de propriedades mecânicas, principalmente no alongamento na ruptura. A aditivação das formulações é uma opção para obtenção de melhores resultados embora envolva custos adicionais. / If the margins are narrow for financial winnings and the profit is related to productivity, as occurs in thermoplastic injection industries, every penny should be considered. Each loss in the process should be minimized such as a reduction in cycle time, reduction in downtime, set up studies, automation or recycling not only of off-specification products and branch injection, common practice in manufacturing companies, but also, plastic sludge generated in the injection machines purge process. This paper proposes the achievement of a study about the technical viability for reuse and reprocessing of raw materials obtained from the injected plastic sludge, a industrial waste, preventing their deposition in the environment or their sale as scrap, seeking a nobler end for that residue so common in thermoplastic processing industries by injection. The aging of samples by natural exposure and the comparison of the performance between exposed and unexposed samples made possible a comparative study of various properties and the collection of information about the properties and behavior of reprocessed HDPE from injected plastic sludges. In order to facilitate recycling, a methodology that included procedures for collecting, separating, sorting, cutting, grinding and formulation of mixtures with different ground fractions of HDPE grounds and virgin HDPE is presented. Com a realização de ensaios físicos, térmicos, mecânicos, reológicos obteve-se meios para analisar e avaliar as propriedades do polietileno de alta densidade (PEAD) proveniente de borras plásticas injetadas. With the realization of physical tests, thermal, mechanical, rheological was obtained ways to analyze and evaluate the high-density polyethylene properties (HDPE) plastic injection-molded from sludges. It is noteworthy that, the conditions of exposure to natural weathering which the samples were submitted in this study are considered aggressive, once the ultraviolet (UV) index was considerated extreme according to the classification used by WHO. Finally, it was concluded that for applications in durable products, which will be exposed to natural weathering, the simple fractionation of recycled material coming from injected plastic sludge and virgin HDPE is inefficient because there is loss of mechanical properties, especially in the stretch at break. The additivation of formulations is an option for better results even though it involves additional costs.

Orientador: Marco-Aurelio De Paoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T18:50:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maia_DenisonRicardoJustino_D.pdf: 7384890 bytes, checksum: efeedfba27b5af359387e70f46fd71c7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: No presente trabalho foi estudado uma alternativa para atenuar a degradação e o embranquecimento de peças injetadas de poli(propileno-co-etileno) contendo TiO2. O pigmento branco TiO2 (rutilo e anatase) apresenta efeito catalítico na degradação fotoxidativa do polímero, em um processo iniciado pela reação de um elétron fotoexcitado na banda de condução do TiO2 com oxigênio atmosférico. Durante longos períodos de exposição ambiental das peças observa-se que a tensão gerada por flexão não tem efeito detectável na degradação, tendo-se atribuído o fenômeno a processos de relaxação das cadeias poliméricas. Com intuito de minimizar os efeitos catalíticos do TiO2 foi utilizado o pigmento preto negro de fumo condutor (NFcd) em substituição ao negro de fumo comum (NFcm), sendo observado menor degradabilidade para estas amostras. O efeito não foi verificado para amostras que não continham TiO2, e assim mostrou-se que o processo está relacionado à interação do NFcd com o TiO2. Propõe-se que as características condutoras do pigmento preto estão relacionadas à desativação do elétron fotoexcitado do catalisador TiO2. Em testes com nove estabilizantes comerciais foi selecionado o sistema estabilizante NDS Anox¿ como o mais efetivo na estabilização da formulação, combinando alta estabilidade e maior homogeneidade das características degradativas das amostras. Em adição, não foi verificada interação sinérgica ou antagônica entre o estabilizante NDS Anox¿ e o NFcd, mostrando que a alta eficiência do estabilizante constitui-se na variável mais importante na estabilização do material. Também apresentamos nesse trabalho uma alternativa de aplicação para a técnica quimiométrica mapas auto-organizáveis (SOM), utilizada no tratamento e classificação de espectros de reflectância FT -IR, se mostrando uma ferramenta útil na caracterização comparativa da degradação das amostras poliméricas. / Abstract: In this work we studied an alternative to minimize degradation and whitening of injected parts made of TiO2 containing poly(propylene-co-ethylene). The catalytic effect of the white pigment TiO2 (anatase and rutile) in the polymer photooxidation has been assigned to the reaction of an excited electron in the conduction band of TiO2 with atmospheric O2. For long periods of ambient exposition it was observed that tension generated by flexion does not affect degradation, and it was assigned to polymeric chain relaxation processes. To minimize catalytic action of TiO2 we used the black pigment conducting carbon black (CCB) in substitution to the non conducting grade (CB), and it has been verified less degradation in these samples. The effect was not observed for samples without TiO2, hence the process is related to the interaction between CCB and TiO2. We propose that the improvement of stability is associated to deactivation of the excited electron in the conduction band of TiO2. Tests of nine commercial stabilizer mixtures have selected NDB Anox¿ as the most effective in the formulation stabilization, combining high stability and greater homogeneity of samples degradation characteristics. In addition synergistic or antagonistic interaction was not observed between NDB Anox¿ and CCB, showing that the high stability provided by the stabilizer system is the major variable in the material stabilization. We also present an alternative application for self-organizing maps (SOM), used in this work for FTIR reflectance spectra treatment and classification, providing an useful tool in the characterization of comparative degradation of polymeric samples. / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

No / The advances of the polymer melt flow-induced crystallization behaviour and its influence on mechanical properties of high density polyethylene (HDPE) in micron injection (MI) were studied in the present paper. Analysis of mechanical performance, including yield stress and elongation at break, for samples adopted from different regions in a molded plaque showed that a higher injection speed, a higher mold temperature and a longer cooling time could effectively enhance the yield stress but negatively promoted the ductility. Then, the mechanisms of such variation of mechanical performance and the factors affecting it were investigated by means of differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM) and polarized light microscopy (PLM). The super high shear rate during cavity feeding in MI molding not only induced a typical three-layered structure but also developed a highly oriented fibrously morphological structure in the skin layer. However, such fully oriented morphology was much negative in the interlayer and even could not be observed in the core layer. The results from SEM and PLM observations indicated that the orientation morphology varied significantly through the plaque's cross-section and thickness of the each layer changed with the process parameters and geometric position, and finally led to variation of the mechanical performance.