Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudiacanova.pdf: 1038020 bytes, checksum: c13369757b0e9c72adfb63dbe23d85e4 (MD5) Previous issue date: 2004-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of the present work was to simulate the cooling phase of the rotational molding in order to evaluate the influence of some variables in the cooling time, that is the longest one in the process. ANSYSTM software was used to perform the simulation using the finite element method, thus it will be possible to work with complex geometries in future works. However, in the present simulation a spherical mold was used. The effect of the crystallization process of polymer during the cooling phase was evaluated by the incorporation of the heat of crystallization in the curve of enthalpy. Using this procedure it was possible to observe the effect of the crystallization process on the temperature profile as a function of time for the polymeric part. It was possible to compare this profile with the correspondent theoretical curve for a similar amorphous polymer. It was evaluated also the effect of different values of convection heat transfer coefficients for the external air and the effect of using a polymer with a higher thermal conductivity, associated to the use of fillers as the aluminum. The validation of the simulated results of the cooling phase of rotational molding was done by comparison with experimental and simulated results from literature, being obtained good agreement. In present work it was performed also a validation of the ANSYSTM simulation of solidification process of polymers involving crystallization by comparison with data from quenched slabs experiments. In this case, low density polyethylene samples and low density polyethylene with aluminum, from recycled Tetra Pak packages, were used in disc shapes and submitted to quenching, being recorded the temperature profile as a function of time in different cooling rates. The simulation in the software ANSYSTM allowed a good agreement between experimental and simulated curves. It was vii observed that the convection heat transfer coefficient for the external air is the main variable that control the process and that the thermal conductivity of polymer does not play an important role in the process. It was observed also that the heat released in the crystallization process presents a significant role and that it is important to include this phenomena in the simulation. / A proposta do presente trabalho foi simular a fase de resfriamento do processo de moldagem rotacional para avaliar a influência de algumas variáveis no tempo de resfriamento, que é o mais longo no processo. O software ANSYSTM foi usado para realizar a simulação pelo método dos elementos finitos, o que permitirá em trabalhos futuros se trabalhar com geometrias complexas. No entanto, na presente simulação foi usado molde com geometria esférica. O efeito do processo de cristalização de polímeros na fase de resfriamento foi avaliado pela incorporação do calor de cristalização na curva de entalpia. Usando este procedimento, foi possível observar o efeito da cristalização no perfil de temperatura em função do tempo, comparando com a correspondente curva teórica para um polímero amorfo similar. Foi avaliado também, o efeito de diferentes valores de coeficientes de transferência de calor por convecção do ar externo e o efeito de se usar um polímero com condutividade térmica maior, devido ao uso de cargas como o alumínio. A validação dos resultados de rotomoldagem simulados via ANSYSTM foi feita por comparação com dados experimentais e simulados de literatura, tendo sido verificada uma boa concordância. No presente trabalho também foi feita uma validação da simulação via ANSYSTM da solidificação de polímeros envolvendo transformação de fase através de comparação com experimentos de choque térmico. Neste caso, amostras de polietileno de baixa densidade e polietileno de baixa densidade com alumínio, oriundos da reciclagem de embalagens Tetra Pak, foram utilizadas na forma de discos e submetidas a choque térmico, onde se registrou o perfil de temperatura em função do tempo para diferentes velocidades de resfriamento, indicando diferentes valores de coeficiente de transferência de calor por convecção. A simulação via ANSYSTM, possibilitou um bom ajuste às curvas experimentais. As simulações indicaram que o coeficiente de transferência de calor por convecção do ar externo é o fator que mais afeta o perfil de resfriamento. Verificou-se também que a condutividade térmica do polímero não afeta de maneira significativa a velocidade de resfriamento e que o calor liberado no processo de cristalização apresenta influência significativa, devendo necessariamente ser incorporado na simulação do perfil de temperatura. Estes comportamentos se mostraram coerentes com os observados na simulação do perfil de temperatura da rotomoldagem.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Boni Comisso.pdf: 10111078 bytes, checksum: 8216bf27a8a3e1b801b4d8d101212fd8 (MD5) Previous issue date: 2011-10-03 / In the present study the warpage of rotationally molded parts of a linear low density polyethylene (LLDPE) was investigated. The effect of different processing factors as part thickness, cooling condition and diameter of the venting tube was evaluated. In addition to the rotational molding experiments, an alternative experimental technique, denominated “Hot Press”, was also applied to investigate the warpage of two different grades of LLDPE under typical rotational molding conditions, which means slow cooling from only one side. Crystallinity and spherulitic morphology along the thickness of the rotationally molded parts were studied by Differential Scanning Calorimetry and Polarized Light Optical Microscopy. It is shown that the warpage increases with the increase of the cooling rate. Increase of diameter of the venting tube is more effective in reducing the warpage of rotationally molded parts mainly for lower cooling rates. In hot press experiments the grade of LLDPE with lower melt flow index and higher flexural strength presented lower warpage. Part thickness affects the warpage in hot press experiments only for faster cooling rates. In general, crystallinity and spherulitic diameter are lower in positions along the rotationally molded part thickness where the cooling rate is faster. / No presente estudo o empenamento de peças de polietileno linear de baixa densidade (PELBD) moldadas por rotomoldagem foi investigado. O efeito de diferentes fatores como espessura da peça, taxa de resfriamento e diâmetro de tubo de ventilação foi avaliado. Em adição aos experimentos de rotomoldagem, uma técnica alternativa denominada “Hot Press” foi também aplicada para investigar o empenamento de dois diferentes PELBD sob condições típicas da rotomoldagem quanto ao resfriamento assimétrico. Cristalinidade e morfologia esferulítica ao longo da espessura das peças rotomoldadas foram avaliadas por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Microscopia Ótica de Luz Polarizada. Verificou-se que o grau de empenamento aumenta com o aumento da taxa de resfriamento. O aumento do diâmetro do tubo de ventilação é mais efetivo na redução do empenamento principalmente em menores taxas de resfriamento. Nos experimentos de “Hot Press” o PELBD com menor índice de fluidez e maior módulo de flexão apresentou menor empenamento. Nos experimentos de “Hot Press” a espessura das peças afetou o empenamento somente para taxas de resfriamento mais rápidas. Em geral, a cristalinidade e o tamanho de esferulitos se mostraram menores nas posições ao longo da espessura das peças rotomodadas onde as taxas de resfriamento eram mais rápidas.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-07-24T12:23:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Bruno Alexandro Melo Cordoba.pdf: 5568473 bytes, checksum: b7b2a5b911d9cf8f3e1f1564ba6a257e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-24T12:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Bruno Alexandro Melo Cordoba.pdf: 5568473 bytes, checksum: b7b2a5b911d9cf8f3e1f1564ba6a257e (MD5) Previous issue date: 2018-01-30 / A moldagem por injeção é um dos processos mais versáteis e amplamente empregada na manufatura de polímeros. Entretanto, há uma incidência de tantos fatores que tendem a influenciar o processo, ao ponto que um controle rigoroso dos parâmetros do processo se faz necessário para obtenção de peças com nível de qualidade adequada. Neste estudo, foram avaliadas as relações entre condições de processo, microestrutura e propriedades para o polímero Acrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS). Para tal, o ABS foi injetado em 9 condições, variando-se importantes parâmetros de injeção: temperatura do fundido (entre 210 e 240 ºC), temperatura do molde (45 – 65 ºC), pressão de compactação (150 - 250 bar) e velocidade de injeção (50 – 110 cm3/s). A partir dos resultados das propriedades mecânicas obtidas (Resistência sob Tração, Resistência ao Impacto, Módulo Elástico e Força Máxima sob Impacto), foram desenvolvidos 3 modelos de predição, determinados via Método Taguchi, Superfície de Resposta e Regressão Linear, sendo que o Método Taguchi apresentou maior eficácia. A partir dos modelos de previsão foram escolhidas 4 condições de injeção distintas da matriz ortogonal, no intuito de se verificar a precisão dos modelos criados. A microestrutura foi avaliada através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) de amostras fraturadas por impacto instrumentado e pela medição dos domínios elastoméricos (distribuição do tamanho do Polibutadieno) via análise de imagem. Por fim, foi aplicado o tratamento térmico de alívio de tensões, as propriedades mecânicas foram determinadas e por fim comparadas entre presença e ausência de tratamento térmico, onde foi observado que não se apresentou efeito considerável. / Injection molding is one of the most versatile and widely used processes in the manufacture of polymers. However, there is an incidence of so many factors that tend to influence the process, to the point that strict control of the process parameters is necessary to obtain pieces with adequate quality level. In this study, the relationships between process conditions, microstructure and properties for acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) polymer were evaluated. To do this, ABS was injected under 9 conditions, varying important injection parameters: melt temperature (between 210 and 240 ºC), mold temperature (45-65 ºC), compression pressure (150-250 bar) and injection rate (50-110 cm 3 / s). From the results of the mechanical properties obtained (Resistance under Traction, Impact Resistance, Elastic Modulus and Maximum Force under Impact), 3 prediction models were developed, determined by the Taguchi Method, Response Surface and Linear Regression, with the Taguchi Method was more effective. From the prediction models four different injection conditions of the orthogonal matrix were chosen, in order to verify the accuracy of the models created. The microstructure was evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM) of fractured samples by instrumented impact and by the measurement of the elastomeric domains (distribution of the polybutadiene size) through image analysis. Finally, the thermal treatment of stress relief was applied, the mechanical properties were determined and finally compared between the presence and absence of heat treatment, where it was observed that no considerable effect was observed.

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2017-08-31T12:53:59Z No. of bitstreams: 1 Luciano Ferreira da Silva.pdf: 3752316 bytes, checksum: fedfe9cca291bcd7b765f829c332dc92 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-31T12:53:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciano Ferreira da Silva.pdf: 3752316 bytes, checksum: fedfe9cca291bcd7b765f829c332dc92 (MD5) Previous issue date: 2017-08-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The main objective of this research was to present evidence of how organizations decide on their routines influenced by the social demands related to the preservation of the environment. It is worth mentioning that the theoretical lens used was the Evolutionary theory, being useful to understand the social dynamics of organizations according to historical dependence (Path Dependence). In this study the routines were categorized as evolutionary and isomorphic. It is worth noting that the main assumption of this research is that the survival of companies is directly related to the fulfillment of social demands related to the preservation of the environment. It is also worth mentioning that the locus of research was the plastic transformation industry. As for the methodological procedures, the qualitative approach was adopted because it seeks to understand the meaning of management choices. The subjects of the survey for data collection were 107 companies (secondary data) and 6 interviews (primary data). In addition, as a procedure of analysis, this research adopted the technique of constant comparison of the empirical corpus, being understood as a hermeneutic exercise. The main contributions are the discussion about a circular relationship between the survival of companies and the fulfillment of social demands, as well as the evidence that companies adopt proactive and reactive positions to choose routines in the face of changes in the external environment. A relevant aspect in this research is that the search for evolutionary routines rescues the principles of Schumpeterian competition. On the other hand, it was noted the use of isomorphism as protection by companies that adopted a reactive attitude, and also by sector to promote their survival. It should be emphasized that the isomorphic routines, represented by those activities or conventional processes, can transmit some security when it is adopted. However, this sense of security over time becomes counterproductive by the adoption of a stagnant isomorphism. In fact, it can be said that the adoption of one or another routine may be associated with the company's posture being reactive or proactive, but that this posture that leads to managerial decisions can lead to inertia and entropy of the organizational system. In addition, it was noticed in the studied companies a movement toward evolution to meet a sustainable management, which incorporates an economic-productive-social perspective for decisions on the allocation of resources in a circular flow / O objetivo principal desta pesquisa foi apresentar evidências de como as organizações decidem sobre suas rotinas influenciadas pelo atendimento das demandas sociais relativas à preservação do meio ambiente. Vale destacar que a lente teórica utilizada foi a teoria Evolucionária, sendo ela útil para compreender a dinâmica social das organizações de acordo com a dependência histórica (Path Dependence). Neste estudo as rotinas foram categorizadas como evolucionárias e isomórficas. Destaca-se que o pressuposto principal desta pesquisa é que a sobrevivência das empresas está diretamente relacionada ao atendimento das demandas sociais relativas à preservação do meio ambiente. Vale ainda explicitar que o lócus da pesquisa foi a indústria de transformação do plástico. Quanto aos procedimentos metodológicos adotou-se a abordagem qualitativa por buscar compreender o significado das escolhas gerenciais. Os sujeitos da pesquisa para coleta de dados foram 107 empresas (dados secundários) e 6 entrevistas (dados primários). Além disso, como procedimento de análise foi adotado a técnica de comparação constante do corpus empírico, sendo esse entendido como um exercício hermenêutico. Como principais contribuições destaca-se a discussão sobre uma relação circular entre a sobrevivência das empresas e o atendimento das demandas sociais, além da evidência de que as empresas adotam posturas proativas e reativas para a escolha de rotinas diante das mudanças no ambiente externo. Um aspecto relevante nesta pesquisa é que a busca por rotinas evolucionárias resgata os princípios da concorrência Schumpeteriana. Por outro lado, notou-se o uso do isomorfismo como proteção tanto das empresas que adotam uma postura reativa, quanto do setor para promoção de sua sobrevivência. Destaca-se que as rotinas isomórficas, representadas por aquelas atividades ou processos convencionais, podem transmitir certa segurança quando da sua adoção. Contudo, essa sensação de segurança ao longo do tempo se torna contraproducente pela adoção de um isomorfismo estagnado. Aliás, pode-se dizer que a adoção de uma ou outra rotina pode estar associada à postura da empresa ser reativa ou proativa, mas que essa postura que conduz as decisões gerenciais pode levar a inércia e entropia do sistema organizacional. Além disso, se percebeu nas empresas estudadas um movimento em direção à evolução para uma gestão sustentável, que incorpora uma perspectiva econômico-produtivo-social para decisões sobre a alocação de recursos em um fluxo circular

O processo de moldagem de pós por injeção (MPI) é uma tecnologia relativamente recente e permite a fabricação de peças e componentes de diversos materiais, com a possibilidade de fabricar peças em larga escala. O processo MPI é composto por quatro etapas: mistura do pó com o material orgânico (ligante), moldagem por injeção, extração do ligante e sinterização. O ligante é um veículo temporário composto por polímeros e/ou ceras e sua função é possibilitar o escoamento da carga injetável para o molde durante a moldagem por injeção e após a moldagem este deve ser totalmente removido da peça. A maioria dos polímeros utilizados no ligante é oriunda do petróleo, que é uma fonte não renovável que gera sérios impactos ambientais. Neste estudo foi proposto a utilização de ligante à base de borracha natural, que além de ser proveniente de fonte renovável, confere elasticidade à peça moldada, que possibilita a fácil desmoldagem de peças com geometria complexa e pequenas espessuras. Também se analisou a substituição da parafina, que estudada em trabalhos anteriores em ligante para injeção de alumina com a borracha natural, pela cera de carnaúba na moldagem por injeção de pó de ferro metálico. Foram avaliados três ligantes à base de borracha natural e as ceras: (i) parafina, (ii) cera de carnaúba e (iii) parafina + cera de carnaúba e estudou-se o efeito da composição do ligante em cada etapa do processo MPI. Investigou-se as propriedades químicas e térmicas dos ligantes, o teor de pó admissível nas cargas injetáveis, as rotas de remoção do ligante por via térmica e solvente e as propriedades finais como retração linear, porosidade, microestrutura e resistência à flexão. As composições de ligante a base de borracha natural e cera de carnaúba proporcionaram melhores propriedades ao processo MPI. Nestas composições foi possível a moldagem por injeção de cargas injetáveis com maior teor de pó, apresentaram maior estabilidade reológica, em que a viscosidade apresentou baixa variação em relação à temperatura e maior estabilidade com o aumento do teor de pó. Além disso, foram as únicas amostras que não apresentaram defeitos durante a extração por solvente e apresentaram propriedades finais satisfatórias para o processo MPI de ferro. / The Powder Injection Molding process (PIM) is a relatively new technology and allows the manufacturing of parts and components of various materials, with the possibility of fabricating parts in microscale. The PIM process is composed of four steps: mix the powder with the organic material (binder), injection molding, extraction of the binder and sintering. The binder is a temporary vehicle composed of polymers and/or waxes and its function is to allow the flow of the feedstock into the mold during injection molding, and after molding this should be completely removed from the sample. Most of the polymers used in the binder are derived from petroleum, which is a non-renewable source that generates serious environmental impacts. In this study, it was proposed the use of binder based on polymer and wax from renewable sources that reduce the environmental impact. It was analyzed the substitution of paraffin, which was studied in previous studies with natural rubber, by the carnauba wax in the injection molding of the iron carbonyl. Were evaluated three binders based on polymer and wax: (i) paraffin, (ii) carnauba wax and (iii) paraffin wax carnauba wax and we studied the binder composition effect in each step of PIM process. The chemical and thermal binder properties, the critical powder volume concentration, the solvent and thermal debinding and the sintered properties were analyzed. As results, we found that the natural rubber and carnauba wax binder have better PIM process properties. In this binder was possible an injection molding with higher powder content, showing higher rheological stability, which the viscosity was more stable under temperature and powder content variation. Furthermore, the samples with this binder shown no defects after solvent debinding and suitable sintered properties for the iron PIM process.

Tung Kwok Wah Henri. / "Architecture Department, Chinese University of Hong Kong, Master of Architecture Programme 2003-2004, design report." / Chapter 01. --- The Story Line --- p.p.01 - p.06 / Chapter 02. --- The System --- p.p.07 - p.08 / Chapter 03. --- Design Vol. 1 - the fabric --- p.p.09 - p.11 / Chapter 04. --- Design Vol. 2 - 1/2 park + 1/2 plant --- p.p.12 - p.26 / Chapter 05. --- The research part A - Newater plant (Singapore) --- p.p.27 - p.37 / Chapter 06. --- The researh part B - Water Background --- p.p.38 - p.48 / Chapter 07. --- The research part C - Rotomolding --- p.p.49 - p.57

Ce travail concerne le développement de polymères alvéolaires biosourcés adaptés à l’injection microcellulaire physique (Mucell®) ainsi que l’identification des leviers (procédé et/ou matériau) permettant de contrôler la structure cellulaire.Les paramètres directeurs du procédé ont été optimisés à l’aide d’un plan d’expérience de type Taguchi permettant d’atteindre un allégement de 15% tout en conservant un niveau de performance mécanique acceptable. Par ailleurs, des modifications structurales du PBS ont été menées dans le but de contrôler le processus de formation de la structure cellulaire (dissolution du gaz, nucléation, croissance cellulaire et stabilisation de la structure). La morphologie cellulaire a été améliorée en modifiant la conformation moléculaire des chaînes, en favorisant la nucléation hétérogène ou en modifiant les propriétés élongationnelles et la tension de surface du matériau. La formulation résultante a permis une diminution de plus de 80% de la taille des cellules et une densité cellulaire multipliée par 450.Enfin, une technique de mesure du comportement rhéologique du système monophasé polymère/gaz a été développée à l’aide d’une buse instrumentée en ligne permettant d’évaluer l’effet de la dissolution du gaz sur la viscosité du matériau en fonction des conditions expérimentales de l’étude. / This work focused on the development of biobased polymer foams adapted to the microcellular injection molding (Mucell®) and the identification of the key parameters (process and/or material) controlling the cell structure.The process parameters were optimized using a Taguchi design of experiment which achieves 15% lightweighting while maintaining acceptable mechanical performances. In addition, structural modifications of PBS were carried out in order to control the foaming mechanism (gas dissolution, cell nucleation, cell growth and cell stabilization). Cell morphology has been improved by modifying the molecular conformation, promoting heterogeneous nucleation, or by adjusting the extensional viscosity and surface tension of the material. The resulting formulation exhibit a decrease of more than 80% in cell size and a cell density multiplied by 450.Finally, a measurement technique for the rheological behavior of the single phase polymer/gas mixture was developed using an instrumented on-line nozzle to evaluate the effect of gas dissolution on the viscosity under experimental conditions.

Enquanto os métodos tradicionais de processamento de restaurações cerâmicas tornaram-se notórios por sua complexidade, as técnicas mais modernas vêm privilegiando a simplicidade de execução e a automação. Dentre estas, destaca-se a injeção em moldes, que recentemente, foi associada a métodos CAD-CAM. Estudos anteriores demonstraram a viabilidade de utilização de um vidro feldspático de baixa expansão térmica, Alpha (Vita Zahnfabrik), para injeção, porém, faltam informações quanto às propriedades mecânicas e a microestrutura deste material quando submetido à injeção. Os objetivos deste estudo são: produzir pastilhas vidrocerâmicas para injeção a quente a partir de Alpha e da mistura deste vidro com partículas de alumina e zircônia; avaliar a resistência à flexão dos materiais processados, e compará-la a um material compatível existente no mercado (PM9 - Vita Zahnfabrik); estudar a estrutura microscópica dos materiais e correlacioná-la com suas propriedades mecânicas; identificar por meio de difração de raios X a formação de fases cristalinas durante as diferentes etapas de processamento. A injeção aumentou a resistência do vidro Alpha devido à redução na quantidade e tamanho dos defeitos internos, principalmente porosidades. Apesar de ter sido observada nucleação de cristais nos dois materiais, durante o processamento, não foi possível determinar de que forma este fenômeno afetou as propriedades mecânicas dos materiais. Não foi detectada alteração no padrão de distribuição das fases cristalinas observadas em microscópio eletrônico de varredura antes e depois da injeção. Não foi verificada diferença estatística significante entre a resistência à flexão de Alpha injetado e PM9. A adição de partículas de alumina e zirconia ao vidro Alpha provocou redução da resistência, devido à formação de aglomerados durante a confecção das pastilhas e a incapacidade da injeção em dispersá-los. Tais aglomerados funcionaram como concentradores de tensões, enfraquecendo o material. / While traditional processing routes in the fabrication of ceramic restorations became notorious for their complexity, modern techniques have been priviledging simplicity and automation. High-temperature injection molding is a clear example, and recently has been associated to CAD-CAM technology. Studies demonstrated the use of a low thermal expansion feldspathic glass (Alpha, Vita Zahnfabrik) for injection, although more information is needed in terms of mechanical properties and microstructure of this material after being submitted to injection. The objectives of this study are: produce Alpha glass-ceramic ingots and Alpha with alumina and zirconia particles ingots for injection; evaluate flexural strength of the processed materials and compare it to a compatible product (PM9-Vita Zahnfabrik); study microstructure of the materials and correlate it to their mechanical properties; identify the existing cristalline phases at different processing stages with X-ray diffraction. Injection increased mechanical properties of Alpha glass due to reduction in porosity of the material. Despite the observation of crystal nucleation on both materials during processing, a clear correlation of this phenomenon and mechanical behavior could not be made. No alterations on the pattern of the crystalline phase distribution due to injection were observed on scanning electron microscope images. Flexural strength did not vary significantly between injected Alpha and PM9. The addittion of alumina and zirconia particles resulted in poorer mechanical results due to agglomerate formation during ingot fabrication and the incapacity of its dispersion trough injection. These agglomerates worked as stress concentrators, weakening the material.

Composite materials have traditionally been used in high-end aerospace parts and low-end consumer parts. The reason for this separation in markets is the wide gap in technology between pre-preg materials processed in an autoclave and chop strand fiberglass blown into an open mold. Liquid composite molding has emerged as a bridge between inexpensive tooling and large, technical parts. Processes such as vacuum infusion have made it possible to utilize complex layups of reinforcement materials in an open mold style set-up, creating optimal conditions for composites to penetrate many new markets with rapid innovation. Flow simulation for liquid composite molding is often performed to assist in process optimization, and requires the permeability of the reinforcement to be characterized. For infusion under a flexible membrane, such as vacuum infusion, or for simulation of a part with non-uniform thickness, one must test the permeability at various levels of compaction. This process is time consuming and often relies on interpolation or extrapolation around a few experimental permeability measurements. To accelerate the process of permeability characterization, a small number of methodologies have been previously presented in the literature, in which the permeability may be tested at multiple fiber volume contents in a single test. Some of the methods even measure the permeability over a continuous range of thicknesses, thus requiring no later interpolation of permeability values. A novel method is presented here for the rapid measurement of permeability over a continuous range of fiber volume content, in a single unidirectional vacuum infusion flow experiment. The thickness gradient across the vacuum bag, as well as the fluid pressure at several locations in the mold, were concurrently measured to calculate the fabric compressibility. An analytical flow model, which accounts for the compressibility, is then used by iterating the fitting constant in a permeability model until the predicted flow front progression matches empirical measurement. The method is demonstrated here for two reinforcement materials: 1) a fiberglass unbalanced weave and 2) a carbon bi-ax non-crimped fabric. The standard deviation of calculated permeabilities across the multiple infusion experiments for each material and flow orientation ranged from 12.8% to 29.7%. Validation of these results was performed by comparing the resulting permeability with multiple non-continuous permeability measurement methods.

Rapid Rotational Foam Molding (RRFM) is a novel patent-pending process that was designed and developed to maximize the synergistic effects resulting from the deliberate combination of extrusion and rotational foam molding and thereby serve as a time-andenergy efficient technology for the manufacture of integral-skin rotationally molded foams of high quality. This thesis presents a thorough study of the scientific and engineering aspects related to the evolution of the RRFM process and its feasibility. This innovative processing technology was assessed and verified through a battery of planned experimental trials conducted utilizing an in-house custom-built industrial-grade lab-scale experimental setup. The experimental trials involved a variety of polypropylene (PP)- based foamable formulations with a chemical blowing agent (CBA) that were compounded and processed by utilizing an extruder and then foamed and injected as a foamed core, instantly, into the cavity of a suitable non-chilled rotationally molded hollow shell made of non-foamed pulverized PP grades. The investigated mold shapes included a cylindrical shaped mold and a rectangular flat shaped mold. The obtained moldings were examined for the quality of the skin surface, the skin-foam interface, and the achieved foam morphologies that were characterized in terms of foam density, average cell size, and average cell density. Optimal processing parameters were successfully determined for three different PP skin-foam formulation combinations. The accomplished reduction in processing time and energy consumption by implementing RRFM were substantial. A variety of processing impediments that hindered the efficiency of the single-charge conventional rotational foam molding practice were resolved by implementing RRFM; these include: the foam/skin invasion into the skin/foam layer of the manufactured article and the premature decomposition of CBA during compounding or subsequent rotational foam molding processing steps. / UOIT