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Previous issue date: 2008-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nowadays, warpage is one of the main concerns at the design stage and manufacturing of plastic components. Warpage hinders the achievement of specified tolerances in the project, resulting in financial losses due to manufacturing problems and consumer complaints. Usually, solution of such problems relies on the knowledge of the designer or process technician. Some attempts are being made in order to gain knowledge of the phenomenon and increase the predictability of warpage through understanding of the residual stresses formed during the injection process. There are also studies focusing on the development of empirical models built with the aid of statistics tools, such as DOE and the regression analysis. This study looks forward to identify and quantify the main factors that cause warpage through practical experiments and Moldflow simulations. Experimentation using standard specimens manipulating some of the factors, such as packing and the temperature difference between the sides of the mold for both polystyrene and polypropylene materials, were performed. The results were compared to the simulation performed in Moldflow, which was also used to evaluate the influence of the various other factors mentioned in the literature. A comparison between the results of simulation with analytical equations found in literature for residual stresses and temperatures were also executed. Overall, the most significant factor for warpage was the temperature difference between the sides of the mold, but the packing related factors were also very important. It was shown that the relationship between warpage and the temperature difference between the sides of the mold is linear in Moldflow, but has a second order polynomial behavior in the practical experiments. The analysis of residual stress showed a good agreement between simulation and analytical equation in terms of magnitude, indicating also the direction of warpage. The analysis of temperature also showed good agreement between. / Atualmente, a ocorrência do empenamento está entre as principais preocupações na fase de projeto e na manufatura de componentes plásticos. O empenamento dificulta a obtenção das tolerâncias especificadas no projeto, resultando em perdas financeiras devido a problemas de manufatura e reclamações do consumidor. Usualmente a solução desses problemas depende do conhecimento prático do projetista ou técnico do processo de injeção. Algumas tentativas estão sendo feitas com intuito de aumentar o conhecimento sobre o fenômeno e aumentar a previsibilidade do empenamento por meio do entendimento das tensões residuais formadas no processo de injeção. Existem também estudos com foco no desenvolvimento de modelos empíricos construídos com auxílio de ferramentas estatísticas, como DOE e análise de regressão. O presente trabalho busca o identificar e quantificar os principais fatores que causam o empenamento por meio de experimentos práticos e simulações no aplicativo Moldflow. Foram realizados estudos práticos de injeção de corpos-de-prova com manipulação dos fatores de recalque e diferença de temperatura entre os lados do molde para o poliestireno e polipropileno. Os resultados foram comparados com a simulação executada no aplicativo Moldflow, que também foi usado para avaliar a influência de diversos outros fatores citados na literatura. Também foram feitas comparações entre os resultados de simulação com equações analíticas da literatura para tensões residuais e temperaturas no corpo-de-prova. De forma geral, o fator mais significativo para o empenamento é a diferença de temperatura entre os lados do molde, sendo que os fatores relacionados ao empacotamento também são muito importantes. Foi demonstrado que a relação entre o empenamento e diferença de temperatura entre os lados do molde é linear no Moldflow, mas tem comportamento de um polinômio de segunda ordem nos experimentos. A análise de tensões residuais mostra uma boa concordância da simulação com a equação analítica em termos de magnitude, indicando também a direção do empenamento. A análise de temperaturas também mostrou uma boa concordância entre a simulação e a equação analítica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.udesc.br #179.97.105.11:handle/1727 |
| Date | 20 February 2008 |
| Creators | Leães, Vinícius Severo |
| Contributors | Bom, Ricardo Pedro |
| Publisher | Universidade do Estado de Santa Catarina, Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais, UDESC, BR, Ciência dos Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UDESC, instname:Universidade do Estado de Santa Catarina, instacron:UDESC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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