College 1 Polymeerverwerking (4K550)

College 1 Polymeerverwerking (4K550) prof.dr.ir. Patrick D. Anderson [email protected] Website Mate: http://www.mate.tue.nl Website voor college: http://www.mate.tue.nl/~anderson onder kopje ‘Polymeerverwerking’.

4 februari 2013

/ materials technology Monday, February 4, 13

Algemene studieaanwijzigingen Polymeerverwerking (4K550) •

Colleges en begeleide zelfstudie • maandag 5+6: college in AUD 1

• donderdag 3+4: college/BZ in AUD 2 • vrijdag 3+4 BZ in GEM-Z CZ-1 •

Docenten • prof.dr.ir. P.D. Anderson (Patrick), tel 4823, [email protected] • dr.ir. M.A. Hulsen (Martien), tel 5081, [email protected]

•

Studiemateriaal

• Boek: Dantzig & Tucker, “Modeling in Materials Processing”. • geen dictaat •

Website

• zie OASE / materials technology Monday, February 4, 13

Rooster Polymeerverwerking (4K550)

5+6 3+4 3+4

Inhoudsopgave college: zie website


Inhoud Polymeerverwerking (4K550)


Inhoud Polymeerverwerking (4K550)


Modellen (rode lijn door college) (Mathematisch) model van een fysisch probleem: • set vergelijkingen (algebraisch, GDV, PDV) • rand- en beginvoorwaarde is een benadering van de werkelijkheid. Oplossen vaak via numerieke methoden (EDM, EEM, . . . ): • additionele benaderingsfouten • geen modelfouten.


Vormgevingstechnieken

spuitgieten rotatiegieten extrusie blaasvormen vacuümvormen


Spuitgieten: proceskarakteristieken



1. plastificeren

2. injecteren



3. product koelen

4. product uitwerpen


problemen in matrijsontwerp: vloeinaden

micro menger/reactor dmv spuitgieten simultaan hard + zacht materiaal

afstudeerwerk Roel Denteneer


kristallisatie in spuitgieten


afstudeerwerk Barry Koreman




Rotatiegieten: procesbeschrijving Matrijs

Materiaal

Heat Arm

Plaat

a) Vullen van de matrijs water/lucht

c) Afkoelen


b) Verwarmen van de matrijs Final Part

d) Matrijs openen Product verwijderen

Rotatiegieten: procesbeschrijving Gebruikt voor grote, holle producten:





Extrusie

extruders worden gebruikt bij :

• smelt-voorbereiding • mengen/dispergeren • profielfabricage / materials technology Monday, February 4, 13

Extrusie


Extrusie vervaardiging van profielen, plaat en vezels

matrijs voor holle buis

• Buizen • Profielen • Vezels • Plaat





Blaasvormen


Blaasvormen: PET-fles

PET-fles: blaasvormen in de rubbertoestand •biaxiale orientatie •bevordert kristallisatie •zeer fijne kristalstructuur ®sterk, transparant & temperatuurbestendig product


Folie-blazen

productie van folies, zakken etc.





Vacuümvormen Het product wordt gevormd in de rubbertoestand

lang rubberplateau gunstig


Vacuümvormen


complex vloeistoffen


Basisvergelijkingen

•

Kinematische vergelijkingen

•

Balansvergelijkingen voor massa, impuls en energie

•

Constitutieve vergelijkingen voor spanning, warmtestroom, interne energie

• begincondities • randvoorwaarden


Configuratie en deformatie referentie configuratie

B

B

Q

huidige configuratie

Q

dX P X

baan

dx P

x t = tref

t=t

Materieel lichaam B: continue verzameling van materiële punten Op tijdstip 0: volume Vr Op tijdstip t: volume V(t)


Configuratie en deformatie referentie configuratie

B

huidige configuratie

B

Q

Q

dX P X

baan

P

x t = tref

Configuratie:

dx

t=t

positie die het lichaam als geheel inneemt

Huidige configuratie: configuratie van B op tijdstip t Referentie configuratie: configuratie van B op tijdstip 0 of een ander vast tijdstip Deformatie: overgang van B van de ene naar de andere configuratie


Eulerse en Lagrange beschrijvingswijze Voorbeeld: draad spinproces Stel dat we de temperatuurverdeling T als een functie van plaats en tijd willen beschrijven • Eulers • Lagrange


Eulerse en Lagrange beschrijvingswijze

vaste waarnemer

meebewegende waarnemer


Eulerse en Lagrange beschrijvingswijze Eulers o beschrijving als functie van plaats en tijd: T = gs(x,t) o ruimtelijke beschrijving (vloeistoffen) Lagrange o beschrijving als functie van materiele positie van de deeltjes en tijd: T = gm(X,t) o materiele beschrijving (vaste stof) Verband tussen beweging en vervorming: x=x(X,t) o x=x(X,t) beschrijft de baan van deeltje X Inverse verband: X=X(x,t) o geeft oorspronkelijke positie X van deeltje dat zich op positie x op moment t bevindt


Eulerse en Lagrange beschrijvingswijze ruimtelijke beschrijving

materiele beschrijving

hangt van de tijd af


locale vervorming Voor het beschrijven van materiaalgedrag hebben we een beschrijving nodig van lokale vervorming, dus een afbeelding van (PQ)0=dX op (PQ)t= dx met de tensor

F is de deformatiegradiënt tensor met componenten:

J = det(F) is de lokale volumeverandering tussen de vervorming voor en na:


snelheid

In de stromingsleer wordt veel gebruik gemaakt van het snelheidsveld v. De snelheid van een deeltje is de snelheid van de verandering van de positie van datzelfde deeltje.

waar x = x(X,t) de ruimtelijke beschrijving.


Distributief mengen


(4K530)

Distributief mengen


(4K530)

Distributief mengen

(4K530)

distributive mixing - basics / Re << 1, Ca >> 1, Pe >> 1

stretch and fold

stretch, cut and stake

stretch, cut and stake in industrial mixers


Distributief mengen

(4K530)

De vergelijkingen:


Distributief mengen


(4K530)

snelheid In de stromingsleer wordt veel gebruik gemaakt van het snelheidsveld v. De snelheid van een deeltje is de snelheid van de verandering van de positie van datzelfde deeltje.

waar x = x(X,t) de materiele beschrijving.

o materiele tijdsafgeleide o ruimtelijke tijdsafgeleide

Wat is het verband tussen de materiele tijdsafgeleide en de ruimtelijke tijdsafgeleide ?


snelheid Neem een algemene grootheid in ruimtelijke beschrijving, dus Ψ(x,t). Voor de materiele tijdsafgeleide krijgen we dan:

ruimtelijke tijdsafgeleide


convectieve tijdsafgeleide

snelheid


Begeleide zelfstudie opgaven week 1 Uit het boek: Ø opgave 1, pagina 53 Ø opgave 2, pagina 53 Ø opgave 3, pagina 54


College 1 Polymeerverwerking (4K550)

Recommend Documents