Optimiranje broja i rasporeda kalupnih šupljina kalupa za injekcijsko prešanje kaučukovih smjesa

master's thesis

• Title (english): Optimisation the number and arrangement of mould cavities of mould for injection moulding of rubber compounds
• Author: Filip Andabaka
• Mentor: Damir Godec (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2023-12-07, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

Tema ovog diplomskog rada je optimiranje broja i rasporeda kalupnih šupljina u kalupu za injekcijsko prešanje kaučukovih smjesa. Pruža se uvid u vrste kaučuka najčešće korištenih u proizvodnji elastomera (gume), vrste dodataka i postupke smješavanja kaučukovih smjesa. Navedena su najvažnija preradbena svojstva i tijek reakcije umrežavanja kaučukovih smjesa u
gumeni proizvod. Opisan je ciklički postupak prerade zvan injekcijsko prešanje polimera i sustav za injekcijsko prešanje kaučukovih smjesa kojeg čini hidraulička injekcijska preša i kalup. Metodičkim pristupom razvoju kalupa identificiraju se njegovi nužni elementi i generiraju se moguće konfiguracije tih elemenata. Primjenom računalne simulacije injekcijskog prešanja kaučukovih smjesa prati se tijek svih faza i utjecaj svih parametara prerade. Za potrebe ovog diplomskog rada konstruirano je 12 različitih koncepata kalupa za injekcijsko prešanje hokejskih pakova. Pojedini koncepti imaju jednak broj, ali različit raspored kalupnih šupljina, a svih 12 podvrgnuto je računalnoj simulaciji injekcijskog prešanja. Prikupljeni rezultati numeričke analize prikazani su u tabličnom obliku, a ključni pokazatelji uspješnosti prerade kaučukove smjese prikazani su grafovima. Grafovi su dobiveni usporedbom geometrijskih i procesnih veličina svakog koncepta, temeljem kojih se izvodi zaključak o optimalnoj konfiguraciji kalupa za injekcijsko prešanje hokejskih pakova.

Pri razvoju konstrukcijskih rješenja kalupa korišten je CAD programski alat Solidworks 2020, dok je računalna simulacija injekcijskog prešanja hokejskih pakova provedena pomoću CAE programskog alata Moldex3D Studio 2021.

Abstract (english)

This master thesis deals with the optimization of the number and arrangement of mold cavities for injection molding of rubber compounds. It provides an insight into the types of caoutchouc most often used in the production of elastomers (rubber), types of additives, and types of rubber mixing procedures. This paper lists the most important processing properties and describes the course of the crosslinking reaction of rubber compounds into a rubber product. It gives a description of a cyclic process called injection molding of polymers and a description of a system for injection molding of rubber compounds, consisting of a hydraulic injection press and a mold. A methodical approach to mold development enables its vital elements to be identified, and possible configurations of these elements to be generated. By running a computer simulation of injection molding of rubber compounds, it is possible to monitor the course of all phases and the influence of all processing parameters. All 12 hockey puck mold concepts designed for the purpose of this paper were run through a computer simulation of injection molding. Some concepts have the same amount but different arrangement of mold cavities. The results obtained in the numerical analysis are presented in tabular form, and the key performance indicators of rubber compound processing are presented in graphs. The graphs were generated by comparing the geometric and process characteristics of each concept and were further used to draw a conclusion on the optimal mold configuration for injection molding of hockey pucks.

The construction solutions of the mold were developed using the CAD software Solidworks 2020, while the computer simulation of the injection molding of hockey pucks was run using the CAE software Moldex3D Studio 2021.

• Keywords: polimer; elastomer; guma; kaučuk; NR; SBR; EPDM; NBR; dodaci kaučukovim smjesama; kaučukove smjese; smješavanje kaučukovih smjesa; preradbena svojstva kaučukovih smjesa; umrežavanje; vulkanizacija; injekcijsko prešanje; sustav za injekcijsko prešanje; preše za injekcijsko prešanje; kalup za injekcijsko prešanje; metodički pristup; razvoj kalupa; računalna simulacija injekcijskog prešanja; hokejski pak; optimiranje broja i rasporeda kalupnih šupljina; kalup za injekcijsko prešanje hokejskih pakova
• Keywords (english): polymer; elastomer; rubber; caoutchouc; NR; SBR; EPDM; NBR; additives to rubber compounds; rubber compounds; mixing of rubber compounds; processing properties of rubber compounds; cross-linking; vulcanization; injection molding; injection molding system; injection presses; mold for injection molding; methodical approach; mold development; computer simulation of injection molding; hockey puck; optimization of the number and arrangement of mold cavities; mold for injection molding of hockey pucks
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:550444
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2023-12-04 10:21:12