Optimalizace procesu vstřikování práškových materiálů vykazujících fázovou separaci

DSpace Repository

Login

Language: English čeština 

Optimalizace procesu vstřikování práškových materiálů vykazujících fázovou separaci

Show simple item record

dc.contributor.advisor Hausnerová, Berenika
dc.contributor.author Sanétrník, Daniel
dc.date.accessioned 2019-05-03T06:32:30Z
dc.date.available 2019-05-03T06:32:30Z
dc.date.issued 2012-09-01
dc.identifier Elektronický archiv Knihovny UTB
dc.identifier.isbn 978-80-7454-831-4
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10563/43791
dc.description.abstract Technologie vstřikování práškových materiálů (tzv. PIM) patří v posledních letech mezi rychle se rozvíjející postupy pro velkoobjemovou výrobu přesných a tvarově komplexních produktů z kovu a keramiky. Defekty finálních výrobků jsou zpravidla způsobeny fázovou separací materiálu (polymerní pojivo a kovový/keramický prášek) během fáze vstřikování. Tyto vady jsou detekovány až v poslední fázi výroby (sintrace), kde je proces nevratný, což působí značné ekonomické a ekologické ztráty. Dizertační práce se zabývá optimalizací procesu vstřikování práškových materiálů a detekcí fázové separace kovového/keramického prášku a polymerního pojiva během vstřikování, kdy je proces ještě vratný. V rámci dizertační práce byla vyvinuta nová testovací metoda za použití elektronové mikroskopie v kombinaci s prvkovou analýzou EDX. Výhoda této metody spočívá v přímém testování vstřikovaných tělísek bez nutnosti dalších úprav, a je možné ji použít i pro komerčně dostupné materiály bez znalosti složení použitého polymerního systému. Tato nová metoda byla otestována na komerčně dostupných materiálech a také na materiálech připravených na UTB ve Zlíně. EDX data byla analyticky zpracována s cílem poskytnout kvantifikaci náchylnosti jednotlivých PIM materiálů k fázové separaci prostřednictvím jednoduchého parametru, tzv. koeficientu separace. Materiály používané v PIM technologii byly také testovány z reologického hlediska, a to se zaměřením na skluz na stěně, který při toku kanálem mění hodnoty gradientů smykových rychlostí, a tím ovlivňuje míru fázové separace. Pro testování bylo zvoleno několik typů kapilár s rozdílnou geometrií a povrchovou drsností. Výsledky ukazují na citlivost reologických dat vysoce plněných materiálů vzhledem ke zvoleným charakteristikám tokového kanálu. Kvantifikace vlivu procesních parametrů na kvalitu povrchu finálních sintrovaných produktů byla provedena pomocí bezkontaktní profilometrie. Optimalizace vstřikovací teploty a způsobu odstranění polymerního pojiva za účelem dosažení lepší finální povrchové struktury sintrovaného výrobku se jeví jako perspektivní nástroj pro potlačení projevů fázové separace. Tato disertační práce představuje přínos k porozumění a potlačení jevu fázové separace vysoce plněných materiálů, a tím přispívá ke zvýšení efektivity procesu vstřikování práškových materiálů.
dc.format 106
dc.language.iso en
dc.publisher Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
dc.rights Bez omezení
dc.subject vstřikování práškových materiálů cs
dc.subject vysoce plněné polymery cs
dc.subject fázová separace cs
dc.subject skluz na stěně cs
dc.subject kvalita povrchu cs
dc.subject procesní podmínky cs
dc.subject powder injection molding en
dc.subject highly filled polymers en
dc.subject phase separation en
dc.subject wall slip en
dc.subject surface roughness en
dc.subject processing parameters en
dc.title Optimalizace procesu vstřikování práškových materiálů vykazujících fázovou separaci
dc.title.alternative Optimization of processing of powder injection molding feedstocks prone to phase separation
dc.type disertační práce cs
dc.date.accepted 2019-04-15
dc.description.abstract-translated In the last decades Powder Injection Molding (PIM) became an effective technology for a mass production of precise and shape-complex metal and ceramic items. The main issue of PIM process is phase separation occurring during injection molding step. The phase separation causes defects which are detected mostly after final sintering, and thus leading to significant economic and ecological losses. The aim of the thesis is optimization of PIM process and detection of powder/binder separation during/after injection molding step, when the process is still reversible - materials can be regranulated and used again. Direct testing of molded samples, without any additional treatments or knowing an exact composition of used binders, is provided for a broad cast of PIM feedstocks including commercially available ones. The proposed testing method combines scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray to detect changes in powder or binder concentrations due to a phase separation, which are then analyzed with a mathematical approach to provide the single variability parameter to quantify the tendency of the particular feedstocks towards phase separation. Further, rheological properties of PIM feedstocks were investigated with the special regard to wall slip effect, which serves as a parameter indicating phase separation during shear deformation. The results reveal the importance of the surface roughness and geometry of the processing tools for the wall slip development; therefore, these parameters should be considered for reliable testing to optimize the molding step of PIM. Finally, the influence of processing parameters such as injection molding temperature and debinding route on the sintered surface structure of PIM parts revealing signs of phase separation was investigated by contactless scanning. The obtained qualitative data were then treated with suitable statistical approaches to quantify the quality of the resulting PIM parts. This thesis provides the contribution to predict and reduce the phase separation of PIM feedstocks, thus positively influencing the effectivity of the PIM process.
dc.description.department Ústav výrobního inženýrství
dc.thesis.degree-discipline Nástroje a procesy cs
dc.thesis.degree-discipline Tools and Processes en
dc.thesis.degree-grantor Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. Fakulta technologická cs
dc.thesis.degree-grantor Tomas Bata University in Zlín. Faculty of Technology en
dc.thesis.degree-name Ph.D.
dc.thesis.degree-program Procesní inženýrství cs
dc.thesis.degree-program Process Engineering en
dc.identifier.stag 53480
dc.date.submitted 2019-02-22


Files in this item

Files Size Format View Description
sanétrník_2019_dp.pdf 7.872Mb PDF View/Open None
sanétrník_2019_op.zip 276.5Kb application/zip View/Open None
sanétrník_2019_vp.pdf 172.3Kb PDF View/Open None
sanétrník_2018_teze.pdf 3.597Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Find fulltext

Search DSpace


Browse

My Account