Vliv kompozice polymerního pojiva na proces vstřikování práškových materiálů

DSpace Repository

Login

Language: English čeština 

Vliv kompozice polymerního pojiva na proces vstřikování práškových materiálů

Show simple item record

dc.contributor.advisor Dvořák, Zdeněk
dc.contributor.author Hnátková, Eva
dc.date.accessioned 2019-06-27T07:36:54Z
dc.date.available 2019-06-27T07:36:54Z
dc.date.issued 2012-09-01
dc.identifier Elektronický archiv Knihovny UTB
dc.identifier.isbn 978-80-7454-840-6
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10563/43795
dc.description.abstract Vstřikování práškových materiálů (PIM) je moderní technologický proces kombinující práškovou metalurgií s vstřikováním plastů. PIM technologie je vhodná zejména pro hromadnou výrobu malých kovových nebo keramických dílů komplexního tvaru a s úzkou tolerancí. Polymerní pojiva pro tuto technologii jsou stále ve vývoji z důvodu komplexních požadavků. Jednou z výzev v této technologii je optimalizace procesu detekce a/nebo eliminace fázové separace, t má za následek nehomogenní finální produkty. Vědecký tým na Univerzitě Tomáše Bati ve Zlíně pod vedením prof. Hausnerové se zabýval studiem interakcí a chemických mechanismů, ke kterým dochází v polymerním pojivu. Cíl této práce zaměřený na kompozici polymerního pojiva na základě předchozích výsledků, charakterizaci jednotlivých komponentů a jejích vliv na PIM proces. Klade důraz ekologické hledisko a zvýšení objemového plnění, které je taktéž důležitým aspektem této technologie. Hlavní komponent polymerního pojiva zaručuje nízkou viskozitu a snadné odstranění pojiva v první fázi. Polyetylen glykol (PEG) je vhodným kandidátem, protože není toxický, je rozpustný ve vodě a je komerčně dostupný. První část této práce se zabývá vlivem molekulou hmotností PEG na celkový PIM proces. Výsledky ukázaly, že molekulová hmotnost PEG ovlivní procesní parametry, ale nebude mít vliv na finální mechanické vlastnosti sintrovaného Inconelu 718. Teplota při odstraňování polyetylen glykolu měla zásadní vliv na vznik defektů a na hustotu sintrovaných dílů. Viskozita PIM směsí může být nastavena na míru pomocí molekulové hmotnosti PEG. Druhá část se zaměřuje na tzv. páteřní polymery, konkrétně se jedná o karnaubský vosk (CW) a acrawax (AW), jako možné substituenty pro polymerní systémy na bázi polyolefinů. Předchozí výsledky ukázaly dvojnásobně silnější vazby pro AW/PEG než pro CW/PEG, což naznačuje silnou interakci mezi polymery. Viskozita směsí na bázi CW a AW se snížila oproti viskozitě směsí na bázi polyolefinů a komerčního pojiva. Pojiva na bázi CW mohou být použitelná pro zpracování reaktivních prášků z důvodů nízké zpracovatelské teploty. Koncentrace kyseliny stearové (SA) povrchově aktivní látky byla zkoumána v třetí části za účelem možnosti zvýšení práškového plnění a zlepšení tokových vlastností plněných směsí. SA pozitivně ovlivnila zpracovatelské parametry, ale její vhodná koncentrace bude silně záviset na složení polymerního pojiva. Pojiva jsou navržené jako více komponentní systémy, ve kterých má každý komponent specifikou roli. Lepší porozumění jednotlivých složek v procesu pomůže eliminovat některé nedostatky, zlepšit proces a snížit výrobu defektů.
dc.format 100
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 kritické plnění cs
dc.subject pojivo cs
dc.subject molekulová hmotnost cs
dc.subject polyetylen glykol cs
dc.subject páteřní polymer cs
dc.subject kyselina stearová cs
dc.subject reologie cs
dc.subject tepelné vlastnosti cs
dc.subject powder injection moulding en
dc.subject highly filled polymers en
dc.subject critical powder loading en
dc.subject binder en
dc.subject molecular weight en
dc.subject polyethylene glycol en
dc.subject backbone en
dc.subject stearic acid en
dc.subject rheology en
dc.subject activation energy en
dc.subject thermal properties en
dc.title Vliv kompozice polymerního pojiva na proces vstřikování práškových materiálů
dc.title.alternative Influence of binder composition on powder injection moulding process
dc.type disertační práce cs
dc.contributor.referee Alexy, Pavol
dc.contributor.referee Svoboda, Petr
dc.date.accepted 2019-06-05
dc.description.abstract-translated Powder injection moulding (PIM) is a modern technological process combining powder metallurgy and plastic injection moulding. PIM is suitable for mass production of small metal or ceramic items, with complex geometry and tight tolerances. Polymer binders for PIM technology are still in the developing area due to the complexity of their requirements. One of the main challenges in PIM technology is optimization of PIM process and detection/elimination of powder binder separation resulting in inhomogeneous final products. The research team at Tomas Bata University in Zlin under prof. Hausnerova has been involved in investigating the interactions and chemical mechanisms occurring within a binder system. The aim of this thesis is devoted to polymer binder composition based on previous results, including binder components characterization and their influence on PIM process. Particular emphasis was also placed on an eco-friendly approach and maximisation of solid loading. Major component/s of binder systems provide low viscosity and easy removal in the first stage of debinding. Polyethylene glycol (PEG) is a suitable candidate due its non-toxicity, solubility in water and commercial availability. The first part was dedicated to the effect of PEG molecular weight on the overall PIM process. Results showed that PEG molecular weight affected processing parameters, but without any final impact on mechanical properties of sintered Inconel 718. Feedstock viscosity can be tailored via PEG molecular weight. The second part was devoted to backbone components, especially to carnauba wax (CW) and acrawax (AW) as possible substituents of polyolefin based binder systems. Previous research showed twice stronger binding for AW/PEG than for CW/PEG, suggesting strong interactions between polymers. Feedstocks based on CW and AW showed overall lower viscosity than polyolefin-based ones and commercial feedstocks, and additionally a binder based on CW, could be used for reactive powders due to low processing temperatures. Concentration of stearic acid (SA) as a surface active agent was investigated in third part in order to increase powder loading and improve flow properties of feedstocks. Surfactant SA positively affected processing parameters and its appropriate concentration is strongly dependent on binder composition. Optimal concentration of SA can increase maximal powder loading. Binders are designed as multi-component polymer systems, in which each component performs a specific task. Better understanding of each component in this process can help eliminate some drawbacks, improve processing and produce less defective parts.
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 53549
dc.date.submitted 2019-03-13


Files in this item

Files Size Format View Description
hnátková_2019_dp.pdf 4.689Mb PDF View/Open None
hnátková_2019_op.zip 438.7Kb application/zip View/Open None
hnátková_2019_vp.docx 17.51Kb Unknown View/Open None
hnátková_2019_teze.pdf 4.412Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Find fulltext

Search DSpace


Browse

My Account