用回收热复合材料对多分散悬浮的反应注塑进行建模方法
Bhimesh Jetty1, Florian Wittemann1, Luise Kärger1
1Department of Lightweight Engineering, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Rintheimer-Querallee 2, 76131 Karlsruhe, Germany.
Polymers
|August 29, 2024
概括
回收热复合材料废弃物改善了反应性注塑中的材料使用. 一个新的模拟模型准确地预测了模具用回收材料填充,显示了增加的粘度和压力需求.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 计算流体动力学的流体动力学.
背景情况:
- 反应注射成型 (RIM) 产生生产废物.
- 使用原始热复合材料 (VTC) 回收热复合材料 (RTC) 废弃物提高了可持续性.
- 现有的模具填充模型不考虑RTC强化带来的粘度变化.
研究的目的:
- 开发和验证模具填充模拟方法,用于RTC和VTC的多分散悬浮.
- 评估RTC增强对加工能力和最终部件生产的影响.
- 提高回收复合材料模具填充模拟的准确性.
主要方法:
- 一个有效的粘度模型是通过扩展Cross-Castro-Macosko (CCM) 模型,使用应力-张力放大方法来开发的.
- 该模型在使用扩展的多相溶解器的OpenFOAM计算流体动力学代码中实现.
- 使用带有传感器的模具进行了不同VTC/RTC组合和注射速度的实验试验.
主要成果:
- 发现用RTC加强VTC可以增加材料粘度.
- 与VTC单独相比,与RTC增强的化合物需要更高的注射压力才能成功填充模具.
- 模拟显示,在不同的RTC比例和注入速度上,与实验压力配置有质量一致.
结论:
- 开发的粘度模型有效地复制了VTC/RTC混合物的模具填充行为.
- 模拟方法有助于预测可加工性和RIM零件中回收内容的影响.
- 这项工作通过有效的废物回收和模拟来支持复合材料制造业的可持续实践.
