مراحل پر کردن فرآیند قالبگیری به روش تزریق پودر با فشار کم و فرآیند تفکیک در یک محصول به صورت عددی شبیه‌سازی و با یک رویکرد تجربی صحه گذاری شد. شبیه‌سازی‌های عددی در این مقاله با استفاده از پکیج نرم افزار Autodesk Moldflow Synergy 2019 به طور اختصاصی برای بررسی طول تزریق، سرعت جبهه پیشرو، زمان پر شدن، فشار و نرخ برش، و همچنین برای ارزیابی میزان تفکیک پودر پس از تزریق صورت گرفت. علاوه بر این، به منظور ارائه معادلات سازنده برای نرم افزار Moldflow ویژگی‌های حرارتی و رئولوژیکی مواد اولیه به‌طور تجربی اندازه‌گیری شد. نتایج شبیه‌سازی عددی با استفاده از کتابخانه تزریق با تزریق در مقیاس واقعی (با دمای مواد اولیه بین 80 تا 100 درجه سانتیگراد) صحه گذاری شد. مشخصه یابی تجربی و تزریق با استفاده از مواد اولیه مبتنی بر پودر با فرمولاسیون فولاد ضد زنگ 17-4 PH (60 درصد حجم پودر) همراه با یک سیستم چسبنده با ویسکوزیته کم انجام شد. طول تزریق، سرعت جبهه مذاب و زمان‌های پر شدن پیش‌بینی‌شده توسط مدل عددی مطابقت خوبی با مشاهدات تجربی داشتند که مقدار این تفاوت‌های نسبی از 3.1 تا 4.4 درصد اندازه گیری شد. از آنجایی که تزریق‌ها در جریان حجمی ثابت در یک کویته قالب با مقطع ثابت انجام شبیه‌سازی شده‌اند، نتایج آنایز پر کردن قالب تأیید می‌کند که دمای مواد اولیه تأثیری بر طول‌های تزریقی ندارد، بلکه تأثیر آن بر روی فشار تزریق است. نرم افزار Moldflow همچنین عدم وجود تفکیک در حین تزریق را با اندازه‌گیری‌های تجربی تأیید کرد که این امر توانایی مدل عددی برای پیش‌بینی موفقیت‌آمیز توزیع همگن پودر (یعنی بدون تفکیک) در یک حفره قالب ساده را تأیید می‌کند. گرچه این قابلیت‌های شبیه‌سازی به شکل جالبی رفتارهای تزریق و تفکیک برای یک محصول با هندسه ساده را ترسیم کرد، این مقاله، تا آنجا که از نویسندگان برمی آمد، اولین شبیه‌سازی قالب‌گیری تزریقی کم فشار مواد اولیه فلزی را ارائه می‌دهد.

لینک دانلود مقاله

Numerical simulation and experimental investigation of mold filling