| dc.contributor.author |
Ovsík, Martin
|
|
| dc.date.accessioned |
2022-11-03T07:27:59Z |
|
| dc.date.available |
2022-11-03T07:27:59Z |
|
| dc.date.issued |
2022-09-06 |
|
| dc.identifier.isbn |
978-80-7678-092-7 |
en |
| dc.identifier.uri |
http://hdl.handle.net/10563/52362
|
|
| dc.description.abstract |
Habilitační práce se zabývá studiem lokálních změn mechanických vlastností vstřikovaných dílů z polypropylenu a jejich vztahu k jakosti povrchu nástroje a procesním parametrům.
V práci byl studován vliv typicky používaných povrchů dutiny formy (Ra 0,06 – 1,6 μm) a speciálních povlaků (TiB2 a TiCN), které se nemalou mírou podílejí na toku materiálu (délce zatečení) a finálních vlastnostech vstřikovaného dílu. Byly zaznamenány znatelné rozdíly mezi délkou zatečení, a to až o 13 % se změnou jednotlivých povrchů. Podobné tendence byly zjištěny i u replikace povrchu dutiny formy na povrch dílu, kdy se povrch replikoval v jednotlivých místech dílu rozdílně.
Klíčovou roli v lokálních změnách mechanických vlastností hraje morfologie vstřikovaných dílů (stupeň krystalinity, velikost skin a core vrstvy), na kterou má vliv tok materiálu a procesní podmínky. Ze získaných výsledků lze vyvodit, že indentační metoda je natolik citlivá, aby byla schopna zachytit změnu morfologie polypropylenu, která je klíčová pro výsledné mechanické vlastnosti dílu. Bylo prokázáno, že mechanické vlastnosti nejsou v různých částech dílu stejné, ale z důvodu nerovnoměrného chlazení, jakosti povrchu dutiny formy a procesním parametrům, může být rozdíl v jednotlivých místech až 37 %. Dále lze konstatovat, že mechanické vlastnosti nejsou homogenní nejen po délce výrobku (ve směru toku), ale také se liší přes celý průřez dílu. Díky toku materiálu a chlazení ve formě vznikají ve výrobku rozdílné vrstvy s různým podílem krystalické fáze – povrchová (skin) vrstva, přechodová (smyková) vrstva a jádro (core). Jednotlivé vrstvy vykazují rozdílné mechanické vlastnosti, kdy rozdíl v hodnotách byl až 32 %. V technické praxi se čím dál více využívají povlaky na dutiny formy, které mají pozitivní vliv nejen na životnost formy, tok materiálu, ale také na mechanické vlastnosti vstřikovaného dílu. Aplikací povlaku se zvýšily mechanické vlastnosti dílu až o 35 % vůči dílu vyrobeného do formy bez povlaku.
Z výše uvedených výsledků je patrný možný dopad na výrobu polymerních výrobků technologií vstřikování v technické praxi. Pomocí vhodné volby umístění vtoku, jakosti povrchu dutiny formy a vhodně zvolených procesních parametrů lze zajistit v namáhaných oblastech vstřikovaných výrobků lokální zlepšení mechanických vlastností. |
en |
| dc.format |
38 |
cs |
| dc.format.extent |
38 |
en |
| dc.language.iso |
cs |
en |
| dc.publisher |
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně |
en |
| dc.rights |
Teze habilitační práce jsou přístupné veřejně v tištěné podobě v Knihovně UTB. Plný text práce je přístupný elektronicky pouze v rámci univerzity. |
en |
| dc.subject |
polypropylen, vstřikování, procesní parametry, povrch nástroje, vzdálenost od vtoku, mechanické vlastnosti, morfologie
|
en |
| dc.subject |
polypropylene, injection molding, process parameters, tools surface, flow length, mechanical properties, morphology
|
en |
| dc.title |
Mechanické vlastnosti vstřikovaných dílů z polypropylenu: vliv nástroje a procesu |
en |
| dc.title.alternative |
Teze habilitační práce |
en |
| dc.type |
Book |
en |
| dc.date.accepted |
2022-10-12 |
|
| dc.description.abstract-translated |
This habilitation thesis investigates changes in local mechanical properties of injected polypropylene parts and the manner in which they are influenced by tool’s surface, process parameters and flow length.
In this work, typically used surfaces of the cavity (Ra 0.06 – 1.6 μm) and special coatings (TiB2 and TiCN) were used. These surface treatments can significantly alter material flow (flow length) and final mechanical properties of injection parts. As can be seen from the results, noticeable differences in flow length (up to 13 %) were measured. Similar tendencies were found in replication ability of the cavity’s surface on the surface of product. The surface was copied unevenly in various places of the article.
The key area from the view of mechanical properties is the morphology creation (degree of crystallinity and size of skin/core layer) of the entire product, which is significantly affected by material flow and process parameters of injection moulding. It can be said from the measurements that applied indentation method is sufficiently sensitive to capture the changes to polypropylene’s morphology, which is important for final mechanical properties of an injection moulded part. It was demonstrated that mechanical properties are not uniform over the entire injected product. Contrary to popular belief, mechanical properties can vary along the flow length due to uneven cooling, surface quality and process parameters. The difference in individual spots in injected article was up to 37 %. Furthermore, it can be said that mechanical properties are non-homogenous not only along the flow length, but also across the cross section of a sample. Due to the way a material flows and cools in the mould, layers with varying fraction of crystalline phase get created. These layers are usually called skin, shear and core, and they all demonstrate differing mechanical properties which can vary by up to 32 %. Besides the traditional surface finishing methods in mould design, coatings laid upon the cavity are encountered with increased frequency in current technical practice. These coating have a positive effect not only on longevity of the mould, but also on material flow and subsequently mechanical properties of injected articles. Application of a coating can lead to 35 % increase of mechanical properties of the product in comparison with traditionally manufactured article.
As is evident from aforementioned results, the possible benefits of this work for injection moulding of polymer products is apparent. Suitably chosen gate location, surface of the cavity and process parameters can ensure targeted improvement of mechanical properties in stressed parts of a product. |
en |
| dc.thesis.degree-discipline |
Technologie makromolekulárních látek |
en |
| dc.date.submitted |
2023-03-15 |
|
