بررسی اثر پارامترهای فرایند قالبگیری تزریقی ABS و PP به کمک آب با استفاده از روش بهینه سازی تابع هدف با معیارهای چندگانه (OEC)

Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production

مقاله 5، دوره 1، شماره 3، آبان 1389، صفحه 25-36   

نوع مقاله: Research Paper

نویسندگان

طاهر ازدست^{* 1}؛ زهرا محمدیان²؛ امیر حسین بهروش³؛ احمدضیاء احمدزی⁴

¹استادیار گروه مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشگاه ارومیه

²دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشگاه ارومیه

³دانشیار گروه مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشگاه تربیت مدرس

⁴دانشجوی دکتری گروه مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در این تحقیق از بهینه‌سازی تابع هدف طراحی آزمایشی تاگوچی برای یافتن شرایط بهینه فرایند قالبگیری تزریق به‌کمک آب برای دو پلیمر ABS و PP استفاده شده است. به منظور قالبگیری تزریقی نمونه‌‌ها، قالب لوله‌ای دو سر با حفره مواد اضافه و نازل تزریق آب طراحی و ساخته شد. با توجه به اینکه توابع هدف مختلفی در این فرایند مدنظر است، لذا از روش بهینه‌سازی تابع هدف با معیارهای چندگانه کلی (OEC)استفاده شد. نوع مشخصه کیفی بزرگتر‌- بهتر برای تابع هدف OEC مورد استفاده قرار گرفت. توابع هدف خروجی در این تحقیق برای قطعات تولید شده میزان نفوذ آب در داخل قطعه و اختلاف بیشترین و کمترین انقباض در طول قطعه انتخاب شدند. سه متغیر زمان نگهداری، دمای قالب و زمان تأخیر به  عنوان متغیرهای کنترل در نظر گرفته شدند. آرایه ارتوگونال استاندارد M₉ تاگوچی برای طراحی استفاده گردید و از آنالیز واریانس(ANOVA) نتایج برای تجزیه و تحلیل آماری نتایج استفاده شد. . نتایج OEC نشان داد که در بین متغیرها، برای پلیمر ABS پارامتر زمان تأخیر بیشترین تأثیر را روی مشخصه کیفی محصول تولیدی داشته است و پس از آن دمای قالب و زمان نگهداری به ترتیب بر روی فرایند قالبگیری تزریقی به‌کمک آب مؤثر بوده‌اند ودر پلیمر PP فاکتور زمان نگهداری مؤثرترین فاکتور بر روی مشخصه کیفی محصول تولیدی بوده و پس از آن به‌ترتیب زمان تأخیر و دمای قالب بر مشخصه کیفی تاثیر داشته‌اند.

کلیدواژه‌ها

قالب گیری تزریقی به کمک آب؛ بهینه سازی؛ طراحی آزمایشات به روش تاگوچی؛ معیارهای چندگانه

مراجع

[1]     Avery, J., “Hand Book of Gas Assisted Injection Molding: Principles and Applications”, HanserPublication, Munich, 2001.

[2]     ByungOhk Rhee, Hung-KyuAhn  “Gas  Assisted  Injection Molding  of  aVacuum Cleaner Body” SPE ANTEC Tech Paper, 1999.

[3]     A. H. Behravesh, F. AlaolMohaddesin,“Experimental Investigation of Gas Assisted Injection Molding Process” Iranian Fifth Seminar on Polymer Science and Technology, 2000.

[4]     Tim Jűntgon, Walter, “The Water Injection Technique (WIM) as an Attractive Alternative and Supplement to Gas-Assisted Injection Molding (GAIM)”, SPE ANTEC Tech Paper, 2002.

[5]     R.Protte, “Water-Assisted Injection Molding with Bayer Polymers”, Injection Molding Technical Information, Bayer Polymer Co, 2003.

[6]     A.H.Behravesh, A.H.Habibzadeh, “Design and manufacture of Gas Nozzle in GasAssisted Injection Molding Process”, Proceeding of Fifth Conference ofManufacturing and Production Engineering of Iran, 2003.

[7]     A. H. Behravesh, AlaolMohaddesin, N.Habibzadeh, “Experimental Studies on Filling Process and Warpage Elimination in Gas Assisted Injection Molding Process”, Proceeding of 19th Canadian Congress of Applied Mechanics, Calgary, Canada, 2003.

[8]     Shih-Jung Liu, Yen-Show Chen, “Water Assisted Injection Molding of Thermoplastic Materials” SPE ANTEC Tech Paper, 2004.

[9]     Shih-Jung Liu, Shih-Po Lin, “Study of ‘fingering’ in Water Assisted Injection Molded Composites” SPE ANTEC Tech Paper, 2005.

[10] Shin Hwang, Pei-Min Hsu, And Zhong-Min Pan, “The Study of Thewater Assisted Injection Molding Process” SPE ANTEC Tech Paper, 2006.

[11] Jian-Min He, Han-XiongHuang,“Predicting Processing Parameters for Water-Assisted Injection Molding  Based on Inverse Ga-Lmbp Neural Network” SPE ANTEC Tech Paper 676, 2007.

[12] Han-Xiong Huang, Zhi-Wu Deng AndXu-Hui Liu, “Penetration Length, Thickness And Crystallization Behavior of Water-Assisted Injection Molded Part” SPE ANTEC Tech Paper 2543, 2007.

[13] Sh. J. Liu, W. R. Lin, K. Y. Lin, “Morphological Development in Water Assisted Injection Molded Polyethylene/Polyamide-6 Blends”, Polym. Adv. Technol, 2009.

[14] K. Lin, F. Chang, Sh. Liu “Using Different Mold Temperatures to Improve the Residual Wall Thickness Uniformity Around Curved Sections of Fluid Assisted Injection Molded Tubes”, International Communications in Heat and Mass Transfer, 2009.

[15] M. S. Phadke, “Quality Engineering Using Robust Design”, Prentice-Hall International, Inc, 1989.

[16] K. R. Roy, “A Primer on the Taguchi Method”, Competitive Manufacturing Series, Van Nostrand Reinhold International Company, 1990.

[17] A. Z. Ahmadzai, A. H. Behravesh“An Experimental Investigation on Water Penetration in the Process of Water Assisted Injection Molding of Polypropylene”,Polimery, 2009

[18] K. Majidzadeh-Ardakani, B. Nazari, “Improving the Mechanical Properties of Thermoplastic Strach/Poly(Vinyl Alcohol)/Clay Nanocomposites”, Composite Sci. and Tech, 2010.

[19] A. Ahmadzai, “Experimentally Investigates the Effect of Processing Parameters on Water Assisted Injection Molding”, M.Sc thesis, TarbiatModares University, 2008.