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Estudo preliminar da etapa de resfriamento do processo de rotomoldagem via simulação computacional

Polymers are composed of large carbon chains, whether natural or synthetic and are widely present in daily human life. In this way, understanding the manufacturing processes of these materials becomes a vital mission to guarantee the quality of the final product. The rotational molding process is on...

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Autor principal: Veloso, Rodrigo de Oliveira
Formato: Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2023
Assuntos:
Plásticos - Moldagem
Simulação (Computadores)
Polietileno
Plastics - Molding
Computer simulation
Polyethylene
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30917
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spelling riut-1-309172023-03-23T20:22:03Z Estudo preliminar da etapa de resfriamento do processo de rotomoldagem via simulação computacional Preliminary study of the cooling stage of the rotomolding process by computational simulation Veloso, Rodrigo de Oliveira Lima, Rafael Sene de Lima, Rafael Sene de Salvo, Ricardo de Vasconcelos Marchi Neto, Ismael de Plásticos - Moldagem Simulação (Computadores) Polietileno Plastics - Molding Computer simulation Polyethylene CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Polymers are composed of large carbon chains, whether natural or synthetic and are widely present in daily human life. In this way, understanding the manufacturing processes of these materials becomes a vital mission to guarantee the quality of the final product. The rotational molding process is one of the manufacturing processes for plastic transformers, which takes place at high temperatures and low pressure. During the cooling process, some properties of the final product are controlled, such as dimensional stability and crystallization level. Therefore, this study conducted the computational simulation of the experimental stage of a rotational molding process, intending to understand the thermal behavior inside the mold of the process. An axisymmetric model was used, in addition to a polymer model based on an artificial variation of the thermal conductivity of the air. The resulting simulation curves showed characteristic process` behavior, like a high cooling rate at the beginning, a decreased cooling rate during the material contraction period and a low cooling rate at the end of the process. The final temperature of the polymer surface presented an absolute difference of 40,32% in relation to real process. It is believed this high error is due to the mold's inner layer, which was a hightemperature source during the process. Polímeros são materiais compostos por grandes cadeias carbônicas, sendo eles naturais ou sintéticos, e estão amplamente presentes no cotidiano da humanidade. Desta forma, entender os processos de fabricação destes materiais, torna-se uma missão imprescindível para garantia de qualidade do produto final. O processo de rotomoldagem é um dos processos de fabricação de transformados plásticos, que se desenvolve à altas temperaturas e à baixa pressão. É durante o processo de resfriamento que se controla algumas propriedades do produto final como, estabilidade dimensional e nível de cristalização. Portanto, neste estudo realizou-se a simulação computacional da etapa de resfriamento de um processo de rotomoldagem, tendo o objetivo de entender o comportamento térmico no interior do molde durante o processo. Utilizou-se um modelo axissimétrico, além de um modelo de contração do polímero baseado na variação artificial da condutividade térmica do ar. As curvas resultantes da simulação apresentaram comportamentos característicos do processo como, alta taxa de resfriamento no início, diminuição da taxa de resfriamento durante o período de contração do material e baixa taxa de resfriamento ao final do processo. A temperatura final da superfície interna do polímero simulada, apresentou um erro absoluto de 40,32% quando comparada à temperatura do processo real. Acredita-se que este elevado erro percentual deve-se à camada de ar interna do molde, que atuou como uma fonte de alta temperatura durante o processo. 2023-03-23T20:21:53Z 2023-03-23T20:21:53Z 2022-10-28 bachelorThesis VELOSO, Rodrigo de Oliveira. Estudo preliminar da etapa de resfriamento do processo de rotomoldagem via simulação computacional. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30917 por openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Londrina Brasil Engenharia Mecânica UTFPR
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Veloso, Rodrigo de Oliveira
Estudo preliminar da etapa de resfriamento do processo de rotomoldagem via simulação computacional
description Polymers are composed of large carbon chains, whether natural or synthetic and are widely present in daily human life. In this way, understanding the manufacturing processes of these materials becomes a vital mission to guarantee the quality of the final product. The rotational molding process is one of the manufacturing processes for plastic transformers, which takes place at high temperatures and low pressure. During the cooling process, some properties of the final product are controlled, such as dimensional stability and crystallization level. Therefore, this study conducted the computational simulation of the experimental stage of a rotational molding process, intending to understand the thermal behavior inside the mold of the process. An axisymmetric model was used, in addition to a polymer model based on an artificial variation of the thermal conductivity of the air. The resulting simulation curves showed characteristic process` behavior, like a high cooling rate at the beginning, a decreased cooling rate during the material contraction period and a low cooling rate at the end of the process. The final temperature of the polymer surface presented an absolute difference of 40,32% in relation to real process. It is believed this high error is due to the mold's inner layer, which was a hightemperature source during the process.
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