НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o408.Pdf (1135.02Кб)

УДК 621.74.04+539.4

Словения, Любляна, Центр экспериментальной механики, Факультет строительной механики, Университет Любляны и Институт устойчивых инновационных технологий

Снижение вязкости сырья в ходе литьевого формования порошка имеет важное значение. Это позволяет получать детали геометрически сложной  конфигурации. Данное исследование показало, что при средней молекулярной массе вязкость сополимеров полиоксиметиленa возрастает по экспоненциальному закону. При наличии таких результатов мы рекомендуем использовать связующее с молекулярной массой приблизительно 24400 г/моль. Сырьевые материалы  для промышленности готовилось с рекомендуемым связующим при различных загрузках порошка. При этом было установлено, что его вязкость можно снизить еще и за счет выбора правильного распределения частиц по размерам. В этом исследовании показано, что использование порошка с широким распределением частиц по размерам ведет к росту максимального коэффициента уменьшения массы, что может привести к значительному уменьшению вязкости сырьевых материалов для промышленности. Также было установлено, что из простых моделей, представленных в литературе, модель Zarraga и др. [11] лучше всего подходит к нашим экспериментальным данным.  С помощью этой модели можно получить вязкость сырья приблизительно 1000 Па. При этом  максимальная загрузка при использовании порошка с самым высоким максимальным коэффициентом уменьшения массы составляет приблизительно 83% vol.

1. Stringari G.B., Zupančič B., Kubyshkina G., von Bernstorff B., Emri I. Time-dependent properties of bimodal POM – Application in powder injection molding // Powder Technology. 2011. Vol. 208, no. 3. P. 590-595. DOI: 10.1016/j.powtec.2010.12.025
2. Mutsuddy B.C., Ford R.G. Ceramic Injection Molding. Chapman & Hall, London, UK, 1995.
3. Williams B. Parmatech Shapes Metals like Plastics // Metal Powder Report. 1989. Vol. 44, no. 10. P. 675-680.
4. Applications for MIM IV: The Aerospace Industry. Powder Injection Moulding International: website. Available at: http://www.pim-international.com/aboutpim/intro_aero?accept_cookies=1, accessed 16.09.2014.
5. Gonzalez-Gutierrez J., Oblak P., von Bernstorff B.S., Emri I. Improving powder injection moulding by modifying binder viscosity through different molecular weight variations // In: Seliger G., ed. Proceedings of the 11th Global Conference on Sustainable Manufacturing- Innovative Solutions. Universitätsverlag der TU Berlin, Berlin, Germany, 2013. P. 393-397.
6. Cox W.P., Merz E.H. Correlation of dynamic and steady flow viscosities // Journal of Polymer Science. 1958. Vol. 28. P. 619-622. DOI: 10.1002/pol.1958.1202811812
7. Fox T.G., Flory P.J. Further studies on the melt viscosity of polyisobutylene // Journal of Physical and Colloidal Chemistry. 1951. Vol. 55. P. 221-228.
8. Frankel N., Acrivos A. On viscosity of a concentrated suspension of solid spheres // Chemical Engineering and Science. 1967. Vol. 22. P. 847-853.
9. Chong J. S., Christiansen E.B., Baer A.D. Rheology of concentrated suspensions // Journal of Applied Polymer Science. 1971. Vol. 15. P. 2007-2021.
10. Quemada D. Rheology of concentrated disperse systems and minimum energy-dissipation-principle // Rheologica Acta. 1977. Vol. 16. P. 82-94.
11. Zarraga I., Hill D., Leighton D. The characterization of the total stress of concentrated suspensions of noncolloidal spheres in Newtonian fluids // Journal of Rheology. 2000. Vol. 44. P. 185-220. DOI:10.1122/1.551106
12. Mendoza C., Santamaria-Holek I. The rheology of hard sphere suspensions at arbitrary volume fractions: An improved differential viscosity model // Journal of Chemical Physics. 2009. Vol. 130. P. 7-23. DOI:10.1063/1.3063120