بررسی تولید فیلتر بسپاری دوشاخۀ ونتیلاتور با فرایند قالب‌گیری تزریقی به‌وسیلۀ نرم‌افزار Autodesk Moldflow

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی پلیمر، دانشگاه تهران

2 دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی پلیمر، دانشگاه تهران

3 کارشناس ارشد مهندسی پلیمر، شرکت دایان پلیمر

چکیده

در این پژوهش با استفاده از نرم‌افزار Autodesk Moldflow، فرایند قالب‌‌گیری تزریقی فیلترهای دوشاخۀ ونتیلاتور از جنس پلی(لاکتیک اسید) مطالعه و مشخصه‌های مؤثر این فرایند در دو نمونۀ پلی (لاکتیک اسید) بلورین و آریخت، بررسی و مقایسه شد. فشار تزریق برای نمونۀ بلورین مقدار بزرگ‌تری را در شبیه‌سازی نشان داد که این مسأله با توجه به بیشتربودن گران‌روی مذاب نمونۀ بلورین نسبت به نمونۀ آریخت توجیه‌پذیر بود. نتایج این مطالعه هم‌چنین نشان داد که زمان خنک‌کاری لازم برای نمونۀ آریخت بیشتر است که این امر به تفاوت توزیع دما در دو نمونه و هم‌چنین اختلاف رسانایی حرارتی آن‌ها نسبت داده شد. جمع‌شدگی و تلۀ هوا از دیگر مشخصه‌های مهم در تزریق هستند که نتایج بیانگر بیشتربودن آن‌ها برای نمونۀ بلورین بود که با توجه به تفاوت گران‌روی مذاب نمونه‌ها و ارتباط استعداد تبلور با فشردگی زنجیرهای پلیمر، مطابق انتظار بود. هم‌چنین خواص رئولوژیکی و حرارتی بسپارهای انتخابی، تجزیه و تحلیل و ارتباط آن‌ها با عوامل مؤثر تزریق تبیین شد. در نهایت، مشخصات دستگاه قالب‌گیری تزریق مناسب برای تولید فیلتردوشاخۀ پلیمری بر مبنای اطلاعات موجود در نرم‌افزار معرفی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Ventilator’s Polymeric Split Filter Production with Injection Molding Process Using Autodesk Moldflow Software

نویسندگان [English]

  • M. H. Zamani 1
  • A. H. Yazdanbakhsh 2
  • H. Hosseini Sharifi 3
1 M. Sc. Student of Polymer Engineering, University of Tehran
2 Ph. D. Student of Polymer Engineering, University of Tehran
3 M. Sc. in Polymer Engineering, Dayan Polymer Company
چکیده [English]

In this study, using Autodesk Moldflow software, the injection molding process of ventilator’s poly (lactic acid) split filters was studied and the effective characteristics of this process were investigated and compared in two samples of crystalline and amorphous poly (lactic acid). The injection pressure for the crystalline sample showed a larger value in the simulation, which was justifiable due to the higher melt viscosity of the crystalline sample than the amorphous sample. The results of this study also showed that the cooling time required for the sample was longer, which was attributed to the difference in temperature distribution between the two samples as well as the difference in their thermal conductivity. Shrinkage and air trapping are other important characteristics in the injection process. The results showed that they were higher for the crystalline sample, which was as expected due to the difference in melt viscosity of the samples and the relationship between crystallization susceptibility and compression of polymer chains. Also, the rheological and thermal properties of selected polymers were analyzed and their relationship with effective injection factors was explained. Finally, the specifications of the injection molding machine suitable for the production of polymer filters were introduced based on the information available in the software.

کلیدواژه‌ها [English]

  • COVID-19
  • Poly (Lactic Acid)
  • Split Filter
  • Injection Molding
  • Ventilator

مراجع

[1] Zuniga J. M., Cortes A., "The Role of Additive Manufacturing and Antimicrobial Polymers in the COVID-19 Pandemic", Expert Rev. Med. Devices, 17, pp. 477-481, (2020).
[2] World Health Organization, "Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): situation report, 72", (2020).
[3] Clarke A. L., "3D Printed Circuit Splitter and Flow Restriction Devices for Multiple Patient Lung Ventilation Using one Anaesthesia Workstation or Vventilator", Anaesthesia, 75, pp. 819-820, (2020).
[4] Rosato D. V., Rosato M. G., "Injection Molding Handbook. Springer Science and Business Media", 3th ed, NU, USA, (2012).
[5] Agrawal A. R., Pandelidis I. O., Pecht, M., "Injection-Molding Process Control—A Review", Polym. Eng. Sci., 27, pp. 1345-1357, (1987).
[6] Drumright R. E., Gruber P. R., Henton, D. E., "Polylactic Acid Technology", Adv. Mater., 12, pp.1841-1846, (2000).
[7] Amellal K., Tzoganakis C., Penlidis A., Rempel G. L., "Injection Molding of Medical Plastics: a Review", Adv. Polym. Technol., 13, pp. 315-322, (1994).
[8] Heidari, B. S., Oliaei, E., Shayesteh, H., Davachi, S. M., Hejazi, I., Seyfi, J., Rashedi, H., "Simulation of mechanical behavior and optimization of simulated injection molding process for PLA based antibacterial composite and nanocomposite bone screws using central composite design", J Mech Behav Biomed Mater, 65, pp. 160-176, (2017).
[9] Cox, H. W., Mentzer, C. C., Injection molding: the effect of fill time on properties. Eng. Sci., 26, pp. 488-498, (1986).
[10] Annicchiarico D., Alcock J. R., "Review of Factors that Affect Shrinkage of Molded Part in Injection Molding". Mater. Manuf. Process., 29, pp. 662-682, (2014).
[11] Sridhar L., Narh K. A., "The Effect of Temperature Dependent Tthermal Properties on Process Parameter Prediction in Injection Molding", Int. Commun. Heat. Mass. Transf., 27, pp. 325-332, (2000).
[12] Mohan M., Ansari M. N. M., Shanks R. A., "Review on the Effects of Process Parameters on Strength, Shrinkage, and Warpage of Injection Molding Plastic Component", Polym. Plast. Technol. Eng., 56, pp.1-12, (2017).
[13] Jansen K. M. B., Van Dijk D. J., Husselman M. H., "Effect of Processing Conditions on Shrinkage in Injection Molding", Polym. Eng. Sci., 38, pp.838-846, (1998).
[14] Guilong W., Guoqun Z., Huiping L., Yanjin, G., "Analysis of Thermal Cycling Efficiency and Optimal Design of Heating/Cooling Systems for Rapid Heat Cycle Injection Molding Process", Mater. Des., 31, pp. 3426-3441, (2010).
[15] Saeidlou S., Huneault M. A., Li H., Park C. B., "Poly (Lactic Acid) Crystallization", Prog. Polym. Sci., 37, pp. 1657-1677, (2012).
[16] Kapila, A., Singh, K., Arora, G., Agarwal, N., "Effect of varying gate size on the air traps in injection molding", Int. j. curr. eng., 5, pp. 161-166, (2015).
مهندسی شیمی ایران
دوره 21، شماره 124
آذر و دی 1401
صفحه 30-42

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار