Estudio y mejora de las propiedades reológicas de materiales termoplásticos en procesos productivos de inyección y extrusión mediante boquillas monitorizadas

Resumen

El principal objetivo de la investigación es el estudio de las propiedades reológicas de materiales termoplásticos mediante el uso de boquillas monitorizadas para el proceso tanto de inyección como el de extrusión. El uso de estas boquillas monitorizadas en los citados procesos permite una mejor calidad de la producción. Las innovaciones en el proceso que mejoran la inyección convencional requieren del uso de este tipo de dispositivos para su caracterización y cuantificación de las mejoras introducidas. Por tanto, los objetivos de esta tesis doctoral son: -Mejor conocimiento del comportamiento real del material en el proceso , lo que conllevará una mejor caracterización del termoplástico para una mejor aproximación de las herramientas de simulación CAE al comportamiento real del proceso. -Búsqueda de mejora de la procesabilidad de los productos mediante la mejora de las propiedades reológicas de las materias primas. Para ello se realizarán actuaciones sobre los propios parámetros del proceso en base a los datos obtenidos en las boquillas monitorizadas. -Obtener un mejor control de proceso que pueda permitir averiguar las causas que implican los distintos defectos en piezas provocados por el proceso productivo, como el caso de inyección de grandes piezas. -Caracterizar en-línea con el proceso de inyección, materiales de difícil repetitividad como es el empleo de reciclados mediante mezcla manual o mecánica. -Obtener un mejor control de un nuevo proceso, como es la extrusión-compounding asistida por ultrasonidos de termoplásticos nanoreforzados. La metodología que se plantea para conseguir los objetivos es la siguiente: -Diseño y desarrollo de boquillas monitorizadas para los procesos de inyección y extrusión en base a fundamentos teóricos. -Realización de pruebas experimentales con las boquillas monitorizadas integradas en el propio proceso productivo para varias tipologías de material termoplástico. Estas pruebas se realizarán variando diferentes parámetros para analizar su influencia sobre el comportamiento del material y sobre el producto final obtenido. -Diseño y desarrollo de un novedoso cabezal para extrusión asistida por utrasonidos. -Realización de pruebas experimentales con el nuevo cabezal y la boquilla monitorizada para caracterizar las mejoras en el proceso de extrusión-compounding de termoplásticos nanoreforzados. -Aplicación a la caracterización del modelo viscoso que represente el comportamiento reológico del termoplástico inyectado. Realización de simulaciones con herramienta CAE con el modelo desarrollado y comparativa de resultados con otros modelos similares. -Aplicación al estudio de la estabilidad del proceso de inyección de grandes piezas en material termoplástico y relación con la defectología característica de este. -Aplicación a la obtención de nuevos materiales de matriz termoplástica y nanorefuerzos . Ensayos sobre muestras obtenidas para la caracterización reológica y mecánica con el objeto de cuantificar las mejoras introducidas en el material y su relación con el proceso.