Análise das causas da perda artificial de massa pelos dutos de saída de ar usando o solver viscoelasticThermalFoam

Abstract

O processo de moldagem por injeção é um processo de transformação de plásticos bastante difundido. Este processo requer grandes desenvolvimentos tecnológicos, tanto na parte de equipamentos (injetoras) quanto para a fabricação de moldes (matrizaria). Estas tecnologias são caras, portanto estudos para simulação de processo de injeção são ferramentas extremamente úteis que visam reduzir ao máximo os custos envolvidos no desenvolvimento destas tecnologias. Apesar de existirem diversos softwares comerciais atualmente para esta tarefa, seus custos são elevados e geralmente são utilizados somente para projetos que envolvam grandes investimentos. Além disto, por possuírem códigos fechados e utilização de modelos puramente viscosos para simulação do escoamento do polímero, não trazem boas estimativas do comportamento real do escoamento e nem predição das propriedades finais da peça moldada, tais como tensões residuais existentes. Visando a solução destes problemas e utilizando o pacote OpenFoam, software gratuito e de código aberto para simulação do escoamento de fluidos, foi possível criar o solver viscoelasticThermalFoam. Este solver trabalha em escoamento não isotérmico e utiliza equações constitutivas para o comportamento viscoelástico do polímero. Resultados obtidos indicam que este solver tem potencial para ser utilizado na análise da distribuição das frentes de fluxo no escoamento dentro de moldes, porém o posicionamento e dimensionamento dos dutos de saída de ar em uma malha complexa podem ocasionar perda da massa polimérica para fora da cavidade antes do preenchimento total. Este trabalho tem como objetivo analisar as causas relacionadas às perdas de materiais nos dutos de saída de ar da cavidade. Para isto é feita uma análise qualitativa relativa ao ponto ótimo no qual o polímero para de escoar (temperatura de no-flow) em função da sua viscosidade, através da análise de simulações com diferentes temperaturas. As análises feitas indicam que a deve-se trabalhar para encontrar o ponto ótimo relacionado à temperatura de no-flow nas simulações envolvendo este solver, já que os resultados apresentados variam em função da mesma.