Mid Sweden University

För att uppnå ett önskvärt resultat vid extrudering krävs ett jämt flöde vid anordningens utlopp. För att uppnå detta justeras idag inloppet för hand utifrån iterativa fysiska tester. Denna process tar lång tid och använder dessutom material som efter genomförda tester sedan kräver vidare hantering om det skall användas för att skapa färdiga produkter. Denna studie undersöker möjligheterna med att använda simulerat flöde för att underlätta justeringsprocessen och uppnå uniformt flöde. För att undersöka detta tittar studien på ett antal olika simuleringsprogram och deras möjlighet att utföra simuleringar på ett angivet extruderingsmunstycke. Studien tar hänsyn till faktorer så som möjligheten att hantera icke-newtonskt flöde utifrån en reologisk modell och möjligheten att hantera temperaturförändringar i materialet. Studien jämför sedan de olika simuleringsresultaten med experimentellt uppmätta temperaturvärden och visuellt mot justeringar som genomförts på existerande extruderingsmunstycke. Resultatet visar att alla det undersökta programmen har möjligheten att genomföra simuleringar, men påvisar olika styrkor och svagheter. Slutsatsen från studien är att det i dagsläget är möjligt att genomföra simuleringar som representerar flödet till en sådan grad att det kan vara användbart vid justering av extruderingsmunstycken, förutsatt att mer information införskaffas. Programmen noterades vara väldigt känsliga för valda indata och för att kunna pålitligt övergå till användandet av simuleringar kommer det krävas en utökad beskrivning av uppställningen och ingående material. Alla de undersökta programmen visar dock liknande flöde i specifika områden, däribland flöde vid ändpunkter och korsningar.

In order to achieve a desirable result during extrusion, even flow at the die exit is required. To achieve this, the die entrance is adjusted by hand according to information gathered by iterative physical testing. This testing process is time demanding and uses a lot of material that then needs further processing if to be used to produce finished products. This study aims to explore the possibilities to use fluid simulations to aid in the die adjusting process and achieve uniform flow. To examine this, the study looks at several different simulation software and their ability to run simulations through a given extrusion die. The study takes abilities like handling non-Newtonian flow according to a rheological model and temperature change into consideration. The study then compares the different simulation results with experimentally measured die exit temperatures and visually compares the simulations with adjustments made on existing dies. The results show that all the studied programs provide the ability to carry out simulations, but that they each show different strengths and weaknesses. The conclusion of the study is that by using today’s available tools, it is possible to perform simulations that represent the flow to such a degree that they can be useful when adjusting extrusion dies, given that additional information is gathered. It was noted that the programs were sensitive to utilized data and to transition into using simulation, a more detailed description of the setup and the used materials will be required. However, all examined software displayed similar flow behavior in areas like endpoints and intersections.