Optimization of the injection moulding process: from polymer plasticating to final part properties

Abstract

Recently several scientific studies on the injection moulding process have addressed the establishment of relationships between the thermomechanical, the material morphology and the resultant moulding’s mechanical behavior. However, the absence of a link between the plasticating and filling phases of the process is evident in several studies. But the final conditions (e.g., thermal, homogenization) gathered in the plasticating phase are the initial conditions for the following ones, which can determine the moulded product properties and quality. The main objective of this work is to integrate the plasticating and filling and postfilling phases in order to develop computational tools able to optimize automatically the injection moulding process. Therefore, will be possible the optimization of the injection moulding process through the application of multi-objective evolutionary algorithms based methodology. Simultaneously, the establishment of relationships between the processing conditions, the thermomechanical environment, the induced morphology and the mechanical properties allow the optimization of the performance of injection moulded parts.

Recentemente vários trabalhos científicos sobre o processo de injeção têm estabelecido relações entre a termomecânica do material, a sua morfologia e o comportamento mecânico da moldação. No entanto, é evidente em diversos estudos a ausência de uma ligação entre as fases de plasticização e enchimento da moldação. No entanto, as condições finais (por exemplo, térmicas, uniformização do material) obtidas na fase de plasticização são as condições iniciais das fases seguintes, determinando assim as propriedades e a qualidade do produto final. O objectivo principal deste trabalho é a integração das fases de plasticização, enchimento e pós-enchimento do processo de moldação por injeção com vista ao desenvolvimento de ferramentas computacionais capazes de otimizar o processo automaticamente. Assim, será possível a otimização das condições operatórias através do desenvolvimento de uma metodologia baseada em algoritmos evolutivos multi-objetivo. Simultâneamente, será possível estabelecer relações entre as condições de processamento, o ambiente termomecânico, a morfologia induzida no material e as propriedades mecânicas de forma a otimizar as caraterísticas finais das peças.