Estudio, diseño, simulación y optimización de una matriz de extrusión de plástico

Abstract

[ES] Con el objetivo de diseñar correctamente una matriz de extrusión para extruir perfiles de sección circular, se tienen en cuenta los factores de flujo y de forma, a fin de conseguir la forma final deseada en el perfil extruido. Para ello, es necesario partir de una idea inicial de matriz de extrusión e implementar mejoras a medida que se obtienen resultados en las simulaciones realizadas en Ansys PolyFlow. El método empleado se basa en una primera simulación a partir de una idea, la cual se mejora a partir de los resultados obtenidos de flujo de material, presión y expansión de material a la salida. Se consigue un diseño final de la matriz a partir de la primera simulación, realizando las mejoras adecuadas con el objetivo de obtener el perfil deseado sin errores. En la simulación de la matriz final y de diseño óptimo, se obtienen los datos concluyentes que proporcionan la información necesaria para inferir que se ha conseguido extruir el perfil deseado con un flujo uniforme. Finalmente se realiza un diseño 3D con Autodesk Inventor, el cual refleja las dimensiones optimas halladas durante el proceso.

[CA] Amb l'objectiu de dissenyar correctament una matriu d'extrusió per extruir perfils de secció circular, es tenen en compte els factors de flux i de forma, per tal d'aconseguir la forma final desitjada en el perfil extruït. Per a això, cal partir d'una idea inicial de matriu d'extrusió i implementar millores a mesura que s'obtenen resultats en les simulacions realitzades en Ansys PolyFlow. El mètode emprat es basa en una primera simulació a partir d'una idea, la qual es millora a partir dels resultats obtinguts de flux de material, pressió i expansió de material a la sortida. S'aconsegueix un disseny final de la matriu a partir de la primera simulació, realitzant les millores adequades amb l'objectiu d'obtenir el perfil desitjat sense errors. En la simulació de la matriu final y de disseny òptim, s'obtenen les dades concloents que proporcionen la informació necessària per inferir que s'ha aconseguit extruir el perfil desitjat amb un flux uniforme. Finalment es realitza un disseny 3D amb Autodesk Inventor, el qual reflecteix les dimensions òptimes trobades durant el procés.

[EN] In order to properly design an extrusion die for extruding profiles of circular cross section, factors such as flux and form have been kept in mind in order to achieve the desired final form in the extrudate. Therefore necessary to start from an initial idea about extrusion die and implement the improvements whenever results are obtained in the simulations with Ansys PolyFlow. The method is based on a first simulation from an idea, which is improved from the results of material flow, pressure and expansion of material output. A final design of the matrix is obtained from the first simulation, the appropriate improvements have been done in order to obtain the desired profile without error. In the simulation of the final and optimal die design, the conclusive data provides the information necessary to infer that the desired uniform flow profile have been obtained successfully in the operation of extrude. Finally a 3D design with Autodesk Inventor has been done, which reflects the optimal dimensions found during the process is done.