Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vale, Bruno Miguel Faria do
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/65279
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Polímeros
id RCAP_87c23a31dc1c76297d1c623beb38530d
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/65279
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropesFilamentCoextrusionCoextrusion die designOpenFOAM®VerificationExperimental assessmentFilamentoCoextrusãoConceção de cabeças de coextrusãoVerificaçãoAvaliação experimentalEngenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasDissertação de mestrado integrado em Engenharia de PolímerosDue to the increasingly demand on performance, several products that were in the past manufactured using just one material, are nowadays designed to incorporate more than one. This allows to take advantage of the specific properties of each material employed, like mechanical, barrier, chemical resistance, etc. However, the difficulties to anticipate the flow of several rheologically complex materials inside the production tools, are significantly increased when more than one material flows in the same channel. Based on the above, numerical modelling tools may play an important role to support the designer’s activity, especially when dealing with products for which there is no previous experience. This MSc project aims to evaluate the capability of using OpenFOAM® framework to support the design of coextrusion processing tools and to develop a new semi-industrial filament coextrusion die. The numerical code assessment was started with verification studies, where numerical results obtained with the OpenFOAM® framework code were compared with data available in the scientific literature. Subsequently the assessment was performed with two experimental case studies, corresponding to extrusion dies to produce simple and coextruded filaments. The results obtained show clearly that OpenFOAM® was able to capture several flow effects, namely the interface location, and thus seems to be adequate to support the design of coextrusion production tools. The final part of the work comprised the design of a semiindustrial filament coextrusion die capable of produce filaments with different formulations, at a relative wide range of mass flow rates, which was done with the support of the OpenFOAM® computational library.Devido à crescente procura de melhores propriedades, muitos produtos que no passado eram produzidos só com um material, são nos dias de hoje projetados para serem constituídos por mais do que um material. Este facto permite tirar partido de propriedades específicas de cada material utilizado, como propriedades mecânicas, barreira, resistência química, etc. Contudo, as dificuldades em antecipar o fluxo de vários materiais reologicamente complexos dentro das ferramentas de produção são significativamente aumentadas quando mais do que um material fluí no mesmo canal. Baseado no anteriormente exposto, as ferramentas de modelação numérica podem desempenhar um papel importante no apoio à atividade do projetista, especialmente quando aplicadas em produtos nos quais não existe experiência prévia. Este projeto de mestrado pretende avaliar a capacidade em usar a libraria computacional OpenFOAM® no auxílio à conceção de ferramentas para o processo de coextrusão e em desenvolver uma nova cabeça de coextrusão de filamento semi-industrial. A avaliação do código numérico começou com estudos de verificação, conseguidos pela comparação de resultados obtidos através do OpenFOAM® com dados disponíveis na literatura cientifica. Subsequentemente a avaliação foi realizada para dois casos de estudo experimentais, correspondentes a cabeças de extrusão utilizadas para produzir filamentos simples e coextrudidos. Os resultados obtidos demonstram que a libraria computacional OpenFOAM® é capaz de capturar vários efeitos no fluxo, nomeadamente a localização da interface, parecendo assim adequado para auxiliar a conceção de ferramentas de coextrusão. A última tarefa do projeto consistiu na conceção de uma cabeça de coextrusão de filamentos semi-industrial capaz de produzir filamentos com diferentes formulações, numa relativa vasta gama de débitos mássicos, conseguida com a ajuda da libraria computacional OpenFOAM®.Nóbrega, J. M.Fernandes, C.Eblagon, FernandoUniversidade do MinhoVale, Bruno Miguel Faria do20162016-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/65279eng202472892info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:43:01Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/65279Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:40:24.151423Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropes
title Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropes
spellingShingle Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropes
Vale, Bruno Miguel Faria do
Filament
Coextrusion
Coextrusion die design
OpenFOAM®
Verification
Experimental assessment
Filamento
Coextrusão
Conceção de cabeças de coextrusão
Verificação
Avaliação experimental
Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
title_short Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropes
title_full Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropes
title_fullStr Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropes
title_full_unstemmed Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropes
title_sort Development of a coextrusion system of multifunctional filaments for the production of high performance ropes
author Vale, Bruno Miguel Faria do
author_facet Vale, Bruno Miguel Faria do
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Nóbrega, J. M.
Fernandes, C.
Eblagon, Fernando
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Vale, Bruno Miguel Faria do
dc.subject.por.fl_str_mv Filament
Coextrusion
Coextrusion die design
OpenFOAM®
Verification
Experimental assessment
Filamento
Coextrusão
Conceção de cabeças de coextrusão
Verificação
Avaliação experimental
Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
topic Filament
Coextrusion
Coextrusion die design
OpenFOAM®
Verification
Experimental assessment
Filamento
Coextrusão
Conceção de cabeças de coextrusão
Verificação
Avaliação experimental
Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
description Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Polímeros
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016
2016-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1822/65279
url https://hdl.handle.net/1822/65279
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv 202472892
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799132948663894016