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SIMULACIN RTMMATERIALES COMPUESTOS CTA-EIAE

Informe de la simulacin del mtodo de inyeccin de resina (en el programa myRTM)para la fabricacin de una pieza de geometra compleja.

MARCOS RODRGUEZ REGUEIRA 79335681XLVARO ROMN DE ARAGN 70822728R

02/06/2013

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Alumno(s) que han realizado laprctica: Marcos Rodrguez Regueiralvaro Romn de AragnResultados de la Simulacin de la placa planaN de puntos deinyeccin N de puntos devaco de llenado Tiempo(segundos)Inyeccin uniaxial 1 2 100 658.533Inyeccin radial 1 4 100 387.623Inyeccin convergente 2 1 100 353.114Tiempo obtenido de la ley de Darcy en caso uniaxial: 204.081Comentarios de los resultados obtenidos:Se comprueba lo estudiado en teora, la inyeccin convergente es la ms rpida, seguida de la radial ypor ltimo la uniaxial.Se observa que no merece la pena calcular el tiempo terico de llenado uniaxial (por la Ley de Darcy), yaque las hiptesis que realiza (flujo unidireccional, la presin de la resina cae linealmente) hacen que elcomportamiento se aleje de la realidad, con lo que resulta ms eficiente utilizar un programa como ste(que es sencillo).Resultados de la Simulacin de la pieza escogida de geometra 3DCriterio de optimizacin elegido: optimizacin entrela sencillez del proceso y el tiempo de llenado

Figura de la pieza elegida representando los puntos de inyeccin y vaco: TiempoTotal dellenado(s)Porcentajede llenadofinal delmolde ( )

1

814,334 99,7

2

1001,33 99,7

321,15 99,7

vaco

inyeccin

vaco

inyeccin

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Comentarios de los resultados obtenidos:En los tres casos, el porcentaje de llenado ha sido del 99,7%. Segn nuestro criterio de optimizacin, elmodelo elegido sera el 3, dado que el tiempo de llenado es relativamente corto (poco ms de 5 min), apesar de que tiene ms puntos de inyeccin que el resto.

vaco

inyeccin

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PLACA PLANAAntes de empezar, comentar las hiptesis adicionales establecidas. Hemos consideradoque el porcentaje de fibra es del 50%. Tras varias simulaciones con distintos grados derefinamiento del mallado se ha observado que el grado de refinamiento influye en el

tiempo de llenado. Ya que algunos trminos del tiempo de llenado de cada celda nodependen de la longitud de la misma. Por ello hemos escogido un mallado concreto que hasido utilizado para todos las simulaciones de la placa plana y as poder comparar losresultados obtenidos.

El mallado se ha hecho con el programa gmsh, se ha realizado un mallado en 2D paraevitar los posibles problemas derivados del mallado en tres dimensiones. El espesor de laplaca se ha dado posteriormente, en el programa myRTM mediante la opcin cavityheight, que es de 5mm.

En relacin con los resultados obtenidos en los tres casos se observa que el llenado avanzams rpido por los bordes que por el centro, esto es debido a la mayor porosidad en losbordes.

En relacin con los tiempos de llenado se comprueba lo visto en teora, la estrategia deinyeccin convergente es la ms rpida seguida de la radial y la uniaxial.

Por otro lado, el tiempo de llenado en la estrategia uniaxial, calculado tericamente por laLey de Darcy, es 204 segundos aproximadamente. Se observa que este tiempo tiene pocoque ver con la simulacin, esto probablemente sea debido a las hiptesis de flujounidireccional y al hecho de que la presin de la resina cae linealmente desde el punto de

inyeccin hasta el frente de la resina. Por lo que puede resultar ms interesante realizarsimulaciones de inyeccin con programas de fcil uso, que nos van a dar resultados msacordes con la realidad, que realizar estudios tericos de la misma que puede ser mscomplejo y aportar resultados poco acordes a la realidad.

DATOSPresin de inyeccin: 500 kPaDimetro de inyeccin: 0.01mPermeabilidad: 2e-09 m2Altura de cavidad: 0.005mPorosidad: 0.5Celdas totales: 415Celdas de inyeccin: 8Presin de vaco: 10kPaViscosidad: 0.1Pa*s

LEY DE DARCYTiempo estimado es 204.082 s

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CASO CONVERGENTEN de puntos deinyeccin N de puntos devaco de llenado Tiempo(segundos)Inyeccin convergente 2 1 100 353.114

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GEOMETRIA COMPLEJALa pieza escogida para esta simulacin ha sido creada en el programa gmsh. Se ha

realizado un mallado en 2D de la pieza para evitar, como en el caso anterior, los problemasque pudieran aparecer realizndolo en 3D.

El espesore se ha dado posteriormente, con la opcin cavity height, siendo ste de 5mm.

Las condiciones de simulacin son las mismas que las expuestas antes para la placa plana.

A continuacin se han simulado varias estrategias de simulacin para poder elegir el casoque mejor se adapte al criterio de optimizacin elegido, que es la optimizacin delporcentaje de llenado. Tras varias simulaciones con distintas estrategias de inyeccin sehan escogido tres casos en los que se consigue un buen porcentaje de llenado, 99.7%.

A continuacin se escoge cul de las tres es ms conveniente

CASO 1

Vaco

Inyeccin

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El tiempo de llenado para esta primera simulacin ha sido 814.344 segundos

CASO 2

El tiempo de llenado en esta simulacin es de 1001.33 segundos.

Vaco

Inyeccin

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CASO 3

Vaco

Inyeccin

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El tiempo de llenado de la ltima simulacin es de 321.15 segundos.

CONCLUSIONESUna vez establecido nuestro porcentaje de llenado ptimo escogemos el caso 3. A pesar deque el tercer caso tenga tres puntos de inyeccin nos parece que optimiza la sencillez delproceso y el tempo empleado (es el caso ms rpido de los tres).