Ocena dokładności modelu RSC w prognozowaniu orientacji włókien w kompozytach typu drewno-polimer

Orientacja włókien w kompozytach z napełniaczem włóknistym jest jednym z głównych aspektów związanych z formowaniem wtryskowym. Ułożenie tego typu napełniacza w matrycy polimerowej wpływa bezpośrednio na właściwości mechaniczne materiału. Najbardziej oczekiwaną orientacją jest ułożenie włókien w kierunku działania obciążenia, jednakże w warunkach przetwórstwa tego typu układ jest trudny do osiągnięcia ze względu na m.in. zmienną geometrię gniazda formującego oraz cechy napełniacza i matrycy polimerowej. Umiejętność przewidywania orientacji napełniacza, pozwala, między innymi, aktywnie wpływać na cechy konstrukcyjne wytworu np. poprzez dobór odpowiedniego miejsca wtrysku tworzywa. W obliczeniach orientacji włókien standardowo wykorzystuje się model Folgara-Tuckera, jednakże często za pomocą tego modelu otrzymuje się przeszacowane wyniki, które związane są ze zmianą tensora orientacji w stężonych zawiesinach, za które często traktuje się w tym modelu polimery. Model RSC (ang. the Reduced Strain Closure) jest zmodyfikowanym podejściem do wskazanego wyżej problemu i coraz szerzej stosowanym w programach symulacyjnych. W pracy oceniono wpływ tego modelu na prognozowanie orientacji włókien w kompozytach typu drewno-polimer (ang. WPC) w oparciu o analizy numeryczne oraz badania eksperymentalne.

Fibers orientation in composites with fibrous filler is one of the main aspects of injection molding. The arrangement of this type filler has, among others, a direct effect on the mechanical properties of products. In this respect, the most effective orientation is in the direction of the load. This type of arrangement is often difficult to achieve. The processing conditions,. This is due, among others to variable geometry of the cavity and the features of the filler and the polymer matrix. The Folgar-Tucker model is a standard model used to calculate the orientation of the fibers, however, with the using of this model the overestimated results of changing the orientation tensor in concentrated suspension can be often obtained. RSC model is a modified approach to the above mentioned model and more widely used in commercial codes. In this study the accuracy evaluations of the RSC model to predict the orientation of fibers in wood-polymer composites (WPC), based on the numerical analysis and experimental studies was assessed.