Как сообщает сайт РИА Новости, ученые Ярославского государственного технического университета (ЯГТУ) разработали универсальный алгоритм для моделирования соэкструзии — распространенного технологического процесса при создании изделий из полимеров. Новый алгоритм, по мнению авторов, позволит давать практические рекомендации производителям различных типов полимерной продукции. Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical and Petroleum Engineering.
При создании изделий из полимеров часто используется экструзия — технологический процесс продавливания расплава материала через формующее отверстие. Для получения многослойных или комбинированных материалов применяется совместная экструзия (соэкструзия) — продавливание одновременно нескольких слоев одного полимерного материала или нескольких различных полимеров через одну сложную головку.
Если параметры процесса соэкструзии не согласованы, то происходит межматериальное деформирование, отмечают ученые ЯГТУ. По их словам, гарантировать качество комбинированного профиля можно, только получив граничную поверхность с геометрией в пределах допусковых значений, что требует тщательного подбора технологических характеристик.
Соэкструзия как технология получения изделий достаточно молода и в нашей стране используется только по зарубежным лицензиям. Однако имеющиеся технологии, по словам специалистов, базируются лишь на накоплении предыдущего опыта и не имеют достаточного теоретического обоснования. Вследствие этого исследовательский коллектив ЯГТУ проводит всестороннее изучение процесса соэкструзии методами математического моделирования, включая имитационные.
"Авторским коллективом, объединяющим специалистов двух кафедр университета, в том числе выпускников и аспирантов, получены численные результаты в виде распределений основных гидродинамических характеристик в формообразующих каналах агрегата для соэкструзии. В частности, предложен метод расчета параметров стратифицированного течения вязкоупругих сред в кольцевом канале с учетом эластического восстановления. На основании этого метода можно прогнозировать качество будущих профильных изделий и рассчитывать требуемые характеристики оборудования", — сообщила заведующая кафедрой "Теоретическая механика и сопротивление материалов" ЯГТУ профессор Анна Капранова.
По словам ученых, им удалось решить задачу производства качественных двухкомпонентных кольцевых профилей. Они рассмотрели моделирование совместного потока на примере производства кабельной изоляции. Однако главный полученный результат — предложенный алгоритм, реализация которого позволит моделировать совместную экструзию камер, шлангов, рукавных пленок и других типов продукции, отметил другой автор исследования, заведующий кафедрой "Технологические машины и оборудование" ЯГТУ доцент Илья Гуданов.
В планах ученых — использование разработанного метода для изучения проблем соэкструзии при вторичной переработке полимеров в развивающемся секторе "зеленой" экономики.
