| Az értekezésemben a visszaáramlás-gátló csigacsúcsok vizsgálatával foglalkoztam. A vizsgálatokhoz első lépésben csigacsúcsokat terveztem, amelyek egyszerű geometriájúak, így ezeken a csigacsúcsok jellemző paramétereinek hatásai vizsgálhatók. Ezeken a csigacsúcsokon méréseket végeztem, és meghatároztam a különböző kialakítású csigacsúcsok hatását a plasztikálási teljesítményre, ömledékhőmérsékletre, fröccsnyomásra, adagolási időre és a próbatestek színhomogenitására.
Értekezésemben kimutattam, hogy a fröccsöntőgép plasztikálási teljesítményét a csigacsúcsok legszűkebb átáramlási keresztmetszete nagymértékben befolyásolja. A legszűkebb résméret és a plasztikálási teljesítmény kapcsolatát egy általánosított telítési függvénnyel írtam le, amelynél az illesztési paraméterek gépfüggő konstansok. Az általam létrehozott összefüggés alapján az adott fröccsöntő géphez és felhasznált alapanyaghoz a legszűkebb résméret és a csiga forgási sebessége függvényében meghatározható a plasztikálási teljesítmény. Az összefüggés nagyban megkönnyíti a csigacsúcsok átáramlási keresztmetszetének megválasztását, mert a számított plasztikálási teljesítmény alapján nagy pontossággal becsülhető a ciklus közben mért adagolási idő is.
Az értekezés következő lépéseként a különböző kialakítású csigacsúcsok használatával fröccsöntött próbatestek felületének színhomogenitását vizsgáltam. A színhomogenitás vizsgálatához a Gauss-szűrők speciális felhasználásán alapuló képelemző algoritmust fejlesztettem. Alapelve, hogy a digitális képen a durva, intenzív hibák a kép életlenítése, szűrése után is láthatóak maradnak. Minél szembe tűnőbb a hiba, annál nagyobb szórású szűrő szükséges ahhoz, hogy a hibát eltüntessük a képről. A színhomogenitás hibaértékének számításához a különböző szórású szűrőkkel életlenített képeket használtam fel, amelyeken a szürkeségi fok intenzitásfüggvényének gradiensét számítottam ki. Minél több a színváltozás a képen, annál inhomogénebb a kép. A képekre jellemző homogenitásgörbét úgy kapjuk, ha a különböző szórású szűrővel életlenített képek hibaértékeit a szűrő szórásának függvényében ábrázoljuk. Az életlenítés hatására a mérésből adódó zajok kiküszöbölhetők. A nagy kiterjedésű hibák, amelyek szemmel láthatók, még durva életlenítés hatására sem tűnnek el a képről, így hatásuk megjelenik a homogenitásgörbén. Az általam fejlesztett algoritmust felhasználva megállapítottam, hogy egyszerű kialakítású csigacsúcsok esetén a színhomogenitás szempontjából legmeghatározóbb hatása a résméretnek és a támasztógyűrű átmérőjének van.
Disszertációmban vizsgáltam továbbá a termékek színhomogenitása és a csigacsúcsban kialakuló áramlási viszonyok közötti kapcsolatot. Ehhez a csigacsúcsban kialakuló, falmenti nyírósebességet használtam fel, amely a polimer alapanyag folyási tulajdonságainak és a csigacsúcs geometriájának ismeretében analitikus összefüggések alapján meghatározható. Kimutattam, hogy egyszerű geometriájú csigacsúcsok esetén a falmenti nyírósebesség lineáris kapcsolatban van a termékek színhomogenitásával. A bonyolult geometriájú csigacsúcsok esetén megállapítottam, hogy a csigacsúcs keveredést javító geometriai kialakításának színhomogenitásra gyakorolt hatása mellett a résméret hatása elhanyagolható. Megállapítottam továbbá, hogy a keveredést javító geometriai kialakítás keverési hatékonysága meghatározható, ha az eredményeket összevetjük az egyszerű kialakítású csigacsúcsokkal kapott mérési eredményekkel. Adott keverő geometria esetén megállapítható, hogy a keveredés milyen mértékben köszönhető a geometriai kialakításnak és milyen mértékben a szűkítésnek.
A disszertáció utolsó fejezetében a fröccshenger tisztíthatóságával, valamint a csigacsúcsok tisztításra gyakorolt hatásával foglalkoztam. Kidolgoztam egy mérési eljárást, amellyel a tisztulási folyamat vizsgálható. A módszer, hasonlóan a színhomogenitás mérésére kidolgozott algoritmushoz, a próbatestekről készített digitális képek elemzésén és feldolgozásán alapul. Munkám során megállapítottam, hogy a tisztulási folyamat időtartama és intenzitása függ a fröccshenger és a csigacsúcs kialakításától. A tisztulási folyamat adalékanyagok (csigatisztítók) hozzáadásával felgyorsítható. Az egyszerű geometriájú csigacsúcsok esetén kimutattam, hogy a tisztulási folyamat nem függ jelentősen a geometriai paraméterektől (résméret, folyási hossz stb.). Kimutattam továbbá, hogy az összetett geometriájú csigacsúcsok tisztíthatósága rosszabb, mint az egyszerű kialakítású csigacsúcsoké, és az általam fejlesztett módszerrel a különbség is számszerűsíthető.
A doktori munkám eredményei jó alapul szolgálnak a csigacsúcsok szisztematikus tervezéséhez és a meglévő csigacsúcsok teszteléséhez. A mérési módszerek tovább fejleszthetők és pontosíthatók, vagy kis módosításokkal más problémák vizsgálatára is alkalmasak. |
