Analysis and optimization of FFF process parameters to enhance the mechanical properties of 3D printed PLA products / Tesfaye Mengesha Medibew in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. 38, N° 1 (2023)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 38, N° 1 (2023) . - p. 61-76 Titre : Analysis and optimization of FFF process parameters to enhance the mechanical properties of 3D printed PLA products Type de document : texte imprimé Auteurs : Tesfaye Mengesha Medibew, Auteur ; Addisu Negash Ali, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : p. 61-76 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Analyse de variance En statistique, l'analyse de la variance (terme souvent abrégé par le terme anglais ANOVA : ANalysis Of VAriance) est un ensemble de modèles statistiques utilisés pour vérifier si les moyennes des groupes proviennent d'une même population. Les groupes correspondent aux modalités d'une variable qualitative (p. ex. variable : traitement; modalités : programme d'entrainement sportif, suppléments alimentaires ; placebo) et les moyennes sont calculés à partir d'une variable continue (p. ex. gain musculaire). Ce test s'applique lorsque l'on mesure une ou plusieurs variables explicatives catégorielles (appelées alors facteurs de variabilité, leurs différentes modalités étant parfois appelées "niveaux") qui ont de l'influence sur la loi d'une variable continue à expliquer. On parle d'analyse à un facteur lorsque l'analyse porte sur un modèle décrit par un seul facteur de variabilité, d'analyse à deux facteurs ou d'analyse multifactorielle sinon. (Wikipedia) Dynamique des fluides computationnelle Etat fondu (matériaux) Filaments Fibre de longueur infinie ou extrême comme celle qu'on trouve dans la soie à l'état naturel. Les fibres manufacturées sont extrudées en filaments qui sont transformés en fils continus, en fibres courtes ou en câbles. Impression tridimensionnelle Matières plastiques -- Propriétés mécaniques Plan d'expérience Polylactique, Acide L'acide polylactique (anglais : polylactic acid, abrégé en PLA) est un polymère entièrement biodégradable utilisé dans l'alimentation pour l'emballage des Å“ufs et plus récemment pour remplacer les sacs et cabas en plastiques jusqu'ici distribués dans les commerces. Il est utilisé également en chirurgie où les sutures sont réalisées avec des polymères biodégradables qui sont décomposés par réaction avec l’eau ou sous l’action d’enzymes. Il est également utilisé pour les nouveaux essais de stent biodégradable. Le PLA peut-être obtenu à partir d'amidon de maïs, ce qui en fait la première alternative naturelle au polyéthylène (le terme de bioplastique est utilisé). En effet, l'acide polylactique est un produit résultant de la fermentation des sucres ou de l'amidon sous l'effet de bactéries synthétisant l'acide lactique. Dans un second temps, l'acide lactique est polymérisé par un nouveau procédé de fermentation, pour devenir de l'acide polylactique. Ce procédé conduit à des polymères avec des masses molaires relativement basses. Afin de produire un acide polylactique avec des masses molaires plus élevées, l'acide polylactique produit par condensation de l'acide lactique est dépolymérisé, produisant du lactide, qui est à son tour polymérisé par ouverture de cycle. Le PLA est donc l’un de ces polymères, dans lequel les longues molécules filiformes sont construites par la réaction d’un groupement acide et d’une molécule d’acide lactique sur le groupement hydroxyle d’une autre pour donner une jonction ester. Dans le corps, la réaction se fait en sens inverse et l’acide lactique ainsi libéré est incorporé dans le processus métabolique normal. On obtient un polymère plus résistant en utilisant l'acide glycolique, soit seul, soit combiné à l’acide lactique. Résistance à la traction Surfaces de réponse (statistique) Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : In this work, the combined effects of fused filament fabrication (FFF) process parameters on the mechanical properties of 3D printed PLA products have been determined by focusing on the tensile strength at R 2 (97.29%). ASTM D638 test standard is used for the preparation of specimens for tensile tests. The optimization technique has been used to determine the optimal combinations of FFF process parameters for the validation of experimental tensile tests and computational fluid dynamics (CFD) simulations. From the results obtained the optimum cooling fan speed of 79.3%, extrusion temperature of 214.4 °C, printing speed of 75.9 mm/s, raster width of 0.4814 mm, and shell number 5 were determined with a 2.266% error of the tensile strength (45.06 MPa). SEM morphology examination shows that the fabricated part cooled at 80% cooling fan speed illustrates good inter-layer bond strength which is also confirmed by CFD temperature distributions analysis. Note de contenu : - METHODOLOGY : Materials and specimen design - Design of experiments (DOE) - Computational modeling - RESULTS AND DISCUSSION : Experimental data analysis - ANOVA analysis of significance of FFF process parameters - FFF process parameters main effects - SEM analysis of cooling fan speed effects - CFD analysis of fan speed cooling effect - Optimization of FFF process parameters - Confirmation test of the optimum FFF process parameters - Table 1 : Controlling factors with their levels and fixed factors with their values - Table 2 : Experimental data manipulated by the FCCCD runs Table 2 shows the combination of design of experimental data obtained from TENSO LAB III tensile tests for the FCCCD analysis. Accordingly, the maximum tensile strength obtained was 43.575 MPa as shown on row 16 of Table 2 with a 3.9% maximum elongation. The experimental results shown in rows 23 and 32 are almost similar to row 16. However, their respective combinations of process parameters are extremely different from each other - Table 3 : ANOVA analysis results of FFF process parameters and combined effects by considering linear, square and two ways combinations - Table 4 : CFD results of outflow velocity, deposited layer temperature and temperature drop for different fan speeds DOI : https://doi.org/10.1515/ipp-2022-4237 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1dXGz3Ysu8qAe_b3R8KibWqVk9ie7ZLZU/view?usp=share [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=39195 [article]

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CFD simulation / Roman Thönig in JEC COMPOSITES MAGAZINE, N° 81 (05-06/2013)

[article]  inJEC COMPOSITES MAGAZINE > N° 81 (05-06/2013) . - p. 79-80 Titre : CFD simulation : more precise definition of mixing outcomes Type de document : texte imprimé Auteurs : Roman Thönig, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : p. 79-80 Langues : Anglais (eng) Catégories : Colles:Adhésifs Dynamique des fluides computationnelle Mélanges (chimie) Produits d'étanchéité Simulation, Méthode de Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : Industrial adhesives and sealants have to withstand harsh conditions such as pronounced temperature fluctuations, reactions to humidity and different levels of viscosity. In the automotive engineering, aerospace and electronics industries in particular, adhesives and sealants with two or more components are therefore often used precisely because of their superior resilience. Such substances require special mixing, dosing and dispensing systems. The biggest challenge is to achieve reliable and, above all, reproducible mixing outcomes. Note de contenu : - CFD revolutionizes mixing systems for reproducible results - Getting A and B in the right place at the right time - Passing the test on internal use - Expertise and experience are the key Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=22870 [article]

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Computational fluid dynamics applied to carbon fibre manufacturing / Bill Stry in JEC COMPOSITES MAGAZINE, N° 94 (01-02/2015)

[article]  inJEC COMPOSITES MAGAZINE > N° 94 (01-02/2015) . - p. 29-30 Titre : Computational fluid dynamics applied to carbon fibre manufacturing Type de document : texte imprimé Auteurs : Bill Stry, Auteur Année de publication : 2015 Article en page(s) : p. 29-30 Langues : Anglais (eng) Catégories : Conception technique Dynamique des fluides computationnelle Fibres de carbone Fluides numérique, Mécanique des La mécanique des fluides numérique (MFN), plus souvent désignée par le terme anglais computational fluid dynamics (CFD), consiste à étudier les mouvements d'un fluide, ou leurs effets, par la résolution numérique des équations régissant le fluide. En fonction des approximations choisies, qui sont en général le résultat d'un compromis en termes de besoins de représentation physique par rapport aux ressources de calcul ou de modélisation disponibles, les équations résolues peuvent être les équations d'Euler, les équations de Navier-Stokes, etc. La MFN a grandi d'une curiosité mathématique pour devenir un outil essentiel dans pratiquement toutes les branches de la dynamique des fluides, de la propulsion aérospatiale aux prédictions météorologiques en passant par le dessin des coques de bateaux. Dans le domaine de la recherche, cette approche est l'objet d'un effort important, car elle permet l'accès à toutes les informations instantanées (vitesse, pression, concentration) pour chaque point du domaine de calcul, pour un coût global généralement modique par rapport aux expériences correspondantes. Fours industriels Oxydation Procédés de fabrication Simulation par ordinateur Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : Computational fluid dynamics (CFD) is an effective tool to optimize the design of oxidation ovens used in carbon fibre manufacturing. Note de contenu : - Oven design optimizing tool - VOCs and smoke - Side vents from bottom vents Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=23174 [article]

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Improving film die flow uniformity using optimization methods coupled with finite element computational fluid dynamics (CFD) analysis / Patrick C. Lee in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. XXX, N° 1 (03/2015)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. XXX, N° 1 (03/2015) . - p. 51-62 Titre : Improving film die flow uniformity using optimization methods coupled with finite element computational fluid dynamics (CFD) analysis Type de document : texte imprimé Auteurs : Patrick C. Lee, Auteur ; L. Dietsche, Auteur ; Joseph Dooley, Auteur ; S. Parashar, Auteur Année de publication : 2015 Article en page(s) : p. 51-62 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Dynamique des fluides computationnelle Eléments finis, Méthode des Modélisation tridimensionnelle Polymères Rhéologie Index. décimale : 668.9 Polymères Résumé : The aim of this study was to evaluate various optimization strategies to be used with computational fluid dynamics (CFD), in order to optimize the geometry for a polymer die to meet the dual objectives of uniform flow at the exit with minimal pressure drop. 3D finite element simulations using the numerically optimized geometry predict a more uniform flow than simulations using the baseline geometry. However, some of the initial optimized results yielded die geometries that would be impractical to fabricate. Additional constraints were placed on the allowable geometric parameters and solution space to push the optimization towards more feasible optimal solutions. Thus we have shown how CFD-based optimization methods, coupled with knowledge of die design technology and fabrication techniques can lead to the design of better performing polymer dies. Note de contenu : - GOVERNING EQUATIONS - RHEOLOGY - SIMULATION SETUP : Geometry and computational grid - Boundary conditions - Output parameters and objective functions - Base case - Original geometry - OPTIMIZATION METHODS AND RESULTS : Three-parameter case - Eight-parameter case - 12-parameter case DOI : 10.3139/217.2887 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1gdU9tEPGqgADp2N-mcn4FHE7uV_O8MB2/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=23422 [article]

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Influence of impingement flows with sand particles on the barrier properties of organic coatings / Amin Vedadi in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 20, N° 4 (07/2023)  

[article]  inJOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 20, N° 4 (07/2023) . - p. 1235-1255 Titre : Influence of impingement flows with sand particles on the barrier properties of organic coatings Type de document : texte imprimé Auteurs : Amin Vedadi, Auteur ; Jordi Estevadeordal, Auteur ; Xinnan Wang, Auteur ; Jiajia Rao, Auteur ; Yechun Wang, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : p. 1235-1255 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Contraintes (mécanique) Dynamique des fluides computationnelle Eoliennes Essais de résilience Essais dynamiques Flux d'impact Particules (matières) Revêtements organiques Sable Spectroscopie d'impédance électrochimique Structures offshore Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : The installations of offshore wind farms, especially the type with monopile structures, increase the number of suspended particles in the surrounding area. The offshore wind structures are usually coated with several layers of coatings, including a thin layer of organic coating as a topcoat. In this study, we aim to investigate the influence of the stresses on the organic coatings due to the kinetic energy of the suspended sand particles. To accomplish the goal, impingement flow jets with particles were applied on coated steel samples for a week in a lab-scale impingement chamber. The working fluid for the experiments was 3.5 wt% NaCl solution with 1 wt% suspended sand particles. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was conducted to monitor the degradation of organic coatings while exposed to the impingement flow. Computational fluid dynamics (CFD) modeling was utilized to calculate the magnitude of the applied fluid stresses on the coatings. Thermodynamics of electrochemical reactions and the activation theories were utilized to compare with the electrochemical parameters. It was concluded that for the lowest flow rate (Q1 = 6.31 cm3/s), the added sand particles started to show destructive influence after the first three days of exposure. As the flow rate increased, the destructive influence of sand particles on coating samples appeared earlier at the beginning of the exposure, and the elements of equivalent circuit model showed larger difference between coatings exposed to pure NaCl solution and those exposed to solution with sand particles. For the highest flow rate (Q3 = 18.93 cm3/s), the destructive influence of sand particles was significant, indicating that for the particulate flows with the velocity of 1 m/s, which is the regular velocity of the underwater zone in shallow sea regions (with a depth of 30 m), the momentum impact of the sand particles plays a vital role in the degradation of the organic coatings. Note de contenu : - EXPERIMENTS : - Samples and fluid preparation - Electrochemical spectroscopy measurement and topography characterization - Experimental set-up - CFD modeling of the impingement flow in the chamber - RESULTS AND DISCUSSION : - Analysis of the applied fluid’s stresses and particle impacts based on CFD results - EIS results of the particulate and non-particulate impingement flows and their respective equivalent circuit model - Equivalent circuit modeling, and comparison between the circuit elements of the particulate and non-particulate flow - Electrochemical parameters of the particulate and non-particulate flows - Table 1 : The thickness and average coating capacitance before and after exposure to sand particulate and non-particulate 3.5 wt% NaCl solution at different flow rate, as well as the water uptake and volume fraction of water in the coatings after a week of exposure DOI : https://doi.org/10.1007/s11998-023-00739-2 En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11998-022-00739-2.pdf?pdf=button% [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=39713 [article]

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Optimised processes without a major investment in testing / Manfred Peschka in ADHESION - ADHESIVES + SEALANTS, N° 4/2008 (04/2008)  

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Recent advances in the numerical simulation of polymer processing / Evan Mitsoulis in LES CAHIERS DE RHEOLOGIE, Vol. XVII, N° 1 (10/2000)

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