Modeling and Numerical Study of Ceramic Paste Extrusion

MATEC Web of Conferences, 2021

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1051/matecconf/202133302011
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

The extrusion processes of ceramic pastes, including 3D printing, are used for the production of high-value products. Ceramic paste extrusion is a complex process which depends on the paste rheological properties, die and extruder geometries, and operational parameters. Modeling and quantitative analysis of paste molding are important to design proper extrusion process for the production of high-value extrudates of desired strength, shape, and morphology. In this paper, the mathematical model of ram extrusion of ceramic materials is established, and the paste continuity and momentum equations for non-Newtonian fluid based on the modified Herschel-Bulkley viscous model were solved numerically. The effects of die geometry and paste feed rate on the distributions of paste velocity and pressure in the extruder and die were investigated numerically. As a result, the steeper radial profile of longitudinal velocity and higher value of longitudinal velocity were obtained in the narrow die. The pressure significantly increases in the die at a high feed rate, and the pressure profile is almost flat in the barrel. The rate of increase of the maximum pressure decreases with an increase of paste feed rate. The pressure steeply increases in the die of small diameter. The maximum pressure linearly increases with the ratio of die length to diameter.