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Autor/a Biosca Mecías, Adrià |
Abstract El diseño del molde preparador es un punto crítico en el desarrollo de nuevos frascos ya que define la distribución de espesores de vidrio en las botellas fabricadas. Todo y eso, el diseño de estas cavidades aún se basa en el conocimiento empírico y la metodología de ensayo y error. Por estas razones, pueden ser necesarias varias pruebas de fabricación, las cuales implican tiempo no productivo y alargan el tiempo de desarrollo. Ramon Clemente es un fabricante de frascos de vidrio que quiere reducir el vacio actual entre la experiencia de los vidrieros y el conocimiento científico de las simulaciones numéricas. El objetivo es implementar un modelo que describa numéricamente el comportamiento termo-mecánico del vidrio en el proceso de fabricación por soplado-soplado para predecir la distribución de grosores en los frascos. Así pues, esta tesis se centra en un estudio numérico y experimental de la producción de botellas de vidrio. Usando una cámara termográfica se realizaron análisis térmicos bajo condiciones reales de fabricación. Éstas incluyeron medidas experimentales de la gota de vidrio, parison y frascos acabados durante el proceso productivo. Además, las operaciones de conformado y las propiedades del vidrio definieron un marco teórico para modelar numéricamente el proceso de soplado-soplado con ANSYS Polyflow. Posteriormente, se implementaron dos modelos numéricos. Primero, un ensayo de caída de la gota proporcionó una descripción del flujo de vidrio a lo largo del tiempo para validar la caracterización de la viscosidad y el flujo no isotérmico y newtoniano previsto por las simulaciones. Después, un modelo numérico del proceso de soplado-soplado para predecir el reparto de espesores de vidrio en los envases fabricados. Los resultados numéricos se correlacionaron con temperaturas experimentales del vidrio y con los grosores de los frascos cortados. Los resultados obtenidos permiten tener una mejor comprensión del comportamiento termo-mecánico del vidrio dentro de las cavidades de los moldes. Además, las simulaciones predijeron correctamente la distribución de espesores al final del proceso, en función del diseño del molde preparador y de las condiciones de fabricación, tanto en el modelo axisimétrico cómo tridimensional. La validación del modelo numérico en tres dimensiones es muy importante para Ramon Clemente, ya que abre las puertas a predecir numéricamente los grosores de los frascos con geometrías complejas en lugar de limitarse a botellas axisimétricas. Por lo tanto, permitiendo desarrollar nuevos frascos de vidrio para el sector de la perfumería de forma más rápida y de mejor calidad. |
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Director/a Borrós Gómez, Salvador |
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Departamento IQS SE - Enginyeria Industrial |
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Fecha de defensa 2020-10-01
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