Parametric simulation study of a wavy slot channel thermoplastic melt impregnator for carbon fibre-reinforced prepreg tape production
Notice bibliographique
Résumé
Compared to pin-driven thermoplastic melt impregnation for fibre-reinforced tape manufacture, a cross-head slot channel die with crests can be used to reduce polymer degradation and tape porosity. In a slot channel, polymer melt is driven from the gate to the die exit by a static pressure gradient and drag at the fibre-tow interface. To inform the wavy slot die design, this paper augments pin-assisted melt impregnation models to introduce a process model combining static pressure in the melt, wedge-driven pressure, and crest pressure. Between crests, pressure develops in the wavy channel, analogous to theoretical pin-driven models. The static pressure gradient in the slot with a moving tow was examined by computational fluid dynamics. Parametrically studying the pulling speed, number of crests, crest length, melt viscosity, and melt inlet velocity shows that the interactive trends significantly change depending on the static pressure. When static pressure dominates, parameters that raise driving pressure, such as melt viscosity and melt inlet velocity, substantially improve the impregnation. Additionally, extended residence time by increasing the crest length and the number of crests improves the degree of impregnation. Meanwhile, wedge-driven impregnation is principally enhanced by the number of crests. The model is calibrated to fit experimental results using a single theoretical parameter when applying (i) Kozeny-Carman’s general permeability or (ii) Bruschke and Advani’s theoretical transverse permeability. Since static pressure in the wavy slot channel strongly benefits impregnation, the introduced model can inform the die design and operating conditions needed to elevate static pressure for minimum porosity. • Combined assessment of simulated static and theoretical contracting wedge pressure. • Impregnation at leading crests is dominantly driven by static pressure. • Impregnation at trailing crests is driven by pressure developed in the contracting wedge. • Fibre tow separation and spreading at crests increases transverse permeability. • Model informs die design and process parameter selection for effective impregnation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».