注漿成型之沉積行為探討:藉由耦合計算流體力學與離散元素法

Abstract

本文主要在探討注漿成型中顆粒物質之運動行為。在陶瓷工業裡，注將成型是ㄧ個相當重要的技術，此技術主要藉由漿料與模具的物理作用，例如沉澱現象、毛細現象、物裡碰撞等。在漿料與模具進行相互作用時，顆粒材料的沉積容易造成堆積不均勻的現象，此現象會導致燒結的物體出現裂紋或碎裂，因而增加產品的不良率。ㄧ般而言，注漿成型的過程中，難以利用儀器去檢測顆粒沉積時所產生的不均勻現象，因此我們藉由模擬方法來探討注漿成型過程中顆粒物質的運動行為。 本研究主要利用有限體積法與離散元素法來模擬注漿成型之沉積過程。在模擬方法可以分成兩部份，第一部份為利用ANSYS FLUENT軟體進行注漿成型之沉積過程模擬；第二部份為利用ANSYS FLUENT與EDEM兩套軟體進行雙向耦合，來模擬離散元素法應用於注漿成型之沉積過程。 本研究採用不同的物理量來進行顆粒沉積過程的識別之工作，此識別指標分別為體積分率、速度、壓力和顆粒分佈等。藉此，來探討各指標之性質於注漿成型之沉積過程，並利用各指標進行比較、分類、統整。