Computational and Experimental Study of Plastic Valves with 3D Printed Poppets

Das Kapitel befasst sich mit der rechnerischen und experimentellen Analyse von Plastikventilen, die mit 3D-gedruckten Mohnblumen ausgestattet sind. Er beginnt mit der Diskussion über die zunehmende Bedeutung von Kunststoffen in verschiedenen technischen Bereichen, einschließlich hydraulischer Antriebe, wo ihr Einsatz noch begrenzt ist. Die Studie konzentriert sich auf ein Drosselventil aus Poly (Methylmethacrylat) (PMMA) mit drei verschiedenen Ausführungen, hergestellt mittels FDM (Fused Deposition Modeling). Numerische Simulationen wurden mit CFD durchgeführt, wobei die Finite-Volume-Methode von Ansys Fluent ® zur Modellierung der Strömungseigenschaften und Kavitationsphänomene eingesetzt wurde. Die Simulationen wurden durch experimentelle Tests validiert, an denen ein Prüfstand mit präzisen Messinstrumenten beteiligt war. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen den numerischen und experimentellen Daten für höhere Ventilöffnungswerte und geben Einblicke in die Strömungsverteilung und Bereiche der Kavitationsbildung. Die Studie schließt mit der Hervorhebung des Potenzials des numerischen Modells zur Vorhersage von Strömungseigenschaften und zur Einführung von Modifikationen der Populationsform ohne umfangreiche Fertigung. Künftige Forschungen werden sich mit kleinen Gap-Flow-Phänomenen und Kavitationseffekten befassen.