Qué es el flujo de plástico
La fluencia plástica, en el contexto de la ciencia y la mecánica de materiales, se refiere a la deformación o remodelación permanente de un material sin que sufra fractura o rotura. Este fenómeno se produce en materiales capaces de sufrir deformación plástica, un proceso en el que el material puede cambiar su forma y conservar esa nueva forma incluso después de eliminar la tensión aplicada.
La fluidez plástica de un material se caracteriza por el movimiento de las dislocaciones dentro de su estructura cristalina. Las dislocaciones son defectos o irregularidades en la disposición de los átomos dentro de una red cristalina. Cuando se aplica una fuerza externa a un material, hace que estas dislocaciones se muevan, permitiendo que el material sufra una deformación plástica.
A diferencia de la deformación elástica, en la que un material vuelve a su forma original tras eliminar la tensión aplicada, la deformación plástica provoca un cambio permanente en la forma. La fluidez plástica es un aspecto crucial en diversos procesos de fabricación, como el conformado de metales, en el que materiales como metales y plásticos se moldean para darles la forma deseada mediante procesos como la forja, el laminado, la extrusión o el moldeo.
Comprender el comportamiento de flujo plástico de los materiales es esencial para diseñar y fabricar productos que puedan soportar diversas fuerzas y cargas sin sufrir fallos ni fracturas. Ingenieros y científicos estudian la plasticidad de los materiales para garantizar el rendimiento fiable y seguro de estructuras y componentes en distintas aplicaciones.
¿Para qué sirve este proceso?
Los procesos de flujo de plásticos se emplean para moldear y dar a los materiales las formas deseadas sin provocar fracturas ni fallos. Estos procesos son cruciales en la fabricación y en diversas industrias para crear una amplia gama de productos. Estos son algunos de los fines más comunes de los procesos de flujo de plásticos:
- Conformación del material:
- Metales: Los procesos de flujo de plásticos como la forja, el laminado, la extrusión y el estirado se utilizan habitualmente para dar a los metales diversas formas, como chapas, barras, tubos y componentes intrincados.
- Polímeros/Plásticos: El moldeo por inyección, la extrusión y el moldeo por soplado son procesos de flujo de plásticos muy utilizados para dar forma a polímeros y plásticos en diversos productos, como envases, embalajes y bienes de consumo.
- Fabricación de productos:
- Los procesos de flujo de plásticos son fundamentales en la fabricación de una amplia gama de productos, como componentes de automoción, piezas aeroespaciales, artículos domésticos y maquinaria industrial.
- Control de la deformación:
- Comprender el flujo plástico es esencial para controlar y predecir la deformación de los materiales durante los procesos de fabricación. Este conocimiento ayuda a los ingenieros a diseñar componentes con las formas y propiedades deseadas.
- Reciclaje:
- Los procesos de flujo de plásticos desempeñan un papel en el reciclado, ya que permiten remodelar y reformar determinados materiales sin degradar sus propiedades.
- Integridad estructural:
- Los procesos de flujo plástico son cruciales para garantizar la integridad estructural de materiales y componentes. Al comprender cómo se deforman plásticamente los materiales, los ingenieros pueden diseñar estructuras capaces de soportar diversas cargas y tensiones.
- Producción rentable:
- Los procesos de flujo de plásticos suelen ser más rentables que otros métodos de moldeado de materiales, por lo que se utilizan ampliamente en la producción a gran escala.
- Personalización:
- Los procesos de flujo de plásticos permiten un alto grado de personalización en el diseño de productos. Los fabricantes pueden crear componentes con formas y tamaños específicos para satisfacer los requisitos de distintas aplicaciones.
- Eficiencia en la producción en serie:
- Los procesos de flujo de plásticos son idóneos para la producción en serie, ya que permiten fabricar con eficacia y rapidez grandes cantidades de productos con una calidad constante.
En resumen, los procesos de flujo de plásticos son esenciales para dar forma a los materiales en la fabricación, permitiendo la producción de una amplia gama de productos con diversas formas, tamaños y propiedades. Forman parte integral de industrias que van desde la aeroespacial y automovilística hasta la de bienes de consumo y construcción.
Optimización de las compuertas y del perfil de velocidad del ariete
Objetivo de este ejemplo
Este ejemplo ilustra varios aspectos de la potencia del software CAE para el industria del plásticoy cómo puede aplicarse estratégicamente dicho software. Muestra cómo poner en práctica muchos de los conceptos que se tratan en detalle en los temas de Diseño y procesamiento > Física. Estos temas incluyen la presión de inyección, el patrón de llenado, el área y la velocidad del frente de fusión, el diseño y el equilibrado de los canales y el diseño de las compuertas.
Descripción de este ejemplo
El ejemplo explica paso a paso las consideraciones de diseño para plásticos moldeados de precisión en un entorno de ingeniería concurrente. Ilustra el papel de la simulación por ordenador en cada paso iterativo del proceso. El paquete de software utilizado para este ejemplo es C-MOLD Process Solution. La fase I utiliza C-MOLD Filling EZ para analizar el diseño inicial y determinar la ubicación de la compuerta y el perfil de velocidad del pistón; la fase II utiliza C-MOLD Filling y Post-Filling para un análisis más detallado de la selección de materiales, el diseño de la pieza y la herramienta, y las condiciones del proceso.
Fase I: Simulación rápida y sencilla con C-MOLD Filling EZ
En esta primera fase del proceso de diseño, llevamos a cabo una simulación inicial con C-MOLD Filling EZ, que realiza una simulación tridimensional del proceso de llenado. simulación de llenado de moldes de fluidos newtonianos en condiciones isotérmicas. Filling EZ está diseñado para el análisis preliminar de diseños de piezas, compuertas y procesos. A continuación, pasamos por varias iteraciones de diseño, modificando cada vez las variables de diseño (como la ubicación y el número de compuertas), volviendo a ejecutar el análisis y observando los resultados. Al final de la Fase I, habremos determinado la mejor ubicación para la compuerta y un perfil óptimo de velocidad de paso.
Dado
DFM Diseño para la fabricación
Un diseño inicial del producto.
Objetivo
Para determinar la ubicación adecuada de la compuerta y el perfil óptimo de velocidad del ariete.
Criterios de diseño
- Producir un patrón de llenado uniforme con una longitud de flujo mínima y un requisito de presión de inyección mínimo.
- Mantener una velocidad constante del frente de fusión para minimizar la variación de las propiedades.
- Diseño para fabricación y montaje, ingeniería concurrente y participación temprana de los proveedores.
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