Che cosa è il flusso di plastica

Il flusso plastico, nel contesto della scienza dei materiali e della meccanica, si riferisce alla deformazione permanente o al rimodellamento di un materiale senza che questo subisca fratture o rotture. Questo fenomeno si verifica nei materiali che sono in grado di subire una deformazione plastica, un processo in cui il materiale può cambiare forma e mantenerla anche dopo la rimozione della sollecitazione applicata.

Il flusso plastico di un materiale è caratterizzato dal movimento delle dislocazioni all'interno della sua struttura cristallina. Le dislocazioni sono difetti o irregolarità nella disposizione degli atomi all'interno di un reticolo cristallino. Quando una forza esterna viene applicata a un materiale, provoca il movimento di queste dislocazioni, consentendo al materiale di subire una deformazione plastica.

A differenza della deformazione elastica, in cui un materiale ritorna alla sua forma originale dopo la rimozione della sollecitazione applicata, la deformazione plastica comporta un cambiamento permanente della forma. Il flusso plastico è un aspetto cruciale in vari processi produttivi, come la formatura dei metalli, in cui materiali come metalli e plastiche vengono modellati nelle forme desiderate attraverso processi come la forgiatura, la laminazione, l'estrusione o lo stampaggio.

La comprensione del comportamento plastico dei materiali è essenziale per progettare e ingegnerizzare prodotti in grado di resistere a varie forze e carichi senza subire cedimenti o fratture. Ingegneri e scienziati studiano la plasticità dei materiali per garantire prestazioni affidabili e sicure di strutture e componenti in diverse applicazioni.

A cosa serve questo processo?

I processi di flusso plastico sono utilizzati per modellare e formare i materiali nelle forme desiderate senza causare fratture o rotture. Questi processi sono fondamentali nell'industria manifatturiera e in vari settori per la creazione di un'ampia gamma di prodotti. Ecco alcuni scopi comuni dei processi di flusso di plastica:

1. Materiale sagomato:
   • Metalli: I processi di flusso plastico come la forgiatura, la laminazione, l'estrusione e l'imbutitura sono comunemente utilizzati per modellare i metalli in varie forme come lamiere, barre, tubi e componenti complessi.
   • Polimeri/Plastiche: Lo stampaggio a iniezione, l'estrusione e il soffiaggio sono processi di flusso della plastica ampiamente utilizzati per modellare i polimeri e le materie plastiche in diversi prodotti, tra cui contenitori, imballaggi e beni di consumo.
2. Produzione del prodotto:
   • I processi di fluidità della plastica sono fondamentali nella produzione di un'ampia gamma di prodotti, tra cui componenti automobilistici, aerospaziali, articoli per la casa e macchinari industriali.
3. Controllo della deformazione:
   • La comprensione del flusso plastico è essenziale per controllare e prevedere la deformazione dei materiali durante i processi di produzione. Questa conoscenza aiuta gli ingegneri a progettare componenti con le forme e le proprietà desiderate.
4. Riciclaggio:
   • I processi di flusso di plastica svolgono un ruolo nel riciclaggio, consentendo di rimodellare e riformare alcuni materiali senza degradarne le proprietà.
5. Integrità strutturale:
   • I processi di flusso plastico sono fondamentali per garantire l'integrità strutturale di materiali e componenti. Comprendendo come i materiali si deformano plasticamente, gli ingegneri possono progettare strutture in grado di resistere a diversi carichi e sollecitazioni.
6. Produzione conveniente:
   • I processi di flusso di materie plastiche sono spesso più convenienti di altri metodi di modellazione dei materiali, il che li rende ampiamente utilizzati nella produzione su larga scala.
7. Personalizzazione:
   • I processi di flusso di plastica consentono un elevato grado di personalizzazione nella progettazione dei prodotti. I produttori possono creare componenti con forme e dimensioni specifiche per soddisfare i requisiti di diverse applicazioni.
8. Efficienza nella produzione di massa:
   • I processi di flusso di materie plastiche sono adatti alla produzione di massa e consentono di fabbricare in modo efficiente e rapido grandi quantità di prodotti con una qualità costante.

In sintesi, i processi di fluidità della plastica sono essenziali per modellare i materiali nella produzione, consentendo la realizzazione di una vasta gamma di prodotti con forme, dimensioni e proprietà diverse. Sono parte integrante di industrie che vanno dal settore aerospaziale e automobilistico ai beni di consumo e all'edilizia.

Ottimizzazione delle porte e del profilo di velocità della ram

Scopo di questo esempio

Questo esempio illustra vari aspetti della potenza del software CAE per il industria della plasticae come tale software possa essere applicato in modo strategico. Mostra come mettere in pratica molti dei concetti discussi in dettaglio negli argomenti Progettazione ed elaborazione > Fisica. Questi argomenti includono la pressione di iniezione, il modello di riempimento, l'area del fronte di fusione e la velocità del fronte di fusione, la progettazione e il bilanciamento del canale e la progettazione della porta.

Descrizione di questo esempio

L'esempio illustra le considerazioni sulla progettazione di plastica stampata di precisione in un ambiente di ingegneria concorrente. Illustra il ruolo della simulazione al computer in ogni fase iterativa del processo. Il pacchetto software utilizzato per questo esempio è C-MOLD Process Solution. La Fase I utilizza C-MOLD Filling EZ per analizzare il progetto iniziale e determinare la posizione del gate e il profilo di velocità della ram; la Fase II utilizza C-MOLD Filling e Post-Filling per un'analisi più dettagliata della selezione del materiale, della progettazione del pezzo e dell'utensile e delle condizioni di processo.

Fase I: Simulazione facile e veloce con C-MOLD Filling EZ

In questa prima fase del processo di progettazione, eseguiamo una simulazione iniziale utilizzando C-MOLD Filling EZ, che esegue una simulazione tridimensionale simulazione del riempimento dello stampo di fluidi newtoniani in condizioni isotermiche. Filling EZ è progettato per l'analisi preliminare dei progetti di pezzi, porte e processi. Si procede quindi a diverse iterazioni di progettazione, modificando ogni volta le variabili di progetto (come la posizione e il numero di gate), eseguendo nuovamente l'analisi e osservando i risultati. Alla fine della Fase I, avremo determinato la posizione migliore per il gate e un profilo di velocità ottimale.

Dato

Un primo progetto di prodotto.

Obiettivo

Per determinare la posizione corretta del cancello e il profilo ottimale della velocità della ram.

Criteri di progettazione

– Produce a uniform filling pattern with a minimum flow length and a minimum injection pressure requirement.

– Maintain a constant melt-front velocity to minimize property variation.

– Design for manufacturing and assembly, concurrent engineering, and early vendor involvement.

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