O que é fluxo de plástico

O fluxo de plástico, no contexto da ciência e da mecânica de materiais, refere-se à deformação ou remodelagem permanente de um material sem que ele sofra fratura ou quebra. Esse fenômeno ocorre em materiais que são capazes de sofrer deformação plástica, um processo em que o material pode mudar sua forma e manter essa nova forma mesmo depois que a tensão aplicada é removida.

O fluxo plástico de um material é caracterizado pelo movimento de deslocamentos em sua estrutura cristalina. Os deslocamentos são defeitos ou irregularidades na disposição dos átomos em uma estrutura cristalina. Quando uma força externa é aplicada a um material, ela faz com que esses deslocamentos se movam, permitindo que o material sofra deformação plástica.

Ao contrário da deformação elástica, em que um material retorna à sua forma original depois que a tensão aplicada é removida, a deformação plástica resulta em uma mudança permanente na forma. O fluxo de plástico é um aspecto crucial em vários processos de fabricação, como a conformação de metais, em que materiais como metais e plásticos são moldados nas formas desejadas por meio de processos como forjamento, laminação, extrusão ou moldagem.

Compreender o comportamento do fluxo plástico dos materiais é essencial para projetar e desenvolver produtos que possam suportar várias forças e cargas sem sofrer falhas ou fraturas. Engenheiros e cientistas estudam a plasticidade dos materiais para garantir o desempenho confiável e seguro de estruturas e componentes em diferentes aplicações.

Para que serve esse processo?

Os processos de fluxo de plástico são empregados para moldar e formar materiais nas formas desejadas sem causar fratura ou falha. Esses processos são cruciais na fabricação e em vários setores para a criação de uma ampla gama de produtos. Veja a seguir algumas finalidades comuns dos processos de fluxo de plástico:

1. Modelagem do material:
   • Metais: Os processos de fluxo de plástico, como forjamento, laminação, extrusão e trefilação, são comumente usados para moldar metais em várias formas, como chapas, barras, tubos e componentes complexos.
   • Polímeros/Plásticos: A moldagem por injeção, a extrusão e a moldagem por sopro são processos de fluxo de plástico amplamente usados para moldar polímeros e plásticos em diversos produtos, incluindo recipientes, embalagens e bens de consumo.
2. Fabricação de produtos:
   • Os processos de fluxo de plástico são fundamentais na fabricação de uma ampla gama de produtos, incluindo componentes automotivos, peças aeroespaciais, itens domésticos e maquinário industrial.
3. Controle de deformação:
   • Compreender o fluxo de plástico é essencial para controlar e prever a deformação dos materiais durante os processos de fabricação. Esse conhecimento ajuda os engenheiros a projetar componentes com as formas e propriedades desejadas.
4. Reciclagem:
   • Os processos de fluxo de plástico desempenham um papel importante na reciclagem, pois permitem a remodelagem e a reforma de determinados materiais sem degradação de suas propriedades.
5. Integridade estrutural:
   • Os processos de fluxo de plástico são essenciais para garantir a integridade estrutural de materiais e componentes. Ao compreender como os materiais se deformam plasticamente, os engenheiros podem projetar estruturas capazes de suportar várias cargas e tensões.
6. Produção econômica:
   • Os processos de fluxo de plástico geralmente são mais econômicos do que outros métodos de modelagem de materiais, o que os torna amplamente utilizados na produção em larga escala.
7. Personalização:
   • Os processos de fluxo de plástico permitem um alto grau de personalização no design do produto. Os fabricantes podem criar componentes com formas e tamanhos específicos para atender aos requisitos de diferentes aplicações.
8. Eficiência na produção em massa:
   • Os processos de fluxo de plástico são adequados para a produção em massa, permitindo a fabricação rápida e eficiente de grandes quantidades de produtos com qualidade consistente.

Em resumo, os processos de fluxo de plástico são essenciais para moldar materiais na manufatura, permitindo a produção de uma gama diversificada de produtos com várias formas, tamanhos e propriedades. Eles são parte integrante de setores que vão desde o aeroespacial e automotivo até bens de consumo e construção.

Otimização de portas e perfil de velocidade do cilindro

Objetivo deste exemplo

Esse exemplo ilustra vários aspectos do poder do software CAE para a indústria de plásticose como esse software pode ser aplicado de forma estratégica. Ele mostra como colocar em prática muitos dos conceitos que são discutidos em detalhes nos tópicos Design and Processing > Physics. Esses tópicos incluem pressão de injeção, padrão de enchimento, área da frente de fusão e velocidade da frente de fusão, projeto e balanceamento do canal e projeto do portão.

Descrição deste exemplo

O exemplo apresenta as considerações de design para plásticos moldados com precisão em um ambiente de engenharia simultânea. Ele ilustra a função da simulação por computador em cada etapa iterativa do processo. O pacote de software usado nesse exemplo é o C-MOLD Process Solution. A Fase I usa o C-MOLD Filling EZ para analisar o projeto inicial e determinar a localização da porta e o perfil de velocidade do cilindro; a Fase II usa o C-MOLD Filling e o Post-Filling para uma análise mais detalhada da seleção do material, do projeto da peça e da ferramenta e das condições do processo.

Fase I: Simulação rápida e fácil com o C-MOLD Filling EZ

Nessa primeira fase do processo de design, executamos uma simulação inicial usando o C-MOLD Filling EZ, que executa uma simulação tridimensional de um projeto de design. simulação de preenchimento de molde de fluidos newtonianos em condições isotérmicas. O Filling EZ foi projetado para análise preliminar de projetos de peças, portas e processos. Em seguida, passamos por várias iterações de projeto, sempre modificando as variáveis de projeto (como localização e número de portas), executando novamente a análise e observando os resultados. No final da Fase I, teremos determinado o melhor local para o portão e um perfil de velocidade de corrida ideal.

Dado

Um projeto inicial de produto.

Objetivo

Para determinar o local adequado da comporta e o perfil ideal da velocidade do aríete.

Critérios de design

– 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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