При выборе класса термопластичного материала важно учитывать следующие свойства материала:
Степень кристалличности материала определяет состояние полимера при воздействии на него определенных температур и может варьироваться от аморфного до кристалличного состояния. Аморфные полимеры не подвержены расслоению и сохраняют такое состояние при любых условиях окружающей среды. Кристаллические полимеры имеют упорядоченную структуру с близким расположением молекул.
Степень кристалличности определяется функцией температуры и времени. Высокая скорость охлаждения указывает на низкую степень кристалличности материала. И наоборот, низкий уровень кристалличности указывает на высокую скорость охлаждения. В деталях, произведенных методом формования под высоким давлением, толстые участки остывают медленнее, чем тонкие, что указывает на более высокую степень кристалличности и объемного сжатия таких материалов.
Температура пресс-формы — это температура поверхности пресс-формы, вступающей в контакт с полимером. Температура пресс-формы определяет диапазон охлаждения пластмассы и не может превышать температуру выталкивания конкретного материала.
Температура расплавленной пластмассы называется температурой расплава. Увеличение температуры расплава уменьшает вязкость материала. Кроме того, при повышении температуры материала уменьшается толщина застывающего слоя. Уменьшение застывающего слоя ведет к уменьшению напряжения сдвига в связи с увеличением текучести. В результате ухудшается ориентация материала во время тока.
Удельная теплоемкость (Cp) - это количество тепла, необходимое для повышения температуры единицы массы материала на один градус Цельсия. Главным образом удельная теплоемкость измеряет способность материала преобразовывать поступающее тепло в действительное повышение температуры. Она измеряется под действием атмосферного давления и по определенной температурной шкале и может достигать максимальной температуры обработки материала.
На вкладке Термические свойства в диалоговом окне Термопластичный материал данные о температуре отображаются в формате таблицы следующим образом:
Теплопроводность (k) материала - это скорость передачи тепла на единицу длины на градус Цельсия. Коэффициент теплопроводности представляет собой скорость, с которой материал способен рассеивать тепло. Эта скорость измеряется под давлением и по определенной температурной шкале. В качестве единицы измерения используется Вт/м-C (ватт на метр-градус Цельсия).
На вкладке Термические свойства в диалоговом окне Термопластичный материал показатели теплопроводности материала также отображаются в формате таблицы следующим образом:
Вязкостью называется способность материала к движению при том или ином давлении. Вязкость полимеров зависит от температуры и скорости сдвига. В целом при увеличении температуры и скорости сдвига полимера снижается его вязкость, что указывает на повышенную способность к движению в условиях применяемого давления. В базе данных материалов на вкладке Реологические свойства содержатся индексы вязкости материалов, с помощью которых можно сравнивать их способность к текучести. Индекс вязкости предполагает наличие скорости сдвига 1000 1/с и показывает степень текучести при температуре, указанной в скобках.
Autodesk предоставляет модели ДОТ для расчета способности к сжатию материала во время анализа заполнения или заполнения+уплотнения. Модель ДОТ является математической моделью, в которой используются различные коэффициенты для различных материалов, а также предоставляется кривая давления из расчета объема и температуры.
Анализ на основе данных ДОТ более точен, но повторы значений для температуры и давления в каждой точке модели повышают вычислительную интенсивность. Однако это вполне подходит для комплексных моделей, в которых допускаются внезапные и значительные изменения в толщине.
Композитные материалы содержат наполнители, которые добавляются в полимеры для литья. Наполнители увеличивают прочность полимера и помогают обеспечить высокое качество производимой детали. В большинстве композитных материалов коммерческого назначения содержится от 10 до 50 процентов волокон на массу. Такое соотношение рассматривается как концентрированная суспензия, в которой наблюдаются как механические, так и гидродинамические взаимодействия волокон. В композитных материалах, отливаемых под давлением, распределение ориентации волокон указывает на многослойную структуру. На распределение ориентации волокон влияют скорость заполнения, условия обработки и поведение материала.
При остывании пластмассы объем усадки приводит к значительному изменению размеров. Основными факторами, определяющими степень усадки, являются направление остывания, кристалличность и концентрация тепла.
Разные материалы по-разному переносят воздействие окружающих факторов. Принадлежность к определенному семейству полимеров может указывать на начальные эксплуатационные возможности и потенциальные возможности переработки для повторного использования материала. Для идентификации семейства полимеров, к которому относится выбранный материал, используется идентификационный код полимера.
Уменьшение потребляемой энергии во время процесса литья помогает не только сэкономить производственные средства, но и защитить окружающую среду. Для материалов в базе термопластичных материалов разработан индикатор использования энергии. Этот индикатор основан на расчетах предполагаемого давления впрыска и времени охлаждения для набора геометрий детали и толщины.
Идентификационный код полимера и индикатор использования энергии хранятся в базе данных термопластичных материалов.