Cette rubrique décrit les caractéristiques importantes de la matière, à prendre en compte avant de sélectionner une catégorie de matière thermoplastique.
La cristallinité d'une matière définit l'état du polymère aux différentes températures d'injection et peut aller de l'état amorphe à l'état cristallin. Les polymères amorphes ne présentent aucune stratification et conservent cet état dans les conditions ambiantes. Les polymères cristallins possèdent un arrangement ordonné des molécules plastiques, ce qui permet à ces molécules d'être plus proches les unes des autres.
Le degré de cristallinité varie en fonction de la température et du temps. Des vitesses de refroidissement élevées sont associées à de faibles degrés de cristallinité et inversement. Dans les pièces moulées par injection, les régions épaisses refroidissent plus lentement que les régions plus fines et ont par conséquent une cristallinité et une contraction volumique plus importantes.
La température du moule est la température de la surface du moule qui entre en contact avec le polymère. La température du moule, qui a une incidence sur le taux de refroidissement du plastique, ne doit pas être supérieure à la température d'éjection pour une matière donnée.
La température du plastique fondu est la température matière. L'augmentation de la température matière diminue la viscosité d'une matière. De plus, une matière plus chaude diminuera l'épaisseur de la gaine solide. La réduction de la gaine solide diminue la contrainte de cisaillement car le rétrécissement de l'écoulement est réduit. Par conséquent, l'orientation de la matière pendant l'écoulement est moindre.
La chaleur spécifique (Cp) d'une matière est la quantité de chaleur requise pour augmenter d'un degré Celsius la température d'une unité de masse de la matière. Il s'agit essentiellement d'une mesure de la capacité d'une matière à convertir une source de chaleur en une augmentation de la température, qui est mesurée à la pression atmosphérique et sur une plage de températures, jusqu'à la température de traitement maximale de la matière.
La conductivité thermique ( k ) correspond au taux de transfert de chaleur par conduction par unité de longueur par degrés Celsius. La conductivité thermique est la mesure du taux auquel une matière peut dissiper la chaleur. Ce taux est mesuré sous pression et sur une plage de températures. L'unité est exprimée en W/m-C, watts par mètre par degré Celsius.
La viscosité d'une matière est la mesure de sa capacité d'écoulement lorsqu'une pression est appliquée. La viscosité des polymères dépend de la température et du taux de cisaillement. En général, plus la température et le taux de cisaillement augmentent, plus la viscosité diminue ce qui indique une plus grande capacité d'écoulement lorsqu'une pression est appliquée. La base de données des matières indique l'indice de viscosité de chaque matière, sous l'onglet Propriétés rhéologiques, pour vous aider à comparer la fluidité des diverses matières. L'indice de viscosité est calculé avec un taux de cisaillement de 1 000 secondes réciproques et représente la viscosité à la température spécifiée entre parenthèses.
Autodesk propose des modèles pvT permettant de tenir compte de la compressibilité de la matière pendant une analyse Remplissage ou Remplissage + Compactage. Il s'agit d'un modèle mathématique basé sur des coefficients qui diffèrent en fonction des matières, permettant d'obtenir une courbe de pression par rapport au volume et à la température.
Une analyse basée sur des données pvT est plus précise mais comporte un fort pourcentage de calculs, avec des itérations de la température et de la pression en chaque point du modèle. Cependant, elle convient aux modèles complexes qui connaissent de fortes et rapides variations d'épaisseur.
Pendant le refroidissement des plastiques, ceux-ci subissent une variation significative de leurs cotes en raison du retrait volumique. Les facteurs principaux ayant un effet sur le retrait sont l'orientation du refroidissement, la cristallinité et les concentrations de chaleur.
Les matières composites contiennent des charges qui sont ajoutées aux polymères pour le moulage par injection. L'ajout d'une charge accroît la résistance du polymère et aide à produire des pièces de bonne qualité. La plupart des matières composites vendues dans le commerce contiennent 10 à 50% de fibres par poids. Elles sont considérées comme des suspensions concentrées où les interactions des fibres mécaniques et hydrodynamiques s'appliquent. Dans les matières composites moulées par injection, les distributions de l'orientation des fibres présentent un aspect en couche et sont affectées par la vitesse de remplissage, les conditions d'injection et le comportement de la matière.
Des matières différentes peuvent avoir des impacts environnementaux différents. La famille de polymères à laquelle appartient une matière peut donner une indication initiale du degré de traitement et de recyclage d'une matière. Le Code d'identification de la résine d'une matière sélectionnée est fourni pour vous aider à identifier la famille de polymères.
La minimisation de la consommation d'énergie du processus de moulage par injection procure des avantages en termes de coûts que pour l'environnement. En fonction de la prévision de pression d'injection et de temps de refroidissement, pour plusieurs géométries et épaisseurs, un indicateur d'utilisation de l'énergie a été développé pour chaque matière de la base de données des matières thermoplastiques. Cela donne une indication des besoins énergétiques relatives nécessaires à la production d'une pièce à partir de n'importe quelle matière donnée.
Le Code d'identification de la résine et l'Indicateur d'utilisation de l'énergie sont stockés dans les données de matière thermoplastique.