É importante considerar as seguintes características de material ao selecionar um material termoplástico.
A cristalinidade de um material identifica o estado do polímero a temperaturas de processamento e é pode variar de um estado amorfo até um cristalino. Os polímeros amorfos carecem de qualquer estratificação e conservam este estado em condições ambientais. Os polímeros cristalinos apresentam uma disposição ordenada de moléculas de plástico, permitindo que as moléculas ajustem-se mais estreitamente.
O extensão da cristalinidade é determinada pela temperatura e pelo tempo. Uma maior velocidade de arrefecimento é associada com níveis inferiores de conteúdo cristalino. Os níveis inferiores de conteúdo cristalino são associados a uma maior velocidade de arrefecimento. Em peças moldadas inseridas, as regiões grossas se esfriam mais lentamente do que as delgadas e, portanto, têm um maior conteúdo cristalino e contração volumétrica.
A temperatura de molde é a temperatura da superfície do molde que entra em contato com o polímero. Esta afeta a velocidade de arrefecimento do plástico e não pode ser maior que a temperatura de extração de um material específico.
A temperatura do plástico fundido é a temperatura de fusão. Aumentado a temperatura de fusão, a viscosidade de um material é reduzida. Ademais, um material mais quente reduz a espessura da camada congelada. A diminuição da camada congelada implica que a tensão de corte é menor, já que a constrição de fluxo é inferior. Isto resulta em uma orientação do material menor durante o fluxo.
O calor específico (Cp) é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa de material em um grau centígrado. Trata-se basicamente de uma medida da capacidade de um material para converter a entrada de calor em um aumento real de temperatura. É medido à pressão atmosférica e com uma faixa de temperaturas até a temperatura de processamento máxima do material.
A guia Propriedades térmicas da caixa de diálogo Material termoplástico mostra os dados de calor específicos em formato de tabela, como indicado a seguir:
A condutividade térmica (k) de um material é a velocidade de transferência de calor usando a condução por unidade de comprimento em graus Celsius. A condutividade térmica é uma medida da velocidade em que um material pode dissipar o calor. Esta taxa é medida sob pressão e em uma faixa de temperaturas. A unidade de medida é W/m-ºC (watts por metro Celsius).
A guia Propriedades térmicas da caixa de diálogo Material termoplástico exibe também os dados de condutividade térmica do material em formato de tabela, como indicado a seguir:
A viscosidade do material é uma medida que indica sua capacidade de fluxo com uma pressão aplicada. A viscosidade do polímero depende da temperatura e da relação de cisalhamento. Em geral, à medida que aumentam a temperatura e a relação de cisalhamento do polímero, a viscosidade diminui, indicando uma maior capacidade de fluxo com uma pressão aplicada. O banco de dados de materiais proporciona o índice de viscosidade dos materiais na guia Propriedades reológicas, para que seja possível comparar a facilidade de fluxo. No índice de viscosidade, se pressupõe uma relação de cisalhamento de 1000 1/s e a viscosidade à temperatura especificada é exibida entre parêntese.
A Autodesk oferece modelos de pvT para levar em conta a compressibilidade do material durante uma análise de preenchimento ou de preenchimento e compactação. Um modelo de pvT é um modelo matemático que utiliza diferentes coeficientes para diferentes materiais e que proporciona uma curva de pressão em relação ao volume e a temperatura.
Uma análise com base em dados de pvT é mais precisa, já que as iterações da temperatura e da pressão em cada ponto do modelo aumentam a intensidade do cálculo. No entanto, esta análise é adequada para modelos complexos que apresentam grandes e repentinas alterações de espessura.
Os materiais compostos contêm preenchedores que são adicionados aos polímeros para o molde por injeção. Os preenchedores aumentam a resistência do polímero e garantem a produção de peças de boa qualidade. A maioria dos compostos comerciais contêm entre 10% e 50% de fibras por peso. Estas condições são consideradas suspensões concentradas, nas que são aplicadas interações de fibras mecânicas e hidrodinâmicas. Nos compostos moldados por injeção, as distribuições de orientação da fibra são divididas em camadas. A velocidade de preenchimento, as condições de processamento e o comportamento do material afetam a distribuição de orientação da fibra.
À medida que o plástico esfria, a contração volumétrica faz com que as cotas alterem-se de forma significativa. Os principais fatores que afetam a contração são a orientação da arrefecimento, a cristalinidade e as concentrações de calor.
Os diferentes materiais podem afetar de forma diferente o meio ambiente. A família de polímeros a que pertence um material pode proporcionar uma indicação inicial da capacidade de processamento de um material, bem como seu potencial para reciclagem. O código de identificação da resina de um material selecionado é fornecido para ajudar a identificar a família de polímeros.
A redução para o consumo mínimo de energia do processo de molde por injeção proporciona vantagens tanto ambientais como econômicas. Um indicador de uso de energia foi desenvolvido para cada material do banco de dados de materiais termoplásticos. Este indicador é baseado na pressão de injeção prevista e no tempo de arrefecimento de um conjunto de geometrias e espessura de peças.
Tanto o código de identificação da resina como o indicador de uso de energia são armazenados nos dados de materiais termoplásticos.