بررسی جریان ماده در فرآیند تزریق پلاستیک

در ادامه مبحث طراحی و ساخت قالب های تزریق پلاستیک ٬ به بررسی جریان ماده در فرآیند تزریق پلاستیک پرداخته می شود. این موضوع در فرآیند طراحی و ساخت قالب های تزریق پلاستیک بسیار با اهمیت می باشد و تاثیر بسیار بالایی بر روی کیفیت نهایی قطعات دارد.

مناطق بالقوه تمرکز تنش بر روی یک قطعه را نیز می توان به روشی کیفی با استفاده از بررسی جریان سیال مشاهده کرد. با استفاده از این روش، بخشی از قطعه به عنوان مجرا در نظر گرفته می شود که از طریق آن یک سیال تراکم ناپذیر ایده آل جریان می یابد. خطوط جریانی نظری که تشکیل می شوند موازی با یکدیگر هستند و در مناطقی که تحت تنش یکنواخت هستند به طور مساوی فاصله دارند. مناطق تمرکز تنش به عنوان فاصله خطوط مشخص می شوند که به سرعت در یک فاصله کوتاه تغییر می کنند. خطوط با فاصله نزدیک نشان دهنده جریان سریعتر و تنش بیشتر است. این مفهوم با استفاده از مثالی از یک میله شیاردار تحت بار کششی نشان داده شده است.

نوار شکاف نشان داده شده در شکل ۱ قسمت اول دارای خطوط جریانی است که در ناحیه شکاف فاصله نزدیکی دارند، که نشان دهنده ناحیه ای با تنش زیاد است. خطوط جریان نیز به سرعت در یک دوره نسبتا کوتاه همگرا می شوند

فاصله، به عنوان یک منطقه انتقال توصیف می شود. این انتقال کوتاه همچنین نشانه تمرکز استرس است. افزایش شعاع بریدگی در شکل ۱ قسمت دوم٬ فاصله بین خطوط را تغییر نمی دهد، اما طول منطقه انتقال را افزایش می دهد، که نشان دهنده کاهش غلظت تنش است. مثال نشان می دهد که حذف مواد از قسمت های خاصی از قطعه ممکن است در واقع قطعه را قوی تر کند. افزودن مواد به قسمت پشتی قالب، هم فاصله بین خطوط جریان و هم طول ناحیه انتقال و در نتیجه استحکام قطعه را همانطور که در شکل نشان داده شده است افزایش می دهد.  این طرح با افزایش شعاع در بالای شکاف اصلاح می‌شود، که منجر به فاصله یکنواخت‌تر خطوط جریان و ضخامت دیواره یکنواخت‌تر می‌شود.

 از خطوط جاری می توان برای به دست آوردن یک نشانه کیفی از تمرکز تنش استفاده کرد.

همگرایی سریع و فاصله نزدیک نشان دهنده تمرکز تنش بالا است.

در حالی که واضح است که اثرات تمرکز تنش در شرایط بارگذاری استاتیک قابل توجه است، اما در کاربردهای بارگذاری دینامیکی اهمیت بیشتری دارند. نقص های کوچک، بریدگی ها یا عیوب محدودیت های استقامت محصولات پلاستیکی را در معرض بارگذاری دینامیکی کاهش می دهد. بزرگی تمرکز تنش تحت تأثیر هندسه ناقص، مکان، سطح بارگذاری و حساسیت بریدگی ماده است. مواد انعطاف پذیر، که ممکن است به طور قابل توجهی تحت شرایط استاتیک تحت تاثیر قرار نگیرند، ممکن است در شرایط بارگذاری دینامیکی حساسیت بریدگی بیشتری نشان دهند. حساسیت بریدگی یک ماده/محصول خاص به راحتی قابل پیش بینی نیست. قطعاتی که در معرض بارگذاری دینامیکی یا خستگی قرار می گیرند باید در مواد تولیدی نمونه سازی شوند و تحت شرایط بارگذاری پیش بینی شده ارزیابی شوند.