Tehnologia Injectarii. Matrite de Injectat Si Elemente de Modelare

C A P I T O L U L I

T E H N O L O G I A I N J E C T Ă R I I

1.1. Mase plastice – definiție, clasificare

Prelucrarea materialelor termoplastice în general și injectarea termoplastelor în special au cunoscut o dezvoltare continuă în tehnica modernă.

Materialele termoplastice, mașinile de injectat și matrițele concură în egală măsură la obținerea unor piese injectate de mare performanță. Proiectarea și executarea corectă a matrițelor de injectat devine în ultimul timp o adevărată specialitate în cadrul tehnologiei de injectare. Varietatea deosebit de mare a pieselor injectate a condus la elaborarea unor soluții constructive și tehnologice specifice.

Masele plastice sunt produse macromoleculare, obținute în urma unor procese chimice, în care unități moleculare de aceeași natură sau de natură diferită, participă la reacții care se repetă în mod identic, de un număr foarte mare de ori, numite și polireacții.

Caracteristic macromoleculelor este gradul de polimerizare, adică repetarea de un anumit număr de ori a unor unități structurale identice.

Clasificarea maselor plastice se poate face după mai multe criterii și anume:

1. După tipul reacțiilor care are loc la formarea macromoleculelor:

– produse de polimerizare, formate prin polimerizarea unei structuri unice, monomerul;

– produse de policondensare, formate ca urmare a condensării repetate (policondensare) a unui produs intermediar format din reacția de condensare a materiilor prime;

– produse macromoleculare naturale, care suferă un tratament chimic pentru a putea fi prelucrate (celuloidul, celuloza, etc.).

2. După modul de comportare la încălzire:

– produse termoplastice, care prezintă proprietatea de a se înmuia la încălzire pentru a lua o anumită formă pe care o păstrează și după răcire, fără a suferi vreo transfomare chimică. Din această categorie fac parte masele plastice de polimerizare. Cele mai utilizate materiale termoplastice sunt:

– polietilena, obținută prin polimerizarea monomerului de bază, etilena, care se utilizează ca material electroizolant în tehnica curenților de înaltă frecvență, pentru izolarea cablurilor marine, protecția contra umezelii, etc. Poate fi ușor prelucrată prin laminare, injectare, extrudare sau alte procedee.

– teflonul (tetra fluor-etilenă), are aceeași structură chimică ca și polietilena. Este rezistent la acțiunea metalelor alcaline, calciului, fluorului, etc. Se prelucrează prin presarea la rece a pulberii, urmată de sinterizare.

– poliacetatul de vinil, se obține prin polimerizarea acetatului de vinil care rezultă din reacția acetilenei cu acidul acetic.

– policlorura de vinil, rezultată din polimerizarea clorurii de vinil.

– polistirenul, se obține prin polimerizarea stirenului și se utilizează pentru lacuri, fibre, folii plăci, bare, tuburi, etc. Procedeul cel mai frecvent de prelucrare a polistirenului este prin injecție.

– polimetacrilatul de metil, obținut prin polimerizarea esterului metilic al acidului metacrilic, se folosește pentru producerea de lacuri și adezivi, plăci sau blocuri, din care cel mai cunoscut este plexiglasul.

– produse termorigide, care prin încălzire se înmoaie și iau o anumită formă, pe care o mențin și după răcire, dar care ca urmare a transformărilor chimice suferite nu se mai poate modifica ulterior. Din această categorie fac parte masele plastice de policondensare.

Cele mai utilizate materiale termorigide sunt:

– rășinile fenoplaste, obținute prin policondensarea fenolilor cu aldehidele (formaldehidă, furfurol, acetaldehidă) în mediu apos, în prezența catalizatorilor acizi sau bazici. În funcție de raportul dintre fenol și formaldehidă, cât și de caracterul catalizatorului, se pot obține rășini de tip novolac sau rășini de tip rezolic. Dacă reacția se desfășoară în mediu acid, cu fenol în exces, se obțin novolacuri, care sunt rășini termoplastice, iar dacă reacția se desfășoară în mediu bazic în proporții egale sau cu exces de formaldehidă, se obțin rășini termorigide rezolice (numite și bachelitice). Pentru a fi transformate în rășini termorigide, rășinilor de tip novolac trebuie să li se adauge cantitatea de formaldehidă care le lipsește.

– aminoplaste, sunt materiale obținute prin reacție de policondensare a aminelor cu aldehidele, ca de exemplu uree și formaldehidă, sau melamină și formaldehidă.

Rășinile siliconice, prezintă o importanță deosebită datorită proprietăților lor de stabilitate termică ridicată.

Principala proprietate a maselor plastice o constituie capacitatea lor de a se modela ușor, datorită plasticității ridicate pe care o posedă. Adăugând la aceasta și alte proprietăți avantajoase pe care le posedă ca rezistența deosebită la acțiunea diferitelor medii, rezistența la oxidare, impermeabilitatea, conductabilitatea termică și electrică redusă, densitatea mică, se poate explica larga utilizare pe care o cunosc astăzi masele plastice în industrie.

Masele plastice sunt materiale nemetalice de structură amorfă, compuse din mai mulți constituenți: rășini, materiale de constituție, plastifianți, coloranți, lubrifianți și materiale auxiliare.

Rășinile sunt un amestec de substanțe macromoleculare, care după proveniență pot fi naturale și sintetice.

Din grupa rășinilor naturale fac parte chilimbarul, șelacul, colofoniul, etc. Ele se utilizează mai rar, din cauza prețului de cost mai ridicat și a cantității limitate în care se găsesc.

Deosebit de utilizate sunt rășinile sintetice, a căror categorisire se face după tipul reacțiilor care au loc la formarea macromoleculelor sau după modul de comportare la încălzire, după cum s-a arătat mai sus (rășini de polimerizare și rășini de policondensare, respectiv rășini termoplastice și rășini termorigide).

Rășinile sunt constituentul principal al maselor plastice, care le imprimă toate proprietățile fizice, chimice, mecanice și tehnologice, și care au rolul de liant al celorlalți componenți.

Materiale de constituție, formează scheletul mecanic al masei plastice. Ele pot fi naturale sau sintetice. Cele naturale pot fi vegetale (făină de lemn, fire de bumbac, etc.), animale (praf de oase, fire de mătase, lână, etc., sau minerale, în timp ce cele sintetice pot fi diverse țesături din sticlă, din mase plastice sau din fier.

Plastifiantul, are rolul de a micșora fragilitatea și rigiditatea maselor plastice, mărindu-le elasticitatea și fluiditatea în vederea unei prelucrări mai ușoare. Cantitatea de plastifiant introdusă variază între 0,5-40%. Ca plastifianți se utilizează esterii acizilor ftalici, fosforici. Coloranții au rolul de a colora masa plastică. Ei trebuie să fie rezistenți la acțiunea luminii și a temperaturilor înalte. Cei mai frecvent utilizați sunt oxizii de crom, cadmiu, praful de aluminiu.

Lubrifianții, se introduc în masa plastică cu scopul de a împiedica lipirea acesteia de uneltele cu care se prelucrează. Se folosesc acidul oleic, stearina, etc.

Materiale auxiliare, se introduc cu scopul de a imprima anumite proprietăți secundare sau de a neutraliza complet resturile de catalizatori acizi rămași în masa plastică. Pot fi: oxidul de magneziu, de calciu, etc.

1.2. Principiul injectării

Procesul de injectare este un fenomen ciclic, fiecare ciclu fiind format din mai multe operații.

1 – platou mobil;

2 – matriță;

3 – platou fix;

4 – duza mașinii;

5 – cilindru;

6 – corp de încălzire;

7 – melc;

8 – pâlnie de alimentare;

9 – sistem de antrenare în mișcare de rotație;

10 – sistem de acționare în mișcarea de translație;

A – piesa injectată

Fig.1.1. Schema de principiu a injectării

a – injectarea materialului în matriță;

b – solidificarea și răcirea topiturii;

c – deschiderea matriței și aruncarea reperului din matriță.

Realizarea unei piese injectate presupune următoarele operații:

– alimentarea materialului (dozarea);

– încălzirea și topirea materialului în cilindrul mașinii;

– închiderea matriței;

– introducerea materialului topit sub presiune în matriță;

– solidificarea și răcirea materialului din matriță;

– deschiderea matriței;

– eliminarea piesei injectate din matriță.

Simplificat, realizarea prin injectare a unei piese poate fi urmărită în fig.1.1. Materia primă sub formă de granule se introduce în pâlnia de alimentare 8, de unde cade în cilindrul de injectare 5. Materialul plastic ajuns în cilindrul de injectare este transportat de către melcul 7, în timpul mișcării de rotație, spre capul cilindrului, unde se găsește duza de injectare 4. Mișcarea de rotație a melcului se realizează cu ajutorul sistemului de angrenare 9. În timpul transportului granulele ajung în stare de topitură ca urmare a frecărilor, precum și a încălzirii cilindrului de către corpurile de încălzire 6. Materialul plastic topit este împins sub presiune în matrița de injectat 2, de către melcul 7, ca urmare a presiunii exercitate de sistemul de acționare 10.

După solidificarea și răcirea materialului în matriță, platoul mobil 1 al mașinii de injectat se îndepărtează de platoul fix 3. Astfel matrița se deschide și ca urmare a acționării sistemului de aruncare al matriței, piesa injectată A este aruncată din matriță.

1.3. Trepte de proces

Injectarea materialelor plastice este un proces ciclic care cuprinde operații care nu sunt perfect delimitate. Astfel, plastifierea termică a polimerului începe înaintea deschiderii matriței și evacuării produsului.

Reprezentând grafic mișcarea melcului și a matriței în cursul procesului de injectare se obține diagrama din fig.1.2.

Întregul proces de injectare poate fi cuprins în următoarele trepte de proces:

– plastifierea;

– umplerea matriței;

– compactizarea;

– răcirea și demularea.

Fig.1.2. Diagramă reprezentând deplasarea melcului și

a matriței în procesul de injectare

tu – timp de umplere matriță;

tul – timp de presiune ulterioară;

tr – timp de răcire;

td – timp de demulare.

1.4. Condiții de formare

Principalii factori care determină procesul de formare a materialelor termoplastice sunt:

– proprietățile chimice, fizice și de curgere ale materialului termoplastic în condițiile specifice procesului de injectare;

– regimul temperaturilor;

– regimul presiunilor;

– durata necesară formării.

Proprietățile chimice, fizice și termodinamice sunt determinate pentru desfășurarea procesului de injectare. Proprietățile polimerilor amorfi sau cristalini sunt diferite.

Regimul temperaturilor. Topirea materialului termoplastic se face prin transmiterea căldurii de la peretele cilindrului la material sau prin transformarea căldurii de la peretele cilindrului la material sau prin transformarea prin fricțiune a energiei mecanice în energie termică. Cu cât temperatura materialului termoplastic este mai ridicată cu atât acesta este mai fluid, matrița se umple mai ușor, iar timpii de injectare se reduc.

Temperatura matriței este hotărâtoare în faza de răcire – solidificare a reperului. Măsurând temperaturile locale în mai multe puncte, din interiorul cilindrului de injectare și a matriței în timpul unui ciclu, se poate reda sub forma unui grafic dinamica temperaturii materialului termoplastic de-a lungul cilindrului și a matriței (fig.1.3.):

Fig.1.3. Temperaturile locale ale polimerilor pe parcursul injectării.

1 – cilindru; 2 – duză; 3 – matriță; Tc – temperatură de curgere; Ts – temperatură de solidificare.

Materialul plastic ce alimentează mașina de injectat la timpul t0 în punctul de coordonată l1, are temperatura T1. În interiorul mașinii, la timpul t1, are loc încălzirea la temperatura Tc și plastifierea. Topitura, pe parcursul stadiului de umplere, curge în cilindrul și duza mașinii, coordonatele (l3 – l4), și se încălzește ca urmare a transformării energiei mecanice în căldură până la temperatura Ts. Temperatura și vâscozitatea topiturii în timpul umplerii matriței, timpii t1 – t3, se modifică puțin numai în interiorul matriței (l4 – l10), pe când în mașina de injectat temperatura rămâne constantă (l1 – l4), În stadiile de răcire, după umplerea matrițterial sau prin transformarea căldurii de la peretele cilindrului la material sau prin transformarea prin fricțiune a energiei mecanice în energie termică. Cu cât temperatura materialului termoplastic este mai ridicată cu atât acesta este mai fluid, matrița se umple mai ușor, iar timpii de injectare se reduc.

Temperatura matriței este hotărâtoare în faza de răcire – solidificare a reperului. Măsurând temperaturile locale în mai multe puncte, din interiorul cilindrului de injectare și a matriței în timpul unui ciclu, se poate reda sub forma unui grafic dinamica temperaturii materialului termoplastic de-a lungul cilindrului și a matriței (fig.1.3.):

Fig.1.3. Temperaturile locale ale polimerilor pe parcursul injectării.

1 – cilindru; 2 – duză; 3 – matriță; Tc – temperatură de curgere; Ts – temperatură de solidificare.

Materialul plastic ce alimentează mașina de injectat la timpul t0 în punctul de coordonată l1, are temperatura T1. În interiorul mașinii, la timpul t1, are loc încălzirea la temperatura Tc și plastifierea. Topitura, pe parcursul stadiului de umplere, curge în cilindrul și duza mașinii, coordonatele (l3 – l4), și se încălzește ca urmare a transformării energiei mecanice în căldură până la temperatura Ts. Temperatura și vâscozitatea topiturii în timpul umplerii matriței, timpii t1 – t3, se modifică puțin numai în interiorul matriței (l4 – l10), pe când în mașina de injectat temperatura rămâne constantă (l1 – l4), În stadiile de răcire, după umplerea matriței, timpii t3 – t11, temperatura materialului din matriță scade mult. Descreșterea temperaturii are loc și în canalele de curgere (l3 – l5), iar la un timp de răcire foarte mare, timp t11, poate avea loc chiar și în cilindrul mașinii.

Regimul presiunilor. În timpul procesului de injectare se dezvoltă o serie de forțe care exercită presiuni importante asupra materialului termoplastic. Procesul poate fi urmărit simplificat în fig 1.4. Presiunea exercitată de melc transportă materialul plastic topit din camera cilindrului mașinii, prin duză și canalele matriței, până în matriță pentru umplerea cavității acesteia. Presiunea din matriță atinge valori maxime la sfârșitul cursei melcului și depinde de forța exercitată de melcul-piston, vâscozitatea polimerului și rezistența hidraulică a traseului.

1 – matriță; 2 – cilindru; 3 – melc; 4 – cilindru hidraulic;

pi – presiune interioară; pe – presiune exterioară; ph – presiune hidraulică.

Fig.1.4. Schema simplificată a injectării pentru punerea în evidență a presiunilor

Se definesc următoarele noțiuni:

– presiunea exterioară pe care reprezintă presiunea exercitată asupra materialului plastic în cilindrul mașinii de injectat;

– presiunea interioară pi care reprezintă presiunea din cavitatea matriței. Presiunea interioară este mai mică decât cea exterioară datorită pierderilor de presiune care apar la trecerea materialului prin duza mașinii, duza matriței, rețeaua de injectare, pereții piesei injectate;

– presiunea ulterioară pul care reprezintă presiunea exercitată de melc asupra materialului din cavitatea matriței. Această presiune compensează contracția rezultată în urma răcirii materialului;

– presiunea de sigilare ps definită ca presiunea exercitată asupra materialului plastic în cavitatea matriței în momentul solidifcării culeei (corespunzător punctului de sigilare);

– presiunea interioară remanentă pr, care reprezintă presiunea din piesa injectată în momentul începerii deschiderii matriței.

După sigilare, materialul se contractă datorită răcirii și în consecință presiunea scade, fără însă a atinge o valoare egală cu zero.

Reprezentarea grafică a dependenței dintre presiunea din matriță și timpul de injectare, definește curba caracteristică a ciclului de injectare (fig.1.5.).

Ciclul de injectare se desfășoară după cele patru stadii distincte. Umplerea matriței are loc de la t0 la t2. În prima parte (0-1) presiunea rămâne constantă, iar apoi în momentul umplerii crește brusc la valoarea pi (porțiunea de curbă 0-2).

pi – presiunea interioară;

ps – presiunea de sigilare;

pimax – presiunea interioară maximă;

pr – presiunea remanentă.

Fig.1.5. Ciclul de injectare

În stadiul de compactizare, polimerul se răcește și volumul scade. Se aplică presiunea ulterioară care determină introducerea unor noi cantități de topitură. Se ajunge până la o valoare maximă a presiunii interioare pimax, după care presiunea va scădea până la valoarea presiunii de sigilare ps (2-4).

Răcirea se caracterizează printr-o scădere mai lentă a presiunii ca urmare a solidificării (4-5). La sfârșitul stadiului, matrița se deschide și obiectul este evacuat din matriță. Presiunea remanentă în punctul 5 trebuie să fie mai mare decât presiunea mediului, pentru a asigura dimensiunile obiectului.

Durata de formare depinde de caracteristicile polimerului, de dimensiunile obiectului injectat și de sistemul de răcire al matriței. Durata de formare determină productivitatea mașinii și calitatea pieselor injectate. Un element important în determinarea duratei de formare îl constituie raportul dintre greutatea piesei injectate și capacitatea de plastifiere a agregatului.

1.5. Umplerea matriței

Ca rezultat al multiplelor cercetări efectuate asupra curgerii topiturilor de termoplaste în matriță, se poate face astăzi o imagine destul de clară asupra procesului de umplere a matriței.

Umplerea matriței are loc în conformitate cu fig.1.6. Materialul plastic pătrunde în cavitatea matriței prin orificiul de intrare x și curgerea se realizează conform figurii, zona avansată având frontul de curgere în formă de parabolă. Părțile exterioare ale materialului termoplastic topit, în contact cu pereții reci ai matriței, se solidifică formându-se astfel în matriță un strat marginal termoizolant. Pentru materialul aflat sub presiune, canalul de curgere nu mai este format de conturul matriței, are viteza de forfecare mai mică decât stratul interior care are viteză de forfecare mai mare. Astfel, între interior și exterior apar viteze de deformare diferite, care determină un front de curgere conform fig.1.6. (efect Fountain).

x – intrare material plastic topit;

a – strat marginal solidificat;

b – profilul vitezelor;

c – front de curgere.

Fig.1.6. Umplerea cavității matriței

Stratul marginal din matriță este cu atât mai gros, în punctul de observație, cu cât aportul de căldură al topiturii este mai mic, respectiv căldura care ia naștere prin forfecare este mai mică. Deoarece topitura pierde pe parcursul de curgere o parte din căldură, pentru punctele mai îndepărtate de culeea de injectare, aportul de căldură în unitatea de timp este mai mic și stratul marginal mai gros decât în apropierea culeii de injectare. Hotărâtor pentru solidificarea materialului plastic topit nu este drumul parcurs, ci timpul; astfel la o creștere a grosimii stratului marginal, la depărtare, apare curgerea lentă. La piesele injectate cu pereți foarte subțiri apare o creștere importantă a rezistenței de umplere a matriței în cazul unor viteze reduse de umplere.

Piesele injectate se caracterizează, datorită problemelor de umplere a matriței, după raportul drum curgere și grosimea de perete. Cu cât umplerea matriței are loc într-un timp mai scurt, cu atât mai mare poate fi raportul dintre drumul de curgere și grosimea de perete.

Pentru ca materialul termoplastic să poată curge prin canalele reduse ale rețelei și pentru o umplere mai rapidă a cuibului, se impune creșterea presiunii de injectare. Odată cu mărirea presiunii vâscozitatea crește, ceea ce determină scăderea vitezei de deformare. Curgerea materialului se face laminar, chiar la creșterea presiunii, datorită creșterii vâscozității care împiedică curgerea turbulentă.

Unei creșteri a vitezei de umplere i se impune însă, în afara necesarului creșterii de presiune, următoarele trei efecte:

– încălziri prin forfecare în duză, care pot duce la degradări a materialului plastic;

– nașterea unei orientări macromoleculare în piesa injectată, care poate provoca anizotropii cu efecte asupra caracteristicilor mecanice și optice;

– greutăți în eliminarea aerului din cuib, ceea ce poate duce la fenomene de ardere pe suprafața piesei injectate.

Procesul de umplere necesită numai 5% din durata ciclului. Pentru realizarea umplerii matriței în bune condiții, mașinii de injectat i se impun mai multe condiții:

– necesitatea folosirii întregii capacități hidraulice și de reglare;

– datorită caracterului expres și nestaționar al procesului de curgere, viteza de avans a melcului crește la începutul umplerii de la zero la o viteză finală și trebuie să scadă din nou sub formă de salt la zero în clipa în care frontul de curgere a ajuns la capătul drumului de curgere;

– presiunile ridicate ale topiturii din capul melcului, necesare procesului de curgere, nu au voie să se manifeste ca presiuni statice, interne, după terminarea umplerii matriței, deorece s-ar provoca o supraîncărcare sau o suprainjectare a reperului;

– la scăderea vitezei de injectare scade și eficiența de transport a melcului ca urmare a creșterii pierderilor (circuit invers de topitură în canal, pierderi peste flancul spirei, etc.). Astfel, pentru un reper dat, pentru fiecare viteză de injectare se impune un reglaj al cursei de dozare a melcului.

Umplerea matriței determină hotărâtor proprietățile reperului, astfel:

– influențează starea de orientare macromoleculară;

– influențează temperatura topiturii, mai ales în zonele îndepărtate de locul de injectare;

– indirect are influență asupra compactizării și asupra proprietăților reperului, deoarece efectul de compactare este cu atât mai puternic cu cât este mai scurt timpul de umplere a matriței.

1.6. Fenomene ce apar la curgerea materialului plastic în matriță

Calitatea piesei injectate ca factor principal de caracterizare de injectare este direct dependentă de fenomenul de umplere al cavității matriței.

Problemele de umplere ale cuibului matriței depind în cea mai mare măsură de capacitatea de curgere a materialului plastic. Această însușire este determinată de testul spiralei (spirala Griffits).

Într-o matriță de injectat care are cavitatea în formă de spirală, de secțiune semicirculară, se injectează material plastic în centrul spiralei. Celălalt capăt al spiralei comunică cu atmosfera. În condițiile date, topitura curge din duza mașinii de injectare în centrul spirei și apoi prin canalul spiral, pe o anumită lungime, până la încetarea curgerii ca urmare a răcirii progresive. Lungimea drumului de curgere este dependentă de grosimea pereților, temperatura materialului topit ce se injectează, temperatura peretului matriței, presiunea de injectare, viteza de avans a melcului. Influența temperaturii materialului plastic topit asupra lungimii de curgere poate fi observată în fig.1.7. pentru un polistiren.

La materialele termoplastice amorfe are loc, în condiții de prelucrare date, o creștere a lungimii drumului de curgere o dată cu creșterea grosimii spiralei. Același lucru este valabil și pentru materialele termoplastice semicristaline. Pentru unele materiale termoplastice se constată însă o creștere a lungimii de curgere în formă de spirală o dată cu creșterea grosimii.

Fig.1.7. Lungimi de spirale Griffits pentru un polistiren (Polystirol 143E)

Lungimile căilor de curgere în funcție de condițiile de prelucrare și de grosimea pereților ce se obțin prin testul spiralei, sunt valori orientative pentru proiectantul și executantul de matrițe care nu pot găsi răspuns la întrebările referitoare la:

– grosimea minimă de perete pentru un drum de curgere dat;

– dacă cuibul matriței poate fi umplut printr-un singur punct de injectare sau prin mai multe;

– dacă presiunea de injectare a matriței este suficientă pentru umplerea cuibului.

Grosimea pereților piesei injectate nu poate fi oricât de mică, ea depinzând de capacitatea de curgere a materialului și de lungimea pe care acesta o parcurge. De aceea este important să se cunoască grosimea de perete necesară pentru un parcurs de curgere determinat, pentru a evita astfel dificultățile ce pot apărea la fabricație. Lungimea de parcurs a materialului este în funcție de temperatura materialului, de viteza de injectare, de sinuozitatea drumului parcurs în matriță și de presiunea de injectare. Producătorii de materiale termoplastice oferă diagrame pentru calculul grosimii de pereți.

În procesul de curgere a materialului plastic în cavitatea matriței apare o serie de fenomene și factori de influență asupra calităților, respectiv defectelor pieselor injectate:

– orientarea materialului în timpul curgerii;

– locul injectării și numărul locurilor de injectare;

– fronturi de curgere, restricții și ezitări;

– linii de întâlnire;

– starea suprafeței cavității.

1.6.1. Orientarea macromoleculelor materialului plastic

În timpul procesului de umplere a cuiburilor matriței, lanțurile macromoleculare ale polimerului se orientează pe direcția curgerii, iar fenomenele de relaxare ce se manifestă apoi au mare importanță asupra calității piesei injectate (fig.1.8.). Orientarea macromoleculelor se realizează de la locul injectării către sfârșitul curgerii în direcție radială (fig.1.8a.). În masa de material injectat apar tensiuni interne diferite după relaxare, între punctul de injectare și punctele cele mai îndepărtate de punctul de deformare în piesa injectată (fig.1.8b.).

Proprietățile fizico-mecanice ale unei piese injectate sunt determinate în cea mai mare parte de orientarea macromoleculelor materialului termoplastic în timpul injectării. În fig.1.9 este prezentată o piesă injectată dreptunghiulară realizată prin injectare peliculară laterală. Dacă se prelevează două probe diferite din aceeași zonă și se supun la încercarea la impact Izod, se observă că o probă rezistă mai mult decât cealaltă (proba A este mai rezistentă).

Fig.1.8. Orientarea macromoleculelor Fig.1.9. Orientarea macromoleculelor

în timpul procesului de curgere determină rezistențe mecanice diferite

a – orientarea macromoleculelor în piesa injectată

în timpul curgerii; a – piesa injectată;

b – deformarea piesei injectate după relaxare. b – proba A supusă la rezistența de impact Izod;

c – proba B supusă la rezistența de impact Izod;

F – forța de impact a pendulului.

În cazul injectării unei piese dreptunghiulare contracția pe direcția curgerii x1, direcția de orientare a macromoleculelor, este mai mică decât contracția x2 perpendiculară pe direcția de curgere (fig.1.10.).

Fig.1.10. Contracția piesei injectate în funcție de orientarea macromoleculară

A – dimensiunile piesei în timpul injectării;

B – dimensiunile piesei după relaxare;

x1 – contracția piesei după direcția de curgere;

x2 – contracția piesei pe direcția perpendiculară curgerii

Cunoscând tendințele de orientare macromoleculară și sensul liniilor de curgere proiectantul de matrițe proiectează forme optimizate de curgere (fig.1.11.). Realizarea unor piese care favorizează curgerea elimină din start zone de stagnare și turbulență a curgerii.

Fig.1.11. Proiectarea formei piesei în funcție de curgere

a – geometrie necorespunzătoare pentru curgere;

b – geometrie favorabilă curgerii;

R1, R2 – raze de curbură;

A1 – zonă moartă;

A2 – zonă moartă diminuată constructiv.

1.6.2. Fronturi de curgere

Ideal, la umplerea cavității matriței de injectat, ar fi ca prin intermediul punctului de injectare să se realizeze o umplere simultană a celor mai îndepărtate zone ale cavității matriței. Practic acest lucru este greu realizabil.

De exemplu, în fig.1.12 este prezentată umplerea unei cavități dreptunghiulare printr-un singur punct de injectare plasat central. Astfel, materialul termoplastic se distribuie sub formă de fronturi de curgere circulare spre pereții laterali ai cavității matriței. Cel mai înaintat front de curgere are de străbătut până la cei patru pereți distanțele x1 și y1 (fig.1.12a). După un timp de curgere, frontul cel mai înaintat atinge pereții A și B ai matriței, pereții C și D fiind însă la distanța y2 (fig.1.12b). Umplerea completă a cuibului se face conform fig.1.12c fronturile de curgere fiind orientate după direcțiile prezentate în figură.

Situația umplerii poate fi îmbunătățită pentru același spațiu de injectare schimbând punctul de injectare în două puncte sau în trei puncte. În fig.1.13a umplerea cavității se realizează în două puncte astfel încât după ce fronturile avansate ajung la pereții A și B până la pereții C și D și până la linia de întâlnire mai rămâne distanța x. În fig.1.13b fronturile de curgere ating pereții A și B simultan cu pereții C și D realizând și liniile de întâlnire.

Fig.1.12. Umplerea unui cuib de matriță Fig.1.13. Umplerea unui cuib

dreptunghiular printr-un punct de injectare: dreptunghiular prin 2 sau 3 puncte

a,b,c – stadii de umplere; de injectare

x1,y1,y2 – distanțe până la pereții laterali ai a,b – variante de umplere;

matriței; x – distanța până la perete și până la

A,B,C,D – pereții matriței . întâlnirea fronturilor;

A,B,C,D – pereții matriței; X – linie de întâlnire.

1.6.3. Linii de întâlnire

Liniile de întâlnire sau planurile de întâlnire se formează în timpul procesului de umplere când materialul plastic topit curge din direcții diferite și se combină cu piesa injectată (fig.1.14.).

Fig.1.14. Modalități de întâlnire a două fronturi de curgere

a – nu se produce difuziunea fronturilor;

b – fronturile realizează a difuziune parțială;

c – completa difuziune a fronturilor;

x – linie de întâlnire.

Liniile de întâlnire sunt asemănătoare unor mici crăpături, mai mult sau mai puțin vizibile, inacceptabile din considerente estetice pentru multe aplicații. Mai important este însă că local scade rezistența mecanică a piesei injectate. De aceea proiectantul trebuie să acorde atenție deosebită următorilor factori: selecției materialului, proiectării piesei, proiectării matriței și condițiilor de injectare.

Zona slabă a liniei de injectare este atribuită mai multor factori:

– incompletă difuzie a macromoleculelor celor două fronturi;

– nefavorabila orientare și solidificare a lanțurilor macromoleculelor sau fibrelor;

– existența unor crestături în formă de “V” în suprafața de întâlnire;

– prezența substanțelor străine la interfața de întâlnire.

1.6.4. Starea suprafeței matriței

Starea suprafeței cuibului și miezului matriței influențează fenomenul de curgere a materialului plastic. Prezența unor rugozități pronunțate rezultate din prelucrare perturbă curgerea, dar în același timp influențează procesul de scoatere a piesei injectate din matriță.

Suprafețele canalelor de curgere, a digului, precum și a suprafețelor poansonului și cuibului se lustruiesc în direcția curgerii pentru a facilita curgerea.

1.7. Metode moderne de acoperiri ale suprafeței

1.7.1. Metalizarea în vid cu aluminiu

Operația de metalizare în vid a pieselor din material termoplastic se realizează în general cu aluminiu în instalații specializate de metalizare în vid.

1 – suport rotitor; 2 – incinta vidată; 3 – elemente rotitoare; 4 – filamente; 5 – robinet de legătură cu pompa de vid preliminar; 6 – robinet de legătură cu poma de difuzie.

Fig.1.15. Metalizarea în vid cu Al

Piesele injectate se introduc în incinta 2 și se fixează pe elementele rotitoare 3, care sunt fixate la rândul lor pe suportul rotitor 1. Pe filamentele 4, confecționate din wolfram, se așează bare din aluminiu cu puritate ridicată de diametru 1,5…2 mm.

a – piesa opacă; b – piesa transparentă; 1 . piesă; 2 – lac de bază; 3 – pelicula metalizată; 4 – lac de protecție

Fig.1.16. Piese injectate metalizate

Se închide incinta și se realizează un vid mediu (5×10… 10 torr) cu ajutorul unor pompe de vid (pompa de vid preliminar și pompa de difuzie). Se încălzesc treptat filamentele până la incandescență prin punerea lor la o tensiune electrică. Aluminiul de pe filament se evaporă instantaneu depunându-se într-un film subțire pe suprafața pieselor injectate aflate în mișcare de rotație, cu ajutorul dispozitivelor rotaționale.

De cele mai multe ori se impune ca piesa injectată să aibă un luciu înaintat. Pe suprafețele pieselor există un număr mare de pori și neuniformități care după metalizare se pun în evidență. De aceea pe suprafața piesei injectate se depune un lac de bază. Lacul de bază mai poate avea și alt rol:

– realizarea unei bune aderențe a peliculei de aluminiu atunci când suprafața piesei nu satisface această cerință;

– să împiedice degajarea unor substanțe volatile sau a vaporilor de apă. După depunerea stratului metalizat pe suprafața piesei injectate este necesar ca acesta să fie protejat de un lac de protecție.

Lacul de protecție trebuie să îndeplinească mai multe condiții:

– nu trebuie să aibă efecte dăunătoare asupra stratului metalizat, a lacului de bază și a materialului piesei injectate;

– să aibă rezistență față de mediile agresive, solvenți sau uzura mecanică în funcție de destinația piesei.

In cazul în care lacul de protecție este transparent se pune în evidență stratul metalic, iar în cazul când lacul este colorat se poate realiza un efect de culoare metalic. Metalizarea suprafeței pieselor injectate se poate realiza în două moduri: metalizarea suprafeței din față a piesei și din spatele piesei.

Metalizarea se poate realiza atât pe întreaga suprafață a pieselor (de jur împrejur) cât și numai pe anumite fețe. Se pot metaliza în condiții bune piesele injectate din: polistiren, ABS, polimetacrilat de metil, acetat de celuloză, policarbonat. Piesele injectate din poliolefine se metalizează mai greu necesitând pretratarea cu flacără, acid sau vapori de solvenți.

La proiectarea pieselor injectate care vor fi metalizate trebuie să se țină seama de: posibilitățile tehnice de realizare a peliculei metalice și de posibilitățile de prindere a pieselor pentru metalizare.

Metalizarea pieselor injectate se aplică în industria de automobile, industria electronică și electrotehnică, articole cosmetice, jucării.

1.7.2. Depunerea chimică

Piesele injectate din materiale plastice pot fi metalizate prin acoperirea suprafeței lor prin procedeul de depunere electrochimică (galvanizare).

Piesele galvanizate prezintă o serie de avantaje:

– sunt mai ușoare decât piesele din metal;

– execuția acestei piese este mai economică decât a unei piese din metal;

– rezistența mecanică a unei piese galvanizate este mai mare decât a unei piese injectate obișnuite;

– capacitatea de absorbție a umidității a unei piese galvanizate este mai redusă față de o piesă injectată obișnuită;

– stabilitatea termică a unei piese galvanizate este mult mărită față de o piesă injectată obișnuită;

– coroziunea chimică a unei piese galvanizate este mult mai mare decât la o piesă injectată.

Materialele plastice intră în categoria materialelor electric neconductive. Prin galvanizarea lor ele trebuie făcute bune conducătoare de electricitate. Metalizarea pieselor injectate presupune următoarele operații: tratamentul preliminar, conductivizarea suprafeței și galvanizarea.

Tratamentul preliminar

Operațiile de tratament preliminar folosesc comportarea chimică diferită a materialelor pentru a obține o aderență ireproșabilă a stratului de metal pe piesa injectată. O desfășurare tipică a procedeului presupune următoarele operații tehnologice: decapare, neutralizare, preactivare, activare. Această operație se mai numește asperizare. Asperizarea se realizează cu ajutorul unor soluții chimice. Materialele plastice se comportă diferit în raport cu aderența metalului. Sunt foarte recomandabile pentru galvanizare piesele injectate din ABS.

Pentru piesele injectate din poliamidă se realizează cu greu o aderență corespunzătoare. Piesele injectate din poliamidă cu fibră de sticlă sau cu umpluturi minerale se pot însă galvaniza în bune condiții.

Piesele injectate din poliolefine nu sunt indicate pentru galvanizare deoarece nu se poate realiza aderența corespunzătoare între suprafața piesei și metal.

Pentru galvanizare sunt recomandate piese injectate din amestecuri de polimeri.

Pentru obținerea unei bune aderențe a metalului pe materialul plastic un rol hotărâtor joacă calitatea piesei injectate (calitatea suprafeței, lipsa tensionărilor interne).

De o foarte mare importanță pentru realizarea unei bune galvanizări o are designul pieselor injectate. Se recomandă evitarea găurilor adânci sau infundate, profile exagerate, suprafețele mari și netede, muchiile ascuțite. Se va căuta ca muchiile să fie rotunjite.

Fig.1.17. Depunerea chimică pe suprafața pieselor

Conductivitatea suprafeței

Suprafața pieselor asperizate este necesar să fie făcută electric conductibilă. Aceasta se efectuează prin depunere metalică fără curent, într-o soluție de sare metalică.

Galvanizarea
După conductivizarea suprafeței pieselor injectate, acestea se montează în dispozitivele de galvanizare și se face depunerea galvanică a stratului de metal în băile galvanice. În băile galvanice se pot depune, ca materiale de acoperire nichelul sau cromul. În cazul pieselor ornamentale grosimea straturilor metalice poate fi aleasă după dorință.

1.7.3. Vopsirea și lăcuirea

Pentru obținerea unor colorări de suprafață sau pentru protecție, piesele injectate pot fi supuse operației de vopsire sau lăcuire.

Vopsirea sau lăcuirea pieselor injectate se poate realiza prin mai multe procedee:

– imersiune; acest procedeu dă o bună acoperire, cu un minim de pierdere de material, dar grosimea peliculei de vopsea este neuniformă;

– pulverizare; pulverizarea se realizează cu aer comprimat sub nise, discontinuu, sau prin instalații de pulverizare pe bandă în procedeu continuu;

– vopsire cu pensula; acest procedeu este simplu ca tehnică dar se caracterizează printr-o productivitate slabă.

Uscarea stratului de vopsea sau de lac se face cu aer sau în cuptor. Vopselele sau lacurile sunt specifice materialului piesei injectate, deoarece unii solvenți atacă anumite materiale plastice.

C A P I T O L U L II

M A T R I Ț E D E I N J E C T A T

2.1. Generalități

Injectarea materialelor termoplastice este condiționată în principal de trei factori: caracteristicile mașinii de injectat, caracteristicile materialului plastic și caracteristicile matriței de injectat.

Matrița este ansamblul mecanic care are rolul de a imprima materialului plastic formă și dimensiuni bine determinate. Proiectarea și executarea corectă a matrițelor de injectat condiționează realizarea unor randamente ridicate la prelucrarea prin injectare.

Varietatea deosebit de mare a pieselor injectate din materiale plastice a condus la elaborarea unor soluții constructive și tehnologice specifice atât în domeniul proiectării cât și executării matrițelor de injectat.

Matrițele de injectat se montează pe mașini de injectat orizontale sau verticale.

Matrițele sunt constituite în principiu din două părți principale: semimatrița din partea duzei de injectare și semimatrița din partea aruncării. Matrița este fixată pe platourile de prindere ale mașinii de injectat.

Majoritatea matrițelor lucrează folosind injectarea materialului plastic printr-un orificiu cu axa perpendiculară pe planul de separație. În cazul unor injectări speciale (injectare bicoloră sau tricoloră) injectarea se face atât perpendicular pe planul de separație cât și în planul de separație (fig.2.1.).

Fig.2.1. Tipurile principale de matrițe de injectat

a – injectare perpendiculară pe planul de separație; b – în planul de separație; c – specială (bicompenentă); 1- matriță; 2,3 – cilindrii de injectare; x – planul de separație al matriței.

2.2. Construcție și funcționare

În general, o matriță de injectat este alcătuită din elemente constructive similare cu ale matriței cu două cuiburi din fig.2.2. Matrița se montează pe platourile de prindere ale mașinii de injectat prin intermediul celor două plăci de prindere 4 și 13, care se fixează cu ajutorul unor bride sau șuruburi de fixare. Centrarea matriței pe platourile mașinii se realizează cu ajutorul inelelor de centrare 30 (pe partea mobilă) și 19 (pe partea fixă). Inelele de centrare sunt prinse în plăcile de prindere ale matriței cu ajutorul șuruburilor 3.

Materialul plastic din duza mașinii de injectat ajunge în duza 18 a matriței de injectat și prin intermediul rețelei de injectare la cuiburile matriței. Piesa injectată se formează în cuibul constituit din poansonul 17 și pastilele 15 și 16.

Fig.2.2. Matriță de injectat cu două cuiburi

1 – tijă de aruncare;

2 – bucșă de conducere;

3 – șurub; 4 – placă de ghidare; 5 – placă aruncătoare; 6 – placă portaruncătoare;

7 – șurub; 8 – placă distanțieră; 9 – placă suport; 10 – placă de formare;

11 – placă de formare;

12 – bucșă de ghidare;

13 – placă de prindere;

14 – coloană de ghidare;

15 – pastilă; 16 – pastilă;

17 – poanson; 18 – duză de injectare; 19 – inel de centrare; 20 – bucșă centrală; 21 – știft; 22 – știft tampon; 23 – șurub; 24 – știft readucător;

25 – aruncător central; 26 – aruncător; 27 – tijă de aruncare; 28 – bucșă de conducere;

29 – șurub; 30 – inel de centrare.

După întărirea materialului plastic în matriță, ca urmare a răcirii matriței prin intermediul circuitului de răcire, matrița se deschide în planul de separație X. Piesa injectată răcită, ca urmare a contracției cu poansonul 17, rămâne solidară cu partea mobilă a matriței împreună cu rețeaua de injectare reținută de bucșa extractoare 20. Tija de aruncare 1 este tamponată de o tijă fixă de pe mașina de injectare și sistemul de aruncare este acționat determinând mișcarea plăcii portaruncătoare 6, aruncătoarelor 26, aruncătorul central 25 și tijelor readucătoare 24. Plăcile aruncătoare și portaruncătoare sunt fixate cu ajutorul șuruburilor 7. Tija de aruncare este ghidată de bucșa centrală 2 și este înșurubată în placa de aruncare 5. Piesa injectată este aruncată din matriță de aruncătoarele tip știft 26, iar rețeaua de către aruncătorul central 25.

La închiderea matriței tijele de aruncare 24 lovesc știfturile tampon 22 determinând revenirea la poziția inițială a întregului sistem de aruncare.

Plăcile matriței sunt prinse cu ajutorul șuruburilor 29 și sunt centrate cu ajutorul știfturilor de centrare 21.

Centrarea celor două semimatrițe se realizează cu ajutorul coloanelor de ghidare 14 și bucșelor de ghidare 12.

2.3. Clasificare

Datorită varietății mari a formei pieselor injectate, a seriilor de fabricație largi, a sistemelor constructive dezvoltate pentru injectare, aruncare etc., clasificarea matrițelor se face după mai multe criterii.

După numărul de cuiburi matrițele se clasifică:

– matrițe cu un cuib;

– matrițe cu două cuiburi;

– matrițe cu mai multe cuiburi (3, 4, 5 … etc.).

După sistemul de injectare matrițele se clasifică:

– cu injectare directă prin culee;

– cu injectare punctiformă;

– cu injectare cu canale de distribuție;

– cu injectare peliculară sau film;

– cu injectare tip umbrelă;

– cu injectare inelară;

– cu injectare cu canal tunel;

– cu injectare cu canale izolate;

– cu injectare cu canale încălzite.

După modalitatea de acționare a sistemului de aruncare, matrițele se clasifică:

– cu aruncare mecanică;

– cu aruncare pneumatică;

– cu aruncare hidraulică.

După numărul planelor de separație, matrițele se clasifică astfel:

– cu un plan de separație;

– cu două plane de separație;

– cu mai multe plane de separație.

După sistemul constructiv în funcție de forma piesei injectate:

– simple;

– cu bacuri;

– cu deșurubare;

– cu inserții;

– cu mai multe planuri de separație.

Există și alte criterii de clasificare a matrițelor de injectat, însă de mai mică importanță (tipul aruncătoarelor, sistemul de temperare, forma piesei injectate etc.).

2.4. Sisteme de injectare

Ansamblul de duze, canale, diguri prin care materialul plastic ajunge în cuib alcătuiește sistemul de injectare al matriței a cărei proiectare constă în alegerea modului de injectare, amplasarea cuiburilor, alegera locului de injectare, stabilirea formei, secțiunii și amplasării canalelor de injectare, etc.

Cele mai cunoscute sisteme de injectare sunt:

– injectarea directă;

– injectarea prin canale de distribuție;

– injectarea punctiformă;

– injectarea peliculară;

– injectarea de tip umbrelă;

– injectarea inelară;

– injectarea cu canal tunel;

– injectarea cu canale izolate;

– injectarea cu canale încălzite.

2.4.1. Injectare directă

În cazul acestui sistem de injectare, întreaga secțiune a orificiului duzei matriței vine în contact cu cuibul (fig.2.3.). Injectarea directă se folosește mai ales în cazul pieselor de dimensiuni mari, a pieselor cu pereți groși și pentru materiale având vâscozitate mare la temperatura de injectare. Sistemul permite o reglare corespunzătoare a umplerii cuibului, prin aceasta eliminându-se ușor contracțiile. Materialul din canalul de injectare, denumit și culee, se îndepărtează de piesă după scoaterea ei din cuibul matriței prin tăiere sau frezare.

Pentru realizarea unei piese injectate de bună calitate se acordă atenție deosebită construcției duzei de injectare care trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

– să aibă o construcție simplă și robustă;

– să fie în corespondență cu duza mașinii de injectat;

– să realizeze pierderi minime de presiune la curgerea materialului plastic;

– să rețină o cantitate redusă de material la fiecare injectare.

Duza mașinii de injectat se sprijină pe duza matriței de injectat, pe o suprafață sferică, diametrul duzei impunându-se să fie mai mic decât diametrul duzei matriței (fig.2.4.). Se recomandă: D = d + 1 [mm] și R = r + 1 [mm].

Fig.2.3. Duză cu injectare directă Fig.2.4. Duza mașinii și duza matriței

a – piesă injectată; b – culee. 1 – duza matriței; 2 – duza mașinii.

Injectarea directă oferă cele mai favorabile condiții pentru o curgere reologică optimă în matriță. Culeea unei piese injectate poate fi urmărită în fig.2.5. Culeea solidificată în duză aderă la pereții acesteia; pentru a o extrage este nevoie de o forță axială care depinde de:

– conicitatea culeei;

– prezența bavurii la contactul dintre duza matriței și duza mașinii;

– gradul de prelucrare a suprafeței canalului duzei matriței.

Pentru ca cantitatea de material cuprinsă în culee să nu fie prea mare se limitează unghiul de înclinare al culeei max=4, recomandându-se ca valoare frecventă =130’. Pentru raza de racordare a culeei cu piesa injectată se recomandă R = (0,5…1,2) mm.

Fig.2.5. Culee pentru o piesă injectată

Diametrul d al culeei poate fi calculat cu formula:

,

unde:

– V – volumul de material injectat [cm3];

– v – viteza de curgere a materialului plastic în duză [cm/s];

– t – timp de injectare [s].

În general, se recomandă pentru viteza de injectare v 100 [cm/s]. Practic produsul v t este constant pentru un material termoplastic dat.

Pentru diametrul d al culeei se recomandă și relația:

[mm],

unde:

– smax reprezintă grosimea maximă a piesei injectate.

Pentru lungimea l a culeei se recomandă următoarea relație:

,

unde:

– l este lungimea culeei, iar d este diametrul culeei la contactul cu piesa injectată.

Dacă forma piesei are o configurație specială care impune necesitatea ca lungimea culeei să fie mare atunci l=(20…30)d și dacă pereții piesei sunt prea subțiri se procedează la mărirea cu 10…20% a diametrului d al culeei.

2.4.2. Injectare prin canale de distribuție

Acest sistem se folosește în cazul injectării în matrițe cu mai multe cuiburi atunci când materialul plastic este distribuit din duza de injectare, prin canale laterale, la cuiburile matriței (fig.2.6.).

Fig.2.6. Injectarea cu canale de distribuție

a – piesă injectată; b – dig; c – canal de distribuție; d – culee.

Deoarece canalele de distribuție sunt practicate atât în plăcile de formare ale matriței cât și în duza de injectare 1 și în bucșa centrală 3, acestea din urmă se asigură contra rotirii cu ajutorul unor știfturi cilindrice 2 și 4 (fig.2.7.).

Fig.2.7. Injectarea directă

1 – duză; 2 – știft cilindric; 3 – bucșă centrală; 4 – știft cilindric.

În vedera amplasării optime a cuiburilor în matrița de injectat trebuie să se respecte următoarele reguli:

– umplerea tuturor cuiburilor trebuie să se facă pe cât posibil concomitent;

– drumul de curgere al materialului plastic prin canalele de distribuție trebuie să fie cât mai scurt posibil;

– distanța dintre cuiburi trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura răcirea și aruncarea piesei injectate;

– injectarea trebuie să fie echilibrată astfel încât să nu ia naștere forțe reactive în matriță care ar putea determina ruperea acesteia.

Modalități de amplasare a cuibului în matriță și canalele de distribuție corespunzătoare sunt prezentate în fig.2.8.

Fig.2.8. Amplasarea cuiburilor în matriță la sistemul de injectare

prin canale de distribuție

Geometria canalelor de distribuție este de mare importanță. Pentru secțiunile canalelor se recomandă:

– secțiune circulară (fig.2.9a.): D = smax + 1,5 mm;

– secțiune parabolică (fig.2.9b.): D = smax + 1,5 mm; L = 1,25D;

– secțiune trapezoidală (fig.2.9c.): L = 1,25D, unde:

– smax este grosimea maximă a peretelui piesei injectate. Aceste relații sunt determinate experimental.

Fig.2.9. Secțiunea canalelor de distribuție

a – secțiune circulară; b – parabolică; c – trapezoidală; d – secțiune nefavorabilă.

Digul face legătura dintre canalul de distribuție și cuibul matriței. Există mai multe tipuri de diguri folosite la injectarea materialelor termoplastice (fig.2.10.). Dimensiunile digurilor se recomandă:

– pentru secțiunea dreptunghiulară (fig.2.10a.):

L = (0,6…1,2)mm; B = (0,6…1,2)mm; A = D – 1,5mm;

– pentru secțiunea circulară (fig.2.10c.): L = (1,5…2)mm; d = (0,6…3)mm.

Fig.2.10. Diguri

a – dreptunghiular; b – dreptunghiular excentric; c – circular;

d – circular cu protecție; e – semicircular; f – semicircular cu protecție.

2.4.3. Alte sisteme de injectare

Injectarea punctiformă. Prin acest sistem materialul plastic ajunge direct la cuib (asemănător injectării cu duză normală) printr-un canal cu conicitate foarte mare.

Injectare peliculară sau film. Acest tip de injectare se realizează astfel încât dintr-un canal de distribuție materialul ajunge în cuibul matriței printr-un dig cu lățime foarte mare în raport cu grosimea sa; se formează astfel între rețea și piesa injectată un film sau o peliculă.

Injectare tip umbrelă. Pentru piesele tubulare, conform acestui procedeu, materialul plastic ajunge la piesă prin intermediul unui canal în formă de pâlnie sau disc.

Injectare inelară. Pentru piesele cu simetrie rotativă, prin acest sistem de injectare, materialul plastic dintr-un canal de distribuție inelar ajunge printr-un dig pelicular în cuibul matriței. Injectarea inelară se poate realiza cu canal de distribuție cu secțiune circulară plasat la exteriorul sau interiorul piesei injectate.

Injectare cu canal tunel. Prin acest procedeu de la duza de injectare materialul plastic ajunge la cuibul matriței prin intermediul unui canal de distribuție pus în legătură cu un canal conic înclinat.

Injectare cu canale izolate. La acest sistem de injectare de la duza centrală a matriței se ramifică spre cuiburi canale cu secțiune transversală neobișnuit de mare. Materialul plastic aflat în aceste canale de distribuție se răcește formând o crustă exterioară care izolează termic materialul plastic topit din miez și care este reînnoit la fiecare ciclu de injectare.

C A P I T O L U L III

E L E M E N T E D E M O D E L A R E

3.1. Generalități

În cadrul acestui capitol este descris realizarea modelului 3D pentru reperul ales utilizând cât mai multe dintre facilitățile oferite de comenzile AutoCAD Release14 pentru modelarea solidelor 3D. Piesa propusă este cea reprezentată în fig.3.1. Se vor modela atât plinurile cât și golurile piesei, care apoi vor fi compuse într-un solid unic.

Din punct de vedere al modelării solide, piesa de reprezentat trebuie privită ca fiind compusă din părți simple. În acest sens, AutoCAD pune la dispoziție comenzi pentru a putea genera volume simple, precum și comenzi de compunere a acestora într-un tot unitar.

Comenzile generării pot fi împărțite în două categorii:

– cele care permit generarea unor volume elementare (primitive), cum ar fi paralelipipedul, cilindrul, sfera, conul, etc.

– cele care permit generarea unor volume prin translația (extrudarea) sau rotația în jurul unei axe, a unei curbe plane – de regulă o polilinie închisă.

Prima categoria de comenzi nu reprezintă decât cazuri particulare ale celei de-a doua categorii. Astfel, paralelipipedul poate fi generat prin extrudarea unui dreptunghi, cilindrul poate fi generat fie prin extrudarea unui cerc fie prin rotirea unui dreptunghi în jurul unei laturi. De aceea, cele mai “tari” comenzi de modelare solidă sunt considerate extrude, pentru părți prismatice, și revolve pentru cele de revoluție.

Comenzile de compunere ale unor părți din piesă generate cu comenzile de mai sus, pot fi de asemenea împărțite în două categorii:

– cele care permit editarea simplă, în sensul aplicării unor teșiri sau racordări părților unei piese;

– cele care permit reuniunea (adunarea), diferența sau intersecția părților unei piese.

Fig.3.1. Reperul ales modelat în spațiu

3.2. Realizarea unor reprezentări plane

Începem cu new un nou desen în sistem metric. Fixăm limitele de desenare la 0,0 respectiv 297,210 (format A4). Activăm modurile grid și snap cu pas de 10 respectiv 5. Mărim pe tot ecranul zona “limits”, folosind comanda zoom cu opțiunea All.

Folosind comenzile circle, arc desenăm în plan XY entitățile din fig.3.1. Aceste entități vor constitui o bună bază de plecare în abordarea modelării solide.

Fig.3.1. Conturul piesei în planul XY

Conturul piesei din figură s-a realizat cu ajutorul a două cercuri și a trei arce. Comenzile pentru desenarea acestor entități au fost:

Command: circle

3P/2P/TTR/<Center point>:

Diameter/<Radius>:

Command

Command: arc

Center/<Start point>:

Center/End/<Second Point>:

End point:

Command:

Conturul obținut în fig.3.1. am transformat în polilinie cu ajutorul comenzii pedit.

Command: pedit

Select polyline:

Close/Join/Width/Edit vertex/Fit/Spline/Decurve/Ltype gen/Undo/eXit<X>: J

Select objects:

5 segments added to polyline

Close/Join/Width/Edit vertex/Fit/Spline/Decurve/Ltype gen/Undo/eXit<X>: x

Command:

În cele ce urmează, am reprezentat o polilinie care este aproximativ simetrică cu polilinia din fig.3.1. Această polilinie ne va fi de ajutor pentru realizarea scobiturii longitudinale din piesă. Polilinia fig.3.2. s-a reprezentat cu ajutorul comenzilor offset, trim, erase.

Command: offset

Offset distance or Through <10.0000>: 4

Select object to offset:

Side to offset:

Command:

Comanda offset trasează o entitate paralelă și echidistantă cu una existentă. Offset distance reprezintă distanța dorită între entități, iar la Side to offset se indică partea obiectului în care se va trasa figura paralelă cu cea selectată. În cazul nostru comanda offset s-a aplicat celor trei arce care formează conturul piesei.

Command: trim

Select cutting edge(s):

Select objects: 1 found

Select objects: 1 found

Select objects:

<Select object to trim>/Undo:

<Select object to trim>/Undo:

Command:

Comanda trim permite ștergerea parțială a unor entități. Această comandă am folosit pentru ștergerea parțială a celor două cercuri, reprezentate în fig.3.1.

Command: erase

Select objects: 1 found

Select objects: 1 found

Select objects:

Command:

Comanda erase permite ștergerea în totalitate a unui element dorit prin selectare. Comanda se poate aplica și în cazul solidelor, suprafețelor, etc.

Fig.3.2. Conturul scobiturii longitudinale

3.3. Reprezentarea corpurilor 3D

Pentru un mai bun control vizual al unei construcții în spațiu, AutoCAD pune la dispoziție comenzi de schimbare a punctului de vedere. Schimbăm punctul de vedere plan într-unul izometric de tip SE Isometric. Această operație este posibilă cu ajutorul comenzii vpoint sau activând toolbar-ul ViewPoint care conține o serie de butoane asociate principalelor puncte de vedere utilizate și în desenul tehnic.

Lansăm comanda extrude, indicând conturul (contururile) de extrudat, înălțimea de extrudare și conicitatea dorită, urmând dialogul (fig.3.3):

Fig.3.3. Conturul exterior și conturul scobiturii piesei în plan izometric

Command: extrude

Select objects: selectăm polilinia care reprezintă conturulul piesei

Select objects: selectăm polilinia care reprezintă scobitura longitudinală a piesei

Select objects: apăsăm tasta pentru a încheia selecția obiectelor de extrudat

Path/<Height of Extrusion>: 20

Extrusion taper angle <0>: apăsăm tasta pentru a accepta unghiul 0 pentru conicitate

Command:

În urma acestei operații rezultă două solide. Direcția de extrudare este întotdeauna perpendiculară pe planul poliliniei de bază. Sensul extrudării depinde de semnul înălțimii de extrudare. Extrudarea este posibilă și dacă planul XY curent este diferit de planul poliliniei de bază, dar desenarea unei polilinii plane nu poate fi făcută decât în planul XY curent.

3.4. Compunerea solidelor

În general corpurile 3D se obțin prin compunerea unor părți simple, numite și primitive. Ceea ce se obține prin compunere este un “solid compus” (Composite Solid). La rândul său, acesta poate fi mai departe combinat cu alte primitive sau solide compuse. În cazul reperului ales s-a reprezentat mai multe primitive, cărora li s-a aplicat operații de compunere de tip diferență.

3.4.1. Idei principale despre compunere

Privită în sensul unei compuneri de volume, o gaură într-un corp se obține prin reprezentarea volumului descăzut, reprezentarea unui cilindru și apoi aplicarea unei operații de tip diferență dintre cilindru și volumul descăzut. Editarea volumelor prin teșire, racordare sau tăiere sunt de fapt cazuri particulare ale compunerii prin diferență – așa după cum primitivele de tip paralelipiped, sferă, cilindru, con, etc. sunt cazuri particulare ale extrudării sau revoluției.

În general reprezentările 3D debutează cu realizarea unei reprezentări plane de bază, pe care apoi se va sprijini construcția în spațiu. Este un bun obicei ca reprezentările ajutătoare să aparțină unui layer distinct, pentru a le separa de modelul solid propriu-zis.

3.4.2. Compunerea părților

Ultimul pas este compunerea volumelor create, pentru a forma un singur corp. Comanda este subtract. Această comandă permite efectuarea unei operații de tipul:

(d1+d2+d3+…) – (s1+s2+s3+…) = volum compus,

în care d1, d2, d3, … sunt obiecte descăzut, iar s1, s2, s3, … sunt obiecte scăzător.

În cazul nostru obiectul descăzut este solidul rezultat din extrudarea poliliniei scobiturii piesei, iar obiectul scăzător este solidul rezultat din extrudarea poliliniei ce reprezintă conturul piesei.

Command: subtract

Select solids and regions to subtract from…

Select objects: selectăm volumul extrudat d1

Select objects: tastăm pentru a încheia selecția entităților descăzut

Select solids and regions to subtract…

Select objects: selectăm volumul extrudat s1

Select objects: tastăm pentru a încheia selecția entităților scăzător

Command:

Pentru ascunderea muchiilor nevăzute lansăm comanda hide.

Pentru obținerea reprezentării piesei în forma finală, procedăm în mod asemănător, pornind de la realizarea unor reprezentări plane (cercuri), după care schimbăm punctul de vedere plan într-unul izometric. Avem de extrudat (extrude) cercuri cu diferite diametre, și cu diferite înălțimi de extrudare, rezultând solide care pe urmă sunt “scăzute” (subtract) sau adunate (union) cu solidul unic al piesei.

Command: union

Select objects: 1 found

Select objects: 1 found

Select objects: tastăm pentru a încheia selecția entităților de “adunat”

Command:

Fig.3.4. Piesa modelată în spațiu

3.5. Breviar de comenzi AutoCAD folosite pentru modelarea piesei

3.6. Modelarea parametrică

3.6.1. Principii generale

Modelarea parametrică este dedicată modelării unor solide ale căror cote pot fi modificate oricând. În AutoCAD un solid odată modelat, nu putea fi corectat decât refăcându-le. Noțiunile de coordonate sau sistem de coordonate nu mai au aceeași importanță. Am spune că AutoCAD este bun pentru a reprezenta un corp gata conceput, iar programul Autodesk Mechanical Desktop (MDT) pentru a-l concepe.

MDT este AutoCAD adaptat concepției în ingineria mecanică. Etapele modelării în MDT sunt:

Desenarea unui contur plan, de tip polilinie închisă, de la care apoi prin extrudare sau revoluție se va dezvolta un volum 3D. Acest contur plan se numește schiță, iar operațiunea se numește schițare. O schiță lipsită de dimensiuni – ea definește mai degrabă forme.

Transformarea schiței într-un contur mai bine definit geometric, denumit profil. La transformarea schiței în profil, MDT aplică de la sine o serie de constrângeri, încercând să “intuiască” conturul dorit. Definirea completă a profilului se realizează adăugând constrângeri sau dimensiuni suplimentare. Constrângerile trebuie percepute ca pe niște impuneri poziționale ale entităților modelate – de exemplu, o linie să fie orizontală sau să fie paralelă cu alta. Dimensiunile au înțelesul obișnuit al unor cote.

Generarea unei prime caracteristici 3D, pe baza profilului definit anterior. Un profil poate căpăta – prin extrudare, revoluție sau mișcare de-a lungul unei curbe – caracteristici 3D. Primul volum obținut pe acest itinerar de lucru se denumește caracteristică de bază a modelului 3D parametrizat. Piesa finală se obține adăugând noi caracteristici peste cea de bază.

Adăugarea de noi caracteristici. O nouă caracteristică poate fi construită fie plecând din nou de la o schiță, fie apelând la caracteristici prefabricate de tipul gaură, teșitură sau racordare. Noile caracteristici sunt poziționate față de cele vechi prin dimensiuni și constrângeri.

Modificarea unui corp modelat parametric. Dimensiunile și constrângerile formează un ansamblu de parametri care permit prin modificare controlul geometriei piesei. În procesul de concepție, forma finală a unei piese se naște printr-o suită de astfel de modificări, aduse din rațiuni estetice, funcționale, de rezistență sau economice.

3.6.2. Pașii modelării parametrice – exemplificare

Realizarea unei schițe (sketch)

Folosim opțiunea de meniu File>New Part File pentru a începe modelarea unei noi piese. În caseta Create New Drawing alegem lucrul în sistem metric. Folosim limits pentru a fixa limitele de desenare la 0,0 și 100,100. Cu zoom și All aducem întreaga zonă limits pe ecran.

Primul pas în modelarea parametrică a piesei din figura de referință este schițarea bazei piesei. Folosim comanda pline pentru a desena cu aproximație o formă dreptunghiulară. Nu este nevoie să folosim coordonate și putem plasa oriunde pe ecran această schiță.

Fig.3.5. Formă dreptunghiulară

În pasul următor MDT va face efortul să înțeleagă că forma dorită este un dreptunghi. Dacă schița se abate prea mult de la forma dreptunghiulară (fig.3.5.), MDT poate deduce că dorim un trapez sau alt tip de patrulater. Ulterior acest patrulater poate fi constrâns, cu un efort suplimentar, să devină dreptunghi.

Transformarea schiței în profil

Folosim opțiunea de meniu Part>Sketch>Single Profile pentru a transforma schița într-un profil. În zona de comandă a MDT-ului defilează următorul set de mesaje:

Command: mnu_1profile

Computing…

Select objects for sketch:

Computing…

Solved underconstrained sketch requiring 2 dimensions or constrains.

Computing…

Aceste mesaje punctează efortul MDT de a înțelege schița, de a adăuga o serie de constrângeri pe care le consideră firești, regularizând conturul. În mod normal, MDT transformă în acest pas conturul într-un dreptunghi, considerând că două laturi sunt verticale și două orizontale (fig.3.6.). Se spune că MDT a adăugat de la sine o serie de constrângeri. Acestea pot fi vizualizate la cerere, cu opțiunea de meniu Part>Sketch>Show Constrains (fig.3.6.).

Fig.3.6. Schița transformată în profil

În același timp MDT emite un mesaj că acest contur va putea fi definit complet dacă se mai adaugă două cote sau constrângeri:

Solved underconstrained sketch requiring 2 dimensions or constrains

Vom defini conturul adăugând două cote: lungimea și înălțimea dreptunghiului. Pentru aceasta lansăm opțiunea din meniu Part>Add Dimension și purtăm dialogul de mai jos:

Command: _ampardim

Select first object: selectăm latura de jos în punctul 1 din fig.3.7.

Select second object or place dimension: indicăm punctul 2 în care să fie plasată cota

Undo/Hor/Ver/Align/Par/aNgle/Ord/Diameter/pLace/Enter dimension value<45.81>: 40

Solved underconstrained sketch requiring 1 dimensions or constrains.

Select first object: selectăm latura verticală în punctul 3

Select second object or place dimension. Indicăm punctul 4 în care să fie plasată cota

Undo/Hor/Ver/Align/Par/aNgle/Ord/Diameter/pLace/Enter dimension value<26.64>: 30

Solved fully constrained sketch.

Select first object: tastăm pentru a încheia procedura de cotare

Prin dialogul de mai sus, conturul primește de la utilizator valori pentru două cote, care-l definesc complet. Remarcăm mesajul prin care MDT declară că schița este complet definită: “Solved fully constrained sketch.” Un astfel de mesaj încheie procedurile prin care un contur plan (schiță) poate fi folosit pentru a genera un corp 3D (caracteristică).

Primei cote create MDT îi asociază automat un parametru cu numele d0, iar pentru a doua d1. Pentru moment cei doi parametri au valorile d0=40, d1=30, următorii parametri se vor numi d2, d3, d4 etc. Valorile atribuite parametrilor pot fi oricând schimbate, aceasta ducând la schimbarea dimensiunilor piesei modelate. Pentru a vizualiza dimensiunile prin numele parametrilor asociați și valorile lor curente, folosim opțiunea din meniu Part>Sketch>Dimension As Equation.

Fig.3.7. Definirea completă a schiței

Generarea caracteristicii de bază

O schiță plană constrânsă complet poate fi folosită pentru a genera un volum 3D. Pregătim lucrul în 3D prin schimbarea punctului de vedere. Din toolbar-ul Desktop View apăsăm butonul Sketch View și coborâm pe meniul buton pentru a selecta vederea de tip Right Front Isometric View. Rezultatul este o vedere în perspectivă asupra dreptunghiului.

Dorim extrudarea dreptunghiului pe o înălțime de 20. Pentru aceasta se poate folosi opțiunea din meniu Part>Sketched Features>Extrude; pe ecran apare caseta de dialog Extrusion Features, în care intervenim în câmpul Size pentru a fixa distanța de extrudare la valoarea de 20 unități. Acestei cote, MDT îi asociază automat un nou parametru (d2, în mod normal).

Tastăm OK, caseta de dialog dispare, iar pe ecran MDT înscrie o săgeată indicând direcția în care întenționează să extrudeze conturul. Dacă direcția oferită nu e cea bună, tastăm “f” pentru a selecta direcția opusă (fig.3.8.). Fig.3.8. Extrudarea

Tastăm OK pentru a accepta extrudarea în sensul pozitiv axei Z.

Cu aceste manevre am obținut un prim volum, numit caracteristică de bază, la care se vor adăuga noi caracteristici.

Adăugarea teșiturii și racordării

Teșirea și racordarea sunt operațiuni simple. Folosim opțiunea de meniu Part>Placed Features>Chamfer; pe ecran apare caseta Chamfer Feature, în care în câmpul Operation alegem opțiunea Two Distances, iar în câmpul Parameters completăm valorile pentru cele două distanțe de teșire: 5 și respectiv 10 unități.

Tastăm apoi OK și urmărim dialogul din zona de comandă, deoarece trebuie selectată muchia de teșit, precum și fața pe care să se aplice distanța 1 de teșire.

Command: _amchamfer

Pick the edge to chamfer: selectăm muchia 1 din fig.3.9.

Press <ENTER> to continue:

Apply distance 1 ti highlighted face.

Next/<Accept>: n răspuns uneori necesar pentru a selecta fața pe care să aplice dist. 1

Next/<Accept>: apăsăm pentru a încheia dialogul de selecție al feței pe care se aplică

dist. 1

Computing…

Pentru racordare folosim opțiunea de meniu Part>Placed Features>Fillet. În caseta de Fillet alegem o rază constantă de 5 unități, tastăm OK pentru a părăsi caseta, și selectăm muchia 2 de racordat din fig.3.9.

Fig.3.9. Teșire și racordare

Rezultatul final al teșirii și racordării este dat în fig.3.9. Pentru valorile teșirii și racordării, MDT asociază noi parametri. Aceștia vor fi în mod normal: d3 – pentru distanța 1 de teșire; d4 – pentru distanța 2 de teșire; d5 – pentru raza de racordare.

MDT numește teșirea, racordarea sau gaura, caracteristici de tipul “Placed Features”. Caracteristicile obținute prin extrudarea sau rotirea unei schițe sunt catalogate drept “Sketched Features”.

Pe arborele piesei, afișat în browser-ul MDT, sunt înscrise toate caracteristicile care compun piesa, în ordinea creării lor.

Adăugarea unei găuri

Pentru definirea unei găuri folosim opțiunea de meniu Part>Placed Features>Hole. Pe ecran apare caseta Hole Feature care permite definirea poziției, formei și dimensiunilor găurii.

Principalele câmpuri ale casetei se referă la:

Operation – permite definirea formei găurii: alegem opțiunea drilled pentru ca gaura să fie cilindrică, fără teșitură sau adâncitură de început.

Termination – permite definirea modului în care se termină gaura: alegem opțiunea through pentru ca gaura să străpungă complet corpul piesei.

Placement – permite definirea modului în care se poziționează gaura: alegem opțiunea 2 edges pentru a defini poziția găurii față de două muchii ale conturului bazei piesei;

Drill Size – permite definirea diametrului găurii: introducem valoarea 10;

Return to Dialog – precizează dacă după indicarea unei găuri se revine din nou în caseta Hole Feature pentru definirea parametrilor pentru o nouă gaură.

După completarea câmpurilor casetei, tastăm Apply. Urmează un dialog purtat în zona de comandă, care permite plasarea de găuri având caracteristicile definite în caseta Hole Feature:

Command: _amhole

Select first edge: selectăm muchia 1 din fig.3.10.

Select second edge: selectăm muchia 2 din fig.3.10.

Computing…

Select hole location: indicăm cu mouse-ul poziția găurii față de cele două muchii selectate

Distance from first edge<15.944081>: d1/2

Distance from second edge<18.950279>: d0/2

Computing…

Select first edge: tastăm pentru a încheia plasarea de găuri

Legat de dialogul de mai sus este de remarcat posibilitatea de a răspunde, la cererea unei distanțe, cu o expresie aritmetică care conține parametri. Răspunsurile d1/2 și d0/2 fac ca gaura să fie întotdeauna în mijlocul bazei, indiferent de dimensiunile care se aleg pentru bază. Expresiile pot combina mai mulți parametri și pot conține paranteze.

Fig.3.10. Realizarea găurii în piesă

Modificarea parametrilor piesei

Piesa prezintă următoarele caracteristici:

Extrusion Blind1 – volum obținut prin extrudarea schiței Profile1;

Chamfer1 – o teșitură simplă;

Fillet1 – o racordare;

Hole1 – o gaură.

Numele dat de MDT acestor caracteristici poate fi schimbat de utilizator. Un click-dreapta pe oricare nume, afișează în dreptul său un meniu care permite modificarea, redenumirea, ștergerea sau ascunderea caracteristicii respective.

MDT numește “Edit” procesul de modificare al unei caracteristici. Dialogul de modificare al unei caracteristici se poartă fie prin casete de dialog, fie în zona de comandă – cu afișarea pe ecran a parametrilor ce pot fi editați.

Astfel, dialogul de modificare al unui volum extrudat, se poartă în zona de comandă, iar pe ecran sunt afișați, pentru a putea fi selectați, parametrii (cotele) care permit modificarea înălțimii și conicității de extrudare; cererea de editare a unei găuri duce la afișarea cunoscutei casete de dialog Hole Feature și a unui dialog de modificare a parametrilor de poziționare ai găurii – astfel, poate fi modificată forma, dimensiunile și poziția găurii, etc.

Modificarea unor caracteristici nu este urmată de modificarea piesei pe ecran. Pentru a avea efect modificările efectuate, folosim opțiunea de meniu Part>Update.

3.6.3. Rezumat

Modelarea parametrică cu MDT este potrivită muncii de concepție a unui produs. În munca de concepție se revine des asupra formei și dimensiunilor din rațiuni de estetică, funcționalitate sau rezistență, iar MDT oferă posibilitatea de a reveni cu ușurință asupra geometriei.

Pașii modelării parametrice sunt:

– realizarea unei schițe plane;

– transformarea schiței în profil și definirea sa completă;

– generarea unui volum, pe baza profilului;

– adăugarea de noi părți (caracteristici) modelului 3D;

– editarea modelului 3D.

Realizarea unei schițe plane înseamnă desenarea unei polilinii închise, fără a fi necesară folosirea unor coordonate exacte – de aici termenul de “schiță”.

Transformarea schiței în profil aduce cu sine o regularizare automată a conturului schițat. MDT subînțelege o serie de particularități, aplicând de la sine constrângeri. Definirea completă a schiței se face adăugând dimensiuni sau constrângeri suplimentare.

Constrângerile pot fi privite ca pe niște impuneri poziționale ale entităților care compun schița. Dimensiunile impuse de utilizator la definire, primesc de la MDT câte un parametru (nume) asociat. Acești parametri pot fi folosiți în locul valorilor exacte, la cererile de dimensiuni formulate de MDT.

Un profil poate fi folosit pentru a genera un volum 3D. Primul volum creat poartă numele de “caracteristică de bază” a piesei modelate.

Caracteristicii de bază i se pot adăuga noi caracteristici, fie din categoria găuri, teșituri, racordări etc., fie plecând de la desenarea unei noi schițe și generarea unei caracteristici prin extrudare, rotire etc.

Caracteristicile unei piese modelate parametric pot fi editate. Browser-ul MDT permite un acces direct la editarea unei caracteristici.