การออกแบบโดยการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการสร้างภาพและแบบจำลอง เรียกว่า CAD (ย่อมาจาก Computer Aided Design)
ซึ่งรวมถึงการทำงานทั้งหมดที่ใช้คอมพิวเตอร์ในกระบวนการออกแบบ
ระบบ CAD แบบ 2 มิติ และ 3 มิติ มีความแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์และวัตถุประสงค์ในการใช้งาน
ในระบบ CAD แบบ3 มิติ สามารถแบ่งเครื่องมือในการสร้างแบบจำลองออกเป็น โครงเส้น
พื้นผิว และรูปทรงตัน ซึ่งสามารถพบได้ในระบบ CAD ทั่วไป
การออกแบบส่วนใหญ่จะสร้างแบบจำลองเป็นแบบ 3 มิติ
ส่วนการเขียนภาพแบบ 2 มิติ จะสามารถดึงเอาข้อมูลจากแบบจำลอง 3 มิติของชิ้นส่วนนั้น ๆ
รูปแบบของไฟล์ข้อมูลปรกติคือ Step (.stp หรือ .step) เพื่อแลกเปลี่ยนแบบจำลองระหว่างระบบ CAD
ที่แตกต่างกัน และ STL (.stl) สำหรับการจำลองหรือการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว

การลดลงของปริมาตรจำเพาะหรือขนาดรูปทรง เมื่ออุณหภูมิลดลง ทำให้สสารหดตัว
สำหรับ กระบวนการฉีดขึ้นรูป ชิ้นงานหดตัว เมื่ออุณหภูมิของชิ้นงานขณะกระบวนการลดลงมาที่อุณหภูมิห้อง
การหดตัวแบ่งออกเป็นสองส่วนคือ ทันทีหลังกระบวนการผลิต และการหดตัวระยะเวลาหนึ่งหลังกระบวนการผลิต
การหดตัวทันทีหลังกระบวนการผลิต เกิดจากการหดตัวเชิงปริมาตร การบังคับโดยรูปทรงของโพรงแบบ การเกิดผลึกและการเรียงตัว
การหดตัวระยะเวลาหนึ่งหลังกระบวนการผลิต โดยปกติจะเกิดขึ้นตั้งแต่ 24 ถึง 48 ชั่วโมงหลังการผลิต
สาเหตุของการหดตัวส่วนใหญ่เกิดจากคลายตัวของความเครียดตกค้าง

ความแตกต่างระหว่าง รูปทรงเป้าหมาย กับ รูปทรงที่เกิดขึ้น เรียกว่า การบิดตัว
ในกระบวน การฉีดขึ้นรูป (Injection Molding) พลาสติก การบิดตัวเกิดจากความเค้นที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการ
ความเค้น เกิดขึ้นเนื่องจากค่า การหดตัว (Shrinkage)
ที่แตกต่างกันภายใน ชิ้นงาน (Part)
การปรับเปลี่ยนอัตราการไหลของสารหล่อเย็น, การเรียงตัวของสายโซ่โมเลกุล, ข้อจำกัดภายใน แม่พิมพ์ (Mold)
(จำกัดการหดตัว), ความหนาของผนังและความดันที่ไม่สม่ำเสมอ ล้วนเป็นสาเหตุของความแตกต่าง และมีความสัมพันธ์ต่อกันและกัน

ช่องว่างระหว่างเบ้าและคอร์ ซึ่งจะถูกเติมเต็มด้วยของหลอมไหล เรียกว่า “โพรงแบบ”
การขึ้นรูปโพรงแบบควรคำนึงถึงค่าการหดตัวของวัสดุ เพื่อให้ได้ขนาดของชิ้นงานตามต้องการ
ในการจำลองกระบวนการฉีด ขนาดของโพรงแบบมีความสำคัญต่อการคำนวณค่าการบิดตัว

ชิ้นงานที่ผลิตจากพลาสติกเหลวโดยผ่านการขึ้นรูปที่ไม่ใช่การตัดเฉือน
(เช่น การอัด การอัดขึ้นรูป หรือ การฉีดขึ้นรูป) ทุกด้านของแม่พิมพ์จะถูกปิด ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน DIN 7708 แผ่น 1 [แปลอิสระ]
ดังนั้นในกระบวนการฉีดขึ้นรูป ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ถูกผลิตโดยการเติมเต็ม โพรงแบบ ด้วยพลาสติกเหลวเรียกว่า ชิ้นงานฉีด
ข้อพึงระวัง ทางวิ่งเย็น อาจไม่ใช่ส่วนหนึ่งของชิ้นงานฉีด

ในช่วงการหล่อเย็น ชิ้นงานจะหดตัวแนบกับส่วนประกอบของแม่พิมพ์ฉีด
มุมเอียงจึงถูกออกแบบเพื่อช่วยในการปลดชิ้นงาน
ถ้าไม่มีมุมเอียง ชิ้นงานอาจติดอยู่ในแม่พิมพ์ เกิดรอยบนผิวหรือเสียรูปในระหว่างการปลด
มุมเอียงของชิ้นงานขึ้นอยู่กับวัสดุและพื้นผิวของแม่พิมพ์ ซึ่งมุมเอียงของวัสดุอสัณฐานควรมากกว่าวัสดุกึ่งผลึกในกรณืที่มีสัน
ในทางกลับกันกรณีที่มีคอร์ วัสดุกึ่งผลึกต้องการมุมเอียงมากกว่า
เนื่องจากวัสดุกึ่งผลึกมีค่าการหดตัวสูง

ในอุตสาหกรรมพลาสติก กระบวนการที่ใช้ขึ้นรูปในแม่พิมพ์คือ การฉีด
ผลของเครื่องฉีดและการให้ความร้อนกับเม็ดพลาสติก ทำให้พลาสติกเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวหนืด
หลังจากนั้นพลาสติกเหลวจะถูกฉีดเข้าไปในโพรงแบบภายใต้ความดัน
รูปทรงและผิวของชิ้นงานถูกกำหนดโดย โพรงแบบ
การหล่อเย็นหรือการเชื่อมโยงระหว่างโมเลกุลทำให้ชิ้นงานแข็งตัวและคงรูป ซึ่งสามารถปลดหลังจากแม่พิมพ์ทั้งสองส่วนเปิดออก

กระบวนการฉีดขึ้นรูปเหมาะกับการผลิตชิ้นงานจำนวนมาก
เนื่องจากแม่พิมพ์มีต้นทุนสูง แต่จะลดลงตามจำนวนที่ผลิต
ชิ้นงานที่ขึ้นรูปโดยการฉีดสามารถนำไปใช้งานได้ทันทีหลังปลดออกจากแม่พิมพ์

ระบบหล่อเย็นในแม่พิมพ์โดยทั่วไปแล้วจะผลิตโดยกระบวนการเจาะ
เส้นทางการไหลของสารหล่อเย็นถูกกำหนดโดยสกรูอุด แผ่นกั้น และท่อ
การหล่อเย็นในแม่พิมพ์ส่วนใหญ่เป็นแบบธรรมดา เพราะมีต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีแบบอื่นและมีความเพียงพอสำหรับการหล่อเย็น

ในกระบวนการฉีดขึ้นรูป ความสม่ำเสมอในการหล่อเย็นชิ้นงานเป็นปัจจัยหนึ่งที่มีความสำคัญต่อการลดการหดและบิดตัวของชิ้นงาน
การออกแบบรูหล่อเย็นในจุดที่ลึกและแคบมักจะมีความซับซ้อน เนื่องจากมีที่ว่างไม่เพียงพอสำหรับการเจาะหลายรู
ดังนั้นรูหล่อเย็นแบบแผ่นกั้นจึงเป็นหนึ่งทางเลือกในการออกแบบ
แผ่นกั้นถูกประกอบเข้าไปในรูเพื่อเปลี่ยนทิศทางการไหลเข้า-ออกของสารหล่อเย็นในหนึ่งรู โดยไหลเข้าข้างหนึ่งและออกมายังอีกข้างหนึ่งของแผ่นกั้น

ในกระบวนการฉีดขึ้นรูป ความสม่ำเสมอในการหล่อเย็นชิ้นงานเป็นปัจจัยหนึ่งที่มีความสำคัญต่อการลดการหดและบิดตัวของชิ้นงาน
การออกแบบรูหล่อเย็นในจุดที่ลึกและแคบมักจะมีความซับซ้อน เนื่องจากมีที่ว่างไม่เพียงพอสำหรับการเจาะหลายรู
ดังนั้นรูหล่อเย็นแบบน้ำพุจึงเป็นหนึ่งทางเลือกในการออกแบบ
ท่อถูกประกอบเข้าไปในรูเพื่อให้สารหล่อเย็นไหลผ่านภายในท่อเข้าไปยังจุดเกือบลึกสุดของรูและไหลย้อนกลับออกมาภายนอกท่อ

จุด (Node) 3 จุดในระบบพิกัดคาร์ทีเซียนถูกใช้เพื่อสร้างเอลิเมนต์สามเหลี่ยม (หรือเอลิเมนต์สั้น)
เอลิเมนต์ที่เชื่อมต่อกันจะใช้จุดร่วมกัน
เส้นจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งเรียกว่า ขอบเอลิเมนต์
เพื่อให้แน่ใจว่า เมช (Mesh) สำหรับ FEM ถูกต้อง จะต้องไม่ให้จุดของเอลิเมนต์ที่อยู่ติดกัน อยู่บนขอบของเอลิเมนต์ใดเอลิเมนต์หนึ่ง
ลำดับการเลือกจุดเป็นตัวกำหนดทิศทางของเวกเตอร์ตั้งฉากสำหรับเอลิเมนต์สามเหลี่ยม และกำหนดด้านหน้าและด้านหลังของเอลิเมนต์
ต้องตรวจสอบคุณภาพของเอลิเมนต์ทั้งหมดก่อนเริ่มการจำลอง

การแสดงผลของกระบวนการฉีดขึ้นรูปในทางทฤษฎีเรียกว่า การจำลองการฉีดขึ้นรูป
ซึ่งถูกใช้เพื่อตรวจสอบและปรับปรุงแบบงาน แม่พิมพ์ และกระบวนการให้เหมาะสม
ทำให้สามารถเปรียบเทียบแบบแม่พิมพ์ที่แตกต่างกันที่ต้นทุนต่ำ เพื่อเลือกใช้แบบแม่พิมพ์ที่ดีที่สุด
การปรับปรุงกระบวนการให้เหมาะสมตั้งแต่การจำลองนั้น ช่วยลดการใช้วัสดุและเวลาในการทดลองแม่พิมพ์
นอกจากนี้ในการวิเคราะห์หาข้อผิดพลาด การจำลองการฉีดขึ้นรูปสามารถหาค่าพารามิเตอร์ที่มีผลกระทบมากที่สุด ผ่านการใช้ DoE

ตำแหน่งที่กำหนดโดยพิกัด x y และ z ในระบบพิกัดคาร์ทีเซียนเรียกว่า จุด สำหรับการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์
ในระบบ 2 มิติ หรือ 2.5 มิติ จุดเป็นส่วนหนึ่งของ เอลิเมนต์เส้น หรือ เอลิเมนต์สามเหลี่ยม
และในระบบ 3 มิติ จุดยังเป็นส่วนหนึ่งของเอลิเมนต์ ทรงสี่หน้า ทรงหกหน้า หรือปริซึม

การจำลอง: หนึ่งโหนดที่มีพิกัด x y z

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง: