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3 Lo stampaggio ad iniezione La pressione di iniezione presenta una forte dipendenza dalla velocità di iniezione, come già era stato messo in luce nei grafici ottenuti sperimentalmente; naturalmente, all’aumentare della velocità di iniezione aumenta anche la pressione di iniezione, come conseguenza dell’aumento delle perdite di carico. Non si è riscontrato un ottimo match tra le curve numeriche e quelle sperimentali a causa delle menzionate differenze nelle proprietà del materiale, nonché di altri parametri, quali ad esempio la temperatura di stampo, che non essendo, nella realtà, condizionato, non presenta una temperatura stabile e nota. Si riportano, infine, come esempio, le mappe del tempo di iniezione e del tempo di solidificazione per un caso analizzato. Figura 3.147: Tempo di iniezione e tempo di solidificazione, velocità di iniezione 50 mm/s. 3.3. Impatto energetico dei processi di stampaggio ad iniezione Lo stampaggio ad iniezione è un processo comune usato per produrre la maggior parte dei componenti in plastica; l’impatto di tale processo sull’ambiente potrebbe sembrare trascurabile, tuttavia esso può risultare significativo [113]. Lo stampaggio ad iniezione può essere suddiviso in una sere di fasi, ciascuna delle quali richiede una spesa di energia per la movimentazione delle parti di una pressa, per la fusione del polimero e per esercitare le forze necessarie nel processo. Nella fase di plastificazione, l’unità di iniezione opera come un estrusore, fondendo ed omogeneizzando il materiale mediante una vite che ruota in un cilindro riscaldato. La vite può retrocedere, consentendo così al materiale di fluire in uno spazio alla testa del cilindro. Nella fase di iniezione, la vite 180
3 Lo stampaggio ad iniezione avanza come un pistone per la rapida iniezione del materiale fuso nella cavità dello stampo. Successivamente viene applicata una grande pressione di compattazione per compensare parzialmente la contrazione termica del materiale in raffreddamento. Durante questa fase, sullo stampo viene applicata una forza elevata per mezzo dell’unità di chiusura, per contrastare le forze derivanti dalla presenza di polimero ad alta pressione all’interno della cavità dello stampo. Dopo il raffreddamento, lo stampo può essere aperto e il prodotto solidificato viene estratto. Ulteriori contributi alla richiesta di energia totale sono i dispositivi ausiliari come alimentatori, essiccatori, chiller, compoundatori, granulatori, centraline di controllo della temperatura, ecc. La scelta della pressa per lo stampaggio ad iniezione (idraulica, ibrida o completamente elettrica) ha un impatto sostanziale sul consumo di energia specifica [114]. In particolare, le presse elettriche possono arrivare ad usare fino a 4 volte meno energia delle corrispettive presse idrauliche [115]. In questo studio, si è cominciata l’analisi di consumo energetico durante lo stampaggio ad iniezione. Per questo, alla pressa elettrica per lo stampaggio ad iniezione è stato collegato un contatore di energia al fine di acquisire dati relativi al consumo energetico con la frequenza di 1 Hz; i componenti realizzati sono dei provini ad osso di cane in HDPE, realizzati a parità di parametri di processo, ad eccezione della velocità della vite in fase di iniezione. In conclusione, alla base di questi studi c’è l’idea di inquadrare il processo di stampaggio in un’ottica globale, dal perseguimento di proprietà meccaniche predefinite tramite l’utilizzo dei metodi di simulazione numerica e delle prove sperimentali, all’attenzione ai consumi energetici e al rispetto ambientale. 3.3.1. Realizzazione dei componenti stampati Lo stampo utilizzato consente di realizzare provini ad osso di cane. Ad ogni stampata si ottengono due provini, con le seguenti dimensioni nominali: Lunghezza utile: 100 mm Larghezza utile: 10 mm Spessore: 4 mm 181
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Introduzione Nello sviluppo tecnolo
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Introduzione stampati, a loro volta
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Polietereterchetone (PEEK) Tabella
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Proprietà Meccaniche Unità Metodo
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governabilità dei parametri di pro
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Prima analisi visiva 3 Lo stampaggi
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Riferimenti bibliografici [77] Shen
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