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Tabella 3 Proprietà fisiche del polipropilene PP 30% LGF. Poiché le caratteristiche del materiale sono strettamente legate all'integrità delle fibre di vetro, tutti i fattori che comportano il degrado devono essere ridotti il più possibile durante il processo di utilizzo. I produttori quindi consigliano di mantenere ritmi di lavorazione non troppo elevati e i flussi laminari per mantenere integra la struttura rinforzante. Tabella 4 Parametri di processo consigliati per la conservazione delle caratteristiche finali del materiale. L'obiettivo di questo lavoro è la determinazione delle condizioni ottimali di processo per il polipropilene caricato a fibre lunghe (LGF) nelle quali si riesca a creare manufatti senza un degrado eccessivo delle fibre di vetro. I polimeri caricati con fibre di vetro lunghe presentano rispetto a quelli con fibre corte una più elevata rigidità e resistenza meccanica. Si possono generare inoltre intenzionate anisotropie in seguito alla disposizione delle fibre in determinate direzioni preferenziali. Tuttavia, mentre i termoplastici caricati con fibre corte offrono buone prestazioni e hanno il vantaggio di poter essere realizzati con i processi tradizionali come i polimeri non caricati, quelli caricati con fibre lunghe 12
sono più difficili da processare in quanto la lunghezza delle fibre non resta la stessa durante il processo di stampaggio per iniezione. L'importanza della lunghezza risiede nel fatto che, senza togliere nulla alla morfologia e all'orientamento delle fibre, essa risulta essere il principale determinante delle caratteristiche meccaniche del prezzo finale. Infatti con l'incremento di lunghezza, le fibre di vetro permettono di ottenere un significativo aumento del modulo, della tenacità e della resistenza all'urto: la presenza delle fibre aumenta il volume di materiale sul quale si dissipa energia fornendo così maggior resistenza a sollecitazioni e ad urti anche in presenza di intaglio. Figura 8 Relazione qualitativa tra le proprietà meccaniche normalizzate e la lunghezza delle fibre di vetro nel polipropilene rinforzato. L'andamento delle caratteristiche meccaniche è illustrato in Figura 8. Per sfruttare i vantaggi della tecnologia di stampaggio ad iniezione i produttori di compound speciali promuovono l’utilizzo di una mistura di pellets LGF ad alta carica di vetro e di polimero additivato, indicando nella fase di plastificazione ed iniezione la necessità di garantire bassi shear rate e strizioni per salvaguardare la lunghezza delle fibre. Parametri di influenza Generalmente tutti i parametri di processo che incrementano lo shear stress del fuso, aumentano anche il degrado delle fibre. I fattori che interagiscono nelle fasi di processo sono: • profilo il tipo di vite • velocità di rotazione della vite • contropressione • temperatura • pressione di picco della cavità • pressione di impaccamento • tipo di cavità e sistema di alimentazione 13
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La forma dello strumento deve soddi
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Quello per la termoresistenza, in v
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Il pezzo definitivo è rappresentat
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Viscosity (Pa-s) comportamento del
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74 anche se con cinque fattori inve
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• le altre colonne illustrano i d
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inserisce un campione di polimero c
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Figura 77 Pannello “fitting”. L
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I dati ottenuti sono stati: n 0,244
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viscosità (Pa*s) viscosità (Pa*s)
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perdite di carico all’ingresso ed
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Essa ha fornito i seguenti dati: Fi
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Qui di seguito si può osservare la
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Il materiale riciclato è stato sta
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2.7.3 Conduzione delle prove reolog
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16 14 12 10 8 6 4 2 Correzione di B
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log(Shear Stress)[Pa] 7 6 5 4 3 2 1
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n è la pendenza della porzione di
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viscosità, si potranno agevolare n
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Figura 99 Microscopio Olympus SZX12
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2.9.2 Proprietà reologiche Dipende
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Temperatura: 290°C Atmosfera di pr
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Viscosità [Pa*s] 100000 10000 1000
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Perdita d'imbocco [Pa] 7000000 6000
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Dati: Shear rate apparente [s -1 ]
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135 2454,8 20 130 2343,8 20 127 229
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Conducibilità [W/m•K] PVT 0,29 0
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Volume specifico [cm 3 /g] 1,1600 1
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3.1.1 Modello di cristallizzazione
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7 57 107 171 204 0,66725 8 70 134 2
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viscosità (Pa*s) 1000 100 10 misur
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calcolati in accordo con le formule
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Oltre al modello adattato l’anali
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si ottiene la somma dei quadrati do
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Estimated Regression Coefficients f
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0,2 0,15 0,075 0,25 0,325 120 0,59
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superficie, ossia quella più signi
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dove: • P = pressione [Pa]. • g
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Percent Percent 99 95 90 80 70 60 5
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764 1 Il modello descrittivo ricava
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3.5.1 Attrezzatura A) Macchina di p
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g) Analisi dei dati In accordo con
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Carico unitario (N/mm2) Carico unit
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Le impurità presenti nei provini s
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stress 20 19 18 17 16 15 14 13 12 1
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Una volta graficato i risultati (Fi
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Campioni scelti per la misura Tra t
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numero riesce a dare un valore rias
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3.7.3 Fitting del modello Figura 12
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Fiber length [μm] 3100 2100 1100 y
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esistenza incontrata in un altro pu
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Ansys CFX® Ansys CFX ® è un modu
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temperature risulta essere invece l
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Time to freeze Il time to freeze è
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Al fine di ottenere una simulazione
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Figura 135 Injection time. Figura 1
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Figura 139 Diagramma frozen layer f
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4.1.5 Confronto tra i due sistemi F
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4.1.6 Approccio al problema mediant
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pressa per generare un aumento di p
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4.1.9 Analisi delle condizioni di r
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1 2 3 5 6 4 211
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Come si può notare, nello stampo s
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Figura 160 Dipendenza della viscosi
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4.3 Analisi del processo di stampag
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Le simulazioni sono state condotte
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4.3.2 Simulazioni numeriche della f
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Il modello considerato con i relati
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4.6 Analisi del processo di stampag
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Una buona propagazione di materiale
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Clamp Force ( Tons) 760,00 740,00 7
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Come si può dunque osservare in Ta
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Figura 195 Condotti di raffreddamen
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Per completare lo studio del proget
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Analisi di stress della configurazi
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Durante la seconda simulazione, è
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Successivamente si sono importati t
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si osserva che, se il gradiente di
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η( & η ( T, p) o T, γ , p) = 1
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Superficie di risposta per la lungh
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pur essendo un numero esiguo manten
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