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Il controllo sulla pressione ha quindi notevole influenza sulla omogeneità strutturale e meccanica del pezzo finito. La fase di impaccamento ha inizio quando finisce il riempimento della cavità e termina quando non è più possibile introdurre altro materiale all’interno della cavità, cioè quando si ha la solidificazione del punto di iniezione. Il dimensionamento dei canali di alimentazione, e soprattutto del gate, deve esser accuratamente studiato in modo da permettere una buona compattazione del pezzo: se il congelamento del punto di iniezione avvenisse troppo presto allora non sarebbe più possibile mantenere un controllo sulla pressione. 3) Raffreddamento: Durante la fase di raffreddamento il materiale che si trova ancora nello stampo viene portato ad una temperatura tale per cui esso possa esser estratto senza che vi siano deformazioni permanenti nell’espulsione e nella successiva fase di raffreddamento in aria. Il polimero in realtà inizia a raffreddarsi quando inizia l’iniezione; si intende quindi per fase di raffreddamento la fase in cui si ha raffreddamento senza flusso, ovvero quando il gate si è già solidificato. Questa fase generalmente è la più critica in termini di tempo, proprio per questo si cerca di limitarne la durata ottimizzando la progettazione, riducendo gli spessori e modificando la geometria dei canali di raffreddamento. Oltre la durata del raffreddamento è di fondamentale importanza anche l’uniformità con cui esso avviene. Senza un sufficiente grado di uniformità di raffreddamento si incorrerebbe in problemi di deformazioni permanenti; si potrebbero inoltre generare delle tensioni interne residue sufficienti a crear problemi quali deformazioni in utilizzo e bassa resistenza meccanica. Il dimensionamento del sistema di raffreddamento deve esser studiato in modo tale da ridurre il più possibile il tempo di raffreddamento pur rispettando i requisiti estetici e funzionali del prodotto. 4) Movimentazione dello stampo: Apertura stampo ed espulsione del pezzo: lo stampo si apre per espellere il pezzo stampato. Chiusura stampo: lo stampo si chiude e comincia il ciclo successivo. 18
1.2.2 Evoluzione ideale della pressione Uno dei modi migliori per comprendere e controllare il ciclo di stampaggio è quello di seguire l’evoluzione della pressione (Figura 11). Pressione (MPa) 7 6 5 4 3 2 1 Injection time 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Tempo (s) Figura 11 Evoluzione ideale della pressione. Si vede come la fase di iniezione sia caratterizzata da una crescita continua della pressione, la quale è regolata da controlli sulla velocità di avanzamento della vite. Dopo il picco massimo della curva, si ha la fase di impaccamento, in cui l’apporto nella cavità di altro materiale è consentito per compensare le contrazioni termiche dovute al raffreddamento, eventualmente cause di risucchi e vuoti interni. Durante questo lasso di tempo la pressione locale si riduce con molta gradualità sino al termine del mantenimento, che a sua volta si assume avvenire per solidificazione del gate. A questo punto inizia il raffreddamento senza flusso (sealed cooling). Nella cavità la pressione continua a ridursi per effetto della solidificazione del materiale e per effetto del ritiro termico. Quando il pezzo è completamente solidificato esso può esser estratto. 1.3 Tipologie di sistemi ad iniezione 1.3.1 Iniezione con canali freddi Packing tme Discharge time Sealed time Sealing point Mold reset time I canali di iniezione sono classificati in base al modo in cui il materiale plastico viene portato in cavità. Vi possono esser infatti stampi a “canali freddi” e stampi a “canali caldi”. Nel sistema di iniezione a canali freddi i canali di alimentazione vengono anch’essi raffreddati ed estratti in ogni ciclo produttivo. Negli stampi ad una cavità la carota (sprue) alimenta direttamente la forma. Negli stampi a più cavità la carota termina nei canali di alimentazione, detti runners, i quali sono lavorati in corrispondenza della superficie di separazione tra parte fissa e parte mobile. Il punto di iniezione (gate), può esser anch’esso posizionato sulla superficie di apertura dello stampo, ma pratica ormai diffusa è quella di ricavarlo per foratura nella parte mobile. Il gate così 19
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Il pezzo definitivo è rappresentat
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Figura 67 Vista laterale e della ba
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Viscosity (Pa-s) comportamento del
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Figura 72 Prova DSC: calcolo della
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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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1s 0.0009798 m^3/kg b2s 5.596e-007
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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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Figura 110 Macchina di prova MTS 32
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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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Figura 121 Rappresentazione della s
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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 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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Come si può notare, nello stampo s
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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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Soluzione di riferimento n°02 Nell
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Come si può dunque osservare in Ta
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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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Fase 5 Validazione dei codici media
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Superficie di risposta per la lungh
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pur essendo un numero esiguo manten
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