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pressa per generare un aumento di pressione di 1 MPa. L’energia per innalzare la temperatura del
polimero è definita come:
E = ε ⋅ m ⋅C
p ⋅ ΔT
dove m è la massa del polimero, ε è l’efficienza del sistema che riscalda (dipende dalla geometria
e dal sistema che genera calore), ΔT è la differenza di temperatura richiesta per attivare i flusso. Si
calcola che per innalzare la temperatura di 10 °C in un ugello standard siano necessari più di due
secondi. Questa analisi è valida per il polimero in esame che è un materiale poco viscoso. Per
materiali molto viscosi tutte le curve sarebbero spostate in alto e il gradiente di pressione
risulterebbe maggiore; in tal caso sarebbe necessario anche un aumento di temperatura.
La condizione di flusso isotermo non può esser ottenuta realmente se non con basse flow
rates e con tempi di raffreddamento molti lunghi: con portate anche maggiori di 0,1 cm 3 /min
sarebbe impossibile mantenere una temperatura costante e pari alla temperatura dello stampo in
quanto si avrebbe un apporto di calore dal materiale fuso che scorre nell’ugello. Anche se la
portata fosse praticamente nulla il tempo per omogeneizzare la temperatura sarebbe
eccessivamente lungo: lo scambio termico risulterebbe infatti ridotto per la bassa differenza di
temperatura. Da simulazione numerica si è visto che se si mantiene una temperatura costante
dello stampo pari alla temperatura di non flusso e una portata di 0,01 cm 3 /min, allora la condizione
isoterma sarebbe raggiunta in poco meno di 10 secondi; quindi con tempi inaccettabili per la
pratica industriale.
Teoricamente una condizione di flusso isotermo sarebbe ottimale per il controllo termico nel
punto di iniezione in quanto permetterebbe l’arresto del flusso non per solidificazione del gate, ma
per l’aumento di viscosità che si ha con il diminuire della temperatura. In queste condizioni il
polimero risulterebbe esser sempre fluido e la riattivazione del flusso polimerico sarebbe semplice
e priva di problemi.
Flusso non isotermo
L’analisi di flusso non isotermo mediante Ansys CFX ® è stata eseguita simulando il processo
di raffreddamento del polimero a contatto con lo stampo, il quale viene condizionato da dei canali
di raffreddamento. In tal modo si genera un gradiente di temperatura all’interno del gate dovuto allo
scambio termico con lo stampo e al flusso del polimero caldo. Lo scopo dell’analisi è stato quello di
determinare la relazione tra la temperatura del fluido refrigerante, la pressione a monte del gate e
la portata fluida al fine di determinare le condizioni di non flusso.
Per ridurre i tempi di calcolo del software tutte le simulazioni sono state eseguite
considerando che gli scambi termici avvengano in un intorno ridotto del punto di iniezione; per tale
motivo non è stata considerata l’intera geometria dello stampo ma solo la geometria dello stesso
vicino al punto di iniezione. Questa ipotesi semplificativa è giustificata dal fatto che, come si è visto
anche da simulazione, gli scambi termici avvengono localmente e i tempi in gioco sono ridotti.
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