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Figura 30 Schema del flusso a fontana durante il riempimento e profilo di velocità.
Durante il processo d’iniezione si sente spesso parlare di flusso a fontana. La Figura 30 mostra
l’andamento tipico di un polimero caldo che passa attraverso una sezione fredda. Come si è già
detto precedentemente il contatto con la superficie dello stampo raffredda il fuso creando una
guaina solida (frozen layer), la quale rimane ferma mentre il polimero fuso scorre al suo interno,
termicamente isolato dalla stessa; nel suo fluire il polimero si deposita sulle pareti formando un
altro strato di materiale solidificato e così via. Dalla figura si riconoscono due condizioni di
scorrimento:
• scorrimento a fontana (fountain flow) allo sbocco dello strato solidificato
• scorrimento con il profilo di velocità del flusso principale (velocity profile main flow)
all’interno dello strato solidificato. Le diverse velocità che le lamine di fluido assumono
danno luogo alla sollecitazione di taglio che si oppone alla resistenza al flusso generando
le perdite di pressione e gli innalzamenti di temperatura che possono contrastare il
raffreddamento ed abbassare la viscosità.
Le altre figure illustrano l’andamento delle grandezze d’interesse menzionate precedentemente.
Procedendo dal primo grafico in alto si può notare che il profilo di velocità devia da quello tipico
parabolico di un fluido Newtoniano, appiattendosi verso il centro. Ciò nasce dal particolare
comportamento non-Newtoniano che prevede una diminuzione della viscosità con l’aumento dei
gradienti di velocità. Comunque ciò che risulta importante ai fini del risultato del processo di
stampaggio è il profilo del gradiente di velocità, illustrato nella parte centrale della figura. Questo
profilo mostra un picco all’interno della semi-sezione anziché al centro della stessa dove tutte le
lamine di flusso si muovono a velocità pressoché costante. Proprio in corrispondenza di questo
picco si genera il massimo aumento di temperatura per dissipazione, cosa che si vede dal terzo
grafico.
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