Valutazione dei parametri di processo per lo stampaggio a iniezione di un biopolimero: confronto tra dati sperimentali e simulazione
Candidato: Federico Masiero
Relatori prof. Alberto Frache, dott. Daniele Battegazzore
La tesi sperimentale tratta l’analisi del processo di stampaggio a iniezione di un biopolimero, in particolare si concentra sul processo di raffreddamento e di estrazione del pezzo.
La trattazione si pone diversi obbiettivi: determinare il tempo ciclo, definire la condizione di temperatura a cui si trova il pezzo al termine del raffreddamento, calcolare la deformazione e il ritiro subiti dal pezzo e infine valutare l’effetto dei precedenti fattori sul processo di estrazione.
In figura 1 è possibile osservare la geometria del pezzo prodotto, mentre in figura 2 è riportato lo schema dello stampo i
Il pezzo possiede una geometria semplice; tuttavia, si rilevano due criticità.
La base del pezzo ha uno spessore triplo rispetto alle pareti laterali; quindi in corrispondenza dello spigolo di base si verifica una significativa variazione di sezione.
Questa caratteristica geometrica ha un effetto sul processo di riempimento della cavità e sul processo di raffreddamento del pezzo.
Inoltre, il pezzo prodotto possiede un basso angolo di sformo, questo aspetto è critico durante l’estrazione.
Durante le prove di stampaggio sono stati rilevati alcuni difetti in corrispondenza del punto di contatto tra gli estrattori e il pezzo.
In figura 3 si può osservare il difetto descritto.
Si possono proporre due possibili cause di rottura. La prima dipende dalla forza necessaria per l’estrazione, se è troppo elevata è possibile raggiungere il limite di rottura del pezzo.
La seconda dipende dalla condizione di temperatura a cui di trova il materiale al momento dell’estrazione; se in corrispondenza del punto di contatto la temperatura del polimero è superiore alla temperatura di transizione vetrosa il pezzo viene deformato plasticamente.
Per definire la temperatura di estrazione adeguata del pezzo stampato utilizzando il biopolimero, è stato necessario eseguire una caratterizzazione termomeccanica (DMTA).
La DMTA dimostra che ad una temperatura superiore a 60 °C (Tg, temperatura di transizione vetrosa) il comportamento del materiale è prevalentemente plastico e di conseguenza non possiede le proprietà meccaniche adeguate per l’estrazione.
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