A STUDY OF RAPID MOULD TEMPERATURE VARIATION INFLUENCE ON MORPHOLOGY AND APPEARANCE OF INJECTION MOULDED PARTS

La tecnologia di riscaldamento e raffreddamento rapido dello stampo (RHCM) è ampliamente utilizzata per realizzare componenti senza difetti superficiali e con elevato gloss. Grazie ai numerosi vantaggi quali la riduzione della pressione di iniezione, l’aumento della qualità superficiale del componente stampato e la possibilità di controllare la temperatura stampo, questa tecnologia sta diventando una soluzione interessante per stampare parti in parete sottile. Tuttavia, la variazione di temperatura dello stampo aumenta sostanzialmente il tempo ciclo diminuendo la produttività. Sviluppare soluzioni e tecnologie per la variazione rapida della temperatura dello stampo è tecnicamente difficile a causa dei vincoli del processo di stampaggio ad iniezione. In questo lavoro è stato sviluppato uno stampo equipaggiato con inserti porosi di geometria definita per aumentare lo scambio termico tra l’acqua e la cavità stampo. A tal fine, un modello numerico accurato dello stampo è stato sviluppato e successivamente validato sperimentalmente. I risultati mostrano un sostanziale incremento del coefficiente globale di conduzione termica rispetto alle attuali tecnologie per la variazione rapida della temperatura stampo. Un ulteriore studio sperimentale fu focalizzato sull’influenza della tecnologia RHCM sulla microstruttura e sulle proprietà meccaniche di componenti stampati in polipropilene caricato con fibra lunga. Una tomografia computerizzata è stata utilizzata per consentire una diretta osservazione dell’orientazione delle fibre mentre una procedura innovativa è stata impiegata per misurare la lunghezza residua delle fibre. Analisi di trazione statica e di resistenza a fatica sono state svolte per caratterizzare i provini stampati con tecnologia convenzionale e con un processo RHCM. L’utilizzo di una elevata temperatura stampo risultò in una minore orientazione delle fibre mentre la lunghezza delle residua delle stesse fu incrementata. Per quanto riguarda le proprietà meccaniche, impiegare una tecnologia RHCM garantisce un aumento della resistenza a trazione per componenti a parete sottile, mentre sia le proprietà statiche che quelle dinamiche sono diminuite per parti di grosso spessore. L’influenza della temperatura stampo nello stampaggio ad iniezione di preforme a spessore sottile in PET è stata oltretutto investigata sperimentalmente. Un aumento della temperatura stampo risultò in una sostanziale diminuzione della pressione di iniezione senza superare il limite di cristallizzazione imposto dal sub-seguente processo di soffiaggio. Un ultimo scopo del lavoro riguarda l’utilizzo di una tecnologia RHCM per controllare la temperatura stampo ed il tempo di ricottura durante lo stampaggio ad iniezione di parti in PLA. L’analisi mostrò un’interessante dipendenza dalla temperatura stampo con il grado di cristallizzazione e conseguentemente con le proprietà meccaniche.