Simulazione del processo di stampaggio ad iniezione su componenti in polipropilene caricato con fibra vetro per la risoluzione di problemi strutturali = Simulation of the injection moulding process on glass-filled polypropylene components to solve structural problems

Lo stampaggio ad iniezione è un processo ampiamente utilizzato e sviluppato per la produzione di manufatti in materiale polimerico. Oltre a conferire al materiale una compattezza non raggiungibile con altri processi produttivi, presenta il vantaggio di non richiedere ulteriori lavorazioni in quanto lo stampo permette di realizzare componenti le cui dimensioni rientrino nelle tolleranze imposte. Tuttavia, se le molteplici variabili di processo non sono adeguatamente dimensionate il processo può generare manufatti distorti e di scarsa qualità. Nel momento in cui la geometria del manufatto discosta da quella ideata a progetto, oltre le tolleranze imposte, si presenta l’impossibilità di accoppiare tra loro i componenti, compromettendo la funzionalità dell’assieme. Il lavoro di tesi svolto è stato condotto presso l’azienda DENSO Thermal Systems S.p.A. ed ha avuto lo scopo di analizzare dal punto di vista del processo produttivo e delle caratteristiche strutturali tre componenti plastici presenti nel gruppo di climatizzazione per autobus EBAC (European Bus Air Conditioning) 3.0, sviluppato dall’azienda. Gli elementi che sono stati analizzati, in particolare, sono tre under case, ossia scatole di contenimento, realizzate per stampaggio ad iniezione in polipropilene caricato con il 30% di fibra vetro. Tali componenti svolgono la funzione di contenimento ed alloggiamento per la componentistica elettronica e funzionale del gruppo di ventilazione. Il lavoro svolto ed esposto in questo testo nasce dall'esigenza di approfondire le cause che hanno portato alla generazione di difetti in fase di assemblaggio sui componenti analizzati, rendendoli inutilizzabili ed obbligando l’azienda DENSO ad abbandonare il progetto. Durante il fissaggio degli under case tra di loro e con altri componenti si osservava la generazione di cricche in corrispondenza delle zone di avvitamento per cui l’impiego dei manufatti era evidentemente compromesso. ?? Una delle maggiori criticità che caratterizzano gli under case sono l’anisotropia del materiale con cui vengono realizzati e le loro dimensioni notevoli. Questi due aspetti rendono necessario porre particolare attenzione all’entità delle deformazioni e degli stress residui che si possono generare con il processo produttivo, ottenendo dei prodotti lontani dall’obiettivo prefissato. ?? Attraverso un lavoro di reverse engineering è stato replicato tramite il software di simulazione Moldflow il processo produttivo per ricavare dati relativi alle caratteristiche meccaniche dei prodotti ottenuti. Quindi è stata valutata la validità dei risultati della simulazione grazie al confronto con report dimensionali dei pezzi fisici. Con un’analisi strutturale è stata simulata la fase di assemblaggio che ha permesso di evidenziare l’inadeguatezza alla messa in opera delle geometrie deformate ottenute. Infine vengono proposte possibili modifiche al progetto per la risoluzione dei problemi riscontrati.