Miglioramento delle prestazioni meccaniche di polimeri fibrorinforzati in corrispondenza della linea di giunzione mediante il processo di gas-assisted push-pull

The conventionally used injection molding processes for mass production of thermoplastic fiber-reinforces components tend to align the material fibers parallel to the weld line causing a loss of mechanical performance of the material. To overcome this problem, in my research work a new injection molding technique has been tested in the proximity of the weld line called the gas assisted push-pull (GAPP). The thermoplastic material used in my research work was polypropylene reinforced with; 1) 20% glass fibers; 2) 30% glass fibers; 3) 40% glass fibers. The specimens of the three different types of polypropylene were injected using the conventional technique and the GAPP technique. Furthermore, dynamic mechanical tests were performed to test the mechanical properties of the specimens obtained with the two different injection molding techniques. The results obtained performing the dynamic mechanical tests show that when using the GAPP technique there is an improvement in the stiffness and strength of the specimens for all the three different types of material than when using the conventional technique. The enhancement of the mechanical properties using the GAPP technique is due to the alignment of the material fibers in the flow direction at the weld lien, unlike the conventional technique where the material fibers are parallel to the weld line.

I processi convenzionali di stampaggio usati per la produzione di massa di componenti termoplastici fibrorinforzati tendono a disporre le fibre del materiale parallele alla weld line causando una perdita delle prestazioni meccaniche del materiale. Per ovviare a questo problema, nella mia tesi di laurea è stata testata una nuova tecnologia di stampaggio in prossimità della weld line chiamata gas assisted push-pull (GAPP). Il materiale termoplastico utilizzato nel mio lavoro di ricerca è stato il polipropilene rinforzato con: 1) fibre di vetro al 20%, 2) fibre di vetro al 30% e 3) fibre di vetro al 40%. I provini dei tre tipi diversi di polipropilene sono stati stampati con tecniche di stampaggio convenzionali e con il GAPP. Sono state effettuate delle prove per testare le proprietà meccaniche dei provini ottenuti con le due diverse tecniche di stampaggio. I risultati ottenuti dalle prove dinamometriche di trazione mostrano che con la tecnica di stampaggio GAPP si ha un miglioramento della rigidezza e della resistenza dei provini per tutti e tre i tipi di materiale rispetto all’uso della tecnica convenzionale di stampaggio. Il miglioramento delle proprietà meccaniche utilizzando la tecnica di stampaggio GAPP è dovuto all’orientamento delle fibre del materiale in direzione del flusso in corrispondenza della weld line a differenza delle tecniche convenzionali di stampaggio in cui le fibre del materiale sono parallele alla weld line.