Analisi numerica e sperimentale dell'orientamento delle fibre in polimeri stampati ad iniezione rinforzati con fibre lunghe

In these years there has been an hard increase in the usage of polymer composite material with short fiber, mainly justified by their good relationship between weight and mechanical strength or fatigue and by the possibility of molding using simple technologies. Following this, it started to present a new type of composite material with longer fibers. This materials present better mechanical behavior. The prevision about the mechanical properties related to the reinforcement orientation is a key point for using these materials in engineering. Tensile and fatigue tests on notch specimens reveal lower mechanical characteristics than expectative. For this reason micro-structural analysis becomes necessary. In this work were compared the results from experimental analysis with simulations of injection molding of a test made with polyamide 66 reinforced with 30% of long glass fibers. Comparison between numerical simulation and experimental data shows some similarities but not a direct association, probably because during modelization were made approximations.

Negli ultimi anni si è assistito ad un forte incremento nell’utilizzo dei materiali compositi polimerici a fibre corta, principalmente giustificato dal loro ottimo rapporto tra peso e resistenza meccanica o a fatica, e dalla possibilità di formatura utilizzando semplici tecnologie. In seguito a questo, ha iniziato a presentarsi un nuovo tipo di materiale composito che presenta fibre più lunghe. La giustificazione dell’utilizzo di questo materiale risiede nelle migliori caratteristiche meccaniche. La previsione delle proprietà meccaniche in funzione dell’orientamento del rinforzo è un punto cruciale per l’utilizzo di questi materiali nell’ingegneria. Prove di trazione e a fatica su provini con intaglio hanno rivelato un comportamento inferiore alle attese. Per indagare su questo comportamento risulta necessario passare a un’analisi micro strutturale del provino. In questo lavoro sono stati confrontati i risultati provenienti dalle analisi sperimentali con le simulazioni dello stampaggio ad iniezione di un provino realizzato con poliammide 6 rinforzato con il 30% di fibre lunghe di vetro. Il confronto tra la simulazione numerica e i dati sperimentali mostra una familiarità tra i risultati ma non una associazione diretta probabilmente dovute alle approssimazioni condotte in fase di modellazione.