Development of a new continuous-fiber self-reinforced polyamide system for injection overmolding of automotive parts

Innovative overmolding process has been designed to combine advantages of compression molding with those of injection molding, in such a way that a continuous-fiber reinforcement could be applied keeping fast production times and design flexibility. Lightweight and high mechanical performances of components produced with this technology are suitable to be applied in automotive sector, in particular for electric and hybrid vehicles. The goal of this thesis is to mechanically characterize sandwich systems made of a short glass fiber reinforced polyamide core together with continuous fiber reinforced laminae in a matrix of polyamide. Being both the matrix of the core and the laminae made of polyamide, the compatibility between the two parts is greatly enhanced. The resulting structure combines the advantages of the short glass fiber with the ones of the continuous fiber, with the aim to simulate a material system for highly structural applications. Tensile tests have been performed on the laminae, whereas three point bending, interlaminar shear tests and impact tests have been performed on the sandwiches.

L’innovativo processo di sovrastampaggio è stato ideato in tempi recenti per combinare i vantaggi dello stampaggio a compressione con quelli dello stampaggio ad iniezione, così da poter applicare un rinforzo in fibra continua mantenendo tempi di produzione ridotti e flessibilità nel design dei componenti. La leggerezza e le elevate prestazioni meccaniche delle parti realizzate tramite questa tecnologia si rivelano adatte ad essere impiegate nel settore automobilistico, con particolare riferimento a vetture ibride ed elettriche. L’obiettivo di questa tesi è quello di caratterizzare sistemi sandwich composti da un core di poliammide rinforzato a fibra di vetro corta all’interno e all’esterno da lamine rinforzate con fibra continua in matrice di poliammide. Essendo le matrici del core e della lamina entrambe in poliammide la compatibilità tra le due parti risulta favorita. La struttura risultante unisce i vantaggi della fibra di vetro corta con quelli della fibra continua, con l’obiettivo di simulare un sistema di materiali che sia adatto per applicazioni strutturali. Test di trazione sono stati svolti sulle lamine, mentre prove di flessione, come la flessione a tre punti e l’interlaminar shear test e test di impatto sono stati effettuati sulle strutture a sandwich.