Poliammidi speciali per la sostituzione dei metalli

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Metal Replacement Forum 2013 - Malpensa 6th and 7th June 2013
Erico Spini - Radici Plastics MKT Director

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Poliammidi speciali per la sostituzione dei metalli

  1. 1. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 1 Erico SPINI, Direttore MKT di Radici Plastics
  2. 2. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 2
  3. 3. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  4. 4. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  5. 5. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  6. 6. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  7. 7. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  8. 8. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  9. 9. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  10. 10. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 0 50 100 150 200 250 300 0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% Stress(Mpa) Strain (%) Stress-Strain Curves Comparison (23°C, DAM, ISO 527) PA66-GF50 Radilon® ARV500RW + 12 % Resistenza a rottura a trazione + 20 % Deformazione a rottura a trazione
  11. 11. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 0 20 40 60 80 100 120 0,00% 0,20% 0,40% 0,60% 0,80% 1,00% 1,20% 1,40% Stress(Mpa) Strain (%) Stress-Strain Curves Comparison (23°C, DAM) ISO 527 Double Injection Radilon® ARV500RW PA66-GF50 + 20 % Resistenza a rottura a trazione + 30 % Deformazione a rottura a trazione
  12. 12. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Radilon® A RV500 RW blk 339 presenta valori di rottura e deformazione superiori rispetto a PA66-FV50 standard anche in presenza di carichi applicati ad alta velocità. Questo materiale assorbe più energia in caso di urti. 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% Stress(Mpa) Strain (%) Stress-Strain Curve Comparison at Different Speeds (23°C, DAM, ISO 527) Rad A RV500RW : 1 mm/sec Rad A RV500RW : 100 mm/sec PA66-GF50 : 1 mm/sec PA66-GF50 : 100 mm/sec
  13. 13. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 0 20 40 60 80 100 120 2 3 4 5 6 7 Smax(Mpa) Cycles to Failure (Millions) Fatigue Behaviour Wöhler Diagram - Sinusoidal Displacement, 5hz, R= min stress/max stress =0.1 23°C - RH50 (water content 1.24 %) PA66-GF50 Radilon® ARV500RW Le proprietà superiori del Radilon® A RV500 RW blk 339 sono pienamente confermate anche nel caso di applicazione di carichi ciclici di lunga durata (fatica).
  14. 14. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 La resistenza a rottura a trazione non si riduce anche in condizioni di stampaggio limite per la PA66. Il materiale è stato progettato per permettere condizioni di stampaggio con temperature fino a 320°C 252 254 256 258 260 262 264 266 270 280 290 300 310 320 330 TensileStrength(Mpa) Melt Temperature (°C) Tensile Strength at Break at Different Melt Temperatures (23°C, DAM, ISO 527) Barrel residence time 10 minutes
  15. 15. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  16. 16. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 16 Lunghezza spirale + 40% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 60 70 80 90 100 110 120 130 SpiralLength(mm) Injection Pressure (Bar) Spiral Length Comparison High Flow Radilon® S URV600LW PA6-GF50 Alta fluidità Radilon® S URV600LW PA6-GF50
  17. 17. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  18. 18. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
  19. 19. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 0 20 40 60 80 100 120 140 0,00% 1,00% 2,00% 3,00% 4,00% 5,00% 6,00% 7,00% Stress(Mpa) Strain (%) Stress-Strain Curve Comparison ISO 527 (DAM) at 150 °C Radistrong® A LGF50W PA66-GF50 + 25 % Resistenza a rottura a trazione a 150 °C
  20. 20. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Radistrong© LGF PA66 versus PA66-GF : confronto delle proprietà Charpy Notched Impact Impact Energy Absorption Tensile Strength at Break (23 °C) Tensile Strength at Break (150 °C) Elongation at BreakCreep Heat resistance Tensile Modulus (23 °C) Tensile Modulus (150 °C) PA66-GF Radistrong© LGF
  21. 21. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Poliammidi strutturali mostrano valori di resistenza a rottura a trazione comparabili con le leghe leggere 0 50 100 150 200 250 300 Al Die Cast AlloyZn Die Cast Alloy Mg Die Cast Alloy Radilon A RV500 RW 339 Ner Radilon S URV600 100 Nat TS(Mpa) Tensile Strength at Break Al Die Cast Alloy Zn Die Cast Alloy Mg Die Cast Alloy Radilon A RV500 RW 339 Ner Radilon S URV600 100 Nat Radilon® versus metalli : confronto delle proprietà
  22. 22. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Poliammidi strutturali mostrano un comportamento alla fatica migliore a confronto con le leghe leggere 0 10 20 30 40 50 60 70 Al Die Cast Alloy Zn Die Cast Alloy Mg Die Cast Alloy Radilon A RV500 RW 339 Ner Radilon S URV600 100 Nat Mpa Tensile Fatigue Limit at 7 million cycles Radilon® versus metalli : confronto delle proprietà
  23. 23. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Poliammidi Strutturali minore densità a confronto con le leghe leggere 0 1 2 3 4 5 6 7 Al Die Cast Alloy Zn Die Cast Alloy Mg Die Cast Alloy Radilon A RV500 RW 339 Ner Radilon S URV600 100 Nat g/cm3 Density Radilon® versus metalli : confronto delle proprietà
  24. 24. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets
  25. 25. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets
  26. 26. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets Nome del componente : Staffa di reazione Parti/anno : 150000 Durata temporale della produzione : 6 anni Materiali : Radilon® A RV500RW versus Alluminio Costi (€) Radilon® A RV500RW N. cavità : 2 Allluminio N. cavità : 2 Materiale 1 0,8 Processo 0,3 1,1 Assemblaggio 0,15 Post lavorazioni 0,35 Ammortamento attrezzature 0,1 0,28 Costo totale 1,55 2,53
  27. 27. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets
  28. 28. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets Esempio di progettazione “virtuale” da metallo a plastica attraverso step successivi di ottimizzazione. Progetto in collaborazione con partner nelle varie fasi : 1- Ottimizzazione della forma del pezzo 2- Stress analisi 3- Simulazione riempimento dello stampo STEP 1 STEP 2
  29. 29. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets Esempio comparativo di approccio alla progettazione Oggetto : connettore gas/acqua Obiettivo : calcolo della pressione di scoppio a 23 °C Materiale: Radilon A RV500RW (PA66-GF50, proprietà meccaniche migliorate) Hp 1 : materiale con caratteristiche isotrope Hp2 : analisi strutturale che tiene conto degli effetti del processo di stampaggio Tipo di analisi : non lineare
  30. 30. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets Esempio comparativo di approccio alla progettazione Hp1 : materiale isotropo La distribuzione degli sforzi e delle deformazioni, come previsto, sono uguali in tutte le sezioni In questo caso la pressione di scoppio risulta sovrastimata. Differenza tra valore calcolato e valore misurato : 20%
  31. 31. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets Esempio comparativo di approccio alla progettazione Hp2: analisi strutturale che tiene conto del processo di stampaggio Primo step : analisi moldflow Linea di giunzione ! La parte più debole
  32. 32. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets Esempio comparativo di approccio alla progettazione Hp2: analisi strutturale che tiene conto del processo di stampaggio Primo step : analisi moldflow Output : tensore orientamento delle fibre che viene usato come input per l’analisi strutturale
  33. 33. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets Esempio comparativo di approccio alla progettazione Hp2 : analisi strutturale che tiene conto del processo di stampaggio La distribuzione degli sforzi e delle deformazioni non è più simmetrica a causa dell’effetto di orientamento delle fibre di vetro La differenza tra i valori calcolati e quelli misurati della pressione di scoppio è ora solo del 5%
  34. 34. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 Metal Replacement Typical Targets
  35. 35. REPLACEMENT FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013 35 Erico SPINI, Direttore MKT Radici Plastics

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