Analisi sperimentale dell'influenza dei parametri di processo sulla resistenza di contatto tra polimero e stampo durante la formatura

Con gli strumenti informatici disponibili oggi per le industrie, in particolar modo coi software CAE, le possibile simulare in maniera più che soddisfacente i fenomeni fisici presenti in natura. Anche il raffreddamento di un manufatto in polimero può venire simulato, a patto che si conoscano tutti i dati dei materiali e delle condizioni al contorno. Per quanto riguarda i dati dei materiali, i produttori di polimeri sono molto spesso in grado di fornirli, mentre le condizioni al contorno devono essere padroneggiate dal detentore della tecnologia. Nella pratica, tale conoscenza è al più incompleta, quindi si fanno ipotesi per colmare le lacune. Una tra le ipotesi più forti fatte è quella di una perfetta conduzione all'interfaccia tra due corpi. Questo è un vincolo troppo forte, se paragonato alla precisione di tutti gli altri dati necessari alla simulazione, e quindi si è deciso di eseguire una campagna sperimentale per stimare la resistenza al passaggio flusso termico all'interfaccia polimero-stampo ovvero determinare la conduttanza termica di contatto. L'attività svolta in questa tesi di dottorato ha come scopo quello di fornire un contributo significativo allo sviluppo e al miglioramento dell'efficienza termica degli stampi di formatura dei polimeri termoplastici con tecnologia a compressione.

Today's computational resources allow a more than satisfactory simulation of most industrial processes, including closure manufacturing. The cooling and cristalization step of the manufacturing process may be simulated, provided all polymer data, process parameters and boundary conditions are known. As to the latter two issues, it is the manufacturer's task to gain the necessary information, but this knowledge is in practice lacking at best, which makes assumptions compulsory. One of the strongest assumptions is that of perfect thermal contact at the interface between mold and polymer, too limiting a hypothesis if compared to the precision with which other conditions and parameters are known. To fill this gap an experimental campaign was devised, starting from scratch, to determine by means of inverse thermal analysis the value of the thermal contact conductance in the case of two families of polymeric materials and its dependence on the main process parameters at play in compression molding. The results, both qualitative and quantitative highlighted which aspects may be discarded and which play a fundamental role in the cooling process.