Poliammidi speciali per la sostituzione dei metalli

REPLACEMENT
FORUM 2013METALMalpensa, 6th and 7th June 2013
1
Erico SPINI, Direttore MKT di Radici Plastics

REPLACEMENT
2

REPLACEMENT

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
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

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40
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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).

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
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40
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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

REPLACEMENT
Radistrong© LGF PA66 versus PA66-GF : confronto delle
proprietà
Charpy Notched Impact
Impact Energy Absorption
Tensile Strength at Break
(23 °C)
(150 °C)
Elongation at BreakCreep
Heat resistance
Tensile Modulus (23 °C)
Tensile Modulus (150 °C)
PA66-GF Radistrong© LGF

REPLACEMENT
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)
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

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
Metal Replacement Typical Targets

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
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%

REPLACEMENT
Hp2: analisi strutturale che tiene conto del processo di stampaggio
Primo step : analisi moldflow
Linea di giunzione !
La parte più debole

REPLACEMENT
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

REPLACEMENT
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%

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Erico SPINI, Direttore MKT Radici Plastics

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