Il supporto tecnico di Borealis si rivela determinante nello sviluppo di una nuova vasca per lavastoviglie in polipropilene

Borealis, uno dei maggiori produttori di poliolefine, ha sviluppato un compound di polipropilene utilizzabile al posto dell’acciaio inox all’interno delle lavastoviglie. Il nuovo materiale è frutto di un programma di stretta collaborazione avviato con l’azienda produttrice di elettrodomestici Bosch Siemens.

Il materiale tradizionalmente utilizzato per le vasche delle lavastoviglie è l’acciaio inox, che garantisce un’ottima resistenza alla corrosione. La vasca in acciaio inox, però, è uno degli elementi alla base degli elevati costi di assemblaggio delle lavastoviglie. Un’analisi effettuata nell’intento di ridurre questi costi ha evidenziato due soluzioni tecnicamente ed economicamente realizzabili:

1. acciaio normale plastificato

2. polipropilene stampato

Di queste due soluzioni, quella giudicata più vantaggiosa da Bosch Siemens è la seconda, visti i consistenti risparmi sui costi che il propilene permette di realizzare rispetto all’acciaio inox. Borealis ha quindi avviato un programma di ricerca finalizzato allo sviluppo di un nuovo grado di polipropilene adatto per questa applicazione. Il programma ha portato allo sviluppo dell’MB350WG, un grado di polipropilene caricato con talco che offre eccezionale resistenza all’urto/rigidità e utilizza uno straordinario pacchetto stabilizzante che lo protegge dall’azione di acqua calda, detersivo e brillantante.

Oltre a soddisfare requisiti tecnici elevati in un ambiente difficile, la vasca deve anche garantire la robustezza richiesta dal cliente, e in particolare deve essere in grado di resistere a operazioni ripetute di movimentazione e trasporto senza presentare danni alla consegna.

Un requisito particolarmente importante era la resistenza alla caduta: il capitolato specificava che la lavastoviglie completamente assemblata dovesse resistere a una caduta dall’altezza di mezzo metro con un’inclinazione di 10 gradi su una superficie di cemento senza subire danni alla vasca. Questo test prevedeva diverse modalità di esecuzione:

• impatto su uno spigolo anteriore

• impatto su uno spigolo posteriore

• impatto su uno spigolo del lato destro

Per ridurre i costi e i tempi del progetto, Borealis ha deciso di effettuare i test di caduta utilizzando programmi di simulazione dinamica computerizzata, in modo da evitare di effettuare test fisici, più lunghi e costosi.

Gli strumenti di Computer Aided Engineering (CAE) per i test simulati, ampiamente utilizzati già da molti anni dai settori aeronautico e automobilistico, sono però progettati in funzione delle caratteristiche dell’acciaio e di altri metalli, e quindi i modelli più comuni elaborati per i materiali non rispecchiano in maniera precisa il comportamento più spiccatamente viscoelastico e viscoplastico delle materie plastiche. Di conseguenza, le simulazioni sui polimeri, che vengono eseguite frequentemente per i polimeri destinati ad applicazioni strutturali, richiedono dati dettagliati sulle deformazioni e sulle temperature per ciascun materiale specifico.

Per ottimizzare il programma di simulazione delle prove di caduta sull'MB350WG e del comportamento di altri componenti della lavastoviglie sottoposti a carichi dinamici, è stato quindi necessario procurarsi dati relativi al comportamento meccanico del polimero in presenza ad esempio di deformazioni e temperature diverse.

Ciò è stato reso possibile dalla cooperazione tra Borealis e l’Università di Leoben, in Austria. L’Università ha messo a punto un metodo che ha permesso a Borealis di ricavare dati sul materiale in presenza di deformazioni elevate, e tali dati sono serviti come base per i calcoli delle simulazioni.

Combinando il modello computerizzato per i calcoli sulla vasca ai dati relativi ai 29 componenti più importanti della lavastoviglie, si è ottenuto un modello completo composto da circa 26.000 elementi, che sono stati sottoposti a un’analisi a elementi finiti per calcolare i carichi.

Una volta determinati in modo accurato i carichi sui singoli componenti, è stato possibile individuare le aree con una deformazione plastica ec

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