La quantité maximale de plastique pouvant être injectée lors d'un cycle de moulage est appelée volume d'injection. Les granulés sont acheminés vers le cylindre et la vis sans fin par la trémie.
La technique du moulage par injection consiste à injecter un matériau fondu dans la cavité du moule afin de créer de grandes quantités de pièces en plastique.
Lors du moulage par injection plastique, la matière première est introduite dans le cylindre, fond, puis le plastique est injecté dans la cavité du moule pour refroidir et se solidifier après la fermeture de ce dernier. Enfin, le moule s'ouvre et les pièces sont expulsées.
Comment calculer la taille du tir
La durée du temps de séjour est influencée par la taille des billes et du canon, ce qui peut également impacter la qualité du produit final. Des temps de séjour prolongés et une dégradation du polymère peuvent résulter de billes de petite taille nécessitant une faible capacité de canon.
Les petites tailles de granulométrie occupant moins de 20 % de la capacité du canon entraînent fréquemment des temps de séjour prolongés, ce qui provoque à son tour une dégradation du polymère et un contrôle inadéquat du processus.
En revanche, des billes de grande taille et des niveaux de remplissage du canon supérieurs à 50 % peuvent entraîner une fusion irrégulière et une récupération lente de la vis.
De plus, les vis de plus grand diamètre ont généralement une capacité de pression de plastique inférieure. Les gros volumes d'injection, qui occupent plus de 65 % de la capacité du cylindre, entraînent fréquemment des problèmes de qualité de fusion, tels que des parties non fondues, une mauvaise uniformité de fusion et des temps de récupération de la vis longs.
Par sécurité, vous pouvez envisager de commander deux cylindres. De plus, les moules peuvent être utilisés avec deux cylindres. En commandant un deuxième cylindre avec votre nouvelle machine, vous serez agréablement surpris par son prix avantageux. Le changement de cylindre s'effectue en moins de 30 minutes avec les spécifications adéquates et un opérateur expérimenté, même si le cylindre est chaud.
Formule pour le calcul de la taille des injections dans le moulage par injection
La formule la plus simple pour calculer la taille de l'injection dans le moule est :
Retrait + Volume d'épicéa + Volume de produit + Volume du canal d'alimentation = Taille de la coulée
Capacité/Taille de dose de la machine Formula
Le poids ou le volume total que la vis injecte au cours d'un cycle de moulage est exprimé en capacité d'injection machine (g)/taille d'injection machine (mm), également connue sous le nom de capacité d'injection machine.
Vos calculs concernant la pression doivent être les suivants :
Course x Surface du piston à vis = volume d'injection
Force d'injection / surface du piston à vis = pression d'injection
Donc:
Volume d'injection maximal par unité cubique X pression d'injection maximale (bar par unité cubique)/1000 = capacité d'injection de l'unité d'injection.
Les calculs utilisant le poids de la vis et la densité du matériau doivent être effectués comme suit :
Masse/densité = volume
ᴨ*D2*Taille du projectile/4= Volume du canon/du projectile
Facteurs influençant la taille des photos de produits
Plusieurs facteurs sont à prendre en compte pour calculer la taille d'un tir. Les voici :
- Pour déterminer la taille de l'injection, il est impératif de prendre en compte le volume de l'épicéa, celui du canal d'alimentation et celui du produit. En effet, le polymère doit remplir ces trois volumes lors de son injection dans le moule.
- Un autre facteur important influençant le calcul du volume d'injection est le retrait du polymère. Ce retrait résulte du refroidissement du polymère fondu. En raison des densités variables des polymères, le retrait du moule est lui aussi variable.
- La nature et la quantité d'additifs contenus dans un polymère peuvent modifier sa densité et ses caractéristiques d'écoulement.
Ces facteurs peuvent vous aider à estimer la taille des plombs, le volume et la capacité du canon.
Unité d'injection
L'unité d'injection a pour but de faire fondre uniformément la matière plastique avant de l'injecter dans le moule à une pression et un débit prédéterminés. Ces opérations sont exigeantes car les fluoropolymères présentent une faible conductivité thermique, une chaleur spécifique élevée et une viscosité à l'état fondu importante.
Là encore, de nombreuses variantes ont été développées pour répondre aux problématiques complexes rencontrées. On peut les classer en quatre concepts principaux d'unités d'injection :
- Piston ou vérin à un étage
- Rame à double étage
- Foutez-vous d'un étage
- Vis/piston à deux étages
Bien qu'elle subsiste dans de petites machines et certains équipements spécialisés, l'unité à piston monobloc est aujourd'hui obsolète en raison de son inefficacité en matière de chauffage, de mélange et de transmission de pression. Ses principaux atouts sont sa simplicité et son prix abordable.
De plus, le bélier à deux étages est quasiment obsolète. Malgré une tentative d'amélioration par la séparation des opérations de chauffage et de mise sous pression, il demeure un mélangeur et un réchauffeur inefficace.
L'unité à deux étages vis/piston sépare davantage les rôles de flux et de chauffage en utilisant un piston pour l'injection au lieu d'une vis pour le mélange et le chauffage. Cette idée est séduisante car les deux outils sont efficaces pour leurs tâches respectives.
De plus, le groupe d'injection est souvent caractérisé par sa pression d'injection maximale et son volume d'injection disponible. La pression maximale possible à l'extrémité aval de la vis est appelée pression d'injection. Celle-ci dépend du diamètre de la vis et de la force qui s'exerce sur elle.
Attention toutefois à ne pas la confondre avec la pression dans la conduite hydraulique agissant sur le vérin d'injection qui actionne la vis, ni à l'interpréter comme la pression nécessaire au remplissage des cavités du moule. En raison des pertes de charge dans la buse et le système d'alimentation du moule, cette dernière est nettement inférieure.
Le déroulement principal des actions de l'unité d'injection est le suivant :
- Le matériau est chauffé et fondu par la rotation de la vis, puis transporté le long des spires jusqu'à l'extrémité aval de celle-ci. La buse du cylindre est fermée par une vanne mécanique ou thermique, ou par un moulage antérieur.
Tant que la quantité de métal en fusion accumulée pour la fabrication de la pièce suivante n'est pas suffisante, le métal en fusion repousse la vis, toujours en rotation, contre une résistance contrôlée (la contre-pression). La rotation de la vis s'arrête alors. Il est temps de se préparer pour la prochaine coulée.
- Lorsque la buse du cylindre est ouverte, la vis avance axialement sans tourner, agissant comme un bélier. De ce fait, la matière fondue accumulée devant l'extrémité aval de la vis est forcée (injectée) à travers la buse et dans le moule.
Pour empêcher le métal en fusion de refluer le long des spires de la vis, un système de vannes peut être installé à l'extrémité aval de celle-ci. Il s'agit de l'étape d'injection ou de remplissage du moule.
- Une fois le moule rempli, la pression de la vis est maintenue brièvement afin de compenser le retrait volumétrique dû au refroidissement de la matière fondue à l'intérieur du moule. La phase de maintien ou de tassement commence alors.
- Enfin, on arrive à la phase de maintien, où le cycle de l'unité d'injection reprend avec la rotation de la vis et la préparation de la fonte tandis que le moule est maintenu fermé pour permettre au moulage de refroidir à la température d'éjection.
Des pertes de pression importantes se produisent lorsque le plastique fondu est injecté dans la buse, puis à travers le système d'alimentation du moule et les cavités. Il est impossible de calculer ces pertes de pression à l'aide de règles simples.
Unité de serrage
La fermeture du moule est maintenue malgré les forces générées par la pression d'injection du plastique, grâce à un système de serrage pour presse à injecter. Ce système comporte un mécanisme d'entraînement permettant de déplacer le plateau mobile de la presse dans au moins une direction.
Types d'unités de serrage
Il existe plusieurs types d'unités de serrage dans le processus de moulage par injection. Les voici :
serrage à bascule
Un dispositif mécanique amplifiant la force est une genouillère. Deux barres sont reliées par un pivot dans une machine à mouler. L'une des barres est fixée à un plateau fixe, l'autre à un plateau mobile. La genouillère prend la forme d'un V lorsque le moule est ouvert. Les deux barres s'alignent lorsqu'une pression est appliquée sur le pivot.
Les avantages du serrage à genouillère résident notamment dans sa simplicité de mise en œuvre, nécessitant moins de ressources financières et de puissance, et permettant un positionnement précis du moule. En revanche, ce type de serrage présente l'inconvénient d'exiger un entretien important et d'être complexe à installer.
Serrage hydraulique
Dans ce cas précis, le piston du système hydraulique est relié au plateau mobile, et un dispositif de serrage actionné par un vérin hydraulique est directement connecté au moule mobile fermé. Le vérin hydraulique comporte deux sections : l’entrée et la sortie d’huile.
L'huile, en pénétrant sous pression dans le cylindre, pousse le piston vers l'avant, ce qui entraîne la fermeture du plateau mobile et du moule. De plus, le piston et le moule restent ouverts lorsque l'huile est évacuée du cylindre.
Parmi les avantages du serrage hydraulique, on peut citer la facilité de contrôle de la vitesse de serrage et du support à n'importe quel angle, la simplicité de mesure de la force de serrage, la facilité de configuration du mode et de réglage de la force de serrage, ainsi que sa simplicité d'entretien.
Les inconvénients de ce type de serrage sont qu'il coûte plus cher qu'un système à bascule et qu'un système de serrage à nom positif.
Unité de serrage de type magnétique
La force de serrage est générée par des modules magnétiques situés à l'intérieur des plateaux de serrage des moules magnétiques. Le panneau d'interface permet de contrôler le serrage et le changement de moule, ainsi que la magnétisation et la démagnétisation des plateaux.
Les avantages de cette unité de serrage incluent le fait qu'elle ne nécessite de l'électricité que pendant les phases de magnétisation et de démagnétisation, et non pendant le serrage, une mesure en temps réel de la force de serrage avec de nombreuses fonctions de sécurité et un entretien gratuit.
Poids de moulage
La quantité de matériau injectée dans le moule pour le remplir, y compris le système d'alimentation, est appelée « poids d'injection » ou « poids de la pièce injectée ». Le poids de la pièce injectée comprend le poids de la tige d'alimentation, du canal de coulée et de la buse. La distance parcourue par la vis pour remplir le moule, système d'alimentation inclus, est appelée volume d'injection.
Conclusion
Le moulage par injection consiste à faire fondre du plastique brut, à l'injecter dans le moule, à le laisser refroidir et se solidifier, puis à démouler l'objet fini. La taille de l'injection est cruciale car elle permet d'éviter les sous-remplissages et les bavures de polymère. D'autres facteurs, comme la capacité du cylindre, influent également sur le processus de moulage par injection.
