Moulage par injection, également connu sous le nom de moulage par injection, est une méthode de moulage qui combine injection et moulage. Les avantages de la méthode de moulage par injection sont une vitesse de production rapide et une efficacité élevée, l'opération peut être automatisée, il existe de nombreux modèles et couleurs, les formes peuvent être simples à complexes et les tailles peuvent être grandes à petites, et le produit les dimensions sont précises, les produits sont faciles à remplacer et peuvent être transformés en pièces de formes complexes, le moulage par injection convient à la production de masse et aux produits de forme complexe et à d'autres domaines de traitement de moulage.
À une certaine température, une matière plastique complètement fondue est agitée par une vis, injectée dans la cavité du moule sous haute pression, puis refroidie et solidifiée pour obtenir un produit moulé. Cette méthode convient à la production en série de composants aux formes complexes et constitue l’une des méthodes de traitement les plus importantes.
- Informations de base sur le moulage par injection
- Histoire
- Processus de moulage par injection
- Controle de la pression
- Pression d'injection
- Paramètre
- Informations de base sur le moulage par injection
Le processus de moulage par injection peut être grossièrement divisé en 6 étapes :
Serrage du moule, injection de colle, maintien de la pression, refroidissement, ouverture du moule etretrait du produit.
En répétant le processus ci-dessus, les produits peuvent être fabriqués périodiquement par lots. Le moulage des plastiques thermodurcissables et du caoutchouc implique également le même processus, mais la température du fût est inférieure à celle des plastiques thermoplastiques et la pression d'injection est plus élevée. Le moule est chauffé. Une fois le matériau injecté, il doit subir un processus de durcissement ou de vulcanisation dans le moule, puis est défilmé à chaud.
La tendance actuelle de la technologie de transformation évolue dans le sens de la haute technologie. Ces technologies comprennent : le moulage par micro-injection, le moulage par injection de composites à haut remplissage, le moulage par injection assisté par eau, l'utilisation mixte de divers procédés de moulage par injection spéciaux, le moulage par injection de mousse, la technologie des moules, la technologie de simulation, etc.
En 1868, Hyatt développe un matériau plastique qu’il baptise celluloïd. Le celluloïd a été inventé en 1851 par Alexander Parks. Hyatt l'améliore afin qu'il puisse être transformé en formes finies. Hyatt et son frère Isaiah ont déposé le brevet de la première machine à injection à piston en 1872. Cette machine est relativement plus simple que celles utilisées au XXe siècle. Il fonctionne essentiellement comme une aiguille hypodermique géante. Cette aiguille géante (baril de diffusion) injecte du plastique dans le moule à travers un cylindre chauffé.
Dans les années 1940, la Seconde Guerre mondiale a créé une énorme demande de produits bon marché fabriqués en série. , des produits fabriqués en série à bas prix.
En 1946, l'inventeur américain James Watson Hendry a construit la première machine de moulage par injection, qui permettait un contrôle plus précis de la vitesse d'injection et de la qualité des articles produits. Cette machine permet également le mélange des matériaux avant injection, afin que les plastiques colorés ou recyclés puissent être soigneusement mélangés à la matière vierge. En 1951, les États-Unis développent la première machine d’injection à vis. Il n’a pas déposé de brevet et cet appareil est toujours utilisé.
Dans les années 1970, Hendry a développé le premier procédé de moulage par injection assisté par gaz et a permis la production de produits complexes et creux refroidis rapidement. Cela augmente considérablement la flexibilité de conception ainsi que la résistance et les points finaux des pièces fabriquées tout en réduisant le temps de production, les coûts, le poids et les déchets.
contrôle de la température
- Température du fût : Les températures qui doivent être contrôlées pendant le processus de moulage par injection comprennent la température du fût, la température des buses et la température du moule, etc. Les deux premières températures affectent principalement la plastification et l'écoulement des plastiques, tandis que la dernière température affecte principalement l'écoulement et le refroidissement. de plastiques. Chaque plastique a une température d'écoulement différente. Le même plastique a des températures d’écoulement et des températures de décomposition différentes en raison de différentes sources ou qualités. Cela est dû à des poids moléculaires moyens différents et à des distributions de poids moléculaires différentes. Les plastiques utilisés dans différents types de moulage par injection ont des températures d'écoulement et des températures de décomposition différentes. Le processus de plastification dans la machine est également différent, donc la température du fût est également différente.
- Température de la buse : La température de la buse est généralement légèrement inférieure à la température maximale du canon. Ceci permet d'éviter la « salivation » qui peut se produire dans la buse directe. La température de la buse ne peut pas être trop basse, sinon elle provoquerait une solidification prématurée du matériau fondu et bloquerait la buse, ou le matériau à solidification prématurée serait injecté dans la cavité du moule et affecterait les performances du produit.
- Température du moule : La température du moule a une grande influence sur les performances intrinsèques et la qualité apparente du produit. La température du moule dépend de la cristallinité du plastique, de la taille et de la structure du produit, des exigences de performances et d'autres conditions du procédé (température de fusion, vitesse et pression d'injection, cycle de moulage, etc.).
Controle de la pression
La pression pendant le processus de moulage par injection comprend la pression de plastification et la pression d'injection et affecte directement la plastification du plastique et la qualité du produit.
- Pression de plastification : (contre-pression) Lors de l'utilisation d'une machine d'injection à vis, la pression exercée par la matière fondue au sommet de la vis lorsque la vis tourne et recule est appelée pression de plastification, également appelée contre-pression. La taille de cette pression peut être ajustée via la soupape de décharge du système hydraulique. Lors de l'injection, la taille de la pression de plastification doit être modifiée en fonction de la conception de la vis, des exigences de qualité du produit et du type de plastique. Si ces conditions et la vitesse de vis restent inchangées, l’augmentation de la pression plastifiante renforcera le cisaillement. L'effet est d'augmenter la température de la matière fondue, mais cela réduira l'efficacité de la plastification, augmentera le contre-courant et les fuites et augmentera la puissance motrice.
De plus, l'augmentation de la pression de plastification peut souvent uniformiser la température de la masse fondue, les matériaux colorés peuvent être mélangés uniformément et le gaz contenu dans la masse fondue peut être évacué. Dans les opérations générales, la pression de plastification doit être déterminée aussi basse que possible tout en garantissant une excellente qualité du produit. La valeur spécifique varie selon le type de plastique utilisé, mais elle dépasse généralement rarement 20 kg/cm2.
Pression d'injection: Dans la production actuelle, la pression d'injection de presque toutes les machines à injection est basée sur la pression du piston ou du haut de la vis contre le plastique.
La pression appliquée (convertie à partir de la pression de la conduite d’huile) doit prévaloir. Le rôle de la pression d'injection dans le moulage par injection est de surmonter la résistance à l'écoulement du plastique du corps vers la cavité, de donner au matériau fondu un taux de remplissage et de compacter le matériau fondu.
- Cycle de moulage
Le temps nécessaire pour terminer un processus de moulage par injection est appelé cycle de moulage, également appelé cycle de moulage. Il comprend en fait les parties suivantes : Cycle de moulage : Le cycle de moulage affecte directement la productivité du travail et l'utilisation des équipements. Par conséquent, pendant le processus de production, les temps pertinents du cycle de moulage doivent être raccourcis autant que possible tout en garantissant la qualité. Dans tout le cycle de moulage, le temps d'injection et le temps de refroidissement sont les plus importants et ont un impact décisif sur la qualité du produit. Le temps de remplissage dans le temps d'injection est directement inversement proportionnel au taux de remplissage. Le temps de remplissage en production est généralement d'environ 3-5 secondes. Le temps de maintien dans le temps d'injection est le temps de pression sur le plastique dans la cavité, qui représente une grande partie du temps d'injection total, généralement environ 20-120 secondes (jusqu'à 5-10 minutes pour les plastiques très épais). les pièces). Le temps de maintien avant que la matière fondue ne gèle à la porte aura un impact sur la précision dimensionnelle du produit. Si c'est plus tard, cela n'aura aucun impact. Le temps de maintien a également une meilleure valeur, qui dépend de la température du matériau, de la température du moule et de la taille du canal principal et de la porte. Si les dimensions du canal principal et de la porte ainsi que les conditions de processus sont normales, la valeur de pression avec la plus petite plage de fluctuation du taux de retrait du produit est généralement utilisée. Le temps de refroidissement dépend principalement de l’épaisseur du produit, des propriétés thermiques et de cristallisation du plastique ainsi que de la température du moule. Le point final du temps de refroidissement doit être basé sur le principe consistant à garantir qu'aucun changement ne se produit lors du démoulage du produit. Le temps de refroidissement est généralement compris entre 30 et 120 secondes. Il n’est pas nécessaire que le temps de refroidissement soit trop long. Cela réduira non seulement l’efficacité de la production, mais affectera également la qualité des pièces complexes. Cela entraînera des difficultés de démoulage, et même une contrainte de démoulage se produira lors d'un démoulage forcé. D'autres moments du cycle de moulage sont liés au fait que le processus de production soit continu et automatisé ainsi qu'au degré de continuité et d'automatisation.
- Pression d'injection
La pression de moulage par injection est fournie par le système hydraulique du système de moulage par injection. La pression du vérin hydraulique est transmise à la matière plastique fondue par la vis de la machine de moulage par injection. Poussée par la pression, la matière fondue en plastique pénètre dans le canal d'écoulement vertical (également le canal d'écoulement principal pour certains moules), le canal d'écoulement principal et le flux de dérivation du moule à travers la buse de la machine de moulage par injection. canal et pénètre dans la cavité du moule par la porte. Ce processus est le processus de moulage par injection, ou appelé processus de remplissage. L'existence d'une pression vise à surmonter la résistance pendant le processus d'écoulement à l'état fondu, ou inversement, la résistance existant pendant le processus d'écoulement doit être compensée par la pression de la machine de moulage par injection pour garantir le bon déroulement du processus de remplissage.
Pendant le processus de moulage par injection, la pression au niveau de la buse de la machine de moulage par injection est la plus élevée pour surmonter la résistance à l'écoulement de la matière fondue tout au long du processus. Par la suite, la pression diminue progressivement le long de la longueur d’écoulement vers le front d’onde de la masse fondue. Si l'échappement à l'intérieur de la cavité du moule est bon, la pression finale à l'extrémité avant de la masse fondue est la pression atmosphérique.
De nombreux facteurs affectent la pression de remplissage de la matière fondue, qui peuvent être résumés en trois catégories : (1) les facteurs liés au matériau, tels que le type et la viscosité du plastique, etc. ; (2) les facteurs structurels, tels que le type, le nombre et l'emplacement du système de coulée, la forme de la cavité du moule et la qualité du produit. Épaisseur, etc. ; (3) Facteurs de processus de moulage.
2.Temps de moulage par injection
Le temps de moulage par injection mentionné ici fait référence au temps nécessaire à la matière plastique fondue pour remplir la cavité, à l'exclusion du temps auxiliaire tel que l'ouverture et la fermeture du moule. Bien que le temps d'injection soit très court et ait peu d'impact sur le cycle de moulage, l'ajustement du temps d'injection a un effet important sur le contrôle de la pression de la porte, du canal et de la cavité. Un temps de moulage par injection raisonnable permet à la masse fondue d'être remplie de manière idéale et est d'une grande importance pour améliorer la qualité de surface du produit et réduire les tolérances dimensionnelles.
Le temps de moulage par injection est bien inférieur au temps de refroidissement, environ 1/10 à 1/15 du temps de refroidissement. Cette règle peut être utilisée comme base pour prédire la durée totale du moulage de pièces en plastique. Lors de l'analyse du flux de moule, uniquement lorsque la matière fondue est complètement entraînée par la rotation de la vis pour remplir la cavité, le temps d'injection dans les résultats de l'analyse sera égal au temps d'injection défini dans les conditions du processus. Si la commutation de pression de la vis se produit avant que la cavité ne soit remplie, les résultats de l'analyse seront supérieurs au réglage des conditions de processus.
3. Température de moulage par injection
La température de moulage par injection est un facteur important affectant la pression de moulage par injection. Le canon de la machine de moulage par injection comporte 5 à 6 sections de chauffage et chaque matière première a sa propre température de traitement appropriée (pour les températures de traitement détaillées, veuillez vous référer aux données fournies par le fournisseur de matériaux). La température du moulage par injection doit être contrôlée dans une certaine plage. Si la température est trop basse, la masse fondue sera mal plastifiée, affectant la qualité des pièces moulées et augmentant la difficulté du processus ; si la température est trop élevée, les matières premières se décomposeront facilement. Dans le processus de moulage par injection proprement dit, la température d'injection est souvent supérieure à la température du cylindre. La valeur la plus élevée est liée au taux d'injection et aux propriétés du matériau et peut atteindre jusqu'à 30 degrés. Cela est dû au fait que le matériau fondu est cisaillé lors du passage à travers l’orifice d’injection et génère une chaleur élevée. Il existe deux manières de compenser cette différence lors de l’analyse du flux de moule. L'une consiste à essayer de mesurer la température du matériau en fusion lorsqu'il est injecté dans l'air, et l'autre consiste à inclure la buse lors de la modélisation.
4. Maintenir la pression et le temps
Vers la fin du processus de moulage par injection, la vis cesse de tourner et avance simplement. À ce stade, le moulage par injection entre dans la phase de maintien de la pression. Pendant le processus de maintien de la pression, la buse de la machine de moulage par injection réapprovisionne en continu le matériau dans la cavité pour remplir le volume libéré en raison du retrait de la pièce. Si aucune pression n'est maintenue après le remplissage de la cavité, la pièce rétrécira d'environ 25 %, notamment les nervures qui rétréciront trop et provoqueront des marques de retrait. La pression de maintien est généralement d'environ 85 % de la pression de remplissage maximale, qui doit bien entendu être déterminée en fonction de la situation réelle.
5. Contre-pression
La contre-pression fait référence à la pression qui doit être surmontée lorsque la vis s'inverse et recule pour stocker le matériau. L'utilisation d'une contre-pression élevée est bénéfique pour la dispersion des matériaux colorés et la fusion des plastiques, mais elle prolonge également le temps de rétraction des vis, réduit la longueur des fibres plastiques et augmente la pression de la machine de moulage par injection. Par conséquent, la contre-pression doit être inférieure, généralement pas supérieure à celle du moulage par injection. 20% de la pression. Lors de l'injection de mousse plastique, la contre-pression doit être supérieure à la pression formée par le gaz, sinon la vis sera poussée hors du canon. Certaines machines de moulage par injection peuvent programmer une contre-pression pour compenser la réduction de la longueur des vis pendant la fusion, ce qui réduit l'apport de chaleur et fait baisser la température. Cependant, comme les résultats de ce changement sont difficiles à estimer, il n’est pas facile de procéder aux ajustements correspondants sur la machine.
