Préface

Les principaux paramètres du moulage par injection comprennent la température et le temps de séchage, le volume d'injection, la course de dosage (course préplastique), le matériau résiduel, l'anti-délai, la vitesse de la vis, la contre-pression, la vitesse d'injection, la vitesse et la pression d'injection, la pression et le temps de maintien, la température du fût, la température du moule, le temps de refroidissement, la vitesse et la pression d'ouverture et de fermeture du moule, la vitesse d'éjection, la pression et le temps de soufflage assistés par gaz, etc.

Cet article explique les moulage par injection et proposer des méthodes d'ajustement des paramètres du processus de moulage par injection de plastique.

Quels sont les paramètres du moulage par injection ?

Température de moulage par injection

La température est un facteur important lorsqu'il s'agit de pression de moulage par injection. Le cylindre de la machine de moulage par injection comporte 5 à 6 sections chauffantes, et chaque matériau a sa propre température de traitement (pour connaître les températures de traitement spécifiques, consultez les données fournies par le fournisseur du matériau).

Si elle est trop basse, la matière fondue n'est pas bien plastifiée, ce qui gâche la pièce et la rend plus difficile à mouler ; si elle est trop élevée, la matière première se décompose. Dans la réalité, la température d'injection est généralement plus élevée que la température du tonneau. Le chiffre le plus élevé dépend de la vitesse d'injection et des propriétés du matériau, et peut atteindre 30°C.

En effet, la matière en fusion est cisaillée lorsqu'elle passe par la porte d'injection, ce qui produit une grande quantité de chaleur. Il y a deux façons de traiter cette différence lors de l'analyse de l'écoulement des moules. La première consiste à essayer de mesurer la température de la matière fondue lorsqu'elle est dans l'air, et la seconde à inclure la buse dans le modèle.

Température du canon

La température du matériau de moulage par injection, la température de fusion, joue un rôle majeur dans les propriétés d'écoulement de la matière fondue. Le plastique n'ayant pas de point de fusion spécifique, ce que l'on appelle le point de fusion est une plage de températures à l'état fondu. La structure et la composition de la chaîne moléculaire du plastique sont différentes, et donc l'effet sur sa fluidité est également différent.

La température a un effet plus évident sur les chaînes moléculaires rigides, telles que le PC, le PPS, etc., tandis que la fluidité des chaînes moléculaires flexibles, telles que le PA, le PP, le PE, etc. ne change pas de manière évidente avec la température. Par conséquent, la température d'injection raisonnable doit être ajustée en fonction des différents matériaux.

Température et durée de cuisson

La plupart des matières plastiques étant hygroscopiques, elles absorbent une petite quantité d'humidité lorsqu'elles sont exposées à l'air. Lorsque la teneur en humidité du plastique dépasse un certain niveau, des défauts de qualité du moulage par injection apparaissent, tels que des traces argentées, des bulles, des fissures fragiles, des propriétés mécaniques réduites et d'autres défauts. C'est pourquoi le plastique doit être séché avant d'être moulé par injection. moulage par injection.

La plupart des fournisseurs indiquent les valeurs recommandées pour la température et le temps de cuisson. Toutefois, le temps de séchage ne doit pas être trop long, sinon la plasticité du plastique se détériore, ce qui fragilise le matériau.

Pour certains matériaux à forte absorption d'eau, comme le PA, le PBT, le PET, le PEI et le PSU, il est recommandé d'utiliser un séchoir déshumidificateur pour le séchage. Pour certains matériaux peu hygroscopiques, tels que le PP, le PE, le PVC, le POM et d'autres matériaux, il n'est pas nécessaire de les sécher s'ils sont scellés dans des sacs non ouverts ou s'ils ont été stockés dans un environnement sec.

Température du moule

Température du moule. Certaines matières plastiques ont besoin d'une température de moule plus élevée parce qu'elles ont une température de cristallisation élevée et une vitesse de cristallisation lente. D'autres ont besoin d'une température plus élevée ou plus basse en raison du contrôle de la taille et des besoins de déformation ou de démoulage.

Par exemple, le PC a généralement besoin d'une température supérieure à 60 degrés, tandis que le PPS a parfois besoin d'une température de moulage supérieure à 160 degrés pour obtenir un meilleur aspect et améliorer la fluidité. La température du moule a donc un effet inestimable sur l'amélioration de l'aspect, de la déformation, de la taille et du moule plastique du produit.

Température de la buse

La buse a pour fonction d'accélérer l'écoulement de la matière fondue et de maintenir sa température. Au cours du processus de moulage par injection, la buse est en contact direct avec le moule, ce qui entraîne une chute rapide de la température de la buse, une condensation de la matière fondue au niveau de la buse et un blocage de l'orifice de la buse ou du système de coulée du moule.

En outre, la matière condensée affectera la qualité de la surface et les performances du produit après son injection dans le moule, d'où la nécessité de contrôler la température de la buse.

Pression d'injection

La pression d'injection est fournie par le système hydraulique du système de moulage par injection. La pression du cylindre hydraulique est transmise à la matière plastique fondue par l'intermédiaire de la vis de la machine de moulage par injection.

Sous l'effet de la pression, la matière plastique fondue pénètre dans le canal d'écoulement vertical (également le canal d'écoulement principal pour certains moules), le canal d'écoulement principal, le canal d'écoulement secondaire du moule par la buse de la machine de moulage par injection, et entre dans la cavité du moule par la porte.

Le but de la pression est de surmonter la résistance à l'écoulement de la matière fondue ou, inversement, la résistance à l'écoulement doit être surmontée par la pression de la machine de moulage par injection afin d'assurer le bon déroulement du processus de remplissage.

Lors du moulage par injection, la pression à la buse de la machine de moulage par injection est la plus élevée car il faut vaincre la résistance à l'écoulement de la matière fondue tout au long du processus. Ensuite, la pression diminue progressivement le long de l'écoulement jusqu'à l'extrémité avant du front d'onde de la matière fondue. Si l'échappement à l'intérieur de la cavité du moule est bon, la pression finale à l'extrémité avant de la matière fondue est la pression atmosphérique.

De nombreux facteurs influent sur la pression de remplissage à l'état fondu, qui peuvent être résumés en trois catégories : Les facteurs matériels, tels que le type et la viscosité du plastique ; Les facteurs structurels, tels que le type, le nombre et la position du système de fermeture, la forme de la cavité du moule et l'épaisseur du produit ; Les éléments du processus de moulage.

Pression de maintien

Le maintien par pression consiste à écraser la matière fondue et à la rendre plus petite dans le moule après l'avoir rempli. La pression utilisée pour ce faire est appelée pression de maintien.

Dans la production réelle, la pression de maintien peut être réglée pour être égale à la pression d'injection, et est généralement légèrement inférieure à la pression d'injection. Lorsque la pression de maintien est élevée, le taux de retrait du produit diminue, l'état de surface et la densité augmentent, la résistance du point de soudure augmente et la taille du produit est stable.

L'inconvénient est que la contrainte résiduelle dans le produit est importante pendant le démoulage et qu'il est facile de produire un débordement.

Temps de maintien de la presse

Le temps de maintien est le temps nécessaire au compactage et à la compensation du retrait du plastique dans la cavité du moule, qui représente une grande partie du temps total d'injection. Pour les produits de forme simple, le temps de maintien peut également être très court.

La durée pendant laquelle vous maintenez la matière fondue au point d'injection avant qu'elle ne gèle a un effet important sur la qualité de votre pièce. Si le temps de maintien est court, la pièce sera de faible densité, de petite taille et présentera des marques d'enfoncement. Si vous la maintenez longtemps, la pièce aura beaucoup de contraintes internes, sera faible et difficile à démouler.

Le temps de maintien est également lié à la température du matériau, à la température du moule, à la taille du canal d'écoulement principal et à la taille de l'obturateur. Si les paramètres du processus sont normaux et que le système d'obturation est raisonnablement conçu, le meilleur temps de maintien est généralement celui où la plage de fluctuation du rétrécissement du produit est la plus faible.

Lorsque vous déterminez la durée de maintien du plastique dans le moule, vous devez tenir compte de plusieurs éléments. Tout d'abord, vous devez tenir compte du type de plastique que vous utilisez et de son efficacité.

Deuxièmement, il faut tenir compte des conditions, comme ce que l'on fabrique et la nature du moule. Troisièmement, il faut tenir compte d'autres éléments qui interviennent dans le processus d'injection, comme la température, la pression, la vitesse d'introduction du plastique, la vitesse de rotation de la vis et d'autres éléments de ce genre.

Contre-pression

La contre-pression est la pression que la vis doit surmonter lorsqu'elle s'inverse et se rétracte pour stocker le matériau. Une contre-pression élevée est bénéfique pour la dispersion des couleurs et la fusion du plastique, mais elle rend la vis plus longue à se rétracter, raccourcit les fibres de plastique et augmente la pression du système de stockage. moulage par injection machine.

La contre-pression doit donc être plus faible et ne doit généralement pas dépasser 20% de la pression d'injection. 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 cylindre.

Certaines machines de moulage par injection peuvent programmer la contre-pression pour compenser la réduction de la longueur de la vis pendant la fusion, ce qui réduira la chaleur d'entrée et la température. Toutefois, comme le résultat de ce changement est difficile à estimer, il n'est pas aisé de procéder aux ajustements correspondants sur la machine.

Course de dosage (course pré-plastique)

Après chaque instruction d'injection, la vis se trouve à l'extrémité avant du cylindre. Lorsque l'instruction de préplasticité est émise, la vis commence à tourner et le matériau est transporté vers la tête de la vis. La vis recule sous la contre-pression du matériau en caoutchouc jusqu'à ce qu'elle atteigne l'interrupteur de fin de course.

C'est ce qu'on appelle le processus de dosage ou processus préplastique, et la distance à laquelle la vis recule est appelée la course de dosage ou course préplastique. Ainsi, le volume de matériau en caoutchouc à la tête de la vis est le volume de dosage créé par le retour de la vis, et sa course de dosage est la course d'injection. La répétition de la course de dosage influe sur l'ampleur des fluctuations du volume d'injection.

Matières résiduelles

Après l'injection de la vis, la matière fondue à la tête de la vis ne peut pas être complètement injectée, et une partie doit être retenue pour former une matière résiduelle.

De cette façon, d'une part, il peut empêcher la tête de la vis et la buse de se toucher et de provoquer un accident de collision mécanique ; d'autre part, ce tampon de matériau résiduel peut être utilisé pour contrôler la répétabilité du volume d'injection afin d'atteindre l'objectif de stabilisation de la qualité du produit moulé par injection. En général, le matériau résiduel est réglé sur une alarme de 1,5 à 2,5 mm.

Anti-retard (Retraite en douceur)

L'antiretard désigne le processus au cours duquel la vis de dosage (préplastification) est en place puis recule d'une certaine distance en ligne droite, de sorte que la pression interne de la matière fondue dans la chambre de dosage diminue et que la matière fondue ne puisse pas s'écouler hors de la chambre de dosage (par la buse ou l'interstice).

Un autre objectif de l'anti-reflux est de réduire la pression du système de canal d'écoulement de la buse et de réduire les contraintes internes, ainsi que de faciliter le retrait de la tige de matériau lors de l'ouverture du moule. Le réglage de l'anti-reflux dépend de la viscosité du plastique et de l'état du produit.

Un anti-reflux excessif entraînera la formation de bulles dans la matière fondue dans la chambre de dosage, ce qui affectera sérieusement la qualité du produit. Pour les matériaux à haute viscosité, aucun anti-reflux n'est nécessaire. L'anti-reflux est généralement réglé à 1~2% de la course de recul de la vis.

Temps d'injection

Le temps d'injection mentionné ici se réfère au temps nécessaire pour que la matière plastique en fusion remplisse la cavité, à l'exclusion des temps auxiliaires tels que l'ouverture et la fermeture du moule.

Même si le temps d'injection est court et n'affecte pas beaucoup le cycle de moulage, il est important de l'ajuster pour contrôler la pression de la porte, du canal de coulée et de la cavité. Un temps d'injection raisonnable permet à la matière fondue de bien se remplir, ce qui est important pour améliorer la qualité de la surface du produit et réduire les tolérances dimensionnelles.

Le temps d'injection est beaucoup plus court que le temps de refroidissement, qui est d'environ 1/10 à 1/15 du temps de refroidissement. Cette règle peut être utilisée comme base pour prédire le temps total de moulage des pièces en plastique.

Lors de l'analyse de l'écoulement du moule, le temps d'injection dans le résultat de l'analyse est égal au temps d'injection défini dans les conditions du processus uniquement lorsque la matière fondue est complètement poussée par la vis pour remplir l'empreinte.si le commutateur de maintien de la pression de la vis se produit avant que l'empreinte ne soit remplie, le résultat de l'analyse sera supérieur au réglage des conditions du processus.

Vitesse d'injection

La vitesse d'injection est la vitesse à laquelle la matière fondue entre dans le cylindre (également appelée vitesse de propulsion de la vis) (mm/s). La vitesse d'injection détermine l'aspect, la taille, le retrait, la répartition du flux, etc. du produit.

Il s'agit généralement d'une injection lente d'abord, rapide ensuite, c'est-à-dire que l'on utilise d'abord une vitesse plus rapide pour faire passer la matière fondue par le canal principal, le canal secondaire et la porte afin d'atteindre l'objectif d'une injection équilibrée, puis de remplir rapidement l'ensemble de la cavité du moule, et enfin d'utiliser une vitesse plus lente pour compléter la colle insuffisante causée par le retrait et le reflux jusqu'à ce que la porte se fige, ce qui permet de surmonter les problèmes de mauvaise qualité tels que les brûlures, les marques de gaz et le retrait.

Vitesse de la vis

La vitesse de la vis affecte l'histoire thermique et l'effet de cisaillement du matériau de moulage par injection pendant le transport et la plastification dans la vis. Il s'agit d'un paramètre important qui affecte des facteurs tels que la capacité de plastification, la qualité de la plastification et le cycle de moulage. L'augmentation de la vitesse de la vis permet d'améliorer la capacité de plastification, la température de fusion et l'uniformité de la température de fusion.

Le réglage de la vitesse de la vis est déterminé par le diamètre de la vis. Chaque matière plastique a une valeur maximale de vitesse linéaire du D.O. (diamètre extérieur), généralement exprimée en m/s. Lorsqu'elle est convertie en vitesse de la vis, la plage de vitesse de la vis est généralement comprise entre 30 et 120 tr/min.

La vitesse linéaire maximale spécifique est indiquée dans la figure 31 ci-dessous. Pour les différents matériaux plastiques, le fournisseur de matériaux recommandera la valeur de réglage de la vitesse de la vis dans le numéro de spécification.

Pour les petites vis, la profondeur de la rainure de la vis est relativement faible, de sorte que le caoutchouc absorbe rapidement la chaleur, ce qui suffit à ramollir le caoutchouc dans la section de compression. En outre, la chaleur de friction entre la vis et le cylindre est faible, ce qui permet d'utiliser une vitesse plus élevée. Pour les grandes vis, au contraire, il n'est pas facile d'utiliser une vitesse élevée afin d'éviter une plastification inégale et une chaleur de friction excessive.

Pour les plastiques sensibles à la chaleur (comme le PVC, le POM, etc.), utilisez une vitesse de vis faible pour éviter la décomposition du matériau ; pour les plastiques ayant une viscosité de fusion élevée (comme le PC, le PSF, le PPO, etc.), utilisez également une vitesse de vis faible.

Vitesse et pression d'ouverture et de fermeture

La vitesse de fermeture doit généralement être réglée à deux vitesses pour l'ouverture et la fermeture. Le moule est d'abord fermé rapidement, puis il est fermé lentement avant que les moules avant et arrière ne se touchent pour éviter d'endommager le moule.

Point de réglage de la force de verrouillage : une faible pression rapproche les moules avant et arrière pour protéger le moule de la faible pression ; une forte pression permet ensuite de verrouiller le moule.

Force et vitesse d'éjection

Lorsque le produit est démoulé, vous devez utiliser une force externe pour surmonter l'adhérence entre le produit et le moule. Cette force externe est appelée force d'éjection. Si la force d'éjection est trop faible, le produit ne peut pas être démoulé ; si la force d'éjection est trop importante, le produit sera déformé, voire endommagé.

La vitesse et la distance d'éjection ont également une incidence sur l'éjection. Si la vitesse d'éjection est rapide, le produit est susceptible de se déformer et d'être endommagé ; si la distance d'éjection est courte, le produit est susceptible de se déformer et d'être endommagé. Le produit n'est pas facile à décoller.

Méthode d'ajustement des paramètres des procédés de moulage par injection

Contrôle de la température

Les thermocouples sont également largement utilisés comme capteurs dans les systèmes de contrôle de la température. Sur l'instrument de contrôle, vous réglez la température souhaitée et l'affichage du capteur est comparé à la température générée au point de consigne.

Dans ce contexte, les thermocouples sont également largement utilisés comme capteurs dans les systèmes de contrôle de la température. Sur l'instrument de contrôle, la température requise est réglée et l'affichage du capteur est comparé à la température générée au point de consigne. Dans le système le plus simple, lorsque la température atteint le point de consigne, il s'éteint, et l'alimentation se rallume lorsque la température baisse. Ce système est appelé commande tout ou rien, car il est soit en marche, soit à l'arrêt.

Température

La mesure et le contrôle de la température sont très importants pour le moulage par injection. Il est assez facile de mesurer la température, mais la plupart des moulage par injection les machines n'ont pas assez de points ou de lignes d'échantillonnage de la température.

La plupart des machines de moulage par injection utilisent des thermocouples pour détecter la température. Un thermocouple est constitué de deux fils différents connectés à une extrémité. Si l'une des extrémités est plus chaude que l'autre, un petit signal électrique est généré. Plus la température est élevée, plus le signal est fort.

Température de fusion

La température de fusion est très importante et la température du cylindre d'injection utilisé n'est qu'un guide. La température de la matière fondue peut être mesurée à la buse ou à l'aide de la méthode d'injection d'air. Le réglage de la température du cylindre d'injection dépend de la température de la matière fondue, de la vitesse de la vis, de la contre-pression, de la taille de la grenaille et du cycle d'injection.  

Si vous ne savez pas quelle température utiliser pour un plastique particulier, commencez par le réglage le plus bas. Le cylindre de grenaille est divisé en zones, mais elles ne sont pas toutes réglées à la même température.

Si le temps de fonctionnement est long ou à des températures élevées, régler la température de la première zone à une valeur inférieure. Vous éviterez ainsi que le plastique ne fonde et ne se détourne prématurément. Avant le début de l'injection, assurez-vous que l'huile hydraulique, la trémie la plus proche, le moule et le cylindre de grenaille sont à la bonne température.

Pression d'injection

Il s'agit de la pression qui provoque l'écoulement du plastique et qui peut être mesurée par un capteur placé sur la buse ou la conduite hydraulique. Elle n'a pas de valeur fixe, mais plus le moule est difficile à remplir, plus la pression d'injection est élevée. Il existe une relation directe entre la pression de la ligne d'injection et la pression d'injection.

Lors du remplissage du moule, il peut être nécessaire d'utiliser une pression élevée pour maintenir la vitesse d'injection au niveau souhaité. Vous n'avez pas besoin d'une pression élevée une fois que le moule est plein. Mais parfois, lorsque vous injectez certains thermoplastiques semi-cristallins (comme le PA et le POM), la modification de la pression perturbera la structure, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser la pression de remplissage.

Pression de serrage

Pour contrebalancer la pression d'injection, il faut utiliser la pression de serrage. Ne vous contentez pas de sélectionner automatiquement la valeur maximale disponible, mais tenez compte de la surface projetée et calculez une valeur appropriée. La surface projetée de la pièce moulée par injection est la plus grande surface vue dans la direction de la force de fermeture.

Dans la plupart des cas de moulage par injection, il s'agit d'environ 2 tonnes par pouce carré, soit 31 mégawatts par mètre carré. Mais il ne s'agit là que d'une règle empirique très approximative, car dès que les pièces moulées par injection ont une certaine profondeur, il faut prendre en compte les parois latérales.

Contre-pression

C'est la pression qui doit être générée et dépassée avant que la vis ne se retire. Bien qu'une contre-pression élevée soit bénéfique à une distribution uniforme des couleurs et à la fusion du plastique, elle prolonge également le temps de retour de la vis centrale, réduit la longueur de la fibre contenue dans le plastique rempli et augmente la tension de la machine de moulage par injection.

Par conséquent, plus la contre-pression est faible, mieux c'est. Dans tous les cas, elle ne peut pas dépasser 20% de la pression d'injection (valeur nominale maximale) de la machine de moulage par injection.

Vitesse d'injection

Il s'agit de la vitesse à laquelle le moule se remplit lorsque la vis est utilisée comme un poinçon. Lorsque vous photographiez des produits à parois fines, vous devez photographier rapidement pour que le moule se remplisse avant que le plastique ne durcisse et ne forme une surface plus lisse.

Nous utilisons différentes vitesses de tir lorsque nous remplissons le moule afin d'éviter les problèmes tels que les éclaboussures ou l'emprisonnement de l'air. Nous pouvons injecter le plastique dans le moule à l'aide d'un système de contrôle en boucle ouverte ou fermée.

Pression de la buse

La pression de la buse est la pression à l'intérieur de la buse. C'est la pression qui produit le plastique fondu. Elle n'a pas de valeur fixe, mais augmente avec la difficulté du remplissage du moule. Il existe une relation directe entre la pression à la buse, la pression de la ligne et la pression d'injection.

Sur une machine de moulage par injection à vis, la pression à la buse est inférieure d'environ 10% à la pression d'injection. Sur une machine de moulage par injection à piston, la perte de pression peut atteindre environ 10%. Sur une machine de moulage par injection à piston, la perte de pression peut atteindre 50%.

Conclusion

Le moulage par injection est une méthode très courante, et le réglage des paramètres du processus est très important pour la performance et la qualité du produit.

Dans le cadre de la moulage par injection Dans le processus de fabrication, le réglage raisonnable de paramètres tels que la température, la pression et la vitesse peut améliorer efficacement les propriétés physiques, la taille, l'apparence et la qualité de la surface du produit.