Quels facteurs influencent le gauchissement des produits moulés par injection ?

Le gauchissement¹ des produits moulés par injection dépend de divers facteurs qui influencent leur qualité finale et leurs performances fonctionnelles.

Le gauchissement dépend principalement de la conception du moule, du choix du matériau, des vitesses de refroidissement² et des conditions du procédé d’injection. La maîtrise de ces facteurs réduit les défauts et améliore la précision géométrique des pièces moulées. Si vous comparez des fournisseurs pour un nouvel outillage, utilisez notre guide de sélection d’un fournisseur de moulage par injection afin d’aborder la prévention du gauchissement avant d’approuver le devis.

Il est essentiel de comprendre les facteurs clés qui affectent le gauchissement pour fabriquer des produits moulés par injection de haute qualité. Approfondissez chaque aspect afin d’améliorer la cohérence et les performances de vos produits.

Quel est l’effet de la structure du moule sur la déformation des produits moulés par injection ?

La structure du moule influe sur le gauchissement en modifiant les vitesses de refroidissement et l’écoulement du matériau. Un moule d’injection stable maîtrise l’emplacement des seuils, les canaux de refroidissement, la disposition des éjecteurs et la rigidité de l’empreinte, afin que la pièce se rétracte uniformément au lieu de se déformer après l’éjection.

La structure du moule a un impact sur le gauchissement dans le moulage par injection en influençant les taux de refroidissement et le flux de matière. Les facteurs clés sont la conception du moule, l’emplacement de la porte et l’emplacement du canal de refroidissement. Une conception appropriée minimise le gauchissement et améliore la stabilité dimensionnelle, cruciale pour les secteurs de l’automobile et de l’électronique.

Taux de rétrécissement important

Les différents matériaux plastiques présentent des taux de retrait différents. Certains ont des taux de retrait élevés, qui provoquent d’importantes variations de volume pendant le refroidissement après moulage par injection et entraînent facilement un gauchissement. Par exemple, les plastiques cristallins subissent une contraction volumique importante pendant la cristallisation et sont plus sujets au gauchissement que les plastiques non cristallins.

Système de portillon

La position, la forme et le nombre de portes dans le moule d’injection affectent l’état de remplissage du plastique dans la cavité du moule, ce qui entraîne le gauchissement de la pièce en plastique.

Plus la distance d’écoulement est longue, plus la contrainte interne causée par l’écoulement et le retrait entre la couche gelée et la couche centrale d’écoulement est importante ; inversement, plus la distance d’écoulement est courte, plus le temps d’écoulement entre la porte et la fin de l’écoulement de la pièce est court, plus la couche gelée est mince pendant le processus de remplissage du moule, plus la contrainte interne est faible, et la déformation qui en résulte sera considérablement réduite.

Le nombre, la forme et l’emplacement des orifices dans le moule influencent la manière dont le plastique remplit la cavité du moule, ce qui peut entraîner un gauchissement de la pièce en plastique. Plus la longueur d’écoulement est grande, plus il y aura de contraintes internes dues à l’écoulement et au retrait entre la couche gelée et le centre de l’écoulement ; inversement, plus la longueur d’écoulement est courte, plus le temps nécessaire pour que le plastique s’écoule de la porte à l’extrémité de la pièce est court, plus la couche gelée est mince pendant le processus de remplissage, plus les contraintes internes sont faibles, et le gauchissement qui en résulte sera considérablement réduit.

En outre, l’utilisation d’un plus grand nombre de portes peut raccourcir le rapport d’écoulement du plastique (L/t), ce qui rend la densité de la matière fondue dans la cavité du moule plus homogène et le retrait plus régulier. Il est également possible de remplir l’ensemble de la pièce avec une pression d’injection plus faible.

Système de refroidissement

Lorsque vous injectez le plastique, la pièce se refroidit de manière inégale, ce qui entraîne une contraction inégale de la pièce.

Si la différence de température entre les cavités du moule et les noyaux utilisés dans le moulage par injection de pièces de forme plate (telles que les coques de batteries de téléphones portables) est trop importante, la matière fondue proche de la surface froide de la cavité du moule se refroidit rapidement, tandis qu’à proximité de la surface chaude de la cavité, la couche de matière continue à se contracter, et cette contraction inégale entraîne le gauchissement de la pièce.

Lors du refroidissement du moule d’injection, il faut donc contrôler la température entre l’empreinte et le noyau à chaque étape du procédé de moulage par injection, sans laisser apparaître un écart trop important. Un thermorégulateur à deux circuits peut alors stabiliser l’évacuation de la chaleur.

Outre l’équilibre thermique entre les surfaces intérieure et extérieure des pièces plastiques, il faut assurer une température identique sur tous leurs côtés. Le refroidissement du moule doit donc maintenir partout l’équilibre thermique entre l’empreinte et le noyau, afin d’uniformiser la vitesse de refroidissement et le retrait dans toutes les zones et d’empêcher efficacement les déformations.

Emplacement et nombre de barrières déraisonnables

Le point d’injection est l’endroit où la matière plastique fondue entre dans le moule, et l’emplacement et le nombre de points d’injection influent sur la manière dont la matière fondue s’écoule et se remplit. Si la porte n’est pas placée au bon endroit, la matière fondue risque de ne pas s’écouler uniformément dans le moule, ce qui peut entraîner des différences de densité et de retrait entre les différentes parties de la pièce moulée par injection, et donc une déformation de la pièce. Si vous n’avez pas assez de portes, la matière fondue risque de ne pas remplir uniformément toute la cavité, ce qui peut également entraîner un gauchissement de la pièce.

Structure irrationnelle des moules

La structure du moule influe également sur l’ampleur du gauchissement et de la déformation des pièces moulées par injection. Par exemple, si le mécanisme de démoulage d’un moule est mal conçu, il peut exercer une pression inégale sur la pièce moulée par injection lorsqu’elle est démoulée, ce qui entraîne un gauchissement.

De plus, si le moule n’est pas assez rigide, le plastique fondu à haute pression peut le déformer pendant le processus d’injection, ce qui peut indirectement entraîner une déformation des pièces moulées par injection. Caractéristiques des matériaux

Conception déraisonnable du système d’éjection du moule

La conception du système d’éjection influe aussi directement sur la déformation de la pièce moulée. Une disposition déséquilibrée crée une force d’éjection inégale et déforme les pièces. Il faut donc concevoir le système pour équilibrer la force d’éjection avec la résistance au démoulage.

De même, la section de la tige d’éjection ne doit pas être trop petite, car cela entraînerait une pression trop importante par unité de surface sur la pièce en plastique (surtout si la température de démoulage est trop élevée) et déformerait la pièce en plastique. La tige d’éjection doit être placée le plus près possible de la pièce difficile à démouler.

Si cela n’affecte pas la qualité de la pièce en plastique (y compris son utilisation, sa taille et son apparence), vous devez ajouter une tige supérieure pour réduire la déformation globale de la pièce en plastique (c’est la raison pour laquelle la tige supérieure se trouve sur le dessus du moule).

Quels sont les effets du remplissage et des plastiques cristallins sur le gauchissement et la déformation des produits ?

Le comportement au remplissage et les plastiques cristallins sont des facteurs majeurs de gauchissement. Un remplissage irrégulier modifie l’orientation de l’écoulement, la vitesse de refroidissement et l’équilibre du retrait. Si la matière fondue remplit la pièce de façon inégale ou si la résine cristallise à des vitesses différentes selon les zones, une zone se contracte davantage qu’une autre et le produit moulé se courbe après éjection.

Les matériaux de remplissage et les plastiques cristallins ont un impact sur le gauchissement en modifiant les taux de dilatation thermique et de rétrécissement pendant le refroidissement. Une sélection appropriée des matériaux et des ajustements de conception sont essentiels pour maintenir la stabilité dimensionnelle du produit.

Phase de remplissage

Le plastique fondu est injecté sous pression dans le moule, puis y refroidit pour se solidifier. Ce procédé est l’étape la plus importante du moulage par injection. Pendant celui-ci, la température, la pression et la vitesse sont toutes interdépendantes et ont un impact significatif sur la qualité et la productivité de la pièce moulée.

L’augmentation de la pression et du débit augmente le taux de cisaillement, ce qui provoque la différence entre l’orientation moléculaire parallèle à la direction de l’écoulement et perpendiculaire à la direction de l’écoulement, en même temps que l‘“effet de congélation”. L’effet de congélation produit des contraintes de congélation, qui forment des contraintes internes dans la pièce moulée.

La température influe ainsi sur le gauchissement : l’écart entre les faces supérieure et inférieure crée contraintes et déformations thermiques ; l’écart entre différentes zones produit un retrait non uniforme ; les différents états thermiques modifient le retrait de la pièce plastique.

Plastiques cristallins

Les résines cristallines (comme le paraformaldéhyde, le nylon, le polypropylène, le polyéthylène et les résines PET) se déforment généralement plus que les résines non cristallines (comme les résines PMMA, le polyéthylène, le polystyrène, les résines ABS et les résines AS, etc. Elles se déforment également davantage en raison de la directionnalité des fibres des résines renforcées de fibres de verre.

La plupart des déformations sont dues à l’étroitesse de la plage de température de fusion et sont difficiles à corriger. La cristallinité des plastiques cristallins dépend de leur vitesse de refroidissement. Un refroidissement rapide réduit cristallinité et retrait ; un refroidissement lent les augmente. Nous exploitons cette propriété pour corriger leurs déformations.

Dans la pratique, la méthode de correction utilisée consiste à faire en sorte que les moules mobiles et statiques présentent une certaine différence de température. Il s’agit de prendre la température qui fait que l’autre côté du gauchissement produit une déformation, puis de corriger la déformation. Cette différence de température peut parfois atteindre 20°C ou plus, mais elle doit être répartie de manière très uniforme.

Il convient de souligner que, lors de la conception des pièces moulées en plastique cristallin et des moules, si l’on ne prend pas à l’avance des mesures spéciales pour prévenir la déformation, les pièces seront déformées et ne pourront pas être utilisées ; si l’on se contente d’adapter les conditions de moulage aux exigences susmentionnées, dans la majorité des cas, la déformation ne pourra pas être corrigée.

Quels sont les effets de la phase de démoulage et du rétrécissement de la pièce moulée sur la déformation par gauchissement ?

La phase de démoulage et le retrait affectent considérablement la déformation par gauchissement des pièces moulées, ce qui a un impact sur leur stabilité dimensionnelle et leurs performances.

La déformation par gauchissement résulte d’une contraction inégale pendant le refroidissement et le démoulage. La gestion de la température du moule et des taux de refroidissement peut minimiser la déformation, garantissant ainsi une meilleure qualité et une meilleure précision des pièces.

Phase de démoulage

Lorsque vous démoulez la pièce et la laissez refroidir à température ambiante, il s’agit principalement d’un polymère vitreux. Si vous ne démoulez pas la pièce correctement, ou si vous ne la démoulez pas correctement et que vous ne la démoulez pas correctement, vous pouvez déformer la pièce.

Parallèlement, lorsque la pièce remplit le moule et se refroidit, la contrainte “gelée” dans la pièce est libérée sous forme de “déformation” parce qu’elle n’est plus maintenue en place, et c’est ce qui provoque le gauchissement et la déformation.

Rétrécissement des produits moulés par injection

La principale cause de gauchissement des produits moulés par injection est le retrait inégal des pièces. Si l’effet du retrait pendant le remplissage n’est pas pris en compte à la conception du moule, la forme du produit s’écartera fortement des exigences ; une déformation importante entraînera sa mise au rebut, autrement dit un problème de retrait.

Outre l’étape de remplissage, la différence de température entre les parois supérieure et inférieure du moule entraîne également des différences dans le retrait des surfaces supérieure et inférieure de la pièce moulée, ce qui se traduit par une déformation par gauchissement.

Lors de l’analyse du gauchissement, ce n’est pas le retrait lui-même qui importe, mais plutôt la différence de retrait. Au cours du processus de moulage par injection, le plastique fondu dans le moule se remplit et les molécules de polymère s’alignent dans le sens de l’écoulement. Le plastique se rétracte donc davantage dans le sens de l’écoulement que dans le sens vertical, ce qui entraîne un gauchissement des pièces (également appelé anisotropie).

En règle générale, un retrait uniforme n’affecte que le volume des pièces plastiques ; seul un retrait irrégulier provoque une déformation par gauchissement. Le plastique cristallin présente un taux de retrait plus élevé que le plastique amorphe dans le sens de l’écoulement comme dans le sens transversal, et son taux de retrait global est également supérieur.

Quels sont les effets de la contrainte thermique résiduelle et de la déformation du moule sur le gauchissement des produits ?

Les contraintes thermiques résiduelles et les déformations de moulage affectent considérablement le gauchissement des produits moulés, ce qui a un impact sur leur précision dimensionnelle et leurs performances.

Les contraintes thermiques résiduelles et les déformations dues au moulage entraînent un gauchissement des produits moulés, ce qui a un impact sur la stabilité de la forme. Une gestion appropriée est cruciale pour une conformité géométrique précise dans les industries automobile et électronique.

Contrainte thermique résiduelle

Lorsque le plastique fondu est moulé, l’orientation et le retrait inégaux du plastique fondu provoquent des contraintes internes inégales, de sorte qu’après le démoulage, le produit se déforme sous l’action des contraintes internes inégales.

Les contraintes internes et le gauchissement du produit sont donc analysés et calculés mécaniquement. Certaines publications étrangères attribuent le gauchissement aux contraintes résiduelles créées par un retrait inégal.

Au cours de la phase de refroidissement du moulage par injection, lorsque la température est supérieure à la température de transition vitreuse, le plastique est un fluide viscoélastique et il subit une relaxation des contraintes. Lorsque la température est inférieure à la température de transition vitreuse, le plastique devient solide.

La plasticité de la transition de phase liquide-solide et la relaxation des contraintes pendant le refroidissement ont un effet significatif sur la prédiction précise des contraintes résiduelles et de la déformation du produit. La plasticité de la transition entre la phase liquide et la phase solide et la relaxation des contraintes pendant le refroidissement.

Dans la zone non durcie, le plastique se comporte comme un liquide épais, que nous décrivons avec le modèle du liquide épais. Dans la zone durcie, le plastique agit comme un liquide épais et un ressort, ce que nous décrivons avec le modèle du ressort et du liquide épais. Nous utilisons le modèle du ressort et du liquide épais et un programme informatique pour prédire les contraintes thermiques et le gauchissement.

Contrainte de moulage

La déformation due aux contraintes de moulage provient principalement des différences directionnelles de retrait et des variations d’épaisseur de paroi.

Par conséquent, l’augmentation de la température du moule, l’augmentation de la température de la matière fondue, la réduction de la pression d’injection et l’amélioration des conditions d’écoulement du système de coulée peuvent réduire la différence dans la direction du rétrécissement. Toutefois, il est généralement difficile de corriger le problème en modifiant uniquement les conditions de moulage, et il est alors nécessaire de changer l’emplacement et le nombre de portes, par exemple en injectant à partir d’une extrémité lors du moulage d’une longue tige.

Il faut parfois modifier la configuration de la voie d’eau de refroidissement ; les pièces en tôle plus longues sont plus sujettes à la déformation, et il faut parfois modifier la conception locale de la pièce pour installer des barres de renforcement à l’arrière de la face retournée. L’utilisation d’aides au refroidissement pour corriger cette déformation est généralement efficace. Si elle ne peut être corrigée, il faut modifier la conception du moule.

Quel est l’effet des facteurs du processus de moulage par injection sur la déformation du produit ?

Les réglages du procédé déterminent directement le gauchissement. La température du moule et de la matière fondue, la vitesse d’injection, la pression et le temps de maintien ainsi que le temps de refroidissement modifient l’historique de pression, l’équilibre du refroidissement, l’orientation moléculaire et le retrait final.

La température du moule, la vitesse d’injection et le temps de refroidissement sont les principaux facteurs qui influencent le gauchissement des produits lors du moulage par injection. Le réglage de ces paramètres permet d’optimiser le flux de matière et de minimiser la déformation des produits automobiles, électroniques et d’emballage, améliorant ainsi leur qualité et leur fonctionnalité.

Pression d’injection et temps de maintien inappropriés

Si la pression d’injection est trop élevée, la pièce moulée présente de fortes contraintes résiduelles ; leur libération après démoulage provoque gauchissement et déformation.

Si le temps de maintien est trop long ou trop court, la qualité du produit s’en ressentira également. Si le temps de maintien est trop long, la pièce injectée sera trop compactée et il sera facile de la faire rebondir et de la déformer après le démoulage ; si le temps de maintien est trop court, le produit ne subira pas un retrait suffisant et il se déformera en raison d’un retrait inégal.

Vitesse d’injection trop rapide

Si la vitesse d’injection est trop rapide, l’écoulement du plastique fondu dans le moule sera instable, ce qui entraînera un remplissage inégal, puis différents degrés de rétrécissement se produiront après le refroidissement, entraînant des déformations et des gauchissements.

Le gauchissement des produits moulés par injection dépend surtout de la structure du moule, des propriétés du matériau, de l’équilibre du refroidissement, du système d’éjection, du remplissage et du retrait. Une conception inadéquate, notamment un nombre ou un emplacement inapproprié des seuils, entraîne un écoulement irrégulier, des différences de densité et un gauchissement. Ces contrôles doivent être intégrés au calendrier du projet, et non reportés après l’échantillonnage, car ils peuvent modifier le délai de production par moulage par injection.

Les matériaux à fort retrait (tels que les plastiques cristallins) sont susceptibles de se déformer en raison d’un retrait de refroidissement inégal. Un refroidissement inégal et des différences de température dans le moule peuvent entraîner une concentration des contraintes et augmenter le risque de déformation. Le système d’éjection déraisonnable peut provoquer une force inégale, ce qui affectera davantage la stabilité de la forme.

En outre, la température, la pression et le débit pendant le remplissage influencent l’orientation moléculaire, ce qui génère des contraintes internes et un gauchissement. Consultez notre Guide complet du moulage par injection pour une vue d’ensemble détaillée.

Quelle conclusion tirer des facteurs de gauchissement en moulage par injection ?

Questions fréquemment posées

Quelles sont les causes du gauchissement des produits moulés par injection ?

Le gauchissement résulte d’un retrait inégal, généralement dû à une combinaison de la conception du moule, du comportement du matériau, d’un déséquilibre du refroidissement, de l’emplacement du point d’injection et des réglages du procédé. Un seul facteur explique rarement tout le défaut. En production, nous comparons d’abord l’épaisseur des parois, la position du point d’injection, le circuit de refroidissement, le taux de retrait de la résine et les marques d’éjection avant de modifier les paramètres. Si vous ne réglez que la pression d’injection sans vérifier le refroidissement ni la structure du moule, vous pouvez masquer le symptôme lors d’un essai, puis voir la déformation réapparaître en série. Demandez des preuves d’échantillonnage avant de découper l’acier.

Comment les vitesses de refroidissement influent-elles sur le gauchissement en moulage par injection ?

Les taux de refroidissement affectent le gauchissement, car les zones en plastique qui refroidissent à des vitesses différentes rétrécissent selon des quantités différentes. Une nervure, un bossage ou un coin épais reste chaud plus longtemps qu’une paroi mince et continue donc à rétrécir une fois que la peau extérieure est déjà gelée. Cette inadéquation déforme la pièce. Des canaux de refroidissement équilibrés, un contrôle approprié de la température du moule et une épaisseur de paroi uniforme sont généralement plus efficaces que la simple prolongation du temps de refroidissement. Un refroidissement plus long peut aider, mais il ne répare pas un moule mal équilibré.

Le seul choix du matériau peut-il résoudre le gauchissement ?

Le choix de la matière peut réduire le risque de gauchissement, mais ne suffit pas à résoudre le problème. Les plastiques cristallins, les résines à fort retrait et les grades chargés de verre se comportent différemment ; le choix de la résine compte donc. La même matière peut toutefois se déformer si le point d’injection est mal placé, si l’épaisseur de paroi varie brutalement, si le refroidissement du moule est irrégulier ou si la pièce est éjectée sous contrainte. Considérez la matière comme un élément du plan de maîtrise, et non comme une correction miraculeuse une fois le moule déjà incorrect. Demandez des preuves d’échantillonnage avant d’usiner l’acier.

Comment la conception du moule peut-elle réduire le gauchissement avant le début de la production ?

La conception du moule réduit le gauchissement en contrôlant la manière dont le plastique se remplit, s’emballe, se refroidit et se détache. La meilleure prévention se produit avant la découpe de l’acier : utilisez des portes équilibrées, évitez les longueurs d’écoulement extrêmes, placez le refroidissement à proximité des zones épaisses, soutenez la pièce lors de l’éjection et évitez les changements brusques d’épaisseur de paroi. Pour les pièces plates ou longues, la simulation et l’examen DFM valent le détour car ils révèlent des hésitations d’écoulement et un déséquilibre de refroidissement avant l’échantillonnage. La réparation du gauchissement après la découpe du moule est généralement plus lente et plus coûteuse. Demandez des preuves d’échantillonnage avant de couper l’acier.

Pourquoi le démoulage crée-t-il parfois une déformation ?

Le démoulage provoque une déformation si la pièce est encore trop chaude, si la disposition des éjecteurs est déséquilibrée ou si la pièce adhère à l’empreinte et se libère irrégulièrement. Le plastique peut sembler solide tout en conservant des contraintes résiduelles. Si les broches d’éjection poussent trop fort sur une petite zone, la pièce se plie ou se tord en quittant le moule. Un bon démoulage exige une dépouille adaptée, un polissage lisse, des éjecteurs équilibrés, une température de moule stable et un refroidissement suffisant pour que la pièce se soutienne elle-même.

Quelles questions les acheteurs doivent-ils poser aux fournisseurs sur le gauchissement avant de commander un moule ?

Les acheteurs doivent demander comment le fournisseur préviendra le gauchissement avant la fabrication du moule, et pas seulement comment il le corrigera après l’essai. Demandez des commentaires DFM sur l’épaisseur des parois, l’emplacement du point d’injection, la disposition du refroidissement, le retrait de la résine, le risque de défaut de planéité attendu et la méthode de contrôle. Pour les pièces critiques, demandez une analyse d’écoulement ou un plan d’échantillonnage clair. Un fournisseur sérieux de moulage par injection doit expliquer simplement les causes probables et les compromis avant de chiffrer l’outillage de production. Demandez des preuves d’échantillonnage avant l’usinage de l’acier.

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