Le moulage par injection est un procédé qui fabrique des pièces à partir de matières plastiques brutes. Les produits ainsi moulés sont employés dans de nombreux secteurs, notamment l’automobile, le médical et les biens de consommation.
L’instabilité dimensionnelle est un problème courant du moulage par injection. Dans cet article, nous présentons quelques conseils importants pour corriger l’instabilité dimensionnelle des pièces moulées par injection.
L’instabilité dimensionnelle fait référence au changement de taille des pièces en plastique entre chaque lot de produits moulés ou entre chaque cavité de produits moulés produits par chaque moule dans les mêmes conditions de machine de moulage par injection et de processus de moulage. La variation de la taille du produit est due à un contrôle anormal de l’équipement, à des conditions d’injection déraisonnables, à une mauvaise conception du produit et à des changements dans les propriétés des matériaux.
Conditions de moulage incohérentes ou fonctionnement incorrect
Lors du moulage par injection, les paramètres du procédé tels que la température, la pression et le temps doivent être strictement contrôlés conformément aux exigences du procédé. Le cycle de moulage de chaque pièce plastique, notamment, doit rester constant et ne pas être modifié arbitrairement.
Si la pression d’injection est trop faible, le temps de maintien trop court, la température du moule trop basse ou inégale, la température au niveau du cylindre et de la buse trop élevée et le refroidissement de la pièce en plastique insuffisant, la taille de la pièce en plastique sera instable.
En général, l’emploi d’une pression et d’une vitesse d’injection plus élevées, l’allongement approprié des temps de remplissage et de maintien, ainsi que l’augmentation de la température du moule et de la matière contribuent à remédier à l’instabilité dimensionnelle.
Si la taille de la pièce moulée est supérieure à la taille requise, la pression d’injection et la température de fusion doivent être réduites, la température du moule doit être augmentée, le temps de remplissage du moule doit être raccourci et la section transversale de la porte doit être réduite pour augmenter le taux de rétrécissement de la pièce moulée. Si la taille de la pièce moulée est inférieure à la taille requise, il convient d’adopter les conditions de moulage inverses.
Il convient de noter que les variations de la température ambiante influent également dans une certaine mesure sur les fluctuations dimensionnelles des pièces en plastique ; la température de procédé de l’équipement et du moule doit donc être ajustée rapidement en fonction des changements du milieu extérieur.
Mauvaise sélection des matériaux de moulage
Le taux de retrait des matières premières de moulage a un impact important sur la précision dimensionnelle des pièces en plastique. Si la précision de l’équipement de moulage et des moules est élevée, mais que le taux de retrait des matières premières de moulage est important, il est difficile de garantir la précision dimensionnelle des pièces en plastique.
D’une manière générale, plus le taux de retrait des matériaux de moulage est élevé, plus il est difficile de garantir la précision dimensionnelle des pièces en plastique.
Par conséquent, la sélection de la résine de moulage doit être pleinement prise en compte après le retrait des matières premières de moulage sur l’impact de la précision dimensionnelle des pièces en plastique.
Pour le choix des matières premières, le taux de rétrécissement de la plage de variation ne peut être supérieur aux exigences de précision dimensionnelle des pièces en plastique.
Il est à noter que le taux de retrait des différentes résines est très variable et s’analyse en fonction du degré de cristallisation de la résine.
En général, le taux de retrait des résines cristallines et semi-cristallines est supérieur à celui des résines amorphes ; la plage de variation du retrait est également plus large, et le taux de retrait obtenu après le moulage par injection des pièces en plastique correspondantes fluctue davantage.
Pour les résines cristallines, haute cristallinité, réduction du volume moléculaire, le retrait des pièces en plastique est important, la taille du cristal sphérique de la résine a également un impact sur le taux de retrait, le cristal sphérique est petit, l’écart entre les molécules est petit, le retrait des pièces en plastique est plus faible, et la résistance aux chocs des pièces en plastique est plus élevée.
En outre, si les matières premières de moulage ont une taille de particule inégale, un mauvais séchage et un mélange inégal de matériaux recyclés et de nouveaux matériaux, les performances de chaque lot de matières premières sont différentes, ce qui entraînera également des fluctuations dans la taille de moulage des pièces en plastique.
Mauvaise conception du produit ou de la structure du moule
La conception de la structure et la précision de fabrication du moule ont une incidence directe sur la précision dimensionnelle des pièces en plastique. Au cours du processus de moulage, si la rigidité du moule n’est pas suffisante ou si la pression de moulage à l’intérieur de la cavité du moule est trop élevée, ce qui entraîne une déformation du moule, la taille des pièces en plastique sera instable.
Si le jeu entre le pilier de guidage et la douille de guidage du moule est médiocre en raison d’une mauvaise précision de fabrication ou d’une usure trop importante, la précision dimensionnelle du moulage des pièces en plastique diminuera également.
Si la matière première utilisée pour le moulage contient des charges dures ou des matériaux renforcés par des fibres de verre ou de carbone, ce qui entraîne une usure importante de la cavité du moule, ou si l’on utilise un moule à cavités multiples, il y a des erreurs entre les cavités et les portes, les glissières et d’autres erreurs, ainsi qu’un mauvais équilibre de l’entrée et d’autres raisons pour produire un remplissage incohérent du moule, cela entraînera également des fluctuations de taille.
Par conséquent, la conception du moule doit prévoir une résistance et une rigidité suffisantes, un contrôle strict de la précision du traitement, le matériau de la cavité du moule doit utiliser des matériaux résistants à l’usure, le traitement thermique de la surface de la cavité et le traitement de durcissement à froid sont les meilleurs.
Lorsque la précision dimensionnelle de la pièce en plastique est très élevée, il est préférable de ne pas adopter la structure d’un moule à cavités multiples, sinon, pour garantir la précision du moulage de la pièce en plastique, une série de dispositifs auxiliaires doivent être installés sur le moule pour garantir la précision du moule, ce qui entraîne un coût de production élevé du moule.
Une erreur de moulage par injection d’une pièce en plastique dont l’épaisseur varie provient souvent d’une défaillance du moule. Dans un moule mono-empreinte, une erreur de montage ou un mauvais positionnement décale généralement la position relative de l’empreinte et du noyau.
À l’heure actuelle, pour les pièces plastiques très précises dont l’épaisseur de la paroi du moule est exigée, il n’est pas possible de se fier uniquement au pilier et au canon de guidage pour le positionnement, il faut ajouter d’autres dispositifs de positionnement ;
Si l’erreur d’épaisseur de déviation est produite dans des conditions de cavités multiples dans un moule, en général, l’erreur est petite au début du moulage, mais l’erreur devient progressivement plus grande après l’opération continue, ce qui est principalement causé par l’erreur entre la cavité du moule et le noyau, en particulier lors de l’utilisation du moulage à canaux chauds, qui est le plus susceptible de produire ce phénomène.
À cet égard, un double circuit de refroidissement avec une faible différence de température peut être mis en place dans le moule. Dans le cas de la formation de récipients ronds à parois minces, un noyau flottant peut être utilisé, mais le noyau et la cavité doivent être concentriques.
En outre, lors de la production du moule, pour faciliter la réparation du moule, il est toujours d’usage de faire en sorte que la cavité soit plus petite que la taille requise, et que le noyau soit plus grand que la taille requise, en laissant une certaine marge de réparation.
Lorsque le diamètre intérieur du trou moulé est inférieur au diamètre extérieur, la broche de noyau doit être agrandie, car le retrait du trou obtenu par moulage par injection est toujours supérieur à celui des autres zones et s’effectue vers son centre. À l’inverse, si le diamètre intérieur est proche du diamètre extérieur, la broche peut être réduite.
Défaillance de l’équipement
Une capacité de plastification insuffisante, une alimentation ou une vitesse de vis instable, un arrêt défaillant, un clapet hydraulique hors service, un thermocouple brûlé ou un chauffage déconnecté rendent les dimensions des pièces en plastique instables pendant le moulage par injection. Une fois identifiées, ces pannes peuvent être corrigées par des mesures ciblées.
Méthodes ou conditions d’essai incohérentes
Si la méthode, la durée et la température de mesure de la taille des pièces en plastique sont différentes, la taille mesurée sera très différente. Les conditions de température ont le plus grand impact sur le test car le coefficient de dilatation thermique des plastiques est environ 10 fois plus élevé que celui des métaux.
Par conséquent, les dimensions structurelles de la pièce en plastique doivent être déterminées à l’aide de la méthode et des conditions de température standard, et la pièce doit être suffisamment refroidie et figée avant la mesure. En général, les changements dimensionnels des pièces en plastique sont significatifs dans les 10 heures suivant le démoulage, et ce n’est qu’après 24 heures qu’ils sont fixés.
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