Assistance au gaz moulage par injection est un procédé qui utilise du gaz pour pousser la matière plastique dans le moule. Le processus est ainsi plus rapide, plus efficace et permet d'obtenir un produit de meilleure qualité.

Moulage par injection assisté par gaz (GRIM) est un nouveau type de processus de moulage par injection, qui a été largement utilisé à l'étranger ces dernières années et qui est de plus en plus utilisé en Chine.

Le moulage par injection assistée par gaz est un procédé qui utilise du gaz sous pression pour aider à la fabrication de pièces de rechange. pièces moulées par injection refroidissent plus rapidement et durcissent plus vite.

Le moulage par assistance gazeuse est un procédé de moulage à basse pression. moulage par injection de plastique processus au cours duquel de l'azote gazeux sous pression est injecté dans le moule, poussant le plastique fondu dans les extrémités du moule, tout en creusant des sections plus épaisses dans la pièce.

Cet article de blog traite de ce qu'est l'assistance au gaz. moulage par injection et comment il fonctionne !

Principe du moulage par injection assistée par gaz

Le principe consiste à utiliser un gaz inerte à relativement basse pression (l'azote est couramment utilisé en raison de son faible coût et de sa sécurité, ainsi que de son rôle de réfrigérant, avec une pression de 0,5 à 300 MPa) pour remplacer une partie de la résine dans la cavité du processus de moulage traditionnel afin de maintenir la pression et d'obtenir de meilleures performances de moulage du produit.

Avantages du moulage par injection sous assistance gazeuse

Assisté par gaz moulage par injection surmonte les limites des systèmes traditionnels de moulage par injection de plastique et le moulage de mousse et présente les avantages suivants :

Bonne performance des pièces

(1) Éliminer les pores et les dépressions en ouvrant raisonnablement des canaux de gaz dans les barres de renforcement et les languettes placées aux joints des différentes épaisseurs de paroi des pièces et en introduisant du gaz après l'injection du matériau de la face inférieure.

Il compense le retrait de la matière fondue pendant le processus de refroidissement et évite la formation de pores et de dépressions.

Ce processus est à prendre en compte pour sa capacité à emballer des géométries épaisses qui entraîneraient des marques d'enfoncement avec un processus de moulage traditionnel.

(2) Réduction des contraintes internes et de la déformation par gauchissement Pendant le processus de refroidissement de la pièce, un canal de gaz continu est formé depuis la buse de gaz jusqu'à la fin du flux de matériau sans perte de pression, et la pression de l'air est constante partout, ce qui réduit les contraintes résiduelles et empêche la déformation par gauchissement de la pièce.

(3) Augmentation de la résistance de la pièce La conception du renfort creux et des languettes sur la pièce fait que le rapport résistance/poids est supérieur d'environ 5 à celui de pièces solides similaires, et que le moment d'inertie de la pièce augmente considérablement, ce qui accroît la résistance de la pièce.

(4) Pour améliorer la flexibilité de la conception, l'injection assistée par gaz peut être utilisée pour former des produits dont l'épaisseur de paroi est inégale, de sorte que l'original doit être divisé en plusieurs parties de produits de moulage séparés pour obtenir un moulage unique, afin de faciliter l'assemblage des pièces.

Par exemple, une entreprise étrangère a produit à l'origine des dizaines de pièces métalliques comme la carrosserie principale, la forme des panneaux de porte de voiture complexes, grâce à la technologie GAI M et à l'utilisation de matériaux d'alliage plastique pour réaliser un moulage unique.

Faible coût

(1) Économiser les matières premières grâce au gaz assisté moulage par injection dans les parties les plus épaisses du produit pour former une cavité, ce qui peut réduire le poids du produit fini jusqu'à 10% à 50%

(2) Réduction des coûts d'équipement L'injection assistée par gaz nécessite moins de pression d'injection et de force de serrage que l'injection ordinaire. moulage par injection (25% à 50% d'économies) tout en économisant jusqu'à 30% d'énergie.

(3) Temps de cycle de moulage relativement plus court grâce à l'élimination des parties plus épaisses du matériau de base, réduisant le temps de refroidissement jusqu'à 50%.

Compte tenu de ces avantages, l'injection assistée par gaz convient au moulage de grands produits plats tels que les plateaux de table, les portes, les planches, etc. ; de grandes armoires telles que les boîtiers d'appareils ménagers, les boîtiers de téléviseurs, les boîtiers de machines de bureau, etc. ; de composants structurels tels que les socles, les tableaux de bord automobiles, les pare-chocs, les couvercles de phares automobiles et d'autres pièces intérieures et extérieures de véhicules.

Sélection des matériaux pour le moulage par injection assistée par gaz

En théorie, tous les thermoplastiques qui peuvent être utilisés dans les systèmes conventionnels d'alimentation en eau potable et de traitement des eaux usées peuvent être utilisés dans les systèmes de traitement des eaux usées. moulage par injection conviennent au moulage par injection assisté par gaz, y compris certaines résines chargées et certains plastiques renforcés.

Certaines matières plastiques très fluides et difficiles à remplir, comme le polyuréthane thermoplastique, peuvent être difficiles à mouler ; les résines à haute viscosité nécessitent une pression de gaz élevée et posent des problèmes techniques, et les matériaux de renforcement en fibre de verre peuvent être abrasifs pour l'équipement.

Dans le processus de moulage assisté par gaz, l'épaisseur de la paroi et les défauts de surface des pièces étant largement déterminés par les performances des matières premières, la modification des paramètres du processus n'a pas un grand impact sur ces dernières, de sorte que le choix des matières premières de moulage est extrêmement important.

Matériaux utilisés dans le moulage sous assistance gazeuse Comme pour la mousse structurelle, presque tous les matériaux thermoplastiques peuvent être utilisés dans une application sous assistance gazeuse, y compris - le polycarbonate - l'oxyde de polyphénylène - PPO (Noryl) - le polybutylène téréphtalate - PBT (Valox) - l'acrylonitrile-butadiène-styrène - ABS.

Le PA (polyamide) et le PBT (polybutylène téréphtalate) ont une stabilité cristalline unique et conviennent particulièrement bien à l'application de la technique du gaz. moulage par injection;

Le PA6, le PA66 et le PP sont également souvent utilisés pour le moulage assisté par gaz ; pour certaines résines partiellement cristallines, la face interne du moulage près du canal d'air ne présente pas de couche limite amorphe évidente en raison de la vitesse de refroidissement relativement lente, mais la face externe produira une couche limite amorphe en raison du refroidissement rapide de la paroi du moule, ce qui affecte la qualité du produit.

Pour les plastiques renforcés de fibres de verre, une légère orientation moléculaire se produira au niveau de la paroi du moule, et les pièces à haute résistance de moulage maximale peuvent être sélectionnées parmi les résines à module élastique élevé à une certaine distance sous la paroi du moule (environ 1 mm de la surface extérieure du produit) le long de la direction de l'écoulement du matériau, et les matériaux de résine appropriés doivent être sélectionnés en fonction des exigences des pièces et des conditions de moulage spécifiques dans le processus de production réel.

Conception de canaux de gaz dans les pièces moulées par injection assistée par gaz

La conception du canal de gaz est l'un des facteurs de conception les plus critiques dans la technologie du moulage assisté par gaz, qui affecte non seulement la rigidité du produit, mais aussi son comportement lors du traitement. Comme il prédéfinit l'état d'écoulement du gaz, il affecte également l'écoulement de la matière fondue au cours de la phase d'injection initiale, et une sélection raisonnable du canal de gaz est essentielle pour mouler des produits de meilleure qualité.

Géométrie des canaux gazeux courants

Pour les grandes pièces en tôle avec renfort, l'épaisseur du substrat est généralement comprise entre 3 et 6 mm pour le traitement au gaz. moulage par injectionqui peut être réduite à 1,5-2,5 mm pour les pièces dont la distance d'écoulement des gaz est plus courte ou dont les dimensions sont plus petites.

L'épaisseur de la paroi du renfort peut atteindre 100%-125% de l'épaisseur de la paroi de la pièce à laquelle il est relié sans créer de dépression.

La géométrie du canal de gaz doit être symétrique ou unidirectionnelle par rapport à la porte, le canal de gaz doit être continu et le volume doit être inférieur à 10% du volume total de la pièce.

Analyse de la résistance de la pièce

Les pièces traditionnelles avec renfort sont souvent bosselées, déformées, etc. L'utilisation de l'assistance gazeuse moulage par injection pour des pièces renforcées avec différentes géométries de section ne garantit pas seulement la résistance des produits, mais surmonte également les lacunes des méthodes traditionnelles de fabrication de pièces renforcées. moulage par injection.

Généralement, à épaisseur de substrat égale, la résistance de la pièce avec armature creuse en forme de T large est plus élevée que celle de la pièce avec armature creuse en forme de T étroit, qui est plus élevée que celle de la pièce avec armature creuse semi-circulaire de même section transversale.

La résistance du produit varie fortement en fonction de la taille de la force et de sa forme, bien que l'utilisation de renforts puisse augmenter la rigidité du produit, si une concentration locale de contraintes lui est appliquée, la résistance du produit s'en trouvera fortement affaiblie.

Taille du canal de gaz

La taille du canal de gaz est étroitement liée à la direction d'écoulement du gaz de remplissage, qui s'écoule toujours dans la direction de moindre résistance dans le canal d'écoulement.

Fluide newtonien stable à travers un tube circulaire de diamètre D, la formule de chute de pression est ΔP = 32μVL/D, où μ est la viscosité du fluide, V est le débit moyen, L est la longueur de la section de fluide, D est le diamètre du tube, parce que le gaz pleine viscosité est très faible, moins de 0,1% de la résine et la chute de pression dans la direction de la longueur peut être ignorée, et donc seulement la résistance générée par la chute de pression de la résine doit être considérée.

L'écoulement du fluide pseudoplastique dans un tube circulaire formule de chute de pression et la forme du fluide newtonien est similaire, de sorte que l'utilisation de la formule ci-dessus sans tenir compte des conditions réelles du fluide et du gaz, comparée sur la base du gaz près du point de déversement de différentes directions de la chute de pression ΔP (c'est-à-dire, comparer la taille de chaque section de L et D), peut résoudre qualitativement le problème de gaz Zhu direction de remplissage ΔP petite direction qui est la direction préférée de l'écoulement du gaz.

La modification de la taille du canal d'écoulement entraîne directement une modification de la perte de charge dans différentes directions, ce qui modifie la direction d'écoulement du gaz et affecte la qualité de la pièce moulée.

Conception d'un moule pour le moulage par injection de l'assistance gazeuse

Étant donné que l'assistance interne au gaz moulage par injection utilise une pression d'injection et une force de serrage relativement faibles, le moule peut être fabriqué en alliage à base de zinc, en aluminium forgé et en d'autres alliages légers, en plus du moule général en acier.

La conception du moule de l'appareil à gaz moulage par injection est similaire à celui d'une moulage par injection de plastique. Les défauts causés par la conception du moule et de la structure de la pièce ne peuvent pas être compensés en ajustant les paramètres du processus de moulage, mais la conception du moule et de la structure de la pièce doit être modifiée à temps.

Les principes de conception requis en général moulage par injection de plastique sont toujours applicables dans le cadre de l'assistance au gaz. moulage par injection Les principaux éléments à prendre en compte pour les différentes parties de la conception sont les suivants :

(1) Éviter le phénomène d'injection Bien que l'injection de gaz tende à s'orienter vers les produits à parois minces et la production de courbes de forme spéciale, l'injection de gaz traditionnelle est toujours utilisée pour produire des pièces à grand volume de cavité, le flux de matériau à travers la porte est soumis à une contrainte de cisaillement élevée, susceptible de provoquer des phénomènes de rupture de la matière fondue, tels que l'injection et le fluage.

La conception peut augmenter de manière appropriée la taille de la vanne d'entrée et placer la vanne au niveau des produits minces pour améliorer la situation.

(2) Conception de la cavité en raison de l'injection de gaz dans la quantité de sous-remplissage, de la pression d'injection de gaz, du temps et d'autres paramètres difficiles à contrôler de manière cohérente, de sorte que l'injection de gaz nécessite généralement une cavité de moule, en particulier lorsque les exigences de qualité du produit doivent être élevées.

Dans la production réelle, il existe des exemples de quatre cavités dans un moule, et lors de l'utilisation d'une conception à cavités multiples, il est nécessaire d'utiliser le système de coulée équilibré.

(3) La conception de la porte n'utilise généralement qu'une seule porte, et sa position doit être réglée de manière à garantir que la matière fondue de la pièce sous-injectée est uniformément remplie dans la cavité du moule et à éviter les jets.

Si l'aiguille à gaz est installée dans la buse de l'injecteur et dans le système de coulée, la taille de l'ouverture doit être suffisamment grande pour éviter que la matière fondue ne se condense à cet endroit avant l'injection du gaz.

L'un des problèmes les plus courants de l'injection assistée par gaz est que le gaz pénètre à travers le canal de gaz prévu dans la couche microfine de la pièce, formant des empreintes de gaz en forme de doigts ou de feuilles sur la surface, même quelques "empreintes" de ce type peuvent être fatales au produit et doivent être évitées à tout prix.

La recherche montre que la principale raison de la formation de ces défauts est due à un réglage inadéquat de la taille de l'ouverture et du temps de retard du gaz, et ces deux facteurs interagissent souvent. Par exemple, si l'on utilise une ouverture plus petite et un temps de retard plus court, il est très facile de produire de telles conséquences négatives, qui non seulement affectent l'apparence de la qualité du produit, mais réduisent aussi considérablement la résistance de la pièce.

En général, nous pouvons utiliser la méthode consistant à raccourcir la longueur du canal de gaz, à augmenter la taille de la porte d'entrée et à contrôler raisonnablement la pression du gaz pour éviter cette situation défavorable.

(4) La géométrie du canal doit être symétrique ou unidirectionnelle par rapport à la porte, et le sens du flux de gaz et le sens du flux de résine fondue doivent être identiques.

(5) L'espace de débordement pour réguler l'équilibre du flux doit être conçu dans le moule pour obtenir le canal creux idéal.

Perspectives de développement du moulage par injection assisté par gaz

Ces dernières années, la technologie d'assistance au gaz a été largement utilisée dans les appareils électroménagers, les automobiles, les fournitures de bureau assistées au gaz et d'autres industries, et elle se développe dans le sens d'une amélioration de la stabilité dimensionnelle des produits, la fabrication de produits à parois minces avec d'excellentes propriétés de surface, la production de tuyaux de forme spéciale, le remplacement de pièces métalliques dans l'industrie automobile, etc. On pense que la technologie d'injection de gaz continuera à jouer un rôle important dans la production industrielle future.