Le moulage par injection est l'une des technologies de production les plus importantes de l'industrie plastique moderne. Avec l'importance croissante accordée à la protection de l'environnement et à la recherche d'un monde durable, les gobelets jetables en PET (polyéthylène téréphtalate) et en PLA (acide polylactique) sont devenus populaires. Ces matériaux présentent non seulement d'excellentes propriétés physiques, mais répondent également aux exigences environnementales. Où et comment les machines de moulage par injection peuvent-elles être utilisées pour produire des gobelets en PET et en PLA ? Cet article aborde cette question sous plusieurs angles, notamment celui des propriétés des matériaux, procédés de moulage par injectionLes résultats de l'évaluation sont présentés dans le tableau ci-dessous, avec les exigences en matière d'équipement et les cas d'application pratiques.

Propriétés des matériaux PET et PLA

Matériau PET

Le PET est un matériau thermoplastique partiellement cristallin utilisé dans les fibres, les aliments et les contenants de boissons. Le PET présente les caractéristiques suivantes :

Transparence et brillance élevées : Le PET est très transparent et très brillant, ce qui le rend idéal pour les matériaux d'emballage transparents.

Excellentes propriétés mécaniques : Le PET présente une résistance élevée à la traction et est robuste, capable de résister à la pression et aux chocs sans dommages importants.

Résistance chimique : Le PET est résistant à la corrosion chimique, d'où son nom.

Recyclabilité : Le PET est hautement recyclable et respecte les réglementations en matière de protection de l'environnement.

Bonne résistance à la chaleur : Le PET a une grande résistance à la chaleur et ne se ramollit pas ou ne se déforme pas à des températures élevées, contrairement au PVC. Il convient donc aux emballages alimentaires nécessitant une stérilisation à haute température.

Matériau PLA

Le PLA est un matériau plastique respectueux de l'environnement car il est fabriqué à partir de ressources renouvelables comme le maïs ou la canne à sucre. Le PLA présente les caractéristiques suivantes :

Biodégradabilité : Le PLA peut être biodégradé dans l'environnement du compostage industriel et est donc respectueux de l'environnement.

Bonne transparence : Comme le PET, le PLA présente également une grande transparence qui peut être utilisée pour des produits d'emballage transparents tels que les productions en couches minces et les emballages flexibles.

Traitement facile : En tant que polyamide aliphatique, le PLA présente d'excellentes caractéristiques de mise en œuvre et peut être transformé à l'aide de différentes techniques.

Faible stabilité thermique : Il est donc limité dans divers domaines d'application, en particulier dans les domaines qui impliquent des températures élevées car, à ces températures, le PLA se ramollit et se dégrade.

Sécurité du contact alimentaire : Le PLA est biodégradable et produit à partir de ressources et de matières premières renouvelables. Il est conforme à la directive sur les matériaux en contact avec les aliments (Food Contact Material) pour les aliments et les boissons.

Processus de moulage par injection

Principe du moulage par injection

Le moulage par injection consiste à fabriquer des objets en introduisant du plastique fondu dans un trou, puis en le laissant refroidir et durcir. Ce processus implique de chauffer le plastique, de le faire fondre, de l'injecter dans un trou, de l'écraser, de le refroidir et de le retirer. Les principales pièces sont la gicleuse, le support, la machine à faire des trous, le chauffage et le contrôleur.

Paramètres de moulage par injection

Paramètres clés de la processus de moulage par injection inclure :

Température : La température de fusion du plastique et la température du moule sont deux facteurs importants qui déterminent la qualité du produit final.

Pression : La pression d'injection et la pression de maintien déterminent la quantité de plastique qui remplit le moule.

Le temps : Le temps d'injection, le temps de maintien et le temps de refroidissement déterminent les dimensions et les propriétés mécaniques du produit.

Avantages du moulage par injection

Le moulage par injection présente les avantages suivants :

Efficacité de production élevée : Cette technique de production est idéale pour fabriquer rapidement un grand nombre de produits à l'aide de machines de moulage par injection.

Haute précision : Les moules pour le moulage par injection de plastique sont très précis et permettent de réaliser des formes très compliquées.

Haut degré d'automatisation : Les machines d'aujourd'hui sont très automatisées, de sorte qu'il n'y a pas grand-chose à faire, ce qui signifie que l'on peut fabriquer beaucoup de choses qui se ressemblent toutes.

Polyvalence : Le moulage par injection permet de fabriquer presque tout ce que l'on veut et d'utiliser presque tous les types de matériaux.

Procédés de moulage par injection pour le PET et le PLA

Moulage par injection de PET

Les principaux éléments à prendre en compte pour le moulage par injection du PET sont les suivants :

Traitement de séchage : Le PET est un matériau qui a soif et qui n'aime pas être mouillé. Lorsque le PET est mouillé, il peut se décomposer et devenir moins utile. Il faut donc le sécher. Après avoir fabriqué votre échantillon, vous devez le mettre au four pendant 4 à 6 heures à 150 ℃.

Contrôle de la température : Le PET a une température de ramollissement élevée, de l'ordre de 250-280°C, et la température du moule doit être contrôlée dans une fourchette de 80-120°C pour obtenir un produit plus beau et plus précis.

Contrôle de la pression : Ainsi, le PET a une faible caractéristique d'écoulement et pour obtenir cet écoulement, une pression d'injection élevée, de l'ordre de 80-140MPa, est nécessaire et même la pression de maintien est élevée. En règle générale, le temps de maintien doit être compris entre 10 et 20 secondes, en fonction de l'épaisseur moyenne de la paroi du produit.

Conception du moule : Le système de refroidissement du moule doit donc être conçu pour refroidir les produits uniformément et rapidement.

Considérations relatives au démoulage : Les produits PET sont assez rigides, il faut donc faire attention en les démoulant pour ne pas les fissurer. Dans ce cas, l'utilisation du bras pour le démoulage est une bonne méthode, qui permet de gagner en rapidité et d'améliorer le produit.

Moulage par injection de PLA

Les points clés du moulage par injection de PLA sont les suivants

Traitement de séchage : Le PLA est également très sensible à l'humidité et doit être séché avant d'être transformé pour atteindre un taux d'humidité de 0,02%. Généralement, le PLA est séché dans un séchoir à 80℃ pendant 2 à 4 heures.

Contrôle de la température : Le PLA, un type de polymère thermoplastique, a un point de fusion plus bas de 160-180℃. La température du moule doit être contrôlée à 30-50℃.

Contrôle de la pression : Les caractéristiques d'écoulement, c'est-à-dire la facilité avec laquelle il s'écoule, sont assez bonnes, car il suffit d'une faible pression d'injection, de l'ordre de 60 à 100 Mpa, et d'une pression de maintien. Il convient de réduire la vitesse d'injection afin d'éliminer le problème de rupture de la matière fondue qui survient avec une vitesse d'injection élevée.

Conception du moule : Les produits en PLA ayant tendance à se déformer, la conception du moule doit permettre un refroidissement uniforme dans l'ensemble du moule afin de réduire les contraintes internes.

Considérations relatives au démoulage : Pour réduire la complexité, les produits en PLA se déforment facilement lors du démoulage et il convient donc de les manipuler avec précaution. Pour tout problème de collage, il convient d'utiliser des revêtements de moule à faible adhérence afin de minimiser l'occurrence des problèmes.

Sélection et configuration des machines de moulage par injection

Types de machines de moulage par injection

Standard moulage par injection peuvent être utilisées pour le moulage par injection du PET et du PLA, mais des configurations appropriées sont nécessaires en fonction des caractéristiques du matériau et des exigences du produit. Les types courants de machines de moulage par injection sont les suivants

Machines de moulage par injection hydraulique : Force de fermeture tonnage Machines de moulage par injection conventionnelles capables de traiter une large gamme de matières plastiques. Ce système hydraulique fournit une pression d'injection et une force de fermeture importantes pour les plastiques PET et d'autres matériaux à haute viscosité.

Machines de moulage par injection entièrement électriques : Ces machines sont considérées comme plus précises, parfaites pour fabriquer des produits très précis et très demandés sur le marché. En effet, le système de commande par servomoteur des machines all-electic permet de régler la vitesse initiale et la pression d'injection dans une plage étroite pour des matériaux tels que le PLA.

Machines de moulage par injection hybrides : Ces machines sont une combinaison de machines hydrauliques et électriques et sont très flexibles et économes en énergie. Elles sont une combinaison de machines hydrauliques et électriques. Nombre d'entre elles peuvent fournir une pression d'injection élevée et sont également très précises et économes en énergie, ce qui fait des machines hybrides le meilleur choix.

Configuration des machines de moulage par injection

Lors de la production de gobelets en PET et PLA, les configurations suivantes doivent être prises en compte :

Conception de la vis : Le PET et le PLA ont des profils de fusion différents et utilisent donc des vis différentes. Pour le PET, il faut utiliser une vis avec une section de compression courte pour obtenir une efficacité de plastification maximale, tandis que pour le PLA, on peut utiliser un profil de vis général, mais il faut avoir la bonne géométrie pour minimiser le temps passé dans la matière fondue et, par conséquent, la quantité de dégradation.

Système de chauffage : Pour éviter que la température ne devienne trop élevée et que la matière fondue ne se décompose, vous devez être en mesure de bien contrôler la température. Les serpentins de chauffage et le système de contrôle de la température doivent être en bon état et bien calibrés afin de maintenir la chaleur dans les pièces.

Système de démoulage : Les moules comprennent des produits PET et PLA qui sont fragiles et doivent être manipulés avec précaution lors du démoulage. La durée du processus de moulage est décrite et un bras robotisé ou un système d'éjection pneumatique peut être conçu pour améliorer le démoulage.

Cas d'application pratique

Cas de production de gobelets en PET

Une entreprise de boissons utilise le PET moulage par injection pour produire des gobelets transparents avec le procédé suivant :

Préparation des matières premières : Nous utilisons les meilleures matières premières PET et veillons à ce que leur taux d'humidité soit inférieur à 0,005%.

Conception du moule : Nous utilisons des moules de haute précision et les concevons avec un bon système de refroidissement pour garantir la stabilité de la taille du produit. Nous choisissons ce matériau de moulage parce qu'il peut chauffer rapidement et uniformément en raison de sa bonne conductivité thermique.

Paramètres de processus : Il doit être moulé à une température de 260℃, tandis que le moule doit être maintenu à une température de 100℃, la pression d'injection étant de 120MPa, la pression de maintien de 80MPa, le temps d'injection de 2 secondes, le temps de maintien de 8 secondes, le temps de refroidissement de 15 secondes.

Contrôle des processus de production : Il utilise l'automatisation adaptative pour la fabrication. Cela signifie qu'il existe un système de contrôle en ligne qui vérifie les dimensions, le poids et la transparence de chaque gobelet fabriqué afin de s'assurer qu'il répond aux exigences de qualité.

Contrôle de la qualité : Un système de détection en ligne contrôle les dimensions, le poids et la transparence du produit pour s'assurer que chaque gobelet répond aux normes de qualité. Des échantillons sont régulièrement prélevés pour tester les propriétés mécaniques et la résistance chimique du produit.

Cas de production de gobelets en PLA

Une entreprise de produits écologiques utilise le processus de moulage par injection PLA pour produire des gobelets biodégradables jetables selon le processus suivant :

Préparation des matières premières : Nous utilisons des matières premières PLA biodégradables, puis nous les séchons pour obtenir un niveau d'humidité inférieur à 0,02%.

Conception du moule : Nous utilisons une structure simple du moule pour réduire le cycle de moulage et augmenter l'efficacité de la production. Ce qui nous différencie de la concurrence, c'est le revêtement à faible adhérence sur la surface du moule, de sorte que le PLA ne colle que très peu.

Paramètres de processus : Température de fusion à 170℃, température du moule à 40℃, pression d'injection à 80MPa, pression de maintien à 60MPa, temps d'injection à 1. Le temps de cycle souhaité pour le produit choisi est de 5 secondes, le temps de maintien est de 5 secondes et le temps de refroidissement est de 10 secondes.

Contrôle des processus de production : Les machines de moulage par injection entièrement électriques sont conçues et réglées pour assurer un contrôle précis de tous les mouvements tout en consommant très peu d'énergie. Parmi les éléments qui rendent la ligne de production plus efficace, on peut citer l'utilisation de systèmes d'alimentation et de démoulage qui nécessitent une intervention humaine minimale.

Contrôle de la qualité : Un échantillonnage régulier permet de s'assurer que chaque lot de produits répond aux normes de biodégradabilité et de propriétés mécaniques. Des tests de biodégradabilité et de performance mécanique sont effectués pour vérifier la vitesse de dégradation du produit et sa résistance à l'usage.

Analyse d'impact économique et environnemental

Analyse des avantages économiques

Utilisation de matériaux PET et PLA pour production de moulage par injection de gobelets présente les avantages économiques suivants :

Efficacité de production élevée : Le moulage par injection reste avantageux en termes d'efficacité et d'automatisation, ce qui le rend plus économique lorsqu'il est utilisé dans des applications où de nombreux produits similaires doivent être fabriqués.

Coût des matériaux : Si le matériau de base du PLA présente des avantages en termes de coûts pour ce qui est de la durabilité, le matériau déchiqueté rend le produit plus intéressant pour les pays qui appliquent des normes environnementales plus strictes pour les produits vendus à l'intérieur de leurs frontières.

Investissement dans l'équipement : L'investissement initial en équipement est élevé, mais le coût peut être récupéré rapidement à mesure que l'échelle de production et l'efficacité augmentent.

Analyse d'impact sur l'environnement

L'utilisation de matériaux PET et PLA présente des avantages environnementaux significatifs :

Recyclabilité du PET : La recyclabilité du PET réduit la charge environnementale après utilisation. Le recyclage et la réutilisation peuvent réduire la consommation de matières vierges et la production de déchets.

Biodégradabilité du PLA : La biodégradabilité du PLA lui permet de se décomposer dans les environnements naturels après son élimination, réduisant ainsi la pollution plastique.

Consommation d'énergie : L'utilisation de machines de moulage par injection entièrement électriques permet de réduire la consommation d'énergie et les émissions de carbone, ce qui rend la production plus respectueuse de l'environnement.

Conclusion

En conclusion, les caractéristiques des machines de moulage par injection montrent que différents types de gobelets, tels que le PET et le PLA, peuvent effectivement être produits grâce à une configuration appropriée de l'équipement et à un réglage précis des paramètres pour chaque type de matériau. Les gobelets en PET ont une très bonne transmission de la lumière et des propriétés mécaniques idéales pour l'emballage des boissons. Les gobelets en PLA, en revanche, coûtent plus cher, sont biodégradables et conviennent aux applications à usage unique pour soutenir un processus respectueux de l'environnement. En raison du développement de la technologie et de l'évolution des tendances et des exigences des clients, les procédés de moulage par injection occuperont à l'avenir une place plus importante dans la fabrication des produits en PET et en PLA.

Peut-être qu'à l'avenir, les normes de respect de l'environnement seront encore plus strictes et que les consommateurs seront davantage sensibilisés à la protection de l'environnement, et que l'utilisation de matériaux biodégradables tels que le PLA sera très demandée. Actuellement, les processus de moulage par injection doivent être améliorés pour s'adapter aux diverses applications pour différents matériaux et produits afin de garantir des solutions efficaces, efficientes, économes en énergie et respectueuses de l'environnement. D'autre part, les fabricants de moulage par injection ont toujours essayé de concevoir et de produire des machines plus modernes et plus intelligentes, capables de répondre à la myriade de demandes du marché dans le monde des produits en plastique.

Dans ce cas, la direction doit mettre l'accent sur des changements continus dans le processus, sur l'accès à de meilleurs équipements et outils de production afin d'améliorer la productivité totale, d'augmenter la qualité des produits et, en même temps, de réduire les coûts de production et d'agir comme une aubaine pour l'économie ainsi que pour le physi. Les consommateurs et les fabricants bénéficient également d'avantages considérables, car les capacités des technologies de moulage par injection ont été largement appliquées à l'ensemble de la chaîne de production des gobelets en PET et en PLA, contribuant non seulement à la popularisation de la fabrication écologique, mais offrant également de nouvelles possibilités d'évolution et d'utilisation efficace des ressources.