Guide de transformation du PA par moulage par injection

Types de matériaux PA

PA- Le polyamide, également connu sous le nom de nylon, est un terme générique désignant un large groupe de polymères de type amide. Les plus courants sont le PA6, le PA66 et le PA1010.

Récemment, avec le développement de l’industrie informatique, l’utilisation d’un nouveau type de polyamide - le PA46, qui est utilisé pour remplacer le LCP (polymère à cristaux liquides) dans la production de modules d’extension d’ordinateurs, a augmenté de façon spectaculaire.

Le PA possède de bonnes propriétés mécaniques, une bonne ténacité, une bonne résistance aux chocs, une bonne résistance à l’usure, il est autolubrifiant, ignifuge, isolant, etc. Il est donc largement utilisé dans de nombreux domaines tels que l’automobile, les machines, l’électronique, l’instrumentation, l’industrie chimique, tels que les engrenages, les poulies, les roulements, les roues, les bagues, les conteneurs, les brosses, les fermetures à glissière, etc.

Les PA6, PA66 et PA46 sont des polyamides aliphatiques, des polymères linéaires dont la structure moléculaire comporte des groupes amides hautement polaires, ce qui leur confère un degré élevé de cristallinité.

Les performances des produits en PA moulés par injection dépendent de leur forme cristalline et de leur taux de cristallinité.

Les conditions de transformation ont une influence sur la forme cristalline et la cristallinité, la cristallisation des produits PA peut varier jusqu’à 40% en fonction des conditions de transformation, les produits refroidissent lentement, ont une cristallinité élevée et forment des formes cristallines de plus grande taille. L’absorption d’eau a également un effet sur la cristallinité.

En outre, dans le processus de transformation, le PA, en raison de l’écoulement, du cisaillement, produira un certain degré d’orientation, ce qui entraînera une anisotropie des performances du produit, la résistance le long de la direction d’orientation est meilleure que la direction de non-orientation, l’orientation est également propice au processus de cristallisation, la conception du moule doit donc tenir compte de ce facteur.

Propriétés du PA et PA modifié

Propriétés du PA : Le PA est un type de polymère contenant un groupe amide à l’intérieur, qui peut être produit par la polymérisation d’acide interne et d’ammoniaque dicyclique, ou formé par la condensation d’ammoniaque binaire et d’acide binaire. Auparavant, il était souvent utilisé comme matériau fibreux, puis il s’est progressivement étendu aux applications industrielles.

Le plastique PA possède une grande résistance mécanique, une grande rigidité, une grande ténacité, une excellente résistance à l’usure, de bonnes propriétés électriques. Les principales variétés comprennent le PA6, le PA66, largement utilisés dans les machines, l’automobile, les appareils électroménagers, l’aviation, la métallurgie et d’autres domaines.

La structure du PA contient des groupes amides, l’absorption de l’humidité, l’instabilité de la taille, de sorte que la modification des matériaux PA est inévitable, les méthodes de modification du PA couramment utilisées actuellement sont l’ajout de fibres de verre et l’ajout d’additifs.

L’ajout de fibre de verre 30% au plastique PA peut efficacement améliorer les propriétés mécaniques, la résistance à la chaleur et la résistance au vieillissement des produits moulés par injection en PA, en particulier la résistance à la fatigue peut être augmentée jusqu’à 2,5 fois celle sans ajout de fibre de verre.

Avec l’ajout de fibres de verre dans le PA, les conditions du processus de production doivent également être modifiées, comme l’augmentation de la pression et de la vitesse d’injection, l’augmentation de la température du tonneau et du moule, et la température du tonneau doit être augmentée de 10 à 40 degrés Celsius autant que possible.

Nylon 6 Tm est 220-230℃, Nylon 66 est 260-270℃, Nylon lui-même a base d’absorption de l’eau, donc il a l’absorption de l’eau, il doit être séché avant de former, la température est trop élevée pour sécher, puis le grain de nylon est décoloré.

Performance de traitement du moulage par injection de PA

Il existe de nombreuses variétés de PA, telles que PA6, PA66, PA610, PA1010, etc. Ils présentent des différences de performances, mais les performances de base sont les mêmes. Les principales propriétés de traitement du moulage sont les suivantes.

1. Le PA a une forte hygroscopicité, et doit être préchauffé et séché avant le moulage par injection, et il faut empêcher la réhygroscopicité après le préchauffage et le séchage, et la teneur en humidité après séchage ne doit pas dépasser 0,3%.

2. Le PA est un plastique cristallin, un point de fusion élevé, une mauvaise stabilité thermique lors de la fusion, si la température du matériau dépasse 300 ℃, le temps de rétention à cette température dépasse 90min, il est facile de produire une décomposition. Il est facile d’absorber l’humidité, il faut le sécher, la teneur en eau ne doit pas dépasser 0,3%. 3.

3. La viscosité du PA à l’état fondu est faible, sa fluidité est excellente, il est facile de remplir le moule, mais il est également facile de faire déborder le matériau et de provoquer un phénomène de “salivation” ; la machine d’injection à vis doit être équipée d’une buse autobloquante et doit être chauffée ; la tête de la vis doit être munie d’une bague anti-retour.

4. La forme et les dimensions du système d’alimentation du moule d’injection PA sont similaires au traitement du PS, mais l’augmentation de la taille du canal d’alimentation et de la section transversale de l’entrée peut améliorer le phénomène de retrait et de creux.

5. La plage de retrait de moulage du PA est large, le taux de retrait est également important et la directionnalité est évidente, de sorte qu’il est facile d’obtenir un retrait, une bosse et une déformation.

6. L’épaisseur de la paroi du plastique PA doit être aussi uniforme que possible, le degré du matériau de démoulage doit être légèrement plus élevé, en particulier pour les pièces en plastique à parois épaisses et profondes de type haut, qui doivent prendre une grande valeur.

7. L’orientation des liaisons moléculaires du PA est moins sensible au taux de cisaillement pendant le moulage, de sorte que la pression de moulage a moins d’influence sur les performances des pièces en plastique.

8. En raison du fort retrait du PA, pour obtenir des pièces plastiques de haute précision, en plus d’un contrôle strict des conditions du processus de moulage par injection, il est préférable de le faire sur la base de tests dans la conception du moule.

9. Le PA a un point de fusion manifestement élevé et étroit, il doit donc être moulé à une température plus élevée.

10. Le coefficient de diffusion de la chaleur du PA est supérieur à celui du PS, ce qui facilite la dissipation de la chaleur, la paroi de la carotte est facile à générer une couche de coquille plus épaisse, c’est pourquoi la section transversale du canal principal doit être légèrement supérieure à celle du PS.

11. Lors de l’injection de PA fondu, il convient d’utiliser une vitesse d’injection plus élevée afin d’éviter que le PA fondu ne se solidifie rapidement dans la cavité.

12. La plage de température de fusion du PA est étroite, de sorte que le canal principal utilisé pour le moulage du PA doit être épais et court, sinon il est facile de provoquer une solidification.

13. Le PA a une bonne fluidité et est facile à déborder. Il convient d’utiliser une buse autobloquante et doit être chauffé.

14. La température du moule est choisie en fonction de l’épaisseur de paroi de la pièce plastique, dans une plage de 20 à 90 degrés ; la pression d’injection est choisie selon le type de machine de moulage par injection, la température du matériau, la forme et les dimensions de la pièce plastique ainsi que le système d’alimentation du moule ; le cycle de moulage par injection est déterminé selon l’épaisseur de paroi de la pièce plastique.

Lorsque la viscosité de la résine est faible, le temps d’injection et de refroidissement doit être long et l’huile blanche doit être utilisée comme agent de démoulage.

Conditions de moulage par injection de PA

Température du fût

La température du tonneau a une grande influence sur le taux de rétrécissement des pièces en plastique ; une température élevée entraînera un taux de rétrécissement important ; au contraire, le taux de rétrécissement sera faible.

La température du fourreau doit être déterminée selon le point de fusion du plastique. Sur une machine de moulage par injection à vis, elle est supérieure de 10 à 30 ℃ au point de fusion du plastique, tandis que sur une machine de moulage par injection à piston, elle lui est supérieure de 30 à 50 ℃. La température de la buse est généralement inférieure de 10 à 20 ℃ à celle de l’avant du fourreau.

Température du moule

80℃ est recommandé. La température du moule affecte la cristallinité, et la cristallinité affecte les propriétés physiques du produit. Pour les pièces en plastique à parois minces, si une température de moule inférieure à 40C est utilisée, la cristallinité de la pièce en plastique changera avec le temps, et un recuit est nécessaire pour maintenir la stabilité géométrique de la pièce en plastique.

La température du moule doit être déterminée en fonction de l’épaisseur de la pièce en plastique et des exigences de performance. Elle est généralement comprise entre 40 et 100 °C.

Lorsque la température du moule est élevée, la dureté de la pièce en plastique est importante et la résistance à l’usure est bonne ; lorsque la température du moule est basse, l’allongement est important et la transparence et la ténacité sont bonnes, mais lorsque la température du moule est trop basse, la vitesse de refroidissement de la pièce en plastique sera inégale et entraînera des défauts ; en général, le facteur le plus important pour décider de la température du moule est l’épaisseur de la paroi du produit.

Traitement de séchage

Si le matériau est scellé avant d’être transformé, il n’est pas nécessaire de le sécher. Toutefois, si le conteneur de stockage est ouvert, il est recommandé de le sécher à l’air chaud à 85°C. Si l’humidité est supérieure à 0,2%, un séchage sous vide à 105°C pendant 12 heures est également nécessaire.

Température de fusion

260~290C. 275~280C pour les produits additifs pour le verre. La température de fusion ne doit pas dépasser 300C.

Pression d’injection

Généralement à 750~1250bar, en fonction du matériau et de la conception du produit.

Vitesse d’injection

Vitesse élevée (elle devrait être un peu plus faible pour les matériaux renforcés).

Canal d’écoulement et vanne

Le temps de solidification du PA66 étant très court, l’emplacement du portillon est très important. L’ouverture du portillon ne doit pas être inférieure à 0,5*t (où t est l’épaisseur de la pièce en plastique).

En cas d’utilisation d’un canal chaud, la taille de la porte doit être plus petite qu’avec un canal conventionnel, car le canal chaud peut aider à empêcher le matériau de se solidifier prématurément.

Si des vannes immergées sont utilisées, le diamètre minimum de la vanne doit être de 0,75 mm afin d’éviter les défauts tels que les bulles d’air et les brûlures.

Vitesse de la vis

Une vitesse moyenne convient. Une vitesse trop rapide dégradera le plastique en raison d’un cisaillement excessif, ce qui entraînera une décoloration et une dégradation des performances du produit. Une vitesse trop lente affectera la qualité de la matière fondue et l’efficacité de la production en raison d’un temps de fusion trop long.

Contre-pression

Afin de garantir la qualité des produits, plus la contre-pression est faible, mieux c’est. Une contre-pression élevée entraînera un cisaillement trop important de la matière fondue et une dégradation par surchauffe.

Avantages et inconvénients des matériaux PA

Avantages

1. Résistance mécanique élevée, bonne ténacité, résistance élevée à la traction et à la compression. La résistance à la traction est proche de la limite d’élasticité, plus de deux fois supérieure à celle de l’ABS.

2. Résistance exceptionnelle à la fatigue, les pièces peuvent encore conserver leur résistance mécanique d’origine après des pliages répétés. Les mains courantes des escaliers roulants, les nouvelles jantes en plastique des bicyclettes et d’autres occasions où l’effet de la fatigue cyclique est très évident sont souvent utilisées pour le PA.

3. Surface lisse, faible coefficient de frottement, résistance à l’usure. Il est autolubrifiant lorsqu’il est utilisé comme composant mécanique mobile, peu bruyant, et peut être utilisé sans lubrifiant lorsque le frottement n’est pas trop élevé.

4. Résistance à la corrosion, très résistante aux liquides alcalins et à la plupart des sels, mais aussi résistante aux acides faibles, aux huiles, à l’essence et à d’autres solvants, les composés aromatiques sont inertes, et peuvent être utilisés comme matériaux d’emballage pour les lubrifiants, les carburants, etc.

Inconvénients

1. Absorbe facilement l’eau. L’absorption d’eau affecte dans une certaine mesure les dimensions et la précision des pièces, notamment l’épaississement des pièces à paroi mince ; elle réduit aussi fortement la résistance mécanique du plastique. Le choix du matériau doit tenir compte de l’environnement d’utilisation et de l’incidence des autres composants sur la précision.

2. Faible résistance à la lumière. Dans un environnement durablement chaud, le matériau s’oxyde au contact de l’oxygène de l’air : il brunit d’abord, puis sa surface se fragmente et se fissure.

3. Exigences plus strictes pour la technologie de moulage par injection : la présence de traces d’humidité détériore fortement la qualité du moulage ; la dilatation thermique rend difficile la maîtrise de la stabilité dimensionnelle du produit.

L’existence d’angles vifs dans le produit entraînera une concentration des contraintes et réduira la résistance mécanique ; l’épaisseur inégale des parois entraînera une distorsion et une déformation des pièces ; les pièces après le traitement de l’équipement exigent une grande précision.

4. Absorbe l’eau, l’alcool et gonfle, ne résiste pas aux acides forts et aux oxydants, ne peut être utilisé comme matériau résistant aux acides.

Domaines d’application du matériau PA

Applications : largement utilisé dans les machines, l’instrumentation, les pièces automobiles, l’électricité et l’électronique, le ferroviaire, l’électroménager, les communications, les machines textiles, les articles de sport et de loisirs, les conduites et réservoirs d’huile ainsi que certains produits d’ingénierie de précision.

Appareils électroniques : connecteurs, bobines, minuteries, capots de disjoncteurs et supports de boîtiers d’interrupteurs.

Automobile : ventilateurs de refroidissement, poignées de porte, bouchons de réservoir, grilles d’admission d’air, couvercles de radiateur et douilles de lampe.

Pièces industrielles : sièges de chaise, cadres de vélo, bases de patin, navettes textiles, pédales et glissières.

Résumé

Cet article présente les types et propriétés des plastiques techniques PA, leur procédé de moulage par injection, le choix des équipements, la conception du produit et les points à prendre en compte pour le moule en production réelle, ainsi que les solutions aux défauts courants.

Pour choisir le PA et assurer la fabrication de produits par moulage par injection, il est recommandé de faire appel à une usine de moules d’injection expérimentée et à un fournisseur de produits moulés par injection afin qu’ils recommandent un PA adapté à l’usage, aux exigences fonctionnelles, à l’aspect et aux autres critères du produit, et garantissent ainsi le bon déroulement du projet.

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