Moulage par injection est un processus de fabrication populaire qui peut être utilisé pour produire une variété de pièces et de produits. Toutefois, plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors du choix de ce procédé.

PremièreLe type de matériau à mouler doit être pris en considération. Certains matériaux courants conviennent mieux au moulage par injection que d'autres, et certains types de matériaux peuvent nécessiter une manipulation ou un traitement particulier.

DeuxièmeLa taille et la complexité de la pièce souhaitée doivent être prises en compte. Le moulage par injection est bien adapté à la production d'un grand nombre de pièces relativement simples, mais les pièces plus complexes peuvent être mieux adaptées à d'autres procédés de fabrication.

EnfinPour déterminer le coût du moulage par injection, il faut tenir compte des types d'équipement et d'outillage. Dans de nombreux cas, l'investissement initial dans l'équipement de moulage par injection peut être important, mais le coût par pièce est généralement inférieur à celui d'autres types de procédés de fabrication.

Le moulage par injection est un processus de fabrication impliquant l'injection d'un matériau en fusion dans une cavité de moule. Le matériau se refroidit et durcit pour prendre la forme de la cavité du moule. Moulage par injection est utilisé dans une grande variété d'industries, de l'automobile aux produits de consommation.

Lors de la conception d'une pièce moulée par injection, plusieurs éléments doivent être pris en compte.

Tout d'abord, l'épaisseur des parois des pièces doit être uniforme.

Les parois épaisses peuvent entraîner un gauchissement et un rétrécissement excessif, tandis que les parois minces peuvent entraîner une fracture ou une rupture des pièces.

Deuxièmement, le matériau doit être compatible avec le processus de moulage par injection. Certains matériaux, comme le verre ou le métal, ne peuvent pas être injectés dans la cavité du moule.

Troisièmement, les dimensions de la pièce doivent être comprises dans la tolérance de la machine de moulage par injection.. Si la taille est trop grande ou trop petite, la pièce risque de ne pas sortir correctement du moule ou de ne pas répondre aux spécifications du client.

Enfin, le moule d'injection doit être conçu de manière à assurer un refroidissement et une ventilation appropriés afin d'éviter que la pièce finie ne présente des défauts. En tenant compte de tous ces facteurs, le concepteur peut produire un produit de haute qualité. pièce moulée par injection qui répond aux exigences du client.

Les performances des produits en plastique sont déterminées par l'interaction entre les propriétés des matériaux et les paramètres du processus de moulage. Le choix du matériau a un impact significatif sur les propriétés du produit, car les différents plastiques ont des propriétés physiques et chimiques différentes.

Le processus de moulage joue également un rôle important, car des paramètres différents peuvent entraîner des variations significatives dans le produit final. Pour obtenir les propriétés souhaitées, les matériaux et les procédés de moulage doivent être soigneusement sélectionnés. Il est ainsi possible de fabriquer des produits plastiques de haute qualité qui répondent aux besoins spécifiques de l'application.

Les propriétés des produits en plastique sont influencées par les propriétés des matériaux et les paramètres du processus de moulage, et les différents plastiques nécessitent des paramètres de processus adaptés à leurs propriétés pour obtenir les meilleures propriétés physiques.

Les points clés du moulage par injection sont les suivants :

Rétrécissement des matières plastiques

Forme et calcul du retrait du moulage thermoplastique Comme décrit précédemment, les facteurs suivants affectent le retrait du moulage thermoplastique.

a. Espèces plastiques Le processus de moulage thermoplastique est dû à la cristallisation du volume de la forme du changement, à la contrainte interne, à la congélation dans les parties plastiques de la contrainte résiduelle, à l'orientation moléculaire et à d'autres facteurs, de sorte que, par rapport aux plastiques thermodurcissables, le retrait est plus important, la plage de taux de retrait est plus large et la direction évidente.

En outre, le retrait après moulage, recuit ou traitement de conditionnement à l'humidité est généralement plus important que dans les plastiques thermodurcissables.

b. Caractéristiques des pièces en plastique Lors du moulage, la matière en fusion et la surface de la cavité entrent en contact avec la couche externe et refroidissent immédiatement pour former une coquille solide de faible densité.

En raison de la mauvaise conductivité thermique du plastique, la couche interne de la pièce en plastique se refroidit lentement et forme une couche solide de haute densité avec un retrait important. Par conséquent, une épaisseur de paroi appropriée, un refroidissement lent et une couche de haute densité constituent un retrait important.

En outre, la présence ou l'absence d'inserts ainsi que la disposition et le nombre d'inserts ont un impact direct sur la direction du flux de matière, la distribution de la densité et la taille de la résistance au retrait, de sorte que les caractéristiques des pièces en plastique sur la taille du retrait ont un impact directionnel.

c. La forme, la taille et la répartition de ces facteurs à l'entrée affectent directement la direction du flux de matière, la répartition de la densité, l'effet de maintien de la pression et de retrait, ainsi que le temps de moulage.

Entrée directe, section d'entrée importante (en particulier section plus épaisse), faible retrait mais directionnel, entrée large et courte longueur, faible directionnel. Celles qui sont proches de l'entrée ou parallèles à la direction du flux de matériau auront un retrait important.

d. Conditions de moulage La température du moule est élevée, le refroidissement du matériau fondu est lent, la densité est élevée, le retrait est important, en particulier pour les matériaux cristallins en raison de leur forte cristallinité, le changement de volume est plus important, le retrait est donc plus important.

La distribution de la température du moule et le refroidissement à l'intérieur et à l'extérieur des pièces en plastique et l'uniformité de la densité sont également liés, affectant directement la taille et la direction du retrait de chaque pièce.

En outre, la pression et le temps de maintien ont également un impact plus important sur le rétrécissement, la pression étant importante et le temps long, le rétrécissement est faible mais directionnel.

Pression d'injection élevée, la différence de viscosité du matériau fondu est faible, la contrainte de cisaillement entre les couches est faible, l'élasticité après le saut de moule, de sorte que le retrait peut également être modérément réduit, la température élevée du matériau, le retrait, mais la direction est faible.

Par conséquent, l'ajustement de la température du moule, de la pression, de la vitesse d'injection et du temps de refroidissement pendant le moulage peut également modifier le retrait des pièces en plastique.

Lors de la conception du moule, l'épaisseur de la paroi et la forme de la pièce en plastique, la taille et la répartition de l'entrée, ainsi que le taux de retrait de chaque partie de la pièce en plastique sont déterminés empiriquement en fonction de la plage de retrait des différents plastiques, puis la taille de la cavité est calculée.

Pour les pièces plastiques de haute précision et les difficultés à appréhender le taux de retrait, il convient généralement d'utiliser les méthodes suivantes pour concevoir le moule.

1. Prendre un taux de retrait plus petit pour le diamètre extérieur de la pièce en plastique et un taux de retrait plus grand pour le diamètre intérieur afin de laisser une marge de correction après le moule d'essai.

2. Tester le moule pour déterminer la forme, la taille et les conditions de moulage du système de coulée.

3. Traiter les pièces en plastique par post-traitement afin de déterminer le changement de taille (la mesure doit être effectuée 24 heures après le démoulage). 

4. Corriger le moule en fonction du retrait réel

5. Essayez à nouveau le moule et corrigez légèrement la valeur de retrait en modifiant les conditions du processus de conception de manière appropriée pour répondre aux exigences de la pièce en plastique.

Les facteurs affectant le retrait du moulage thermoplastique sont les suivants :

1. Dans les différentes variétés de plastique, le taux de rétrécissement du matériau est différent. Les matériaux cristallins se rétractent davantage, les matériaux amorphes se rétractent et s, et plus le remplissage est important, plus le rétrécissement du matériau est faible.

2. La taille et la structure du moule de moulage en plastique. Si l'épaisseur uniforme de la paroi de la pièce moulée est trop importante ou si le système de refroidissement n'est pas bon, le taux de rétrécissement s'en trouvera affecté.. En outre, la présence ou l'absence d'inserts ainsi que la disposition et le nombre d'inserts influencent directement la direction du flux de matière, la distribution de la densité et la taille de la résistance au rétrécissement.

3. La forme, la taille et la distribution de la bouche du matériau. Ces facteurs affectent directement la direction du flux de matière, la distribution de la densité, l'effet de maintien de la pression et de rétrécissement, et le temps de moulage.

4. Température du moule et pression d'injection. Température élevée du moule et la densité élevée de la matière fondue pendant le moulage entraîneront un retrait plastique important, en particulier pour les matières plastiques à forte cristallinité. La répartition de la température et l'uniformité de la densité des pièces en plastique ont également une incidence directe sur l'ampleur et la direction du retrait.

La pression et le temps de maintien ont également un impact sur le retrait. Si la pression est élevée et le temps long, le retrait est faible mais la direction est importante. Par conséquent, l'ajustement de la température du moule, de la pression, de la vitesse d'injection et du temps de refroidissement pendant le moulage peut également modifier le retrait des pièces en plastique.

Lors de la conception du moule, l'épaisseur de la paroi et la forme de la pièce en plastique, la taille et la répartition de l'entrée, ainsi que le taux de retrait de chaque partie de la pièce en plastique sont déterminés empiriquement en fonction de la plage de retrait des différents plastiques, puis la taille de la cavité est calculée.

Pour les pièces plastiques de haute précision et les difficultés à appréhender le taux de retrait, il convient généralement d'utiliser les méthodes suivantes pour concevoir le moule.

a) Prendre un taux de retrait légèrement inférieur pour le diamètre extérieur des pièces en plastique et un taux de retrait supérieur pour le diamètre intérieur, afin de laisser une marge de manœuvre pour la correction après l'essai du moule.

b) Essai du moule pour déterminer la forme, la taille et les conditions de moulage du système de coulée.

c) Les pièces en plastique à post-traiter seront post-traitées pour déterminer le changement dimensionnel (la mesure doit être effectuée 24 heures après le démoulage).

d) Corriger le moule en fonction du retrait réel.

e) Le moule est à nouveau testé et la valeur de retrait peut être légèrement corrigée pour répondre aux exigences de la pièce moulée en modifiant les conditions du processus, le cas échéant.

Fluidité des matières plastiques

a. Taille de la fluidité thermoplastique, généralement à partir de la taille du poids moléculaire, de l'indice de fusion, de la longueur d'écoulement de la ligne spirale d'Archimède, de la viscosité de performance et du rapport d'écoulement (longueur du processus/épaisseur de la paroi plastique), ainsi que d'une série d'indices à analyser.

Faible poids moléculaire, large distribution du poids moléculaire, mauvaise régularité de la structure moléculaire, indice de fusion élevé, longue longueur d'écoulement en spirale, faible viscosité de performance, bon rapport d'écoulement, le même nom du plastique doit vérifier ses instructions pour déterminer si sa liquidité convient au moulage par injection.

Selon les exigences de la conception des moules, la fluidité des plastiques couramment utilisés peut être divisée en trois catégories.

1. Bonne fluidité PA, PE, PS, PP, CA, poly (4) méthyl garlicène.

2. résines de polystyrène de fluidité moyenne (telles que ABS, AS), PMMA, POM, éther de polyphénylène.

3. PC peu fluide, PVC dur, éther de polyphénylène, polysulfone, polyarylsulfone, plastiques fluorés.

b. La fluidité des différentes matières plastiques varie également en fonction de divers facteurs de moulage, dont les principaux sont les suivants.

1. Température La température du matériau augmente la fluidité, mais les différents plastiques varient également, PS (particulièrement résistant aux chocs et valeur MFR plus élevée), PP, PE, PMMA, polystyrène modifié (tel que ABS, AS), PC, CA, et d'autres plastiques la fluidité avec les changements de température. Pour le PE et le POM, l'augmentation ou la diminution de la température a moins d'effet sur sa liquidité. Il convient donc d'ajuster la température lors du moulage afin de contrôler la fluidité.

2. La pression d'injection augmente, la matière en fusion est soumise à un cisaillement, la liquidité augmente également, en particulier le PE, le POM est plus sensible, il convient donc d'ajuster la pression d'injection pour contrôler la liquidité lors du moulage.

3. La structure du moule, la forme du système de coulée, la taille, la disposition, la conception du système de refroidissement, la résistance à l'écoulement du matériau fondu (comme la finition de la surface, l'épaisseur de la section transversale du canal, la forme de la cavité, le système d'échappement) et d'autres facteurs affectent directement la liquidité réelle du matériau fondu dans la cavité, où le matériau fondu pour réduire la température et augmenter la résistance à l'écoulement de la liquidité sera réduit.

La conception du moule doit être basée sur la fluidité du plastique utilisé et choisir une structure raisonnable. Lors du moulage, nous pouvons également contrôler la température du matériau, la température du moule, la pression d'injection, la vitesse d'injection et d'autres facteurs afin d'ajuster correctement la situation de remplissage pour répondre aux besoins du moulage.

La cristallinité des matières plastiques

Les thermoplastiques peuvent être divisés en deux catégories : les plastiques cristallins et les plastiques non cristallins (également appelés amorphes), selon que le phénomène de cristallisation se produit ou non lors de la condensation.

Ce que l'on appelle le phénomène de cristallisation est le passage de la matière plastique de l'état de fusion à l'état de condensation, les molécules passant d'un mouvement indépendant, complètement désordonné, à des molécules cessant de se déplacer librement, selon une position légèrement fixe, et une tendance à transformer l'arrangement moléculaire en un modèle régulier d'un phénomène.

Comme critère de distinction de l'aspect de ces deux types de plastique en fonction de la transparence des pièces en plastique à paroi épaisse, le matériau généralement cristallin est opaque ou translucide (comme le POM, etc.), et le matériau amorphe est transparent (comme le PMMA, etc.).

Il existe cependant des exceptions, comme le poly (4) méthyl garouléine qui est un plastique cristallin mais qui a une grande transparence, et l'ABS qui est un matériau amorphe mais qui n'est pas transparent.

Dans la conception des moules et la sélection des moulage par injection les exigences et considérations suivantes doivent être prises en compte pour les plastiques cristallins.

1. Il faut plus de chaleur pour élever la température du matériau jusqu'à la température de moulage ; il faut donc utiliser un équipement ayant une grande capacité de plastification.

2. La chaleur dégagée pendant le refroidissement et la trempe est importante et doit être entièrement refroidie.

3. La différence de gravité spécifique entre l'état fondu et l'état solide est importante, le retrait de moulage est important, il est facile d'obtenir un retrait, une porosité.

4. Refroidissement rapide, faible cristallinité, faible retrait et grande transparence. La cristallinité est liée à l'épaisseur de la paroi des pièces en plastique, l'épaisseur de la paroi étant un refroidissement lent, une cristallinité élevée, un retrait élevé et de bonnes propriétés physiques. Le matériau cristallin doit donc être utilisé pour contrôler la température du moule.

5. Anisotropie importante et contraintes internes élevées. Les molécules non cristallisées ont tendance à continuer à cristalliser après le démoulage et se trouvent dans un état de déséquilibre énergétique, sujettes à la déformation et au gauchissement.

6. La plage de température de cristallisation est étroite, et il est facile d'injecter le matériau non fondu dans la machine. moule d'injection ou bloquer l'entrée.

Plastique thermosensible et plastique à hydrolyse facile

a. La sensibilité à la chaleur fait référence à certaines matières plastiques qui sont plus sensibles à la chaleur, la chaleur à des températures élevées pendant une longue période ou la section de l'orifice d'alimentation est trop petite, l'effet de cisaillement est important, la température du matériau augmente et il est susceptible de se décolorer, de se dégrader, de se décomposer, avec cette caractéristique des matières plastiques appelées matières plastiques sensibles à la chaleur. Tels que le PVC dur, le chlorure de polyvinyle, le copolymère d'acétate de vinyle, le POM, le trifluorure de polyvinyle, etc.

Les plastiques thermosensibles produisent des monomères, des gaz, des solides et d'autres sous-produits pendant la décomposition, en particulier certains gaz de décomposition qui sont irritants, corrosifs ou toxiques pour le corps humain, l'équipement et les moules.

Par conséquent, la conception du moule, la sélection des moulage par injection La machine et le moulage doivent faire l'objet d'une attention particulière. Il convient d'utiliser une machine de moulage par injection à vis, la section du système de coulée doit être importante, le moule et le cylindre doivent être chromés, il ne doit pas y avoir de matériau stagnant dans les coins, il faut contrôler strictement la température de moulage, l'ajout de stabilisants dans le plastique affaiblit ses performances en matière de sensibilité à la chaleur.

b. Certaines matières plastiques (comme le PC) se décomposent à haute température et sous pression même si elles contiennent une petite quantité d'eau ; cette propriété est appelée hydrolyse facile, qui doit être chauffée et séchée au préalable.

Fissuration sous contrainte et rupture à l'état fondu

a. Certaines matières plastiques sont sensibles aux contraintes, faciles à produire des contraintes internes, cassantes et faciles à fissurer, les pièces plastiques sous l'action de forces externes ou dans le rôle du solvant que le phénomène de fissuration.

C'est pourquoi, outre l'ajout d'additifs aux matières premières pour améliorer la résistance aux fissures, les matières premières doivent être sèches et les conditions de moulage doivent être raisonnablement choisies pour réduire les contraintes internes et augmenter la résistance aux fissures. Il convient également de choisir une forme raisonnable pour les pièces en plastique et de ne pas mettre en place les inserts et d'autres mesures pour minimiser la concentration des contraintes.

La conception du moule doit augmenter la pente du démoulage, choisir un orifice d'alimentation et un mécanisme d'éjection raisonnables, le moulage doit être approprié pour ajuster la température du matériau, la température du moule, la pression d'injection et le temps de refroidissement, et essayer d'éviter que les pièces en plastique soient trop froides et cassantes au moment du démoulage, moulage pièces en plastique doit également faire l'objet d'un post-traitement afin d'améliorer la résistance à la fissuration, d'éliminer les tensions internes et d'interdire tout contact avec des solvants.

b. Lorsqu'un certain débit de polymère fondu, à une température constante à travers le trou de la buse, dépasse une certaine valeur, la surface de la matière fondue présente des fissures latérales appelées rupture de la matière fondue, l'apparence et les propriétés physiques des pièces en plastique. Par conséquent, lors de la sélection d'un polymère à haut débit de fusion, etc., il convient d'augmenter la section de la buse, de la carotte, de l'entrée, de réduire la vitesse d'injection et d'augmenter la température du matériau.

Performance thermique et vitesse de refroidissement

a. Les différentes matières plastiques ont des propriétés thermiques différentes, telles que la chaleur spécifique, la conductivité thermique et la température de déviation de la chaleur. Une chaleur spécifique élevée nécessite beaucoup de chaleur lors de la plastification. moulage par injection avec une grande capacité de plastification.

Le temps de refroidissement des matières plastiques ayant une température de déformation thermique élevée peut être court et le moule peut être démoulé plus tôt, mais la déformation due au refroidissement doit être évitée après le démoulage.

La vitesse de refroidissement des matières plastiques à faible conductivité thermique est lente (la vitesse de refroidissement des polymères ioniques, etc. est extrêmement lente), il faut donc les refroidir complètement et renforcer l'effet de refroidissement du moule.

Les moules à carotte chaude conviennent aux matières plastiques à faible chaleur spécifique et à conductivité thermique élevée. Les plastiques ayant une chaleur spécifique élevée, une faible conductivité thermique, une faible température de déviation de la chaleur et une vitesse de refroidissement lente ne conviennent pas au moulage à grande vitesse, de sorte qu'un moule à carotte chaude approprié est nécessaire. moulage par injection doit être utilisée et le refroidissement du moule doit être renforcé.

b. En fonction des caractéristiques des différents types de matières plastiques et de la forme des pièces en plastique, il est nécessaire de maintenir une vitesse de refroidissement appropriée. Par conséquent, le moule doit être équipé d'un système de chauffage et de refroidissement adapté aux exigences du moulage afin de maintenir une certaine température dans le moule.

Lorsque la température du matériau fait augmenter la température du moule, celui-ci doit être refroidi pour éviter la déformation des pièces en plastique après le démoulage, raccourcir le cycle de moulage par injection et réduire la cristallinité.

Lorsque la chaleur résiduelle du plastique n'est pas suffisante pour maintenir le moule à une certaine température, le moule doit être équipé d'un système de chauffage pour maintenir le moule à une certaine température afin de contrôler la vitesse de refroidissement, d'assurer la fluidité, d'améliorer les conditions de remplissage ou de contrôler les pièces en plastique pour qu'elles refroidissent lentement, d'éviter un refroidissement inégal à l'intérieur et à l'extérieur des pièces en plastique à parois épaisses et d'améliorer la cristallinité, etc.

Pour une bonne fluidité, une grande surface de moulage et une température inégale du matériau, il est parfois nécessaire d'utiliser alternativement le chauffage ou le refroidissement ou un chauffage et un refroidissement partiels en fonction de la situation de moulage des pièces en plastique. C'est pourquoi le moule doit être équipé du système de refroidissement ou de chauffage correspondant.

Absorption de l'humidité

Les plastiques contiennent divers additifs et présentent donc différents degrés d'affinité avec l'eau. Les plastiques peuvent donc être divisés en trois catégories : hygroscopiques, adhésifs à l'eau et non absorbants, et n'adhèrent pas facilement à l'eau.

Les plastiques courants à forte absorption d'humidité sont le PMMA, le PA, le PC, l'ABS, etc. Les plastiques à faible absorption d'humidité sont le PE, le PP, le PS, le plastique fluoré, etc.

La teneur en eau du matériau doit être contrôlée dans la fourchette autorisée, faute de quoi l'eau se transforme en gaz ou s'hydrolyse sous l'effet de la température et de la pression élevées, ce qui entraîne la formation de cloques sur la résine plastique, une diminution de la liquidité, une dégradation de l'aspect et des propriétés mécaniques.

Par conséquent, les plastiques absorbant l'humidité doivent être préchauffés conformément aux exigences des méthodes et spécifications de chauffage appropriées afin d'empêcher la réabsorption de l'humidité lors de l'utilisation.

Conclusion

Le processus de moulage par injection comprend l'équipement de la machine de moulage par injection, la conception du produit moulé par injection, la conception et la production du moule d'injection, les informations relatives au matériau de moulage par injection et le débogage de la machine de moulage par injection. production de moulage par injection processus, etc. Chaque lien doit être examiné minutieusement afin de garantir la qualité du produit final.