Le moulage par injection est une technologie qui repose sur les propriétés des plastiques ; leur compréhension est indispensable à tout professionnel de l’injection.
La maîtrise des propriétés du processus facilite la résolution des problèmes de qualité au fur et à mesure qu’ils surviennent dans la production, ce qui fait partie intégrante du perfectionnement de votre métier.
I. Processus de moulage par injection du polypropylène (PP)
Le PP est un thermoplastique translucide et semi-cristallin qui présente une résistance élevée, une bonne isolation, une faible absorption d’eau, une température de déflexion thermique élevée, une faible densité et une cristallinité élevée. Les charges modifiées comprennent généralement des fibres de verre, des charges minérales, du caoutchouc thermoplastique, etc.
La fluidité du PP varie considérablement d’une application à l’autre, et le débit du PP se situe généralement entre celui de l’ABS et celui du PC.
Le PP pur est d’un blanc ivoire semi-transparent et peut être teinté de diverses couleurs ; le PP ne peut être coloré qu’avec du masterbatch sur des machines de moulage par injection classiques.
Quelle que soit l’application, les machines équipées d’éléments de plastification peuvent garantir des résultats de haute qualité.
Pour les utilisations en extérieur, l’ajout de stabilisateurs UV et de noir de carbone au mélange est essentiel pour garantir des performances durables.
Pour éviter l’affaiblissement ou la décoloration de votre produit final tout en offrant des solutions écologiques, un taux maximum de 15% de matériaux recyclés doit être respecté pendant les cycles de production.
Il n’y a pas d’exigence particulière pour la sélection d’une machine de moulage par injection. Le PP a une cristallinité élevée.
Il faut utiliser une presse de moulage par injection informatisée, dotée d’une pression d’injection élevée et d’une commande multipalier. La force de fermeture est généralement déterminée sur la base de 3800 t/m² et le volume d’injection représente 20 à 85 %.
La température du moule est de 50-90℃, avec une température de moule élevée pour les exigences dimensionnelles élevées. La température du noyau est inférieure de plus de 5℃ à la température de la cavité, le diamètre du canal est de 4 à 7 mm, la longueur de l’aiguille est de 1 à 1,5 mm, et le diamètre peut être aussi petit que 0,7 mm.
La profondeur est égale à la moitié de l’épaisseur de la paroi, la largeur est égale à deux fois l’épaisseur de la paroi, et la longueur du flux de matière fondue dans la cavité augmente avec le moule.
Le moule doit avoir un bon échappement, le trou d’échappement a une profondeur de 0,025 mm à 0,038 mm et une épaisseur de 1,5 mm, pour éviter les marques de retrait, il est nécessaire d’utiliser une bouche d’injection large et ronde et un canal d’écoulement rond, l’épaisseur du renforcement doit être faible (par exemple, elle est de 50-60% de l’épaisseur de la paroi).
L’épaisseur des produits en PP homopolymère ne doit pas dépasser 3 mm, sinon il y aura des bulles (les produits à parois épaisses ne peuvent être fabriqués qu’en PP copolymère).
Le point de fusion du PP est de 160-175℃, et la température de décomposition est de 350℃, mais le réglage de la température ne peut pas dépasser 275℃ pendant le traitement par injection, et la température de la section de fusion est de préférence de 240℃.
Pour réduire les contraintes internes et les déformations, il convient d’opter pour une injection à grande vitesse, mais certaines qualités de PP et de moules ne sont pas applicables (des bulles et des motifs d’air apparaissent).
Si les stries claires et foncées de la surface du motif se propagent par la porte, il convient d’utiliser une injection à faible vitesse et une température de moule plus élevée.
La contre-pression de fusion peut être de 5 bars, et la contre-pression de la poudre de couleur peut être réglée à un niveau plus élevé.
Utiliser une pression d’injection (1500-1800 bar) et une pression de maintien (environ 80% de la pression d’injection) plus élevées. Tourner la pression de maintien à environ 95% de la course complète et utiliser un temps de maintien plus long.
Pour éviter le rétrécissement et la déformation dus à la postcristallisation, le produit est généralement traité par trempage dans l’eau chaude.
2. Processus de moulage par injection du polyéthylène (PE)
Le PE est une matière première cristalline, l’absorption d’humidité est très faible, pas plus de 0,01%, il n’est donc pas nécessaire de le sécher avant de le traiter.
La flexibilité de la chaîne moléculaire du PE, les faibles forces d’interaction, la faible viscosité de la matière fondue et l’excellente fluidité permettent de mouler, sans pression trop élevée, des produits à parois minces et à écoulement long.
Gamme de taux de rétrécissement du PE, valeur de rétrécissement, direction évidente, taux de rétrécissement du LDPE d’environ 1,22%, taux de rétrécissement du HDPE d’environ 1,5%. Le taux de rétrécissement du PEHD est d’environ 1,5%.
La pièce est donc sujette à la déformation et au gauchissement, et les conditions de refroidissement du moule influencent fortement le taux de retrait. Il faut ainsi bien réguler la température du moule d’injection afin de maintenir un refroidissement uniforme et stable.
La capacité de cristallisation du PE est élevée et la température du moule a une grande influence sur les conditions de cristallisation des pièces en plastique.
La température du moule est élevée, la matière fondue se refroidit lentement, la cristallisation des pièces plastiques fondues est élevée et la résistance est importante.
Le point de fusion du PE n’est pas élevé, mais sa capacité calorifique spécifique est plus grande, de sorte que la plastification doit toujours consommer plus de chaleur, de sorte que le dispositif de plastification doit avoir une puissance calorifique plus élevée pour améliorer l’efficacité de la production.
La plage de température de ramollissement du PE est étroite, et la matière fondue est facile à oxyder. Le processus de moulage doit donc éviter autant que possible tout contact entre la matière fondue et l’oxygène, afin de ne pas réduire la qualité des pièces en plastique.
Les pièces en PE sont souples et faciles à démouler. Lorsque les pièces en plastique ont des rainures latérales peu profondes, elles peuvent être fortement démoulées.
La nature non newtonienne du PE fondu n’est pas évidente, le changement du taux de cisaillement a moins d’effet sur la viscosité, et la viscosité du PE fondu est moins affectée par la température. Le moule doit être doté d’un meilleur système de refroidissement.
Si le PE fondu est alimenté par une entrée directe pendant l’injection, il devrait augmenter la contrainte et produire un retrait inégal et une augmentation directionnelle de la déformation de manière évidente, il convient donc de prêter attention à la sélection des paramètres d’entrée.
La température de moulage du PE est large, à l’état de flux, une légère fluctuation de la température n’affecte pas le moulage par injection. La stabilité thermique du PE est bonne, généralement inférieure à 300 degrés sans phénomène de décomposition évident, ce qui a peu d’effet sur la qualité.
Les principales conditions de moulage du PE
Température du fourreau : elle dépend principalement de la densité du PE et de son indice de fluidité, mais aussi du type et des performances de la presse de moulage par injection ainsi que de la forme souhaitée pour les pièces plastiques de premier niveau.
Le PE étant un polymère cristallin, les grains doivent absorber une certaine chaleur lors de la fusion, de sorte que la température du tonneau doit être supérieure de 10 degrés à son point de fusion.
Pour le LDPE, la température du tonneau est contrôlée à 140-200℃, et pour le HDPE, la température du tonneau est contrôlée à 220℃, l’arrière du tonneau prenant la valeur minimale et l’avant la valeur maximale.
Température du moule : elle influe fortement sur la cristallisation des pièces plastiques. Une température élevée du moule augmente la cristallinité de la matière fondue et sa résistance, mais accroît également le retrait.
Habituellement, la température du moule du LDPE est contrôlée à 30℃-45℃, tandis que la température du HDPE est 10-20℃ plus élevée en conséquence.
Pression d’injection : son augmentation favorise le remplissage du moule. Comme le PE présente une bonne fluidité, une pression d’injection faible convient généralement, sauf pour les pièces minces et élancées. La pression courante est de 50 à 100 MPa. Pour les pièces de forme simple et à parois épaisses, elle peut être plus faible ; dans le cas contraire, elle doit être plus élevée.
3. Processus de moulage par injection du polychlorure de vinyle (PVC)
Applications typiques : conduites d’alimentation en eau, canalisations domestiques, panneaux muraux pour bâtiments, carters de machines commerciales, emballages de produits électroniques, dispositifs médicaux, emballages alimentaires, etc.
Propriétés chimiques et physiques : le PVC est un matériau amorphe. En pratique, on lui ajoute souvent des stabilisants, des lubrifiants, des auxiliaires de transformation, des colorants, des modificateurs d’impact et d’autres additifs.
Le PVC est ininflammable, très solide, résiste aux changements atmosphériques et présente une excellente stabilité géométrique.
Le PVC est très résistant aux agents oxydants, aux agents réducteurs et aux acides forts. Cependant, il peut être corrodé par des acides oxydants concentrés tels que l’acide sulfurique concentré et l’acide nitrique et ne convient pas au contact avec des hydrocarbures aromatiques et chlorés.
La température de fusion du PVC est un paramètre très important dans le traitement et si ce paramètre n’est pas approprié, il entraînera la décomposition de la matière plastique.
Le taux de rétrécissement du PVC est assez faible, généralement de 0,2~0,6%.
Conditions du processus de moulage par injection.
Séchage : aucun séchage n’est généralement nécessaire.
Température de fusion : 185~205 ℃. Température du moule : 20~50 ℃.
Pression d’injection : jusqu’à 1500 bar.
Pression de maintien : jusqu’à 1000 bar.
Vitesse d’injection : une vitesse assez élevée est généralement utilisée afin d’éviter une dégradation excessive du matériau.
Canaux et points d’injection : tous les types classiques peuvent être utilisés. Pour les petites pièces moulées par injection, il est préférable d’utiliser un point d’injection capillaire ou sous-marin ; pour les pièces plus épaisses, un point d’injection en éventail est préférable.
Le diamètre minimum de la porte à pointeau ou de la porte immergée doit être de 1 mm ; l’épaisseur de la porte en éventail ne doit pas être inférieure à 1 mm.
Propriétés chimiques et physiques : Le PVC rigide est l’une des matières plastiques fondues les plus utilisées.
4. Processus de moulage par injection du polystyrène (PS)
Domaines d’application typiques : emballage de produits, produits ménagers (vaisselle, plateaux, etc.), électricité (récipients transparents, diffuseurs de lumière, films isolants, etc.)
Propriétés chimiques et physiques : la plupart des PS du commerce sont des matériaux transparents et amorphes. Le PS présente une très bonne stabilité géométrique et thermique, d’excellentes propriétés de transmission optique et d’isolation électrique, ainsi qu’une très faible tendance à absorber l’humidité.
Il résiste à l’eau et dilue les acides inorganiques, mais peut être corrodé par des acides oxydants puissants tels que l’acide sulfurique concentré, et peut gonfler et se déformer dans certains solvants organiques. Les taux de retrait typiques sont compris entre 0,4 et 0,7%.
Conditions du processus de moulage par injection.Séchage : Le séchage n’est normalement pas nécessaire, sauf en cas de stockage inadéquat. Si le séchage est nécessaire, les conditions de séchage recommandées sont 80°C et 2 à 3 heures.
Température de fusion : 180~280 ℃. Pour les matériaux ignifugés, la limite supérieure est de 250 ℃.
Température du moule : 40~50 ℃.
Pression d’injection : 200~600 bar.
Vitesse d’injection : une vitesse élevée est recommandée.
Canaux et points d’injection : tous les types classiques de points d’injection peuvent être utilisés.
5. Processus de moulage par injection de l’ABS
Domaines d’application typiques : automobile (tableaux de bord, trappes à outils, enjoliveurs, boîtiers de réflecteurs, etc.), réfrigérateurs, appareils électroménagers puissants (sèche-cheveux, mixeurs, robots ménagers, tondeuses, etc.), boîtiers de téléphone, claviers de machines à écrire et véhicules de loisirs tels que voiturettes de golf et motomarines, etc.
Propriétés chimiques et physiques : l’ABS est synthétisé à partir de trois monomères chimiques : l’acrylonitrile, le butadiène et le styrène.
Chaque monomère possède des propriétés différentes : l’acrylonitrile apporte une grande résistance ainsi qu’une stabilité thermique et chimique ; le butadiène, de la ténacité et une résistance aux chocs ; le styrène, une transformation facile, un bel état de surface et une résistance élevée. Sur le plan morphologique, l’ABS est un matériau amorphe.
La polymérisation des trois monomères produit un terpolymère à deux phases, une phase continue de styrène-acrylonitrile et une phase dispersée de caoutchouc polybutadiène.
Les propriétés de l’ABS dépendent largement du rapport entre les trois monomères et de la structure moléculaire dans les deux phases.
Cela permet une grande flexibilité dans la conception des moules pour les produits et a donné lieu à une centaine de qualités différentes de matériaux ABS sur le marché.
Ces différentes qualités offrent des propriétés différentes, telles qu’une résistance aux chocs moyenne à élevée, une brillance faible à élevée et des propriétés de déformation à haute température.
Les matériaux ABS offrent une grande facilité de mise en œuvre, un bel aspect, un faible fluage et une excellente stabilité dimensionnelle, ainsi qu’une grande résistance aux chocs.
Conditions du processus de fabrication du moulage par injection.
Séchage : l’ABS est hygroscopique et doit être séché avant sa transformation. Le séchage recommandé dure au moins 2 heures à 80~90 °C. Il faut garantir une teneur en humidité du matériau inférieure à 0,1 %.
Température de fusion : 210~280 ℃ ; température recommandée : 245 ℃.
Température du moule : 25~70 ℃. La température du moule influe sur l’état de surface des pièces plastiques : une température plus basse donne un état de surface moins brillant.
Pression d’injection : 500~1000 bar.
Vitesse d’injection : vitesse moyenne à élevée.
Besoin d’un devis pour votre projet de moulage par injection ?Obtenez des prix compétitifs, un retour DFM et un calendrier de production auprès de l’équipe d’ingénierie de ZetarMold.
Demandez un devis gratuit → Consultez notre Guide complet du moulage par injection pour obtenir une vue d’ensemble détaillée.
