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Cavité du moule

La cavité du moule est l'un des éléments les plus importants du moulage par injection et a un impact énorme sur la conception structurelle de la pièce moulée qui doit être impeccable pour que le processus de fabrication se déroule comme indiqué dans le projet. Cet article présente le processus de moulage par injection pour différents types de moules à cavité, leurs avantages et inconvénients, ainsi que le coût du moulage par injection.

 

 

Processus de moulage par injection

La technologie de moulage par injection est utilisée pour la production de masse et sa fabrication prend un temps excessif, il est donc essentiel que le processus soit aussi rapide que possible. Cela pourrait être fait en garantissant d'excellentes propriétés techniques de la machine. Par conséquent, la détermination de la façon dont le plastique sera injecté dans le moule est un must. Le moule est constitué de la cavité et du noyau. Le processus de moulage par injection commence par le placement des matières premières (généralement sous forme de granulés) dans une machine de moulage. Ensuite, à travers des buses, le matériau est injecté dans le moule à travers la porte de l'injecteur et, enfin, atteint la cavité du moule. La cavité est fixée sur le côté fixe de la presse tandis que le noyau est sur le côté mobile de la pince. En d'autres termes, le noyau fait la forme interne et la cavité est la forme externe de la pièce. Une fois que le plastique a atteint le bon endroit, la cavité et le noyau se ferment et laissent la pièce refroidir. Plus tard, le noyau est retiré et le composant éjecté.

Types de moules en moulage par injection

Même si les principaux concepts peuvent être généralisés, le processus de moulage par injection peut différer selon les types d'empreintes de moule. Il existe trois principaux types de moules utilisés dans le moulage par injection :

  • Moules à cavité unique. Ces moules produisent une seule pièce par cycle et sont principalement utilisés pour le moulage par micro-injection lorsqu'une production à faible volume est demandée. La machinerie pour les moules à cavité unique est plus légère et plus petite, ce qui entraîne une réduction des coûts d'outillage et une minimisation des déchets. En conséquence, le moulage par injection dans un moule à cavité unique est généralement assez bon marché à réaliser, mais pas aussi efficace et donc pas largement applicable pour la fabrication en série.

  • Moules multi-empreintes. La principale différence entre les moules à empreinte unique et à empreintes multiples réside dans le fait que les moules à empreintes multiples ont plusieurs empreintes. Logiquement, cela permet d'augmenter la production et de fabriquer plus de pièces en un seul cycle. Le moulage multi-empreintes augmente la productivité et permet une utilisation plus efficace des ressources. Ce type de fabrication est assez coûteux par rapport au moulage à cavité unique en raison des coûts d'usinage plus élevés. Cependant, s'il est utilisé pour une production en grand volume, il minimise le prix par pièce tout en maximisant l'efficacité.

  • Moules d'injection familiaux. Ce type de moules, en tant que moules à cavités multiples, comporte plusieurs cavités découpées dans le moule et plusieurs pièces sont formées à partir du même matériau en un cycle. Comme chaque cavité peut former un composant différent, les moules familiaux sont un choix idéal pour les moules prototypes. De cette façon, non seulement les processus sont plus efficaces, mais aussi beaucoup plus simples.

 
Cavities and cores

Mesure de la pression dans la cavité

La pression dans la cavité est l'un des paramètres clés indiquant la qualité des composants micro-moulés , car le capteur indexe la pression dans le moule qui surpasse la résistance à la fusion du polymère et le pousse dans les cavités. Ensuite, les systèmes à canaux chauds peuvent être contrôlés en même temps que la pression dans la cavité mesurée. 

La pression dans la cavité est généralement calculée par la formule ci-dessous et mesure en fait la pression par zone :  

 

Pression de la cavité (P) = 400 kgf/cm2

Capteurs de pression d'empreinte

Des observations spécifiques sur la pression dans la cavité sont faites en utilisant des capteurs de pression dans la cavité qui sont le plus souvent placés le long des chemins de fusion du polymère pour convertir la pression en mesure de l'effet piézoélectrique. Il existe deux principaux types de capteurs de pression d'empreinte :

  • Les capteurs de pression à cavité directe sont directement insérés dans la zone mesurable. Sous pression, un capteur délivre un signal électrique en unités pC (Picocoulomb) puis le convertit en unités de pression qui indiquent le changement de pression divisé par les Picocoulombs (bar/pC).

  • Les capteurs de pression indirects dans la cavité , également appelés capteurs de force, car la pression est provoquée par la force à travers les broches d'éjection, sont placés à l'extérieur de la cavité, généralement derrière les broches d'éjection. Les capteurs indirects sont sensibles à un changement de force. Par conséquent, de la même manière que les capteurs directs, les capteurs indirects transmettent un signal électrique (pC) après un changement de pression, mais en comparaison, ils transforment la mesure en un changement d'unités de force divisé par Picocoulombs plutôt qu'en un changement d'unités de pression.

Espace de la cavité du moule

L'espacement des cavités du moule est d'une grande importance lors de l'optimisation des processus de moulage par injection. La réduction de l'espace de la cavité du moule peut entraîner une réduction significative des coûts pour les raisons suivantes :

  • Les plaques de retenue sont moins nécessaires pour soutenir les buses

  • Les coûts d'exploitation diminuent car un espacement plus faible des cavités empêche la perte de chaleur et la connexion des buses et des collecteurs sur les surfaces

  • La minimisation de l'espacement des cavités du moule raccourcit le cycle d'injection car la chaleur est évacuée plus rapidement.  

Cependant, même si en raison de la minimisation de l'espacement des cavités du moule, les processus sont moins chers, ils peuvent devenir inefficaces. La raison en est que les différences de température de surface (lors du refroidissement) peuvent affecter négativement la qualité des composants, en particulier si les composants refroidissent différemment en raison d'une épaisseur de paroi inégale ou d'une déformation qui peut parfois être causée par des tentatives de minimiser les espaces de cavité du moule.

 
 
 
Cores
 

 

Forme de la cavité et retrait

Lors de la solidification, le volume du plastique fondu dans la cavité a tendance à se rétrécir en raison des variations de densité des polymères entre les stades fondu et rigide. Parfois, un gauchissement peut se produire - si certaines parties d'un composant rétrécissent et refroidissent de manière inégale, cela peut entraîner une déformation et des défauts du composant. Le retrait et la déformation égaux et inégaux ont le même impact sur les cavités du moule.  

Le retrait est signifié sous forme de taux et est un indicateur crucial dans le choix des matériaux, car différents matériaux rétrécissent différemment et ont des intervalles de tolérance spécifiques. Le plus souvent, l'intervalle est compris entre 0,2% et 2%. Le retrait dépend non seulement du matériau, mais également d'autres facteurs, tels que la température, la durée sous pression, l'épaisseur de paroi, la forme des portes et les matériaux additifs (le cas échéant).

 

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