Dans le secteur du moulage par injection, le réglage des machines est une tâche quotidienne. Mais obtenir un réglage optimal pour chaque machine, que l'on soit un professionnel chevronné ou un apprenti, représente toujours un véritable défi. Pourquoi ? Parce que les matériaux, la température du moule, l'état de la machine, l'outillage et même l'environnement de l'atelier ont tous des exigences différentes. Un produit conforme et une efficacité maximale sont les objectifs ultimes du réglage. C'est ce que nous allons explorer ici, en gardant ces objectifs comme fil conducteur.
Moulage par Injection Contrôles des machines
1. Capacité de tir
Vérifiez directement sur la machine. La plaque signalétique indique généralement le volume d'injection maximal. S'il n'y a pas de plaque signalétique, réglez le volume d'injection au maximum, effectuez une injection complète, éjectez le produit fondu et pesez-le. Vous obtiendrez ainsi la capacité d'injection maximale réelle de votre machine.
Remarque : La capacité de tir varie en fonction de la densité du matériau — certains matériaux sont plus denses que d'autres.
2. Intégrité du joint de la vis et du clapet anti-retour
Une bonne étanchéité entre la vis et le clapet anti-retour est essentielle pour des paramètres de processus stables.
Comment vérifier:
Après le montage du moule, effectuez un cycle semi-automatique normal. Dès le début du refroidissement, passez en mode manuel. Plastifiez à nouveau jusqu'à ce que la vis soit pleine, puis injectez manuellement. Surveillez la position de la vis. Relâchez la pression d'injection et vérifiez si la vis reprend sa position initiale. Si c'est le cas, l'étanchéité est bonne et la vis ainsi que le clapet anti-retour sont en bon état.
Pour plus de précision, vous pouvez utiliser une plaque d'acier à la place d'un moule. Il suffit d'appuyer la buse contre la plaque, d'injecter manuellement et de vérifier l'absence de retour élastique. Assurez-vous également qu'il n'y a pas de fuite de matière fondue au niveau de la buse.
Si la vis ne collecte Si le ressort revient en place, le clapet anti-retour est probablement défectueux et doit être inspecté et réparé.
3. Essai de pression d'injection
Installer: Placez un capteur de pression sur une plaque d'acier, puis une plaque d'aluminium par-dessus. Appuyez la buse contre la plaque d'aluminium.
Procédure : Réglez la pression d'injection de la machine comme suit, en injectant trois fois à chaque niveau :
- 10 Bar (3x)
- 50 Bar (3x)
- 90 Bar (3x)
- 130 bars (3x) — effectuez des tests plus fréquents si vous utilisez régulièrement cette plage de pression.
- 150 Bar (3x)
Vérifiez systématiquement que la pression affichée par le manomètre correspond bien à la pression de consigne. Consignez toutes les mesures.
Si l'écart dépasse 5 %, la valeur affichée par la machine doit être ajustée ou l'équipement nécessite une maintenance.
4. Test de température de fusion
Les tests de température se divisent en deux types :
- température de séchage (trémie)
Utilisez une sonde de température pour mesurer la température au-dessus et en dessous de la trémie. C'est simple, et la plupart des séchoirs affichent déjà cette information. (Pour plus de détails, n'hésitez pas à laisser un message ; je serai ravi d'en discuter.)
- température de fusion par injection
C'est plus compliqué. L'appareil affiche 4 à 5 zones de température, mais en fonctionnement, il est difficile de vérifier l'exactitude de ces relevés ; on se fie surtout à l'affichage. Un contrôle externe est difficile.
Une méthode simple : rétractez l’unité d’injection, purgez la matière fondue et mesurez immédiatement la température du matériau extrudé. Comparez cette mesure à la température de consigne de la première zone. Si l’écart dépasse 10 % environ, les mesures de température de la machine sont probablement erronées ; remplacez le thermocouple ou recalibrez la machine.
Mesurer la interne Déterminer la température de fusion est encore plus complexe. Il faudrait démonter la vis et la buse, puis insérer une sonde profondément dans le cylindre à l'aide d'un dispositif de fixation.
Cela dit, une précision extrême n'est pas toujours essentielle ici : la majeure partie de la chaleur provient en réalité du cisaillement de la vis, et pas seulement des éléments chauffants du cylindre.
Fais attention: Sur les machines plus anciennes, les résistances chauffantes peuvent surchauffer de manière significative lors de la montée en température. Cela peut entraîner une décoloration (jaunissement/brûlure) localisée du matériau. Ce phénomène se produit souvent lorsque les résistances, les thermocouples ou les cartes de contrôle ont été remplacés par des pièces non compatibles et non calibrées provenant de lots différents, ce qui engendre une faible stabilité de la température.
Entretien des moules
Il existe de nombreux types de moules : monobloc, bibloc, à noyau latéral, etc. Le choix final du moule dépend en définitive du produit lui-même.
Un bon moule nous facilite grandement la tâche. À l'inverse, un moule mal conçu peut engendrer d'innombrables problèmes. Finalement, la solution idéale repose généralement sur la communication ou la modification du moule.
Un entretien adéquat des moisissures est essentiel, et c'est un aspect que nous pouvons maîtriser. Nous devons donc le faire du mieux possible.
Après la production
Une fois la production terminée, veillez à :
- Utilisez un pistolet à air comprimé pour chasser l'eau ou le liquide de refroidissement présents à l'intérieur du moule.
- Obturez les ports avec des bouchons pour empêcher la rouille ou les corps étrangers de pénétrer pendant le stockage.
- Appliquez de l'huile antirouille sur la surface du moule pour prévenir la corrosion superficielle.
- Rangez le moule sur un support adapté, jamais directement sur le sol.
Note de sécurité: Soyez toujours prudent lorsque vous manipulez des moules. La sécurité et la santé sont primordiales : elles sont essentielles à votre subsistance. Si une situation vous semble dangereuse (ou même potentiellement dangereuse), soyez vigilant et prenez les mesures nécessaires pour la sécuriser.
Entretien interne des moisissures
Lors de la production, une quantité importante de gaz et de débris peut s'accumuler à l'intérieur du moule. Avec le temps, cela peut perturber le bon fonctionnement des éjecteurs et des inserts, ainsi que l'évacuation des gaz. Cela peut également provoquer l'apparition de points noirs sur les pièces et, dans les cas les plus graves, bloquer les éjecteurs.
C’est pourquoi chaque composant doit être démonté et nettoyé avant et après chaque cycle de production.
La graisse et les résidus sur les éjecteurs et les inserts peuvent être tenaces et difficiles à enlever. La méthode la plus efficace que j'ai trouvée jusqu'à présent consiste à utiliser du papier de verre.
Je n'ai pas encore trouvé de nettoyant capable d'éliminer rapidement ce type d'huile tenace. Les acides forts pourraient fonctionner, mais leurs vapeurs sont désagréables ; nos techniciens spécialisés en moisissures ne les supportent pas et préfèrent donc toujours le papier de verre. De plus, les nettoyants chimiques sont difficiles à éliminer correctement et peuvent vous attirer des ennuis avec les organismes de réglementation environnementale.
La maintenance de Régulateurs de température pour moules (thermolateurs à eau/huile)
Le régulateur de température du moule (thermolateur) est chargé de dissiper la chaleur dégagée par le moule pendant la production. Le réglage de la température est déterminé à la fois par l'aspect de la pièce et par l'efficacité du cycle ; le régulateur de température du moule joue donc un rôle essentiel.
Vérification de la température
La température doit être contrôlée à l'aide d'un thermomètre à débit. Installez le thermomètre à l'entrée et à la sortie du moule. Cela vous permettra de surveiller en permanence la température et le débit.
Pour vérifier le comportement de l'écoulement, fixez un tuyau transparent à la sortie. Cela vous permettra de voir si l'écoulement est turbulent ou laminaire.
- Écoulement turbulent— on peut clairement voir l'eau bouger et se mélanger.
- Écoulement laminaire— l'eau semble immobile ou s'écoule sans se mélanger.
Ce dont la moisissure a besoin, c'est écoulement turbulentUn flux laminaire ne peut pas évacuer efficacement la chaleur du moule.
Milieu de refroidissement
Le choix du fluide de refroidissement fait toute la différence :
| Moyenne | Max Température |
| Eau pure | 100 ° C (212 ° F) |
| Eau avec un réservoir sous pression | 120 ° C (248 ° F) |
| Huile | 180 ° C (356 ° F) |
Garder en tete: Une certaine quantité de chaleur est toujours perdue le long de la tuyauterie, de sorte que la température réelle au niveau du moule peut être légèrement inférieure à la température de consigne.
Paramètres clés du processus de moulage par injection
1. Température du baril
Le plastique ne peut être injecté dans le moule que lorsqu'il est à l'état fondu. Le cylindre est chauffé par des bandes chauffantes qui transmettent la chaleur au plastique pour le faire fondre. Selon la longueur du cylindre, plusieurs bandes chauffantes peuvent être installées, et la température de chaque zone doit être réglée individuellement en fonction du matériau traité. Ces températures de consigne influent sur la température de fusion réelle. De plus, le cisaillement généré par la rotation de la vis a également un impact significatif sur cette température. Les températures de fusion recommandées sont disponibles auprès du fournisseur de matériau.
2. Température du moule
Le moulage par injection est un procédé de transfert thermique : la matière fondue se refroidit progressivement à l’intérieur du moule. La température du moule est réglée par un régulateur de température (thermolateur) qui fait circuler un fluide caloporteur tel que de l’eau ou de l’huile. Généralement, on utilise de l’eau pour des températures inférieures à 100 °C, et de l’huile pour des températures plus élevées. Des résistances chauffantes électriques peuvent également être utilisées dans certains cas. Certaines presses à injecter permettent de contrôler directement ces régulateurs de température depuis le panneau de commande. Les températures de moule recommandées sont disponibles auprès du fournisseur de matière première.
3. Vitesse d'injection
La vitesse d'injection fait référence à la vitesse linéaire à laquelle la vis pousse le plastique fondu dans le moule.
La vitesse d'injection doit être la plus élevée possible, afin de garantir que le matériau fondu reste liquide jusqu'à ce que la cavité soit remplie. Une fois le moule rempli, l'injection s'arrête.
4. Pression d'injection
La pression d'injection est la pression appliquée au polymère fondu à l'extrémité de la vis pour maintenir la vitesse d'injection définie. Si la viscosité du plastique augmente, la force (ou pression) nécessaire pour maintenir cette vitesse augmente également. Il est donc essentiel de maintenir une vitesse constante pendant l'injection. Pour un processus fiable, la machine doit toujours disposer d'une pression suffisante. Un test de chute de pression permet d'optimiser la pression d'injection.
5. Pression d'emballage
Le compactage est la première sous-étape de la phase de compensation. Après le remplissage du moule par injection, il est nécessaire de compacter le plastique pour compenser le retrait ultérieur. La pression appliquée à la matière fondue à ce stade est appelée pression de compactage. Cette pression est un paramètre essentiel pour déterminer le retrait et les dimensions des pièces.
6. Temps d'emballage
Le temps de compactage correspond à la durée d'application de la pression de compactage. Des tests de congélation à la porte peuvent être utilisés pour obtenir des données permettant d'optimiser ce temps.
7. Maintenir la pression
La pression de maintien est la deuxième sous-étape de la phase de compensation. Il s'agit de la pression appliquée au matériau fondu pour éviter qu'il ne déborde de la cavité ou ne s'en échappe. Théoriquement, aucun écoulement plastique ne se produit durant cette étape, jusqu'à la solidification de la zone d'injection.
8. Temps de maintien
Le temps de maintien correspond à la durée d'application de la pression de maintien. Des tests de gel de la porte peuvent également être utilisés pour optimiser ce temps.
9. Vitesse de la vis
La vitesse de la vis correspond à sa vitesse de rotation pendant la plastification (ou la phase de récupération de la vis). En général, les matériaux cristallins nécessitent des vitesses de vis plus élevées que les matériaux amorphes. À l'heure actuelle, il n'existe pas de technologie éprouvée pour optimiser directement la vitesse de la vis. On utilise généralement des méthodes indirectes, comme la mesure de la température du bain fondu et la vérification de la présence de particules brûlées ou non fondues.
10. Contre-pression
La contre-pression est la pression appliquée derrière la vis lors de la plastification afin de favoriser une fusion uniforme et d'éliminer les composés volatils. À l'heure actuelle, il n'existe aucune technologie mature permettant d'optimiser la contre-pression.
11. Temps de refroidissement
Le temps de refroidissement correspond à la période pendant laquelle le moule reste fermé, le temps que le plastique refroidisse jusqu'à la température d'éjection. Une fois le refroidissement terminé, le moule s'ouvre et la pièce est éjectée. Cependant, le temps de refroidissement théorique diffère du temps de refroidissement réel. Le refroidissement débute dès que le plastique fondu entre en contact avec la surface du moule. Par conséquent, le temps de refroidissement réel est égal à : temps d'injection (temps de remplissage) + temps de maintien théorique + temps de maintien théorique + temps de refroidissement théorique. Le temps de refroidissement peut également être optimisé par des plans d'expériences.
12. Taille du tir (dosage)
Le volume d'injection est également appelé dosage. La position zéro de la vis correspond à son extrémité avant du cylindre. Lors de son mouvement de recul, la vis accumule du plastique fondu. La distance parcourue par la vis en sens inverse est appelée volume d'injection. Ce volume est exprimé en distance linéaire ou en volume. Il peut être calculé à partir du poids total injecté et de la densité du polymère fondu. Cependant, cette dernière dépendant de la température (difficile à mesurer précisément), le volume d'injection calculé n'est généralement qu'une estimation. Il est également nécessaire d'ajuster le volume d'injection lors du compactage et du maintien en fonction de l'épaisseur réelle du coussin.
13. Position de transfert (Point de basculement)
Le point de transition entre la phase d'injection et la phase de compensation est appelé point de transfert. Lorsque ce transfert est déclenché par la position de la vis, on parle de position de transfert ou point de basculement. Le basculement peut également être déclenché par le temps, la pression hydraulique ou un signal externe. Théoriquement, le moule devrait être rempli à 100 % de matière fondue à la position de transfert. En pratique, cependant, le moule est souvent rempli à un peu moins de 100 % avant le début de la phase de compensation.
Autres paramètres (moins critiques)
Les paramètres suivants n'ont pas besoin d'être ajustés aussi fréquemment que les 13 paramètres ci-dessus, et n'ont pas d'impact substantiel sur la qualité du produit.
Distance de décompression ou de retour
Le retour de la vis (plastification) s'effectuant sous contre-pression, le métal en fusion à l'avant de la vis est comprimé et subit une pression interne. Pendant ce retour, la pièce moulée et le canal d'alimentation restent à l'intérieur du moule. Une fois le moule ouvert, le canal de coulée se sépare de la buse, la pression dans le métal en fusion est relâchée et celui-ci peut s'écouler par la buse. Par conséquent, à la fin du retour de la vis, celle-ci doit reculer légèrement pour relâcher la pression interne. Cette distance est appelée distance de décompression ou distance de retrait. Généralement, cette distance est courte (moins de 10 mm). Un retrait excessif peut engendrer des défauts de surface sur la pièce.
Vitesse d'emballage
La vitesse de compression correspond à la vitesse linéaire de la vis pendant la phase de compensation. Sur certaines presses à injecter, il s'agit d'un paramètre optionnel.
note finale
En observant le panneau de commande d'une presse à injecter moderne, on peut être surpris par le nombre de paramètres et d'options disponibles. Ces machines sont souvent équipées de plusieurs écrans de contrôle permettant de suivre la qualité des produits et l'efficacité de la production. Il arrive cependant que les fabricants intègrent des fonctions de contrôle superflues. Par exemple, certaines machines proposent dix niveaux de pression pour les phases de maintien et de compression. Dans la plupart des procédés de moulage par injection, deux niveaux de pression suffisent. Toutefois, dans certains cas, pour compenser des défauts de conception de la pièce ou du moule, les ingénieurs procédés peuvent avoir recours à des procédés multi-étapes.
Conclusion
Le réglage des machines peut sembler se résumer à tourner des vis et à ajuster des paramètres, mais il s'agit en réalité d'un dialogue profond avec les matériaux, l'équipement, les moules et l'environnement. Chaque machine a sa propre personnalité. Chaque matériau réagit différemment. Seule une observation, un enregistrement et une synthèse continus permettent de maîtriser pleinement ce dialogue.
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Voici notre conviction : une bonne fabrication obéit aux mêmes règles que celles énoncées ici. Maîtrisez votre machine. Contrôlez vos variables. Visez toujours une meilleure qualité.
QFP
À quelle fréquence dois-je vérifier le joint du clapet anti-retour ?
Vérifiez le processus lors des changements de matériaux. Contrôlez-le également s'il commence à dériver. Surveillez le poids des pièces : des variations importantes sont un signe d'anomalie. De nombreux techniciens effectuent un test d'étanchéité lors des changements de moules. Mieux vaut prévenir que guérir : détectez le problème avant qu'il ne produise des pièces défectueuses.
Pourquoi ma température de fusion ne correspond-elle pas aux réglages de température du cylindre ?
Deux choses peuvent se produire. Premièrement, le réglage du cylindre n'est qu'une partie de l'explication. La vis cisaille le plastique en tournant, ce qui génère une chaleur importante. Deuxièmement, le matériel peut vous induire en erreur. Les machines anciennes, avec des résistances chauffantes incompatibles ou des thermocouples défectueux, donnent des mesures erronées. Utilisez une sonde pour mesurer la température de fusion réelle. Cela vous indiquera ce qui se passe réellement.
Puis-je utiliser de l'eau pour des températures de moisissure supérieures à 100 °C ?
Non. L'eau bout à 100 °C à pression atmosphérique. Si vous avez besoin d'une température plus élevée, deux solutions s'offrent à vous : un système d'eau sous pression qui augmente le point d'ébullition, ou l'utilisation d'huile. Les systèmes à huile fonctionnent jusqu'à 180 °C, ce qui est la norme pour les applications à haute température.
Comment puis-je prévenir la formation de moisissures et de rouille pendant le stockage ?
Soufflez tous les canaux de refroidissement à l'air comprimé. Bouchez ensuite les orifices. Enduisez toutes les surfaces exposées d'huile antirouille : cavité, noyau et plaques de montage. Ne posez jamais le moule à même le sol. Utilisez un support. Maintenez-le au sec. La rouille apparaît dès qu'on baisse la garde.
