Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Pierre ROY : Ingénieur Technologie des polymères et des composites de l’École des mines de Douai - Ancien directeur technique de la société VYGON - Directeur technique et qualité de la société OPTIS
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Lire l’articleINTRODUCTION
Il est admis communément que la microplasturgie désigne les pièces plastiques obtenues par transformation traditionnelle mais dont la masse n’excède pas 1 g dans le cas de pièces injectées ou dont la section est de l’ordre de 1 mm2 dans le cas des profilés d’extrusion et dont le volume est situé autour de 1 mL pour les flacons obtenus par injection ou par extrusion-soufflage.
Ces pièces sont utilisées dans de nombreux domaines industriels qui vont de la cosmétique (corps de pompes de vaporisateurs), la pharmacie (unidoses de médicaments), le médical (cathéters, sondes à ballonnet), à l’électronique, les télécommunications (connecteurs, pièces de téléphones portables, fibres optiques) et l’horlogerie (engrenages).
Elles ont pour dénominateur commun une précision dimensionnelle de l’ordre de quelques micromètres, d’où le terme de « microplasturgie ».
Leur développement ne cesse de s’accélérer en raison de l’arrivée sur ces marchés des « microsystèmes », dispositifs comprenant plusieurs fonctions méca-niques, électroniques, optiques intégrées et utilisant à plein une des fonctions principales permises par les matières plastiques, l’intégration de fonctions.
Cette tendance du marché repousse toujours plus loin les limites de la transformation des matières plastiques et l’objet de cet article est de rappeler les règles de base et les limites actuelles des procédés traditionnels, de proposer des approches et d’ouvrir sur les nouveaux moyens en cours de développement qui seront mis à la disposition des industriels dans les prochaines années.
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Simulation, autres procédés de transformation5. Injection : conception des outillages
Dans le domaine de l’injection, il est difficile d’éviter la stagnation dans la vis d’une part, et le cisaillement excessif dans les outillages d’autre part. Nous avons vu que des unités d’injection étaient adaptées aux micropièces. En revanche, le moule est la source principale de dégradation des matières et nous allons rappeler comment limiter ces effets.
Nous verrons également comment limiter les effets des problèmes suivants, fréquemment rencontrés :
-
l’amenée de matière à l’empreinte ;
-
le dégazage de l’empreinte ;
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le refroidissement des inserts ;
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l’éjection des pièces.
5.1 Conception des moules
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Les moules comportant peu d’empreintes sont souvent réalisés avec une alimentation par canaux froids. Dans ce cas, la conception du moule doit prendre en compte la carotte comme partie intégrante de la pièce à injecter.
En effet, on pourrait apparenter la technique de moulage des micropièces par canaux froids à de la « bavure technique », car souvent le volume des carottes est largement supérieur à celui des pièces. Assimiler les pièces à des bavures peut paraître incongru, mais cette approche permet de ne pas se focaliser sur le problème de l’amenée de la matière, de la position du point d’injection et de modéliser la carotte avec précision dans le cas d’une simulation.
Une des solutions évidentes pour augmenter le volume injecté consiste à accroître le nombre d’empreintes. Cette possibilité est réservée aux grandes séries (cosmétique, mécanismes d’imprimantes, etc.) et a pour inconvénient principal d’accroître la longueur d’écoulement dans le moule afin de permettre l’alimentation de toutes les empreintes, et donc d’augmenter les contraintes de cisaillement (risque de dégradation). De plus, le rapport masse injectée/ masse de la pièce, souvent compris entre 1 et 10 augmente également.
Il est vrai qu’il est possible de recycler les carottes dans bien des cas, mais certains secteurs industriels se l’interdisent afin de ne pas prendre le risque d’utiliser une matière dégradée – car ayant subi plusieurs passages dans la presse – pour la fabrication ; d’autres secteurs industriels, comme le médical ou le pharmaceutique, ne peuvent...
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Injection : conception des outillages
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AGASSANT (J.-F.) et al - Polymer Processing (La mise en forme des matières plastiques). - Carl Hanser Verlag, 475 p. (1991).
-
(2) - MICHAELI (W.) - Extrusion dies for plastics and rubber : design and engineering computations. - Carl Hanser Verlag, 340 p. (1992).
-
(3) - REES (H.) - Mold engineering. - Carl Hanser Verlag, 621 p. (1995).
-
(4) - SFIP (Société Française des ingénieurs des plastiques) - Dernières évolutions en microplasturgie. - SFIP Le Diamant (1998).
-
(5) - ALVAREZ (T.R.), GUTIERREZ (J.), RUSSELBURG (M.) - High speed injection of thin-wall polycarbonate tubes (Injection haute vitesse de tubes en polycarbonate à parois fines). - Medical Plastics and biomaterials, SPE technical paper, Canon communications LLC, USA, p. 42-44, juil.-août 1997.
-
(6) - BEEVERS (A.) - Micro...
1 À lire également dans nos bases
AGASSANT (J.-F.) - VINCENT (M.) - Modélisation de l'injection – Remplissage des moules. - [AM 3 695] Traité Plastiques et Composites (2000).
AGASSANT (J.-F.) - VINCENT (M.) - Modélisation de l'injection – Compactage et contraintes résiduelles. - [AM 3 696] Traité Plastiques et Composites (2001).
BELLET (M.) - MONASSE (B.) - AGASSANT (J.-F.) - Simulation numérique des procédés de soufflage. - [AM 3 705] Traité Plastiques et Composites (2002).
CARROT (C.) - GUILLET (J.) - Viscoélasticité linéaire des polymères fondus. - [AM 3 620] Traité Plastiques et Composites (1999).
CARROT (C.) - GUILLET (J.) - Viscoélasticité non linéaire des polymères fondus. - [AM 3 630] Traité Plastiques et Composites (2000).
CHATAIN (M.) - DOBRACZYNSKI (A.) - Injection des thermoplastiques : les moules. - [A 3 680] Traité Plastiques et Composites (1995).
JAMMET (J.-C.) - Thermoformage. - [AM 3 660] Traité Plastiques et Composites (1998).
MOUSSEAU (P.) - SARDA (A.) - DETERRE (R.) - Thermique de l'injection des thermoplastiques. Fondements. - [AM 3 684] Traité Plastiques et Composites (2005).
MOUSSEAU (P.) - SARDA (A.) - DETERRE (R.) - Thermique de l'injection des thermoplastiques. Optimisation. - [AM 3 685]...
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