Présentation
EnglishRÉSUMÉ
L’injection assistée par gaz est un procédé apparu fin des années 80. Le but premier de ce procédé était de réaliser des gains matières et éventuellement de temps de cycle. Très rapidement, de nombreuses difficultés sont apparues : contraintes juridiques, maîtrise des paramètres du procédé, technologie des injecteurs pour ne citer que les plus fréquentes. En parallèle, des travaux réalisés soit en bureau d’études, soit en laboratoire de recherche ont permis d’élargir le champ d’applications du procédé.
Aujourd’hui, de nouveaux procédés sont étudiés, l’injection assistée par eau, mais aussi les procédés d’injection microcellulaire, la bi-injection assistée par gaz ou agents gonflants permettent d’entrevoir de nouvelles possibilités et ainsi compenser les limites de l’injection assistée par gaz.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Jean-Luc DREYER : Simplast Sarl, Barr (France)
INTRODUCTION
Les matières plastiques étant synthétisées à partir de pétrole et injectées à haute température et haute pression, le gaz utilisé est majoritairement de l’azote avec un taux résiduel d’oxygène inférieur à 1.5 %.
Les premières applications de l’injection assistée par gaz IAG n’avaient qu’un seul but, réaliser des économies de matière. Très rapidement, les applications de l’injection assistée par gaz se multiplièrent et aujourd’hui l’injection assistée par gaz peut être utilisée pour :
-
améliorer ou même remplacer la phase de maintien en pression et diminuer les retassures ;
-
diminuer les temps de cycle en assurant un meilleur contact polymère-outillage ;
-
augmenter de la rigidité en créant un effet tube ;
-
réduire les coûts de production en réduisant la force de fermeture
Cette technique de transformation peut être mise en œuvre par différents procédés présentant évidemment des avantages et des inconvénients. Afin de faciliter la compréhension des phénomènes, nous portons toute notre attention sur le procédé de remplissage partiel car il permet de cumuler tous les avantages de l’injection assistée par gaz :
-
diminution du poids de la pièce ;
-
diminution du temps de cycle car on injecte moins de matière ;
-
diminution de la force de fermeture pour la même raison ;
-
diminution des retassures, le gaz pouvant être guidé dans les zones critiques ;
-
augmentation de la rigidité à moment quadratique équivalent ;
-
amélioration de l’aspect.
L’injection assistée par gaz est un procédé où toute étape doit être optimisée, de la conception de la pièce au choix de la matière et de l’optimisation de l’outillage jusqu’au choix de la presse à injecter. Il suffit d’un seul paramètre négligé pour risquer une production aléatoire, voire de mauvaise qualité. Le choix de la matière est primordial, surtout pour les polymères cristallins et chargés. La grande majorité des fournisseurs de résines ont développé pour les polyamides, polypropylènes et autres polybutylène téréphtalate des grades spécifiques adaptés à l’injection assistée par gaz. Choisir un grade inadapté pour une pièce technique optimisée conduit souvent à une impasse, les défauts d’aspect ayant une telle influence que la totalité du projet peut être remise en cause. Ce procédé trouve aujourd’hui une seconde jeunesse après un démarrage très rapide suivi par une longue période de désillusions.
Le procédé se démocratise et l’on trouve des applications dans des domaines aussi variés que le jouet, l’électroménager, le médical, le bricolage et l’ameublement. Il y a encore 15 ans, on considérait que le procédé était « réservé » à l’automobile et aux façades de téléviseurs. Cette récente évolution est due à la créativité dont ont fait preuve les designers et bureaux d’études. Leur but n’est pas de gagner de la matière ou de renforcer la pièce par une nervure creuse, mais d’améliorer la phase de compactage ou de supprimer un mouvement dans le moule.
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2006 par Jean-Luc DREYER
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Plastiques et composites
(397 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
3. Matériels et périphériques
Très schématiquement, la mise en œuvre du procédé d’injection assistée par gaz ne demande qu’une source d’azote et un système de régulation de pression. Contrairement à ce que l’on pourrait croire, on peut mettre en œuvre ce procédé sur toutes les presses à injecter. Quel que soit le procédé d’injection assistée par gaz retenu, il peut être mis en œuvre sur toute presse à injecter récente.
Afin d’assurer une transition correcte entre la fin de l’injection dynamique et le début de l’injection du gaz, il faut que la pression de l’azote soit efficace le plus rapidement possible. Pour ce faire, différentes options sont possibles :
-
une information électrique indiquant le début de l’injection dynamique ;
-
un capteur donnant la position exacte de la vis ;
-
un capteur donnant un niveau de pression.
L’information électrique peut être récupérée par un relais électrique qui se déclenche au démarrage de l’injection.
La position de la vis est obtenue par un contact positionné sur le curseur d’avancée de la vis.
Le pilotage par pression nécessite le positionnement d’un capteur de pression dans la cavité et d’une interface spéciale pouvant communiquer avec le pupitre d’injection gaz. Cette solution présente l’avantage significatif de prendre en compte les caractéristiques d’écoulement de la matière ; si il existe une fluctuation de la viscosité, celle-ci se détecte immédiatement par la lecture de la pression.
3.1 Source d’azote
Pour pouvoir choisir objectivement son mode d’approvisionnement en azote, il faut prendre en compte deux paramètres importants :
-
une estimation annuelle de la consommation d’azote ;
-
le polymère transformé.
La grande difficulté pour un transformateur est de connaître les coûts induits par la décision de démarrer une production en injection assistée par gaz. Pour pouvoir répondre à cette question, il est indispensable d’évaluer avec la plus grande précision la consommation d’azote par pièce. Celle-ci peut se calculer de façon relativement simple en déterminant les volumes des différentes cavités occupées par le gaz. Une fois le volume à la pression atmosphérique...
Cet article fait partie de l’offre
Plastiques et composites
(397 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Matériels et périphériques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AVERY (J.) - Gas assist injection molding, principles and applications - . Hanser (2001).
-
(2) - BATTENFELD - Technique d’injection des années 1990 - (1990).
-
(3) - KLÖECKNER FERROMATIK - Système Airpress - .
-
(4) - HYDAC – BEFA - Système d’injection et de récupération d’azote - .
-
(5) - Du PONT de NEMOURS - Moulage avec injection de gaz des polymères techniques de Du Pont de Nemours. - Rapport technique TRG 3060.
-
(6) - ECKARDT (H.) - Pression interne de gaz en continu pour injection - . Meinerzhagen, Plast Europe, juin 1993.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Moules pour l’injection des thermoplastiques – Généralités et périphériques
-
Moules pour l’injection des thermoplastiques – Conception et réalisation
-
Thermique de l’injection des thermoplastiques. Fondements
-
Thermique de l’injection des thermoplastiques. Optimisation
ANNEXES
Ce n’est qu’en 2010 que la situation juridique a trouvé un épilogue, les joutes juridiques qui avaient perturbé le développement du procédé d’injection assistée par gaz cessèrent le jour où le brevet relatif aux masselottes tomba dans le domaine public. Mais le mal était fait, beaucoup de transformateurs s’étaient découragés devant toutes ces difficultés.
HAUT DE PAGE
###
Constructeurs-Fournisseurs
Fournisseurs d’azote
Pupitre de pilotage de la pression
Bauer Compresseurs
Wittmann-Battenfeld (Airmould)
Maximator
PME Fluidtec
Injecteurs de gaz
Bauer Compresseurs
Wittmann-Battenfeld
Maximator
Herzog
Gain Technologies
Surpresseurs
Wittmann-Battenfeld
Bauer Compresseurs
CGI
HAUT DE PAGECet article fait partie de l’offre
Plastiques et composites
(397 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive