Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Les moules pour l'injection des thermoplastiques sont ici traitées. L'article décrit les principaux types de moules, leurs principes et les modes de choix du nombre d’empreintes et de seuils d’injection. Le cycle d’injection abordé du point de vue de l’empreinte permet de comprendre et de résoudre les défauts les plus courants des pièces injectées. L’optimisation des empreintes permettant de minimiser la durée du cycle d’injection est ensuite abordée, en lien ou non avec les techniques de calcul numérique. La conception plus générale du moule et de sa carcasse sont décrits, en lien avec les aspects normatifs, ainsi qu’avec les outils normalisés de communication avec les moulistes.
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Thomas MUNCH : Ingénieur ENSAIS-EAHP - Agrégé en mécanique - Ancien Responsable Injection de Hager SAS, Obernai, France
INTRODUCTION
La transformation des matières plastiques par injection consiste à remplir les cavités froides d'un moule avec de la matière plastique à l'état fondu, puis à démouler la pièce obtenue après refroidissement et solidification de la matière plastique.
Le remplissage des empreintes est réalisé en introduisant sous pression de la matière plastique à l'état fondu dans les cavités du moule, également appelées empreintes.
La température des empreintes est régulée à une valeur permettant de refroidir la matière injectée.
Les pièces injectées, formées par la matière plastique solidifiée dans les empreintes, sont extraites du moule grâce à l'ouverture du moule et à un dispositif d'éjection.
Le prix de revient des pièces injectées est intimement lié au coût horaire du moule, au temps de cycle et à la qualité des pièces. Le coût horaire et le temps de cycle dépendent des choix techniques effectués lors de la conception du moule. D’autre part, nombre de défauts des pièces peuvent être évités dès la conception des empreintes du moule.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 2010 par Thomas MUNCH
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Effet des grandeurs physiques des polymères sur le cycle d’injection
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3. Utilisation des techniques de calcul numérique
Afin d'anticiper ces problèmes et d'optimiser la productivité dès la conception du moule, il est nécessaire de connaître les caractéristiques de l'écoulement de la matière plastique dans le dispositif d'alimentation et dans les empreintes. Le caractère transitoire de l'écoulement et des transferts thermiques ainsi que la géométrie généralement tridimensionnelle des empreintes rendent les calculs rhéologiques complexes. De plus, le cisaillement, d'une part, et le refroidissement au contact de l'empreinte, d'autre part, modifient les caractéristiques du matériau au cours du remplissage.
Les logiciels de calcul rhéologique et thermique (par exemple Simpoe-Mold, Cadmould® ou Modflow, Moldex 3D cf. Pour en savoir plus) permettent de bonnes approximations de la dynamique de remplissage. La fiabilité des résultats dépend du maillage des empreintes, de la modélisation des caractéristiques de la matière plastique (loi de comportement rhéologique) et des conditions aux limites, thermiques en particulier, ce qui nécessite de bien maîtriser les données du process (température, débits, pressions) et de faire les hypothèses nécessaires quand au réglage de la presse. Ceci permet d’optimiser des conditions de fonctionnement, c'est-à-dire le réglage de la presse et l’optimisation du moule (localisation du seuil d’injection en particulier).
La figure 5 b montre un exemple de maillage de l'empreinte et de la modélisation du circuit de refroidissement retenu pour l'étude de la pièce représentée figure 5 a. Le résultat présentant les courbes isobares en fin de remplissage est représenté figure 5 c. La figure 5 d montre la répartition des températures lors de la commutation en phase de maintien.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AGASSANT (J.-F.), AVENAS (P.), SERGENT (J.-P.), VERGNES (B.), VINCENT (M.) - La mise en forme des polymères. Approche thermomécanique de la plasturgie. - Lavoisier (2014).
-
(2) - BASF AG - Kunststoffverarbeitung im Gespräch : Spritzgiessen 6. geänderte Auflage. - BASF (1991).
-
(3) - DOBRACZINSKY (A.), PIPERAUD (M.), TROTIGNON (J.-P.), VERDU (J.) - Précis de matières plastiques. - AFNOR-Nathan (2006).
-
(4) - GASTROW (H.) - Injection Mold : 130 Proven Designs. - 3rd edition, Carl Hanser Verlag, Munich (2007).
-
(5) - MUNCH (T.) - Du process à la pièce : l'injection des Plastiques. - KDP Éditions (2015).
-
(6) - PICHON (J.-F.) - Aide-mémoire d'injection des matières...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Presses à injecter – Choix et optimisation du process.
-
Moules pour l'injection des thermoplastiques. Choix des aciers.
-
Thermique de l’injection des thermoplastiques. Optimisation.
Cadmould®
Autodesk Moldflow
https://www.autodesk.fr/products/moldflow/overview
Simpoe-Mold
HAUT DE PAGE
Forum International de la Plasturgie, a lieu tous les trois ans à Lyon :
K-Messe, salon européen de la Plasturgie de rang mondial, a lieu tous les trois ans à Düsseldorf :
HAUT DE PAGE
NF ISO 12165 (Avril 2020), Outillage de moulage – Composants des moulages par compression, moules d'injection et moules pour fonderie sous pression – Termes et symboles.
NF ISO 15600 (Avril 2001), Outillage de moulage – Feuilles d'isolation thermique dans...
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