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Maurice NIVON : Ingénieur de l’École nationale supérieure des arts et métiers (ENSAM) - Ingénieur-conseil à la Caisse régionale d’assurance maladie (CRAM) Rhône-Alpes
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le procédé de moulage par injection permet une production discontinue, automatique et en série, de pièces en matières thermoplastiques, thermodurcissables et en élastomères, avec une grande précision.
Les pièces obtenues, de dimensions et de masses très variables (de quelques grammes jusqu’à 50 kg ont des applications dans tous les domaines d’activité. À titre d’exemple, nous pouvons citer : la visserie de petites dimensions ; des articles utilisés en médecine et en pharmacie ; des pièces mécaniques telles que des engrenages ; des boîtiers ou enveloppes d’appareils et accessoires informa-tiques, électroménagers ou électriques ; des jouets, des objets liés à la pratique des sports et des loisirs ; et, pour les plus volumineux, des pare-chocs d’automobiles, des conteneurs de stockage et des éléments de mobilier.
La machine à injecter permet :
-
de plastifier les matières ;
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de les injecter sous forte pression (500 à 1 500 bar environ), à travers une buse, dans l’empreinte d’un moule en deux ou plusieurs parties ;
-
de maintenir le moule en position fermée pendant l’injection avec des forces importantes (de quelques kilonewtons jusqu’à 50 000 kN (5 000 t pour les plus grosses machines actuelles) ;
-
d’ouvrir les moules après solidification des pièces ;
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de démouler les pièces obtenues, par le déplacement de dispositif d’éjection.
Pour optimiser les possibilités présentées par le mode automatique des presses à injecter, des équipements auxiliaires tels que : des dispositifs de séchage et d’alimentation automatique de matière ; des dispositifs de changement automatique de moule ; des dispositifs de chauffage et/ou refroidissement des moules ; des manipulateurs pour introduire dans le moule des pièces qui seront surmoulées (inserts), pour décharger les pièces moulées et retirer les déchets de matière solidifiée dans les canaux d’alimentation des empreintes (carottes) ; des broyeurs permettant de fragmenter les déchets en vue de leur recyclage immédiat ; des installations de manutention et déchargement des pièces moulées, sont installés à proximité. Leur système de commande est relié à celui de la machine.
Les phénomènes dangereux qui se manifestent pendant l’exploitation des unités de transformation par injection sont d’ordre mécanique, électrique, ther-mique, liés à la manutention des équipements de machines, des moules et des pièces ou engendrés par le bruit et les matériaux au cours de leur transformation. Plus particulièrement, les risques liés à l’utilisation des presses à injecter sont, actuellement, maîtrisés pendant les périodes de production ; l’évolution technologique (utilisation des automates pour les systèmes de commande) et la satisfaction des exigences essentielles de sécurité énoncées dans les réglementations confèrent un bon niveau de sécurité. Toutefois, pendant les périodes de réglage et de changement de matière, des risques mécaniques et de brûlure subsistent.
Les données statistiques des années 1994, 1995, 1996, relatives à la sécurité dans l’activité concernant l’injection des matières plastiques, ainsi que celles de l’ensemble des activités régies par le régime général de la Sécurité sociale sont regroupées dans le tableau A.
Nous constatons que, pour les activités concernant l’injection des matières plastiques :
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les taux de fréquence des accidents sont décroissants mais restent supérieurs à la moyenne nationale ;
-
les taux de gravité sont pratiquement constants et inférieurs à la moyenne nationale ;
-
le coût moyen d’un accident du travail est nettement inférieur au coût moyen des autres accidents survenus dans la pratique.
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3. Machine à injecter
Une machine à injecter permet de remplir sous pression l’empreinte intérieure d’un moule en deux ou plusieurs parties avec de la matière plastifiée, d’assurer la solidification par refroidissement (cas des thermoplastiques) ou par cuisson (cas des thermodurcissables et des caoutchoucs) et le démoulage des pièces obtenues.
Pour effectuer ces opérations, la machine comporte des unités distinctes dont les mouvements sont commandés automatiquement. Ces différentes unités et leur fonctionnement sont décrits en détail dans l’article [AM 3 690] de ce traité [14].
3.1 Composition et fonctionnement
Une machine à injecter est composée essentiellement :
-
d’une unité de plastification et d’injection (cf. [AM 3 690]) ;
-
d’une unité de fermeture du moule (cf. [AM 3 690]) ;
-
d’un bâti supportant ces unités et intégrant le système de fourniture et de transmission de la puissance nécessaire au fonctionnement et le système de commande des actionneurs.
Il existe plusieurs configurations, dont les plus courantes sont :
-
les machines horizontales (figure 2) où la matière est injectée à travers le demi-moule fixé sur le plateau fixe ;
-
les machines verticales (figure 3) où la matière est généralement injectée dans le plan de joint du moule ;
-
les machines horizontales comportant plusieurs unités de plastification et une unité de fermeture ;
-
les machines équipées d’une unité d’injection horizontale mobile et de plusieurs unités de fermeture verticales ou horizon-tales.
3.1.1 Bâti de la machine à injecter
Le bâti supporte l’unité de fermeture et l’unité d’injection par l’intermédiaire de glissières et de plateaux qui autorisent les déplacements des différents composants.
Les actionneurs et les transformateurs d’énergie sont installés à l’extérieur et/ou à l’intérieur. Actuellement, les constructeurs utilisent principalement deux technologies :
-
le...
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Machine à injecter
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Matières plastiques et adjuvants, hygiène et sécurité. - Publication INRS ED 638 (1993).
-
(2) - Interrupteur à ouverture forcée. - Publication INRS ED 015 (1989).
-
(3) - Protection des travailleurs dans les établissements qui mettent en œuvre des courants électriques. - Publication INRS ED 723 (1996).
-
(4) - Automatismes pneumatiques – Conception des circuits d'alimentation. - Publication INRS ED 45 (1995).
-
(5) - Automatismes pneumatiques – Conception des circuits de puissance et de commande. - Publication INRS ED 52 (1995).
-
(6) - Produits chimiques : les fiches de données de sécurité. - Publication INRS ED 55 (1996).
-
...
1 À lire également dans nos bases
NIVON (M.) - SANLIAS (G.) - Sécurité dans les techniques d'extrusion. - [AM 3 658] Traité Plastiques et Composites (1998).
CHATAIN (M.) - DOBRACZYNSKI (A.) - Injection des thermoplastiques : les moules. - [A 3 680] Traité Plastiques et Composites (1995).
MUZSNAY (L.) - Injection des thermoplastiques : les presses. - [A 3 690_02_1993] Archives Matériaux (1993).
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).
AUBER (R.) - ATLANI (C.) - Prévention des accidents électriques. - [D 5 100] Traité Sécurité et gestion des risques (1996).
CHOUMER (S.) - NIVERT (C.) - Moulage des thermodurcissables par le procédé RIM. - [AM 3 715] Traité Plastiques et Composites (2004).
GROS (R.) - Risques mécaniques...
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