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machine de moulage par injection

Moule à trombone ouvert dans la machine à mouler ; la buse est visible à droite Une machine de moulage par injection avec un robot Une machine de moulage par injection (orthogra...

Moule à trombone ouvert dans la machine à mouler ; la buse est visible à droite
Une machine de moulage par injection avec un robot

Une machine de moulage par injection (orthographiée « machine de moulage par injection » en anglais britannique ), ou presse à injection , est une machine servant à fabriquer des produits en plastique par le procédé de moulage par injection . Elle se compose de quatre sous-systèmes principaux : l’unité d’injection, l’unité de fermeture, l’unité d’entraînement et les systèmes de contrôle.

Opération

Les moules des presses à injecter peuvent être fixés horizontalement ou verticalement. La plupart des machines sont horizontales, mais les machines verticales sont utilisées dans certaines applications spécifiques, comme le surmoulage, permettant ainsi de tirer parti de la gravité. Certaines machines verticales ne nécessitent d'ailleurs pas la fixation du moule. Il existe plusieurs méthodes de fixation des outils sur les plateaux ; les plus courantes sont les brides manuelles (les deux parties sont boulonnées aux plateaux). On utilise également des brides hydrauliques (des cales maintiennent l'outil en place) et des brides magnétiques. Ces dernières, ainsi que les brides hydrauliques, sont privilégiées lorsque des changements d'outils rapides sont nécessaires.

En ce qui concerne les méthodes de refroidissement, il existe des systèmes à canaux froids et à canaux chauds ; de plus, les types de systèmes à canaux chauds comprennent les canaux isolés, les systèmes chauffés intérieurement et les systèmes chauffés extérieurement.

Un forme de carotte . Un système à canaux chauds est plus complexe et utilise souvent des cartouches chauffantes pour maintenir le plastique à température élevée dans les canaux pendant le refroidissement de la pièce. Ce procédé repose sur les propriétés isolantes du thermoplastique pour limiter les pertes de chaleur à l'intérieur du moule. Après l'éjection de la pièce, le plastique restant dans le canal chaud est injecté dans la pièce suivante.

Types de machines à mouler par injection

Les machines de moulage par injection sont classées principalement selon le type de systèmes d'entraînement qu'elles utilisent.

Hydraulique

Les machines hydrauliques ont longtemps été la seule option disponible pour les mouleurs, jusqu'à ce que Mécanique

Les machines mécaniques utilisent un système à genouillère pour appliquer une force de serrage sur les mâchoires. Cette force est indispensable sur toutes les machines afin d'empêcher l'ouverture des mâchoires sous l'effet de la pression d'injection. Une ouverture partielle du moule entraînerait des bavures sur la pièce plastique.

Électrique

La presse électrique, également connue sous le nom presse hydraulique . Les presses électriques se sont avérées plus silencieuses, plus rapides et plus précises, mais elles sont plus coûteuses.

En 1983, une machine de moulage par injection entièrement électrique, la Roboshot, a été développée par Milacron , un fabricant américain de moules d'injection, et produite en collaboration avec Fujitsu (aujourd'hui FANUC ). La dernière version de la série, l'Alpha-SiB, a été lancée en 2021 et offre une grande flexibilité en termes de dimensions de pièces fabriquées, ainsi qu'une large gamme d'applications.

Hybride

Les machines de moulage par injection hybrides (parfois appelées « servo-hydrauliques ») prétendent tirer parti des meilleurs atouts des systèmes hydrauliques et électriques, mais en réalité, elles consomment presque autant d'électricité qu'une machine de moulage par injection électrique, selon le fabricant.

On utilise souvent un bras robotisé pour retirer les composants moulés, soit par le côté, soit par le haut, mais il est plus courant que les pièces tombent du moule, par une goulotte, dans un conteneur.

Principaux composants d'une machine de moulage par injection

Unité d'injection

Il se compose de trois éléments principaux :

  1. Moule : Le moule conserve la forme de la pièce produite et doit être rempli aussi densément que possible afin de reproduire tous les détails. C’est pourquoi la pression d’injection est un facteur critique dans la production de pièces moulées par injection.
  2. Vis et cylindre à mouvement alternatif : La vis assure le mélange homogène des granulés de plastique lors de leur fusion et le transfert du plastique liquide dans le moule. Ce plastique est acheminé dans le moule par le cylindre, qui exerce une pression sur le liquide pour garantir une répartition uniforme et un remplissage complet du moule.
  3. Éléments chauffants, thermocouples et piston annulaire : la chaleur est appliquée aux granulés de plastique contenus dans la vis. Dans les systèmes à canaux chauds, des éléments chauffants supplémentaires permettent au plastique contenu dans les canaux de maintenir une température élevée pendant l’éjection de la pièce finie.

Unité de serrage

Il se compose de trois éléments principaux :

  1. Entraînement du moteur de fermeture : L’ouverture et la fermeture du moule, assurées par un système de fermeture électromécanique ou hydraulique, sont connues sous le nom de mécanisme à genouillère. Les systèmes à genouillère sont la norme dans l’industrie , notamment en Asie, tandis que les systèmes de fermeture purement mécaniques sont rares et généralement réservés aux machines anciennes. La force de serrage, exprimée en tonnes métriques, est essentielle pour préserver la forme de la pièce moulée ; si cette force est insuffisante pour contrer la pression du plastique injecté, des défauts peuvent apparaître.
  2. Barres de liaison : Leur rôle principal est de stabiliser et de guider les plateaux lors de leur déplacement pour la compression du moule. Cependant, les progrès réalisés ces dernières décennies dans les mécanismes de serrage ont permis l’essor des machines d’emboutissage sans barres de liaison. L’espacement des barres de liaison détermine les dimensions maximales des moules utilisables.
  3. Plateaux : En général, un plateau fixe et un plateau mobile sont utilisés pour appliquer une pression sur le moule pendant le refroidissement du plastique. Le nombre de plateaux dans une machine d’injection à moules multiples (MIM) donnée varie ; cependant, la norme industrielle utilise trois plateaux de support, dont le plateau central est mobile pour permettre l’ouverture et la fermeture. Le nombre de plateaux n’est pas lié au nombre de tirants, et en général, la conception du système de serrage est sans importance tant que sa force de verrouillage est supérieure à la pression exercée par le moule pendant le refroidissement de la pièce. La taille maximale du moule utilisable dépend des dimensions des plateaux.

Unité d'entraînement

L'unité d'entraînement assure le mouvement axial de la vis. La plupart des machines d'impression à jet d'encre modernes utilisent un moteur électrique, mais des modèles hydrauliques existent également. Dans les machines entièrement électriques, le mouvement de la vis est assuré par trois servomoteurs distincts : l'un fait tourner la vis, poussant ainsi l'avance de plastique ; un autre déplace la vis vers le cylindre ; et le dernier actionne la position ouverte ou fermée du moule.

Systèmes de contrôle

Le système de contrôle de toute machine de moulage par injection surveille le fonctionnement de tous les composants afin de stabiliser la pression et la température et ainsi produire des pièces de qualité. Si d'autres facteurs, tels que les températures de fusion et de moule, les pressions de cavité et de maintien, et la vitesse d'injection, ont des effets mineurs sur la qualité de la pièce, la pression et la température sont les paramètres les plus critiques à maintenir constants. Par conséquent, des paramètres tels que les forces de fermeture et les débits (ainsi que la température et la pression de l'huile et la température du cylindre dans les modèles hydrauliques) sont contrôlés tout au long du processus de production.

978-1569903995
  • Rosato, Donald V. ; Marlene G. Rosato. Encyclopédie concise des matières plastiques . Springer, 2000.
  • Rosato, Dominick ; Rosato Marlene et Rosato Donald. Manuel de moulage par injection, 3e édition . Kluwer Academic Publishers, 2000.
  • Todd, Robert H., Dell K. Allen et Leo Alting . Guide de référence des procédés de fabrication . Industrial Press Inc., 1994. p. 240-245. ISBN978-0-8311-3049-7.
  • Whelan, Tony. Dictionnaire de technologie des polymères. Springer, 1994. ISBN978-0-412-58180-9.
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