Moulage par injection

Moulage par injection de (épellation variable britannique : le moulant ) est une technique de la fabrication de de pour faire des pièces à partir des matériaux de plastique thermoplastique et thermodurcissable dans la production . Le plastique fondu est injecté à la pression élevée dans un moule (épellation variable britannique de : moule ), qui est l'inverse de la forme du produit. Après qu'un produit soit conçu par un concepteur industriel ou un ingénieur , des moules sont faits par un Moldmaker (ou outilleur ) à partir du métal, habituellement l'acier ou l'aluminium , et précision-usiné pour former les dispositifs du moulage par injection désiré de cloison est employée couramment pour fabriquer une série de parties, du plus petit composant aux panneaux entiers de corps des voitures . Le moulage par injection est la méthode la plus commune de production, avec certains les articles généralement faits comprenant des capsules et des meubles extérieurs. Le moulage par injection est typiquement capable d'un IL la catégorie environ de 9-14.

Matériaux : Les matériaux thermoplastiques les plus utilisés généralement sont polystyrène (coût bas, manquant de la force et la longévité d'autres matériaux), ABS ou acrylonitrile-butadiène-styrène (un copolymère ou un mélange des composés utilisés pour tout des pièces de Lego aux logements de l'électronique), nylon (chimiquement résistant de , anti-calorique, dur et flexible - utilisé pour des peignes), polypropylène (dur et flexible - utilisés pour des récipients), polyéthylène , et chlorure polyvinylique ou PVC de (plus commun dans extrusions comme utilisé pour pipes, châssis de fenêtre, ou comme isolation sur le câblage d'où elle est rendue flexible par l'inclusion d'une proportion élevée Plastifiant ).

Le moulage par injection peut également être employé pour fabriquer des parties de l'aluminium ou du laiton . Les points de fusion de ces métaux sont beaucoup plus hauts que ceux des plastiques ; ceci conduit à des vies sensiblement plus courtes de moule en dépit de l'utilisation des aciers spécialisés. Néanmoins, les coûts comparent tout à fait favorablement au moulage au sable , en particulier pour de plus petites pièces.

Équipement

voient également :

la machine de moulage par injection de Les machines de moulage par injection, également connues sous le nom de presses, tiennent les moules dans lesquels les composants sont shaped. Des presses sont évaluées par le tonnage, qui exprime la quantité de maintenir la force dont la machine peut produire. Cette pression maintient le moule fermé pendant le procédé d'injection. Le tonnage peut varier de plus moins de 5 tonnes à 6000 tonnes, avec les chiffres plus élevés utilisés dans comparativement peu d'opérations de fabrication.

Moule

Le moule (outil et/ou moule) est le terme commun employé pour décrire l'outillage de production employé pour produire les parties en plastique dans le moulage par injection.

Traditionnellement, les moules ont été chers de fabriquer. Ils habituellement ont été seulement employés dans la production en série où des milliers de pièces étaient produits. Des moules sont typiquement construits de l'acier, de l'aluminium, et/ou de l'alliage en acier trempé et pré-durcis de béryllium-cuivre. Le choix du matériel pour construire un moule est principalement l'une de sciences économiques. Les moules en acier coûtent généralement plus à la construction, mais leur plus longue durée de vie compensera le coût initial plus élevé au-dessus d'un nombre plus élevé de pièces faites avant de porter dehors. les moules en acier Pré-durcis sont moins résistants à l'usure et sont employés pour des conditions de volume inférieur ou de plus grands composants. La dureté en acier est en général 38-45 sur l'échelle de Rockwell-c. Les moules en acier trempé sont soumis à un traitement thermique après usinage. Ce sont de loin le supérieur en termes de résistance à l'usure et durée de vie. La dureté typique s'étend entre 50 et 60 Rockwell-c (HRC). Les moules en aluminium peuvent coûter sensiblement moins, et une fois conçu et usiné avec l'équipement automatisé moderne, peut être économique pour des dizaines de bâti ou même des centaines de milliers de pièces. Le cuivre de béryllium est employé dans les secteurs du moule qui exigent le déplacement ou les secteurs rapides de la chaleur qui voient la plupart de cisaillement chauffer produit. Alliages de haute performance tels que MoldMax^{® ;} et Ampcoloy^{® ;} ont été également développés particulièrement pour le transfert de chaleur optimum. De tels alliages sont considérés dans la construction de moule quand les méthodes conventionnelles de déplacement de la chaleur sont peu convenables ou quand la durée de cycle est une considération critique.

La pensée considérable est mise dans la conception des pièces moulées et de leurs moules, pour s'assurer que les pièces ne seront pas emprisonnées dans le moule, que peuvent être complètement remplis avant que la résine fondue solidifie, pour compenser le rétrécissement matériel, et pour réduire au minimum des imperfections dans les pièces.

Conception

Des moules séparent dans au moins deux moitiés (appelées le noyau de et la cavité de ) pour permettre à la pièce d'être extraits. En général la forme d'une pièce ne doit pas la causer d'être fermée à clef sur le moule. Par exemple, les côtés des objets typiquement ne peuvent pas être parallèles avec la direction de l'aspiration (la direction de dans laquelle le noyau et la cavité séparé de l'un l'autre). Ils sont pêchés par légèrement (ébauche de ), et l'examen de la plupart des objets en plastique de ménage indiquera ceci. Pièces qui sont " ; seau-like" ; tendre à se rétrécir sur le noyau tout en se refroidissant, et après la cavité est écarté. Les goupilles sont la méthode la plus populaire de déplacement du noyau, mais aèrent l'éjection, et des plats de décolleur peuvent également être utilisés selon l'application. La plupart des plats d'éjection sont trouvés sur la moitié mobile de l'outil, mais ils peuvent être placés sur la moitié fixe.

Des pièces plus complexes sont formées using des moules plus complexes, qui peuvent avoir les sections mobiles appelées les glissières de qui sont insérées dans le moule aux dispositifs de forme qui ne peuvent pas être formés using seulement un noyau et une cavité. Des glissières sont alors retirées pour permettre à la pièce d'être libérées. Quelques moules permettent aux pièces précédemment moulées d'être réinsérées pour permettre à une nouvelle couche en plastique de former autour de la première cloison. Ceci désigné souvent sous le nom du Overmolding . Ce système peut tenir compte de la production des pneus et des roues d'une seule pièce.

le projectile 2 ou les moules multi de projectile sont conçus au " ; overmold" ; dans un cycle simple de bâti et doivent être traités sur les machines spécialisées de moulage par injection avec deux unités ou plus d'injection. Ceci peut être réalisé en ayant des paires de noyaux identiques et des paires de différentes cavités dans le moule. Après injection du premier matériel, le composant est tourné sur le noyau à partir de l'une cavité à l'autre. La deuxième cavité diffère dès la début parce que le détail pour le deuxième matériel est inclus. Le deuxième matériel est alors injecté dans le détail additionnel de cavité avant que la partie réalisée soit éjectée du moule. Les applications communes incluent le " ; doux-grip" ; brosses à dents et poignées d'encavateur de freelander.

Le noyau et la cavité, avec des tuyaux d'injection et de refroidissement forment l'outil de moule. Tandis que les grands outils sont très lourds (jusqu'à 60t), ils peuvent être levés dans des machines de bâti pour la production et être enlevés quand le bâti est complet ou l'outil a besoin réparer.

Un moule peut produire plusieurs copies des mêmes parties dans un " simple ; shot" ;. Le nombre de " ; impressions" ; dans le moule de cette partie désigné sous le nom de la cavitation. Un outil avec une impression souvent s'appellera un outil simple de cavité (impression). Un moule avec 2 cavités ou plus des mêmes pièces probablement désigné sous le nom de l'outillage multiple de cavité. Quelques moules extrêmement hauts de volume de production (comme ceux pour des capsules) peuvent avoir plus de 128 cavités.

L'outillage dans certains cas multiple de cavité moulera une série de différentes parties dans le même outil. Appel de quelques outilleurs que ces moules la famille moule car toutes les pièces ne sont pas les mêmes mais souvent une partie d'une famille des pièces (être employé dans le même produit par exemple).

Usinage

Des moules sont construits par deux méthodes principales : usinage et standard EDM usinant . Le standard usinant , sous sa forme conventionnelle, a historiquement été la méthode de construire des moulages par injection. Avec le développement technologique, le de la commande numérique par ordinateur usinant est devenu les moyens prédominants de faire des moules plus complexes avec des détails plus précis de moule dans moins de temps que des méthodes traditionnelles.

La décharge électrique de usinant (EDM) ou procédé de l'érosion d'étincelle est devenue employée couramment dans la fabrication de moule. Aussi bien que permettre la formation des formes il est difficile usiner que, le processus permet aux moules pré-durcis d'être formés de sorte qu'aucun traitement thermique ne soit exigé. Les changements à un moule durci par le perçage conventionnel et le fraisage exigent normalement du recuit de ramollir l'acier, suivi de traitement thermique pour le durcir encore. EDM est un processus simple dans lequel une électrode shaped, habituellement faite de cuivre ou graphite, est très lentement abaissée sur la surface de moule (pendant beaucoup d'heures), qui est immergée dans l'huile de pétrole. Une tension s'est appliquée entre l'outil et l'érosion de causes de moule de la surface de moule dans la forme inverse de l'électrode.

Des moules séparent dans au moins deux moitiés (appelées le noyau et la cavité) pour permettre à la pièce d'être extraits. En général la forme d'une pièce ne doit pas la causer d'être fermée à clef sur le moule. Par exemple, les côtés des objets typiquement ne peuvent pas être parallèles avec la direction de l'aspiration (la direction dans laquelle le noyau et la cavité séparé de l'un l'autre). Ils sont pêchés légèrement (ébauche), et l'examen de la plupart des objets en plastique de ménage indiquera ceci. Pièces qui sont " ; seau-like" ; tendre à se rétrécir sur le noyau tout en se refroidissant, et après la cavité est écarté. Les goupilles sont la méthode la plus populaire de déplacement du noyau, mais aèrent l'éjection, et des plats de décolleur peuvent également être utilisés selon l'application. La plupart des plats d'éjection sont trouvés sur la moitié mobile de l'outil, mais ils peuvent être placés sur la moitié fixe.

Des pièces plus complexes sont formées using des moules plus complexes, qui peuvent avoir les sections mobiles appelées les glissières qui sont insérées dans le moule aux dispositifs de forme qui ne peuvent pas être formés using seulement un noyau et une cavité. Des glissières sont alors retirées pour permettre à la pièce d'être libérées. Quelques moules permettent aux pièces précédemment moulées d'être réinsérées pour permettre à une nouvelle couche en plastique de former autour de la première cloison. Ceci désigné souvent sous le nom overmolding. Ce système peut tenir compte de la production des pneus et des roues d'une seule pièce.

Coût

Le coût de moules de fabrication dépend d'un ensemble de facteurs très grand s'étendant du nombre de cavités, la taille des pièces (et donc le moule), complexité des morceaux, a attendu la longévité d'outil, les finitions de surface et beaucoup d'autres.

Procédé d'injection

Cycle de moulage par injection

Le le cycle de base d'injection est comme suit : Moule étroit - chariot d'injection vers l'avant - injecter le plastique - dosant - chariot se rétractent - moule ouvert - éjectent des pièces

Les moules sont shutke fermé la forme du moule. Quelques machines sont courues par les moteurs électriques au lieu de l'hydraulique ou d'une combinaison de tous les deux. Les canaux de refroidissement par eau qui aident à refroidir le moule et le plastique heated solidifie dans la cloison le refroidissement qu'inexact peut avoir comme conséquence le bâti tordu ou un qui sont brûlés. Le cycle est accompli quand le moule s'ouvre et la pièce est éjectée avec l'aide des goupilles d'éjecteur dans le moule.

La résine de , ou la matière première première pour le moulage par injection, est habituellement sous le granule ou la forme de granule, et est fondue par des forces de la chaleur et de cisaillement peu avant étant injectées dans le moule. Des granules de résine sont versés dans le distributeur d'alimentation, un grand ouvrent le récipient basé, qui alimente les granules vers le bas sur la vis. La vis est tournée par un moteur, alimentant des granules vers le haut des cannelures de la vis. La profondeur des vols de vis diminue vers l'extrémité de la vis le plus près le moule, comprimant le plastique heated. Pendant que la vis tourne, les granules sont faits avancer dans la vis et ils subissent la pression et le frottement extrêmes qui produit de la majeure partie de la chaleur requise pour fondre les granules. Réchauffeurs de chaque côté de l'aide de vis dans le chauffage et de contrôle de température pendant le processus de fonte.

Les canaux par lesquels les écoulements plastiques vers la chambre également solidifieront formant une armature jointe. Cette armature se compose de psilosis de , qui est le canal principal du réservoir de la résine fondue, du parallèle avec la direction de l'aspiration, et des coureurs de , qui sont perpendiculaires à la direction de l'aspiration, et est employée pour donner la résine fondue aux portes de , ou les points d'injection. Le système de psilosis et de coureur peut être coupé ou tordu au loin et réutilisé, parfois étant granulé à côté de la machine de moule. Quelques moules sont conçus de sorte que la partie soit automatiquement dénudée par l'action du moule.

Épreuve de bâti

En remplissant nouveau ou peu familier pour la première fois, où la taille de projectile pour ce moule est inconnue, un poseur de technicien/outil habituellement commence par un petit poids de projectile et remplit graduellement jusqu'à ce que le moule soit de 95 à 99% pleins. Une fois que ceci est réalisé un peu de pression de possession sera temps appliqué et d'entreposage accru jusqu'à ce que le gel de porte au loin se soit produit, puis de la pression de possession est augmentée jusqu'à ce que les pièces soient exemptes d'éviers et poids de partie a été réalisée. Une fois que les pièces sont assez bonnes et ont passé tous les critères spécifiques, une feuille d'arrangement est produite pour que des personnes suivent à l'avenir.

L'optimisation de processus est faite suivre les méthodes suivantes. Des vitesses d'injection sont habituellement déterminées par les courbes de exécution de viscosité. Des fenêtres de processus sont exécutées variant les températures de fonte et tenant des pressions. Des études de chute de pression de pression sont faites pour vérifier si la machine a assez de pression de déplacer la vis au taux d'ensemble. Des études de gel de joint de porte ou de porte sont faites pour optimiser le temps d'entreposage. Une étude de temps de refroidissement est faite pour optimiser le temps de refroidissement.

Défauts de bâti

Le moulage par injection est une technologie complexe avec des problèmes possibles de production. Ils peuvent être provoqués par des défauts dans les moules ou plus souvent par le traitement de partie (le bâti)

Histoire

En le 1868 John Wesley Hyatt est devenu le premier pour injecter le celluloïde chaud dans un moule, produisant les boules de billard . Lui et son frère Isaïe ont breveté une machine de moulage par injection qui a utilisé un plongeur en 1872, et le processus est demeuré plus ou moins de même jusqu'en 1946, quand le James Hendry a construit la première machine de moulage par injection de vis, révolutionnant l'industrie de plastiques. Approximativement 95% de toutes les machines de bâti utilisent maintenant des vis efficacement pour chauffer, mélanger, et injecter le plastique dans des moules.

Voir également

Le moulage par injection de réaction , une technique semblable au moulage par injection standard, permet l'utilisation des polymères thermoset de produire de grandes et complexes pièces.

Association américaine de constructeurs de moule
Protek Medical* * Une histoire des plastiques
Le Comité européen des fabricants de machines pour les industries de plastiques et en caoutchouc (EUROMAP) - recommandations techniques
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Le moulage par injection savent et des formules
Problèmes et solutions de moulage par injection
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IRC en la Science de polymère et technologie, université de Bradford, R-U
Liste de thermoplastique et de matériaux thermoset, montrant des définitions, des propriétés et des applications.
Déroulement des opérations de moulage injection
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