Optimisez vos designs avec les logiciels de simulation de moulage par injection avancés

Le logiciel de simulation de moulage par injection est une partie importante du flux de travail IM, permettant aux concepteurs d'évaluer la faisabilité de leurs moules et pièces moulées. Cet article examine son fonctionnement.

Qu'est-ce que le moulage par injection ?

Le moulage par injection est le processus de fabrication derrière une multitude d'objets manufacturés, des bouteilles d'eau aux composants automobiles.

Il comprend plusieurs étapes. D'abord, le fabricant doit créer un moule métallique, généralement divisé en deux parties ou plus. Une machine d'injection remplit alors le moule de plastique fondu, qui durcit à l'intérieur pour créer une pièce plastique. Une fois durcie, la pièce est éjectée, et le processus d'injection se répète.

Pour faire des pièces moulées de haute qualité, les fabricants doivent savoir comment le plastique fondu se comportera une fois injecté, et comment la pièce finie performera une fois démoulée. Les moules ne fonctionnent bien que s'ils sont conçus d'une certaine façon, et les différents plastiques se comportent différemment.

Un outil pour acquérir cette connaissance est le logiciel de simulation. Ce logiciel prédit ce qui se passera pendant le processus de moulage par injection et permet aux fabricants d'ajuster leur design de moule pour un résultat plus favorable.

Types de logiciels pour le moulage par injection

Cet article se concentre sur les logiciels de simulation, mais les ordinateurs et logiciels jouent un rôle important tout au long du processus, de la conception au contrôle qualité.

Les logiciels de moulage par injection peuvent inclure :

Logiciels CAO : Bien que non uniques au moulage par injection, les logiciels de Conception Assistée par Ordinateur servent à concevoir numériquement l'outillage et les pièces moulées. Certaines plateformes CAO intègrent des fonctions supplémentaires comme la simulation ou l'analyse de coûts.

Logiciels de simulation : Pour le moulage par injection, ils prédisent des comportements comme la dynamique des fluides et les contraintes mécaniques, basés sur les designs actuels des pièces moulées.

Logiciels de production : Utilisés pendant le processus pour contrôler la machine d'injection. Outils : planification de production, gestion des matières premières, contrôle de température.

Logiciels de surveillance/contrôle qualité : Combinés à un dispositif matériel comme une caméra ou une sonde, ils permettent l'évaluation des pièces moulées pour l'assurance qualité.

Comment fonctionne le logiciel de simulation de moulage par injection

Le logiciel sert à faire de meilleures pièces moulées et réduire les défauts. Il simule numériquement pratiquement tous les aspects du processus, de l'écoulement de la matière à la distribution du liquide de refroidissement, en passant par le retrait et le gauchissement de la pièce moulée.

Les simulations peuvent être basées sur des données définies par l'utilisateur : design du moule, matériau d'injection, temps de cycle, etc. Mais les retours du logiciel inciteront l'utilisateur à modifier designs et paramètres là où nécessaire pour améliorer la performance en production.

Certains logiciels intègrent la CAO et d'autres fonctions de design, d'autres sont autonomes.

Fonctionnalités courantes :

Simulation du gauchissement et du retrait

Les moules sont injectés de plastique fondu, qui refroidit et durcit pour former une pièce solide. Les pièces se rétractent légèrement en refroidissant, mais si la matière dans une zone refroidit plus vite qu'une autre, la pièce peut gauchir et devenir inutilisable.

L'analyse de gauchissement (warp analysis) prédit comment une pièce pourrait gauchir et se déformer en se solidifiant, et recommande des solutions pour réduire le gauchissement.

Solutions : modifications d'épaisseur de paroi, déplacement des points d'injection (gates) et canaux (runners).

Placement des points d'injection (gates)

Un gate est une ouverture dans le moule où la matière fondue entre. Un mauvais placement peut causer des défauts, mais il y a souvent des zones inadaptées pour des raisons fonctionnelles ou esthétiques.

L'analyse de placement de gate permet de voir comment certains emplacements affecteront le débit, le retrait et la réussite globale de la pièce.

La plupart des outils recommandent l'emplacement idéal basé sur l'analyse prédictive et les préférences utilisateur.

Équilibrage des canaux (runners)

Le logiciel détermine le placement et l'équilibrage des runners, les canaux fins qui acheminent le plastique fondu vers le moule.

Une bonne configuration des runners assure un remplissage uniforme de la cavité.

Utilisé avec le placement de gate et autres outils, l'outil d'équilibrage optimise la configuration des runners.

Optimisation du compactage (packing)

Fonction importante : déterminer une vitesse de piston et une pression de compactage idéales pour une pièce moulée.

La configuration idéale dépend de la forme du moule, du matériau d'injection, et de la machinerie.

Simulation surmoulage, co-injection et multi-buse

Les logiciels avancés simulent des opérations complexes comme le surmoulage (moulage sur substrat), la co-injection (injection de deux matériaux dans un moule) et le moulage multi-buse (utilisation de plusieurs buses pour remplir vite un moule).

L'analyse est plus complexe car elle prend en compte plus de variables.

Avantages de l'utilisation du logiciel de simulation

Le logiciel de simulation IM apporte de nombreux avantages pour de meilleures pièces :

• Élimine erreurs et défauts
• Réduit effets indésirables (gauchissement, retrait)
• Améliore l'efficacité et réduit les temps de cycle pour taux de production plus élevés
• Résout les problèmes avant production, évitant erreurs coûteuses
• Permet tests simulés de multiples thermoplastiques sans gaspiller de vraie matière
• Intègre les suites CAO pour simplifier le flux de travail de conception
• Lance plusieurs simulations simultanément
• Génère des rapports pour communication facile avec équipe, clients, etc.

Logiciels de simulation de moulage par injection populaires

Packages connus : Autodesk Moldflow, CoreTech Moldex3D, SOLIDWORKS Plastics, SIGMASOFT Virtual Molding, Vero VISI Flow.

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