Comprendre les machines de moulage par injection :comment elles fonctionnent et leurs composants clés

Vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement exact d’une machine de moulage par injection ainsi que sur ses différentes pièces ? Cet article met les machines de moulage par injection au microscope, avec des descriptions détaillées de leurs composants et un guide détaillé du processus de moulage par injection.

Le moulage par injection est l’une des méthodes de fabrication les plus utilisées. Il est utilisé pour créer presque toutes les pièces en plastique dans toutes les industries, de l’automobile à l’aérospatiale en passant par les biens de consommation et bien plus encore. Pour créer des pièces moulées par injection, votre fabricant utilisera une machine de moulage par injection.  

Dans cet article, examinez de près les machines de moulage par injection et leurs composants, et vous guidez tout au long du processus de moulage par injection, étape par étape.  

Qu'est-ce qu'une machine de moulage par injection ?  

Les machines de moulage par injection sont des machines industrielles utilisées pour créer des pièces en plastique en injectant du plastique fondu dans un moule. Le plastique refroidit et se solidifie pour prendre la forme du moule. Les machines de moulage par injection comportent deux composants principaux :l’unité d’injection et l’unité de serrage. 

L'unité d'injection   

L’unité d’injection d’une machine de moulage par injection est utilisée pour fondre et injecter le plastique. Il se compose de plusieurs éléments que nous examinerons ci-dessous. 

Trémie  

La trémie est un grand conteneur qui contient la matière plastique brute, généralement sous forme de granulés. Ces granulés sont introduits par gravité depuis la trémie dans le cylindre de la machine de moulage par injection. 

Baril  

Après la trémie, les granulés de plastique entrent dans le fût, qui se charge de faire fondre le plastique avant son injection dans le moule. Des radiateurs électriques externes fonctionnent pour chauffer uniformément le plastique lorsqu'il se déplace dans le fût, bien que les températures doivent être contrôlées avec précision pour éviter qu'il ne se dégrade. 

Vis  

À l’intérieur du canon, une vis rotative joue plusieurs rôles :elle transporte les granulés de plastique vers l’avant, les mélange et, parce qu’elle génère de la chaleur de friction, aide à les faire fondre (avec les radiateurs externes). 

Buse  

À l’extrémité du cylindre, le plastique fondu est poussé à travers une buse qui dirige le flux vers la cavité du moule. La buse peut être équipée d'une valve pour empêcher le plastique de fuir entre les cycles. 

L'unité de serrage  

L'unité de serrage maintient le moule bien fermé pendant le processus d'injection, garantissant ainsi que le plastique fondu ne fuit pas. Il ouvre également le moule une fois la pièce refroidie et aide à éjecter la pièce finie. L'unité de serrage se compose du moule et du mécanisme de serrage. 

Moule  

Les moules sont souvent fabriqués à partir d’acier trempé, d’aluminium ou d’un autre métal durable et capable de résister à une pression élevée. Généralement, les moules sont constitués de deux moitiés :la cavité et le noyau. La cavité façonne l'extérieur de la pièce, tandis que le noyau façonne l'intérieur. Chaque moitié du moule se réunit pour former un espace creux qui crée la forme de la pièce finale.  

Les broches d’éjection sont généralement intégrées dans la moitié du noyau du moule. Une fois la pièce refroidie et solidifiée, les broches aident à pousser la pièce hors du moule. Les broches d'éjection sont reliées à des plaques d'éjection, qui sont reliées à des tiges d'éjection. Ensemble, ils forment un système (généralement hydraulique ou mécanique) qui fait avancer les broches de manière synchronisée pour éjecter la pièce.  

Mécanisme de serrage  

Le mécanisme de serrage peut être hydraulique, mécanique ou électrique. Il permet d'ouvrir et de fermer le moule et de le maintenir bien fermé pendant l'injection. Pour ce faire, il s’appuie sur des tirants et un plateau. Les tirants sont des tiges cylindriques solides qui maintiennent l'unité de serrage ensemble et supportent la charge de la force de serrage. Cela permet de maintenir les deux moitiés du moule alignées.  

Les plateaux sont de lourdes plaques d'acier fixées aux barres de liaison. Les moitiés du moule sont fixées aux plateaux. Un plateau est stationnaire. L'autre peut être déplacé lorsque le mécanisme de serrage s'ouvre ou se ferme.  

Le processus de moulage par injection  

Une machine de moulage par injection fonctionne selon ce qui peut se résumer à un processus en cinq étapes. Chaque étape est critique et ne peut être ignorée. Dans la section suivante, nous examinerons de près chaque étape du processus de moulage par injection.   

Serrage  

Le moulage par injection commence par la fixation des deux moitiés du moule avec l'unité de serrage de la machine de moulage par injection. Il exerce suffisamment de force pour garantir que les moitiés du moule sont suffisamment pressées l'une contre l'autre pour empêcher le plastique fondu de fuir pendant l'injection. La force de serrage est soigneusement contrôlée et doit être suffisante pour maintenir le moule fermé contre la pression du plastique injecté.   

Injection  

Lors de l'injection, de petits granulés de plastique sont introduits dans la machine de moulage par injection via la trémie. Le matériau pénètre dans le fût, qui est chauffé par des radiateurs électriques, ainsi que par la chaleur de friction générée par la rotation de la vis. La vis déplace le plastique fondu vers l'avant du canon. 

Une fois qu'une quantité suffisante de plastique fondu s'est accumulée devant la vis, la vis avance et agit comme un piston, forçant le plastique fondu à travers la buse et dans la cavité du moule. La pression et la vitesse d’injection doivent être étroitement surveillées et contrôlées, car elles affectent grandement la qualité d’une pièce. 

Refroidissement  

Une fois la cavité du moule remplie, le plastique à l’intérieur du moule commence à refroidir et à se solidifier, prenant la forme de la cavité du moule. Le temps de refroidissement dépend du type de plastique, de l’épaisseur de la paroi de la pièce et de l’efficacité de refroidissement du moule. 

La température du moule est souvent régulée en faisant circuler un fluide de refroidissement tel que de l'eau à travers des canaux dans le moule. Un refroidissement adéquat permet d'éviter les défauts tels que la déformation, les marques d'évier et les contraintes résiduelles. Cela permet également de créer des pièces qui conservent leur précision dimensionnelle. 

Le refroidissement est de loin l’élément le plus important du temps de cycle du moulage par injection (jusqu’à 80 %) et le principal contributeur au prix unitaire élevé. Cela souligne à quel point il est important de maintenir une épaisseur de paroi uniforme dans vos pièces moulées par injection.  

Éjection  

Une fois la pièce refroidie et solidifiée, le moule est ouvert. Des broches d'éjection ou d'autres mécanismes poussent la pièce finie hors de la cavité du moule. La conception du moule et l'emplacement des broches d'éjection sont des facteurs clés pour garantir que votre pièce est éjectée et qu'elle soit endommagée ou déformée.  

Durée de cycle  

Le temps de cycle est le temps total nécessaire pour terminer un cycle complet du processus de moulage par injection, y compris le serrage, l'injection, le refroidissement et l'éjection. Un temps de cycle optimisé contribue à augmenter l’efficacité de la production et à réduire les coûts globaux. La durée de chaque phase du processus de moulage par injection est soigneusement contrôlée et ajustée en fonction de la conception de la pièce, des propriétés des matériaux et des exigences de production. 

Démarrer un projet de moulage par injection  

Pour démarrer un projet de moulage par injection, téléchargez un fichier CAO pour recevoir un devis gratuit et une analyse DFM complète.  

Vous pouvez également en apprendre davantage sur le processus de moulage par injection, notamment sur des considérations de conception importantes. 

Questions fréquemment posées

Qu'est-ce que l'unité d'injection ?

L'unité d'injection chauffe et injecte le matériau dans la cavité du moule. 

Qu'est-ce que l'unité de serrage ?

L'unité de serrage maintient le moule fermé sous pression pendant l'injection et le refroidissement. 

Comment la température du moule est-elle contrôlée ?

La température du moule est souvent contrôlée par des systèmes de refroidissement à base d'eau. 

Y a-t-il différentes zones de la vis dans le canon ?

Oui, il y a trois zones dans la vis. La zone d'alimentation fait avancer les pellets, la zone de compression les fait fondre et la zone de dosage aide à faire fondre uniformément le plastique.  

Pourquoi une fusion uniforme est-elle importante dans le moulage par injection ?

Le plastique fondant uniformément contribue à garantir la cohérence globale d’une pièce.  

Qu'est-ce que le contrôle de la contre-pression et pourquoi est-il important ?

Le contrôle de la contre-pression régule le mouvement vers l'arrière de la vis dans le canon. Cela aide le plastique fondu à être correctement comprimé et élimine les bulles d'air pour une uniformité accrue. 

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