Refroidissement conforme :amélioration de la qualité des pièces et réduction des temps de cycle de moulage par injection

Publié le 23 mars 2023

Un défi courant lors de la conception de pièces pour le moulage par injection consiste à prendre en compte les taux de refroidissement pour des zones distinctes au sein de la conception d’une pièce. Pour que le moule éjecte correctement la pièce, celle-ci doit bien entendu être refroidie. Cependant, dans le cas de pièces à volume élevé ou géométriquement complexes, certaines zones de la pièce peuvent refroidir à des vitesses différentes, ce qui entraîne des temps de cycle plus longs et un risque de déformation. Pour éviter ces problèmes et augmenter la productivité du moule, les pièces peuvent être conçues avec des canaux de refroidissement conformes intégrés qui permettront à l'eau d'accéder aux zones plus profondes de la pièce, offrant ainsi un refroidissement plus uniforme, réduisant ainsi le temps de cycle et l'apparition de défauts. Ces approches existent depuis un certain temps, mais les progrès de l’impression 3D métal ont permis de nouvelles géométries de refroidissement conformes et de proposer des solutions aux fabricants d’outils. 

Fig 1 : Canaux de refroidissement conformes incorporés dans les conceptions d'outils de moulage par injection.

Risque réduit de déformation des pièces

Pendant le processus de moulage, une pièce refroidit de la surface extérieure jusqu'au noyau interne du plastique, idéalement au même rythme pour toutes les zones de la pièce lorsqu'elle est conçue avec une épaisseur de paroi constante. Lors du moulage par injection de pièces simples et uniformes, le refroidissement conventionnel ne pose généralement aucun problème, car toutes les zones de la pièce refroidissent généralement à une vitesse similaire.

Cependant, si la conception d'une pièce est géométriquement complexe, la pièce peut ne pas refroidir à un rythme uniforme dans toutes les zones, ce qui entraîne un gauchissement potentiel ou des cycles de refroidissement plus longs pour garantir la solidification des pièces avant l'éjection. La vérité est que dans le monde d’aujourd’hui, caractérisé par des géométries de pièces de plus en plus complexes, des vitesses de refroidissement parfaitement uniformes sont difficiles à atteindre. Dans le cas de tirages à faible volume, les inefficacités liées à des cycles de refroidissement légèrement plus longs peuvent être négligeables et tolérables pour les mouleurs. Cependant, dans le cas de volumes de production élevés, ces gains d’efficacité peuvent constituer des opportunités d’amélioration de la productivité ou de réduction des déchets. L’efficacité du refroidissement conforme qui en résulte dépend de nombreux facteurs, depuis la conception des canaux de refroidissement, la conception de la pièce, la conception du moule et même la recette de moulage. Lorsqu'elles sont appliquées correctement, les solutions de refroidissement conformes peuvent améliorer le rendement des outils de 50 % ou plus. 

Refroidissement conventionnel

Fig. 2 :Notez le gradient thermique élevé et les points chauds proéminents en rouge.Fig. 3 :Dans les zones présentant des points chauds, un degré élevé de déformation se produit, entraînant probablement un produit défectueux.

Refroidissement conforme

L'inclusion de canaux de refroidissement conformes dans l'outillage du moule aidera à résoudre les points chauds qui entraînent des déformations, ce qui entraînera des pièces de meilleure qualité avec moins de gaspillage de matériaux et moins de défauts. 

Fig 4 : Grâce à des canaux de refroidissement conformes conçus dans le noyau (L) et la cavité (R) du moule d'injection, l'air peut accéder aux zones internes du moule, refroidissant ainsi la pièce/le produit à un rythme uniforme.Fig. 5 :Notez la répartition uniforme de la température et le faible gradient thermique.Fig. 6 :Grâce à un refroidissement uniforme, la pièce/le produit obtenu atteint un degré de déformation minimal.

Temps de cycle plus rapides

En plus d'obtenir un résultat final de meilleure qualité avec un risque moindre de défauts, les canaux de refroidissement conformes souvent significativement diminuer les temps de cycle de moulage. Dans l'exemple ci-dessous, le refroidissement conforme a été utilisé pour réduire de près de 40 % le temps de cycle de ce composant en plastique à grand volume, augmentant ainsi la productivité du moule de près de 50 %.

Fig. 7 :Notez les canaux de refroidissement conformes (plusieurs couleurs) qui ont été intégrés dans l'outillage pour cette pièce à grand volume.Fig. 8 : Le refroidissement conforme a entraîné une diminution de 40 % du temps de cycle pour la pièce représentée.

Le refroidissement conforme est-il adapté à vos besoins ?

L'inclusion de canaux de refroidissement conformes dans les outils de moulage par injection est populaire dans tous les secteurs et types de produits, en particulier dans les secteurs des sciences de la vie et des produits de consommation où les pièces aux géométries complexes ou aux volumes de moules élevés sont courantes. Si vous envisagez de produire un grand volume de pièces par moulage par injection et que vous êtes préoccupé par le gauchissement, la conception de votre outillage de moulage par injection avec refroidissement conforme peut être la bonne solution pour réduire les temps de cycle et réduire les coûts des pièces. Afin de garantir que les canaux sont correctement conçus pour la géométrie de votre pièce et son application spécifique, il est impératif de travailler avec un concepteur d'outillage expérimenté qui sait comment intégrer ces nouvelles approches dans un outillage de haute précision.

Chez SyBridge, nos ingénieurs sont experts dans les processus de moulage par injection et de conception d'outillage et ont travaillé avec des entreprises de divers secteurs pour les aider à obtenir des résultats incroyables en matière d'amélioration de la productivité des moules, de réduction des défauts et de production de pièces plus performantes. Que vous disposiez déjà d'une conception de moule qui, selon vous, bénéficierait de l'ajout de canaux de refroidissement conformes ou que vous travailliez sur la conception d'une nouvelle pièce ou d'un nouveau produit, notre équipe est là pour vous aider.

Contactez-nous pour parler avec un expert en conception d'outillage de moulage par injection et découvrir si le refroidissement conforme convient à vos besoins en matière d'outillage de moulage par injection.