Refroidissement conforme : Améliorer la qualité des pièces et réduire les temps de cycle en moulage par injection

Publié le 23 mars 2023

Un défi courant lors de la conception de pièces pour le moulage par injection est de prendre en compte les taux de refroidissement pour des zones distinctes dans la conception d'une pièce. Bien sûr, pour que le moule éjecte la pièce correctement, elle doit être refroidie. Cependant, avec des pièces à haut volume ou géométriquement complexes, certaines zones de la pièce peuvent refroidir à des taux différents, résultant en temps de cycle plus longs et le potentiel de gauchissement. Pour éviter ces problèmes et augmenter la productivité du moule, les pièces peuvent être conçues avec des canaux de refroidissement conforme intégrés qui permettront à l'eau d'accéder aux zones plus profondes dans la pièce, fournissant un refroidissement plus uniforme, réduisant le temps de cycle et l'occurrence de défauts. Ces approches existent depuis un certain temps, mais les avancées dans l'impression 3D métal ont permis de nouvelles géométries de refroidissement conforme et solutions résultantes pour les fabricants d'outils.

Fig 1 : Canaux de refroidissement conforme incorporés dans les conceptions d'outils de moule d'injection.

Risque réduit de gauchissement de pièce

Pendant le processus de moulage, une pièce refroidit de la surface extérieure vers le cœur interne du plastique, idéalement au même taux pour toutes les zones de la pièce quand elle est conçue avec une épaisseur de paroi constante. Quand le moulage par injection de pièces simples et uniformes, le refroidissement conventionnel ne pose généralement pas de défis, car toutes les zones de la pièce refroidissent généralement à un taux similaire.

Cependant, si une conception de pièce est géométriquement complexe, alors la pièce peut ne pas refroidir à un taux uniforme dans toutes les zones, résultant en gauchissement potentiel ou cycles de refroidissement plus longs pour assurer des pièces solidifiées avant éjection. La vérité est que dans le monde d'aujourd'hui avec des géométries de pièces de plus en plus complexes, des taux de refroidissement parfaitement uniformes sont difficiles à atteindre. Dans le cas de faibles volumes, les inefficacités d'avoir des cycles de refroidissement légèrement plus longs peuvent être négligeables et tolérables pour les mouleurs. Cependant, dans le cas de gros volumes, ces efficacités peuvent être des opportunités d'améliorer la productivité ou réduire le gaspillage. L'efficacité résultante du refroidissement conforme dépend de nombreux facteurs, de la conception des canaux de refroidissement, la conception de la pièce, la conception du moule et même la recette de moulage. Quand fait correctement, les solutions de refroidissement conforme peuvent améliorer la production d'outillage 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 avec points chauds, un degré élevé de gauchissement se produit, résultant probablement en un produit défectueux.

Refroidissement conforme

L'inclusion de canaux de refroidissement conforme dans l'outillage de moule aidera à adresser les points chauds qui résultent en gauchissement, résultant en pièces de meilleure qualité avec moins de gaspillage matériel et moins de défauts.

Fig 4 : Avec des canaux de refroidissement conforme conçus dans le noyau (G) et la cavité (D) du moule d'injection, l'air peut accéder aux zones internes du moule, refroidissant la pièce/produit à un taux uniforme.
Fig. 5 : Notez la distribution de température uniforme et le faible gradient thermique.
Fig. 6 : Grâce au refroidissement uniforme, la pièce/produit résultant atteint un degré minimal de gauchissement.

Temps de cycle plus rapides

En plus d'atteindre un meilleur résultat final avec un risque plus faible de défauts, les canaux de refroidissement conforme significativement diminuent souvent les temps de cycle de moule. Dans l'exemple ci-dessous, le refroidissement conforme a été utilisé pour réduire le temps de cycle de ce composant plastique à haut volume de presque 40%, augmentant la productivité du moule de près de 50%.

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

Le refroidissement conforme est-il fait pour vos besoins ?

L'inclusion de canaux de refroidissement conforme dans l'outillage de moulage par injection est populaire à travers les industries et types de produits, particulièrement dans les sciences de la vie et les secteurs des produits de consommation où les pièces avec géométries complexes ou hauts volumes de moule sont communes. Si vous prévoyez de produire un grand volume de pièces via moulage par injection et êtes préoccupé par le gauchissement, concevoir votre outillage de moulage par injection avec refroidissement conforme peut être la bonne solution pour aider avec les temps de cycle et coûts de pièce plus bas. Afin d'assurer que les canaux sont correctement conçus pour la géométrie de votre pièce et application spécifique, il est impératif de travailler avec un concepteur d'outillage expérimenté qui est connaisseur sur comment intégrer ces approches novatrices dans l'outillage de haute précision.

Chez SyBridge, nos ingénieurs sont des experts dans les processus de moulage par injection et de conception d'outillage, et ont travaillé avec des entreprises à travers des industries diverses pour les aider à atteindre des résultats incroyables quand il s'agit d'améliorer la productivité des moules, réduire les défauts et produire des pièces plus performantes. Que vous ayez déjà une conception de moule que vous croyez bénéficierait de l'addition de canaux de refroidissement conforme ou que vous travailliez sur la conception pour une nouvelle pièce ou produit, notre équipe est là pour aider.

Contactez-nous pour parler avec un expert en conception d'outillage de moulage par injection et découvrez si le refroidissement conforme est fait pour vos besoins d'outillage de moulage par injection.