La courbe du processus de moulage par injection en plusieurs -reflète la relation entre la course d'alimentation de la vis et lapression d'injectionet la vitesse d'injection fournie par la machine de moulage par injection. Par conséquent, deux facteurs clés doivent être déterminés lors de la conception d'un processus de moulage par injection en plusieurs étapes : premièrement, la course d'alimentation de la vis et sa segmentation, et deuxièmement, la pression et la vitesse d'injection.
La figure montre un produit typique (divisé en 4 sections) et sa relation correspondante avec les segments de la machine de moulage par injection. Généralement, les règles de segmentation peuvent être déterminées sur la base de cette correspondance, et les paramètres de processus spécifiques pour chaque segment peuvent être déterminés en fonction des caractéristiques du système de contrôle.
Dans la production réelle, des programmes de contrôle d'injection-à plusieurs étages peuvent être utilisés pour définir de manière rationnelle la pression d'injection, la vitesse d'injection, la pression de maintien et la méthode de remplissage par fusion pour chaque étape, en fonction de la structure du système de canaux, du type de porte et de la structure de la pièce en plastique. Cela contribue à améliorer l’efficacité de la plastification, à améliorer la qualité des produits, à réduire les taux de défauts et à prolonger la durée de vie des moules et des machines.
Paramètres notés
Lors de la conception de processus de moulage par injection en plusieurs -étapes, le produit doit d'abord être analysé pour déterminer les zones de chaque étape d'injection. Généralement, il est divisé en 3 à 5 zones, en fonction des caractéristiques de forme du produit, des variations d'épaisseur de paroi et des caractéristiques d'écoulement à l'état fondu. Les zones présentant des différences d'épaisseur de paroi constantes ou minimes sont désignées comme une seule zone ; les points de transition entre les zones pour l'injection à plusieurs étages sont déterminés par les points où le flux de matière change de direction ou où l'épaisseur de la paroi change de manière significative ; le système de portail peut être défini comme une zone séparée. Dans la figure ci-dessus, le produit est divisé en zones en fonction de ses caractéristiques externes, le point où le flux de matière change de direction servant de point de transition (entre la zone 2 et la zone 3) et le point où l'épaisseur de la paroi change servant d'autre point de transition (entre la zone 3 et la zone 4). Par conséquent, cette pièce en plastique est divisée en 4 zones pour une injection en plusieurs étapes : 3 zones pour le produit lui-même et 1 zone pour le système d'injection.
Dans la production pratique, il est généralement considéré comme plus scientifique de définir au moins trois ou quatre étapes d'injection lors du moulage de pièces en plastique. Le canal est la première étape, la porte est la deuxième étape, la troisième étape correspond au remplissage du produit à environ 90 % et la partie restante est la quatrième étape (également appelée étape finale).
Pour les pièces en plastique présentant des structures simples et de faibles exigences en matière de qualité de surface, un processus d'injection en trois -étapes peut être utilisé. Cependant, pour les pièces en plastique présentant des structures complexes, de nombreux défauts de surface et des exigences de qualité élevées, un programme de contrôle d'injection comportant quatre étapes ou plus est nécessaire.
Dans la production réelle, le nombre spécifique d'étapes d'injection requises doit être déterminé par une analyse scientifique et un réglage rationnel basé sur des facteurs tels que la structure du canal, le type de porte, l'emplacement, le nombre et la taille, la structure des pièces, les exigences du produit et l'efficacité de la ventilation du moule.
- 1) Pour les produits avec déclenchement direct, des méthodes d'injection à une-étape et à plusieurs-étapes peuvent être utilisées. Pour les petites pièces en plastique présentant des structures simples et des exigences de précision faibles, une méthode de contrôle comportant moins de trois étapes d’injection peut être utilisée.
- 2) Pour les gros produits en plastique présentant des structures complexes et des exigences de haute précision, un processus d'injection en plusieurs étapes comportant quatre étapes ou plus doit en principe être choisi.
Mise en place du processus d'injection
Pour le produit illustré sur la figure, les ingénieurs le divisent en sections en fonction de ses caractéristiques de forme. Cette division se reflète ensuite dans différentes sections de la vis de la machine de moulage par injection. La longueur de chaque segment de vis peut ensuite être estimée en fonction de la division en coupe du produit. Tout d'abord, le volume d'injection requis (volume) pour chaque section après la division du produit est estimé. Grâce à une méthode correspondante, la position de la vis dans chaque segment peut être calculée. Par exemple, si le volume de la section n est Ω, alors la course du nième segment de la vis est :
Dans la pratique de production de moulage par injection en plusieurs -étapes, la méthode permettant de déterminer le processus d'injection de vis est la suivante :
- Le volume d'injection de la première étape (c'est-à-dire la position finale de l'injection de la première étape) est le point final de la porte dans le système de moulage par injection. À l’exception des portails directs, presque tous les autres utilisent une pression moyenne et une vitesse moyenne, ou une pression moyenne et une vitesse faible. La position finale de l'injection du deuxième étage s'étend du point final de la porte jusqu'à 1/2 ou 2/3 de tout l'espace de la cavité.
- L'injection du deuxième étage doit utiliser une pression élevée et une vitesse élevée, une pression élevée et une vitesse moyenne, ou une pression moyenne et une vitesse moyenne ; les valeurs spécifiques dépendent de la structure du produit et de la matière plastique utilisée.
- Le niveau d'injection du troisième étage doit de préférence utiliser une pression moyenne et une vitesse moyenne ou une pression moyenne et une vitesse faible, et la position est exactement celle où l'espace restant de la cavité est rempli. Les trois étapes décrites ci-dessus appartiennent au processus de remplissage par fusion.
- La dernière étape de l'injection appartient à la phase de pressurisation et de maintien en pression. Le point de commutation de maintien de pression se situe entre les positions finales de cette étape d'injection. Il existe deux méthodes pour sélectionner le point de commutation : l'heure et la position.
Lorsque l'injection commence, le temporisateur d'injection démarre et les positions de terminaison pour chaque étape d'injection sont calculées. Si les paramètres d'injection restent inchangés, en fonction de la fluidité du matériau, pour les matériaux ayant une meilleure fluidité, la position de fin d'étape finale atteindra le point de commutation de pression de maintien avant l'expiration du temporisateur. À ce stade, les processus de remplissage et de pressurisation sont terminés et l’injection entre dans la phase de pression de maintien. Si le timer n'est pas encore expiré, il arrête de compter et entre directement dans la phase de maintien de la pression. De même, pour les matériaux moins fluides, si le temporisateur se termine avant que la position de fin d'injection de l'étage final n'atteigne le point de commutation, il n'est pas nécessaire d'attendre que la position soit atteinte ; le processus entre directement dans la phase de pression de maintien.
En résumé, les points suivants doivent être pris en compte lors de la configuration d'un processus d'injection en plusieurs - :
Pour le moulage par injection de matières plastiques à débit moyen-, après avoir déterminé le point de pression de maintien, ajoutez quelques secondes au temps en guise de compensation.
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Pour le moulage par injection de matériaux plastiques à faible -écoulement, tels que des plastiques mélangés à des matériaux recyclés ou des plastiques à faible-viscosité, en raison du processus d'injection instable, il est préférable d'utiliser le contrôle du temps. Réduisez le point de commutation de la pression de maintien (en règle générale, réglez la position finale sur zéro) et utilisez le temps pour contrôler le passage automatique à la pression de maintien.
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Pour le moulage par injection de matières plastiques à bon -écoulement, il est préférable de contrôler le point de commutation de la pression de maintien par position. Augmentez le temps et après avoir atteint le point de commutation réglé, entrez dans la phase de pression de maintien.
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Le point de commutation de la pression de maintien est la position où la cavité du moule est entièrement remplie et la position d'injection ne peut plus avancer. Le changement numérique est très lent. À ce stade, la pression doit être commutée pour assurer un moulage complet du produit. Cette position peut être observée sur l'écran de fonctionnement de la machine de moulage par injection (langage informatique).
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De plus, concernant l'utilisation d'une pression de maintien à plusieurs-niveaux, elle peut être déterminée selon les méthodes suivantes : pour les produits comportant peu de nervures de renforcement et de faibles exigences de précision dimensionnelle, ainsi que les produits fabriqués à partir de matériaux à haute-viscosité, utilisez une pression de maintien-en un seul niveau. La pression de maintien est supérieure à la pression pendant le processus de surpression et le temps de maintien est court ; tandis que pour les produits comportant davantage de nervures de renforcement et de faibles exigences de précision dimensionnelle, une pression de maintien à plusieurs niveaux est généralement requise.
Réglage de la pression et de la vitesse d'injection
① Pression d'injection et vitesse d'injection du système de déclenchement. Généralement, les systèmes d'injection ont de petits canaux, donc des vitesses et des pressions d'injection plus élevées (généralement 60 % à 70 % du maximum) sont utilisées pour remplir rapidement les canaux et les carottes, augmentant ainsi la pression de fusion dans les canaux et créant un certain potentiel de remplissage du moule. Pour les moules avec des sections transversales de canaux plus grandes-, une pression et une vitesse d'injection plus faibles peuvent être réglées ; à l'inverse, pour les moules avec des sections transversales de canaux plus petites-, des réglages plus élevés sont nécessaires.
② Vitesse et pression d'injection dans la deuxième étape. Lorsque la matière fondue remplit les canaux et les carottes, surmontant la résistance de la porte (petite section transversale) et commençant à remplir la cavité du moule, une vitesse d'injection plus faible est nécessaire pour surmonter les modèles d'écoulement indésirables et améliorer les caractéristiques d'écoulement. Dans cette étape, la vitesse d'injection peut être réduite, tandis que la réduction de pression est plus faible ; pour les sections transversales de grille plus grandes-, il n'est peut-être pas nécessaire de réduire la pression d'injection.
③ Vitesse et pression d'injection dans la troisième étape. Comme le montre la figure z, la troisième étape correspond à la zone d'injection 3, qui constitue la partie principale de la pièce moulée. À ce stade, la matière fondue a complètement rempli la cavité du moule. Pour atteindre l'état de diffusion idéal, un remplissage accéléré du moule est nécessaire, la machine de moulage par injection doit donc fournir une pression et une vitesse d'injection plus élevées à ce stade. Cette section constitue également un tournant dans l'écoulement de la matière fondue, où la résistance à l'écoulement augmente et la perte de pression est importante, nécessitant une compensation. Généralement, l'injection à plusieurs étages-utilise une vitesse et une pression élevées dans cette section.
④ Vitesse et pression d'injection dans la quatrième étape. Sur la base de la relation correspondante sur la figure, lorsque la matière fondue atteint la zone 4, l'épaisseur de la paroi de la pièce peut varier ou rester constante. La masse fondue a pratiquement rempli la cavité du moule. Étant donné que la matière fondue a obtenu une pression et une vitesse élevées dans la zone 3, un tamponnage peut être effectué à cette étape pour obtenir une vitesse d'écoulement linéaire approximativement uniforme de la matière fondue dans toutes les parties de la cavité du moule. Le principe général de conception est qu'en entrant dans la zone 4, si l'épaisseur de la paroi augmente, la vitesse et la pression peuvent être réduites ; si l'épaisseur de la paroi diminue, la vitesse peut être réduite sans réduire la pression, ou la vitesse peut rester inchangée tandis que la pression est réduite ou non réduite de manière appropriée. En bref, dans la quatrième étape, le processus d'injection devrait présenter des caractéristiques de contrôle en plusieurs étapes et la pression dans la cavité devrait augmenter rapidement.
La figure montre un exemple de processus de moulage par injection en plusieurs -étapes sélectionné en fonction de l'analyse géométrique du produit. En raison de la cavité profonde et des parois minces du produit, la cavité du moule forme un canal d'écoulement long et étroit. La matière fondue doit s'écouler rapidement à travers cette zone ; sinon, il refroidira et se solidifiera facilement, entraînant un risque de remplissage incomplet du moule. Par conséquent, une injection à grande vitesse- doit être utilisée.
Cependant, l'injection à grande vitesse-confère une énergie cinétique importante au matériau fondu. Lorsque la matière fondue atteint l’extrémité de la cavité, elle génère un impact d’inertie important, entraînant potentiellement une perte d’énergie et un flash. Par conséquent, le débit de fusion doit être ralenti pour réduire la pression de moulage. Cependant, la pression doit toujours atteindre la pression de maintien communément appelée (pression secondaire, pression de suivi-pression de suivi) pour garantir que les vides provoqués par le retrait à l'état fondu dans la cavité du moule sont remplis avant que la porte ne se solidifie. Cela nécessite plusieurs vitesses et pressions d'injection pendant le processus de moulage par injection. La course de dosage de la vis indiquée sur la figure est définie en fonction de la quantité de matériau utilisée pour le produit et de la quantité de tampon. La vis d'injection se déplace de la position "97" à "20" pour remplir la partie à paroi fine-du produit. Dans cette étape, une vitesse élevée de 10 est réglée pour empêcher le matériau fondu de refroidir et de se solidifier en raison d'un temps d'écoulement prolongé. Lorsque la vis se déplace de la position « 20 » → « 15 » → « 2 », une faible vitesse correspondante de 5 est réglée pour réduire le débit de matière fondue et son énergie cinétique impactant le moule. Une pression d'injection primaire plus élevée est réglée lorsque la vis est aux positions « 97 », « 20 » et « 5 » pour surmonter la résistance au remplissage du moule, et une pression d'injection secondaire plus faible est réglée de « 5 » à « 2 » pour réduire l'impact de l'énergie cinétique.
L'image montre un autre exemple de commutation de vitesse (transition) à plusieurs -étapes de la vis d'injection en fonction de différentes vitesses définies en fonction des conditions du processus.
Le moulage par injection en plusieurs -étapes est l'une des technologies de moulage par injection les plus avancées actuellement disponibles. Dans la recherche sur les processus de moulage par injection en plusieurs étapes, la détermination des segments de course de vis pendant l'injection est relativement précise, tandis que la sélection de la pression d'injection et de la vitesse d'injection dans chaque segment est largement basée sur l'expérience. La méthode empirique générale ne peut déterminer que la relation correspondante entre la pression d'injection et la vitesse d'injection utilisée dans chaque segment. La pratique habituelle consiste à déterminer cette relation en fonction du rapport de la section transversale-de chaque partie du produit moulé. Après avoir conçu le processus de moulage par injection en plusieurs étapes, il nécessite des ajustements répétés au travers de plusieurs essais pour atteindre les valeurs optimales pour la pression et la vitesse d'injection sélectionnées.