Le processus de moulage par injection comprend principalement la plastification, la fermeture du moule, le serrage du moule à haute-pression,injection, maintien de la pression, refroidissement et mise en forme, ouverture du moule et retrait du produit, comme le montre la figure 1-8. Le processus ci-dessus est répété de manière cyclique, comme le montre la figure 1-9, permettant à la production de moulage par injection de se poursuivre en continu.
Les principales étapes du processus ci-dessus sont les suivantes :
Plastification du plastique (fusion)
La plastification fait référence au processus préparatoire avant le moulage, et ses principales exigences sont : chauffer le plastique à une température stable ; la température et les composants doivent être uniformes et capables de fournir suffisamment de matière fondue en quantité suffisante dans un délai spécifié ; le plastique doit être contrôlé à la température la plus basse.
Lorsque la vis est dans l'état de pré-plastification, après une rotation de va-et-vient--, la matière plastique est progressivement expulsée de la partie arrière de la vis, et cette accumulation se rassemble dans l'espace à l'avant de la vis, formant une matière fondue qui établira une pression contre le clapet anti-retour. Cette pression est appelée contre-pression. Pendant la rotation de la vis, elle est soumise à une pression de travail ou une force de compression appropriée pour tourner vers l'arrière, et la rotation continue jusqu'à ce que la course de contrôle de la vis mesurée s'arrête. Ce processus est appelé mesure ou quantification.
En raison des différents degrés de plastification causés par différents chemins d'histoire thermique, les matériaux ont également trois états d'agrégation : l'état d'agrégation naturel solide, l'écoulement visqueux et l'état semi-solide, et l'état fondu. Correspondant à la vis, elle est divisée en section de transport solide, section de compression et section de dosage. Le matériau subit une absorption et un transfert de chaleur par conduction pendant le processus d'alimentation. A ce stade, l'effet principal de la vis est une action de transport. La chaleur du matériau provient principalement du chauffage du fût et de la chaleur générée par la rotation de la vis, ce qui peut raccourcir le cycle de moulage et augmenter la vitesse de la vis pour améliorer la qualité.
Remplissage de cavité de moule
Une fois que le plastique est chauffé, pressurisé, plastifié et s'écoule dans le corps de la machine de moulage par injection, la vis injectera la matière fondue dans la cavité du moule via le système d'injection. Ce processus est appelé remplissage de moule.
Le processus de remplissage est divisé en trois étapes : l’étape d’écoulement, l’étape de maintien de la pression et l’ouverture de la cavité du moule. Lorsque le remplissage du moule commence, le temps entre l'ouverture de la cavité du moule et un remplissage d'environ 95 % est atteint. Après cela, une fois terminé, des problèmes peuvent survenir lors du remplissage et l'efficacité de la production peut être faible. Cependant, dans des situations réelles, des défauts peuvent apparaître lorsque les conditions de moulage ne sont pas appropriées.
① Vitesse trop rapide, amincissement prématuré. Lorsque le plastique est cisaillé et change en raison d’une utilisation rapide, il existera sous une forme tubulaire dans des conditions de fond de baril. Étant donné que la résistance à l'écoulement du liquide est faible, la viscosité locale augmentera sous l'influence de l'adhésion, ce qui peut entraîner une modification du degré de fusion et de la température. Ainsi, au stade du contrôle du débit, le remplissage s'effectue sous une pression relativement faible dans la cavité. De plus, au stade du contrôle du débit, en raison du remplissage à grande vitesse-, la résistance à la coupe de la matière fondue est considérablement réduite au niveau de la zone lumineuse attendue, tandis que l'effet de l'action de refroidissement n'est pas clair, et le taux d'utilisation du refroidissement n'est pas clair. C'est l'inconvénient du choix d'une utilisation à grande vitesse-.
② Vitesse trop lente, une chaleur insuffisante entraîne un contrôle de vitesse insuffisant. Lorsque la vitesse est trop lente, l'adhérence du canon est plus grande, la résistance à l'écoulement est plus grande et la pression d'écoulement est plus grande. En raison du temps de contact élevé entre le plastique fondu et le moule, l'écoulement devient plus lent, la chaleur se dissipe plus rapidement et apparaît comme insuffisante, la dissipation thermique est sévère et apparaît comme une couche gelée, couplée à l'adhésion de plusieurs couches de couches d'écoulement visqueuses, la couche de solidification devient plus épaisse, ce qui augmente encore la résistance de la couche visqueuse et la résistance à l'écoulement.
Maintien de la pression
Le but de l'étape de pression de maintien est d'appliquer en continu une pression sur le plastique fondu par la vis, en compactant la matière fondue et en augmentant la densité du plastique pour compenser son retrait. Pendant la phase de pression de maintien, la contre-pression est élevée car la cavité du moule est déjà remplie de plastique fondu. Au cours de ce processus de compactage, la vis de la machine de moulage par injection ne peut avancer que lentement et légèrement, et le débit du plastique est également relativement lent ; ce débit est appelé débit de pression de maintien. Étant donné que le plastique fondu se solidifie rapidement en raison du refroidissement par les parois de la cavité du moule pendant la phase de pression de maintien, la viscosité de la matière fondue augmente également rapidement, ce qui entraîne une résistance significative à l'intérieur de la cavité du moule. Dans les dernières étapes de maintien de la pression, la densité du plastique fondu continue d'augmenter et la pièce en plastique prend progressivement forme. L'étape de pression de maintien se poursuit jusqu'à ce que la porte se solidifie et se scelle, moment auquel la pression dans la cavité du moule atteint sa valeur la plus élevée.
Pendant la phase de pression de maintien, en raison de la pression relativement élevée, le plastique présente des caractéristiques partiellement compressibles. Dans les zones de pression plus élevée, le plastique est plus dense ; dans les zones de plus faible pression, le plastique est plus poreux et moins dense. Par conséquent, la distribution de la densité change avec le lieu et le temps. Pendant le processus de maintien de la pression, le débit de plastique est extrêmement faible et le débit ne joue plus un rôle dominant ; la pression devient le principal facteur affectant le processus de pression de maintien. Pendant le processus de maintien de la pression, le plastique a rempli la cavité du moule et la masse fondue qui se solidifie progressivement agit comme moyen de transmission de la pression. La pression dans la cavité du moule est transmise à la surface de la paroi de la cavité du moule à travers le plastique, et il y a une tendance à ouvrir le moule, une force de serrage suffisante est donc nécessaire pour serrer le moule. Dans des circonstances normales, la force d'expansion ouvrira légèrement le moule, ce qui facilitera la ventilation du moule ; cependant, si la force d'expansion est trop importante, il est facile de provoquer des bavures, un débordement ou même d'ouvrir le moule. Par conséquent, lors de la sélection d'une machine de moulage par injection, une machine de moulage par injection dotée d'une force de serrage suffisamment importante doit être sélectionnée pour empêcher une expansion positive et maintenir efficacement la pression.
Refroidissement et mise en forme
Dans les moules de moulage par injection, la conception du système de refroidissement est très importante. En effet, le produit en plastique moulé ne peut être empêché de se déformer en raison d'une force externe après le démoulage que s'il est refroidi et solidifié jusqu'à une certaine rigidité. Étant donné que le temps de refroidissement représente environ 70 à 80 % de l'ensemble du cycle de moulage, un système de refroidissement-bien conçu peut réduire considérablement le temps de moulage, améliorer la productivité du moulage par injection et réduire les coûts. Un système de refroidissement mal conçu allongera le temps de moulage et augmentera les coûts ; Un refroidissement inégal peut en outre provoquer une déformation et une déformation des produits en plastique.
Selon des expériences, la chaleur de la matière fondue entrant dans le moule est dissipée en deux parties environ : 5 % de la chaleur est transférée à l'atmosphère par rayonnement et convection, tandis que les 95 % restants sont acheminés de la matière fondue vers le moule. Dans le moule, grâce aux conduites d'eau de refroidissement, la chaleur est transférée du plastique dans la cavité du moule par conduction thermique vers les conduites d'eau de refroidissement, puis évacuée par le liquide de refroidissement par convection thermique. Une petite quantité de chaleur qui n'est pas évacuée par l'eau de refroidissement continue d'être conduite à l'intérieur du moule jusqu'à ce qu'elle se dissipe dans l'air au contact de l'environnement extérieur.
Le cycle de moulage par injection comprend le temps de fermeture du moule, le temps de remplissage de la matière fondue, le temps de maintien de la pression, le temps de refroidissement et le temps de démoulage. Le temps de refroidissement représente la plus grande proportion, environ 70 à 80 %. Par conséquent, le temps de refroidissement affecte directement la durée du cycle de moulage et le volume de production des produits en plastique. Pendant l'étape de démoulage, la température du produit en plastique doit être refroidie en dessous de sa température de déformation thermique pour éviter la relaxation due aux contraintes résiduelles ou aux gauchissements et déformations provoqués par les forces de démoulage.
Démoulage de pièces en plastique
Le démoulage de pièces en plastique est la dernière étape d'un cycle de moulage par injection, c'est-à-dire le retrait manuel ou mécanique de la pièce en plastique du moule. Bien que la pièce en plastique ait été durcie à froid-, le démoulage a toujours un impact significatif sur sa qualité. Des méthodes de démoulage inappropriées peuvent entraîner une contrainte inégale sur la pièce en plastique lors du démoulage, provoquant un gauchissement, une déformation et d'autres défauts lors de l'éjection. Il existe deux méthodes principales de démoulage : le démoulage par éjecteur et le démoulage par plaque de démoulage. Lors de la conception du moule, une méthode de démoulage appropriée doit être sélectionnée en fonction des caractéristiques structurelles du produit afin de garantir la qualité de la pièce en plastique.