Flux de processus des pièces moulées par injection pour automobiles

La plupart des pièces à l'intérieur et à l'extérieur de la moulage par injection de la console centraleLes pièces intérieures en plastique comprennent généralement les accessoires du tableau de bord, les accessoires des sièges, les accessoires du plancher, les accessoires du toit, les accessoires du volant, les accessoires intérieurs des portes, les rétroviseurs et diverses boucles et fixations ; les pièces extérieures en plastique comprennent les feux avant et arrière, les grilles d'admission d'air, les ailes et les rétroviseurs. Voici le déroulement du processus et les paramètres importants associés aux pièces moulées par injection pour automobiles.

1 Définition

Le processus de moulage par injection fait référence au processus de fabrication de pièces semi-finies d'une certaine forme par remplissage, maintien de la pression, refroidissement, démoulage et autres opérations de matières premières fondues.

2 Déroulement du processus

Le processus de moulage par injection est le suivant :
1 étape de remplissage
Le remplissage est la première étape de l'ensemble du cycle de moulage par injection. Le temps commence à partir du début du moulage par injection lorsque le moule est fermé jusqu'à ce que la cavité du moule soit remplie à environ 95%. En théorie, plus le temps de remplissage est court, plus l'efficacité du moulage est élevée. Cependant, dans la production réelle, le temps de moulage (ou la vitesse d'injection) est soumis à de nombreuses conditions. Le remplissage peut être divisé en remplissage à grande vitesse et remplissage à faible vitesse.
1) Remplissage à grande vitesse
Lors du remplissage à grande vitesse, le taux de cisaillement est élevé et la viscosité du plastique diminue en raison de la fluidification par cisaillement, ce qui réduit la résistance globale à l'écoulement ; le chauffage visqueux local rendra également l'épaisseur de la couche solidifiée plus fine. Par conséquent, dans l'étape de contrôle du débit, le comportement du remplissage dépend souvent du volume à remplir. C'est-à-dire qu'au stade du contrôle du débit, en raison du remplissage à grande vitesse, l'effet de fluidification par cisaillement de la masse fondue est souvent important, tandis que l'effet de refroidissement de la paroi mince n'est pas évident, de sorte que l'effet du taux prévaut.
2) Remplissage à basse vitesse
Lorsque la conduction thermique contrôle le remplissage à basse vitesse, le taux de cisaillement est faible, la viscosité locale est élevée et la résistance à l'écoulement est importante. Étant donné que le taux de remplissage du plastique chaud est lent et que l'écoulement est lent, l'effet de conduction thermique est plus évident et la chaleur est rapidement évacuée par la paroi froide du moule. Associée à une petite quantité de chauffage visqueux, l'épaisseur de la couche solidifiée est plus épaisse, ce qui augmente encore la résistance à l'écoulement au niveau de la paroi plus fine.
2 Étape de maintien
La fonction de l'étape de maintien est d'appliquer une pression continue, de compacter la masse fondue, d'augmenter la densité du plastique (densification) et de compenser le comportement de retrait du plastique. Pendant le processus de maintien, la contre-pression est élevée car la cavité du moule est déjà remplie de plastique. Pendant le processus de maintien et de compactage de la pression, la vis de la machine de moulage par injection ne peut avancer que lentement et légèrement, et la vitesse d'écoulement du plastique est également relativement lente. L'écoulement à ce moment est appelé écoulement de maintien de pression. Parce que dans l'étape de maintien de pression, le plastique est refroidi et solidifié plus rapidement par la paroi du moule, et la viscosité de la masse fondue augmente rapidement, de sorte que la résistance dans la cavité du moule est très grande. Dans la dernière étape de maintien de pression, la densité du matériau continue d'augmenter et les pièces en plastique sont progressivement formées. L'étape de maintien de pression doit se poursuivre jusqu'à ce que la porte soit solidifiée et scellée. À ce moment, la pression de la cavité dans l'étape de maintien de pression atteint la valeur la plus élevée.
Dans la phase de maintien de la pression, en raison de la pression élevée, le plastique présente une compressibilité partielle. Dans la zone de haute pression, le plastique est plus dense et a une densité plus élevée ; dans la zone de basse pression, le plastique est plus lâche et a une densité plus faible, de sorte que la distribution de densité change avec la position et le temps. Pendant le processus de maintien de la pression, le débit du plastique est extrêmement faible et le débit ne joue plus un rôle prépondérant. La pression est le principal facteur affectant le processus de maintien de la pression.

3 Étape de refroidissement

Dans le moule de moulage par injection, la conception du système de refroidissement est très importante. En effet, ce n'est que lorsque les produits en plastique moulés sont refroidis et solidifiés jusqu'à une certaine rigidité que les produits en plastique peuvent être empêchés d'être déformés par des forces externes après le démoulage. 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 prolongera le temps de moulage et augmentera les coûts ; un refroidissement inégal provoquera en outre une déformation et une déformation des produits en plastique. La chaleur entrant dans le moule à partir de la masse fondue est généralement dissipée en deux parties, dont 5% est transférée à l'atmosphère par rayonnement et convection, et les 95% restants sont conduits de la masse fondue au moule. En raison du tuyau d'eau de refroidissement dans le moule, la chaleur du produit en plastique est transférée du plastique dans la cavité du moule au tuyau d'eau de refroidissement à travers le cadre du moule par conduction thermique, 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 dans le moule et se dissipe dans l'air après avoir été en contact avec le monde extérieur. Le cycle de moulage du moulage par injection comprend le temps de fermeture du moule, le temps de remplissage, le temps de maintien, le temps de refroidissement et le temps de démoulage. Parmi eux, le temps de refroidissement représente la plus grande proportion, environ 70% à 80%. Par conséquent, le temps de refroidissement affectera directement la durée du cycle de moulage et la production de produits en plastique. Pendant l'étape de démoulage, la température du produit en plastique doit être refroidie à une température inférieure à la température de déformation thermique du produit en plastique pour éviter que le produit en plastique ne se relâche en raison d'une contrainte résiduelle ou d'un gauchissement et d'une déformation causés par une force de démoulage externe.

4 Étape de démoulage

Le démoulage est la dernière étape d'un cycle de moulage par injection. Bien que le produit ait été formé à froid, le démoulage a toujours un impact très important sur la qualité du produit. Des méthodes de démoulage inappropriées peuvent entraîner une force inégale sur le produit pendant le démoulage et une déformation du produit pendant l'éjection. Il existe deux principales méthodes de démoulage : le démoulage par éjecteur et le démoulage par démoulage. Lors de la conception d'un moule, choisissez une méthode de démoulage appropriée en fonction des caractéristiques structurelles du produit pour garantir la qualité du produit. Pour les moules qui utilisent le démoulage par éjecteur, l'éjecteur doit être réglé aussi uniformément que possible et la position doit être sélectionnée là où la résistance au démoulage est la plus grande et la résistance et la rigidité de la pièce en plastique sont les plus grandes, afin d'éviter la déformation et l'endommagement de la pièce en plastique. La plaque de démoulage est généralement utilisée pour le démoulage de récipients à parois minces à cavité profonde et de produits transparents qui ne permettent pas de marques de tige de poussée. Les caractéristiques de ce mécanisme sont une force de démoulage importante et uniforme, un mouvement fluide et aucune marque résiduelle évidente.
Trois paramètres importants
Les paramètres importants liés au moulage par injection sont les suivants :
1 Pression de moulage par injection
La pression de moulage par injection est fournie par le système hydraulique du système de moulage par injection. La pression du vérin hydraulique est transmise au plastique fondu par la vis de la machine de moulage par injection. Sous la pression, le plastique fondu pénètre dans le canal d'écoulement vertical (également le canal d'écoulement principal pour certains moules), le canal d'écoulement principal, le canal d'écoulement de dérivation du moule par la buse de la machine de moulage par injection, et pénètre dans la cavité du moule par la porte. Ce processus est le processus de moulage par injection, ou il est appelé processus de remplissage. L'existence de la pression vise à surmonter la résistance dans le processus d'écoulement de la matière fondue, ou inversement, la résistance dans le processus d'écoulement doit être compensée par la pression de la machine de moulage par injection pour assurer le bon déroulement du processus de remplissage. Pendant le processus de moulage par injection, la pression au niveau de la buse de la machine de moulage par injection est la plus élevée pour surmonter la résistance à l'écoulement de la matière fondue tout au long du processus. Ensuite, la pression diminue progressivement le long de la longueur d'écoulement jusqu'à l'extrémité avant du front d'onde de la matière fondue. Si l'échappement à l'intérieur de la cavité du moule est bon, la pression finale à l'avant de la masse fondue est la pression atmosphérique.
De nombreux facteurs influent sur la pression de remplissage de la masse fondue, qui peuvent être résumés en trois catégories :
1) Facteurs matériels
Tels que le type et la viscosité du plastique ;
2) Facteurs structurels
Tels que le type, le nombre et la position du système de moulage, la forme de la cavité du moule et l'épaisseur du produit ;
3) Éléments du processus de moulage
2 Temps d'injection
Le temps d'injection fait ici référence au temps nécessaire à la matière plastique fondue pour remplir la cavité, à l'exclusion du temps auxiliaire tel que l'ouverture et la fermeture du moule. Bien que le temps d'injection soit très court et ait peu d'impact sur le cycle de moulage, le réglage du temps d'injection a un effet important sur le contrôle de la pression de la porte, du canal et de la cavité. Un temps d'injection raisonnable aide la matière fondue à se remplir idéalement et est d'une grande importance pour améliorer la qualité de surface du produit et réduire la tolérance dimensionnelle. Le temps d'injection doit être bien inférieur au temps de refroidissement, qui est d'environ 1/10 à 1/15 du temps de refroidissement. Cette règle peut être utilisée comme base pour prédire le temps total de moulage des pièces en plastique. Lors de l'analyse du flux du moule, le temps d'injection dans le résultat de l'analyse est égal au temps d'injection défini dans les conditions du processus uniquement lorsque la matière fondue est complètement poussée par la vis pour remplir la cavité. Si le commutateur de maintien de la pression de la vis se produit avant que la cavité ne soit remplie, le résultat de l'analyse sera supérieur au réglage des conditions du processus.
3 Température d'injection
La température d'injection est un facteur important qui affecte la pression d'injection. Le cylindre de la machine de moulage par injection comporte 5 à 6 sections de chauffage et chaque matière première a sa température de traitement appropriée (pour les températures de traitement détaillées, veuillez vous référer aux données fournies par le fournisseur de matériaux). La température d'injection doit être contrôlée dans une certaine plage. Si la température est trop basse, la matière fondue ne sera pas bien plastifiée, ce qui affecte la qualité de la pièce moulée et augmente la difficulté du processus ; si la température est trop élevée, la matière première se décomposera facilement. Dans le processus de moulage par injection réel, la température d'injection est souvent supérieure à la température du cylindre. La valeur la plus élevée est liée au taux d'injection et aux performances du matériau, et peut atteindre jusqu'à 30 °C. Cela est dû à la chaleur élevée générée par le cisaillement lorsque la matière fondue passe par l'orifice d'injection. Il existe deux façons de compenser cette différence lors de l'analyse du flux de moule. L'une consiste à essayer de mesurer la température de la matière fondue lors de l'injection dans l'air, et l'autre consiste à inclure la buse dans la modélisation.
4 Pression de maintien et temps
Lorsque le processus de moulage par injection est sur le point de se terminer, la vis cesse de tourner et se déplace uniquement vers l'avant. À ce moment, le moulage par injection entre dans la phase de maintien. Pendant le processus de maintien de la pression, la buse de la machine de moulage par injection alimente en continu la cavité en matériau pour remplir le volume libéré par le retrait de la pièce. Si la cavité est remplie sans maintien de la pression, la pièce rétrécira d'environ 25%, en particulier les nervures rétréciront trop et formeront des marques de retrait. La pression de maintien de la pression est généralement d'environ 85% de la pression de remplissage maximale, qui doit être déterminée en fonction de la situation réelle.

5 Contre-pression

La contre-pression fait référence à la pression qui doit être surmontée lorsque la vis s'inverse et se retire pour stocker le matériau. L'utilisation d'une contre-pression élevée est propice à la dispersion des colorants et à la fusion des plastiques, mais elle prolonge également le temps de rétraction de la vis, réduit la longueur des fibres plastiques et augmente la pression de la machine de moulage par injection. Par conséquent, la contre-pression doit être inférieure, ne dépassant généralement pas 20% ​​de la pression d'injection. Lors de l'injection de mousse plastique, la contre-pression doit être supérieure à la pression formée par le gaz, sinon la vis sera poussée hors du cylindre. Certaines machines de moulage par injection peuvent programmer la contre-pression pour compenser la réduction de la longueur de la vis pendant la fusion, ce qui réduira la chaleur d'entrée et réduira la température. Cependant, comme le résultat de ce changement est difficile à estimer, il n'est pas facile d'effectuer les réglages correspondants sur la machine.

Conclusion

En raison des exigences de développement des automobiles légères et à faible consommation d'énergie, la composition des matériaux des pièces automobiles a considérablement changé, passant du plastique à l'acier. À en juger par l'application des plastiques automobiles dans le pays et à l'étranger, la quantité de moulage par injection de la console centrale est devenu un indicateur important du niveau de technologie de production automobile.