Terminologie du moulage par injection tout au long du processus

Publié le 11/01/2024 Par Protolabs

Le moulage par injection est devenu un procédé de fabrication extrêmement polyvalent. C'est le résultat direct des progrès de la technologie que nous utilisons pour créer des conceptions de produits et produire des outils de moulage. Tout au long du processus de conception et de fabrication, vous entendez divers termes techniques.

Core and Cavity

ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) : Polymère thermoplastique courant connu pour sa polyvalence, sa durabilité et sa résistance aux chocs. Il est largement utilisé dans diverses industries et applications grâce à ses propriétés mécaniques avantageuses et à sa facilité de fabrication.

Marques de brûlure : Il s'agit de taches ou de traces sombres ou décolorées sur la surface d'une pièce moulée. Ces marques peuvent nuire à l'aspect de la pièce et indiquer des problèmes pendant le moulage. Elles sont dues à un échauffement localisé de la matière plastique à l'intérieur de la cavité du moule. Plusieurs facteurs contribuent à l'apparition de marques de brûlure, notamment une chaleur excessive, le temps de séjour, la vitesse et la pression d'injection, une ventilation inadaptée, le choix des produits, une ventilation inadéquate et la sélection des matières.

Cavité : L'espace vide à l'intérieur du moule dans lequel le plastique fondu est injecté. La cavité est un élément essentiel du processus de moulage, car elle définit la forme et les caractéristiques extérieures de la pièce. Les cavités sont généralement composées de deux parties principales : le côté de la cavité et le côté du noyau.

Force de fermeture : La force appliquée par l'unité de fermeture de la machine de moulage par injection pour maintenir les deux parties du moule bien fermées pendant les phases d'injection et de refroidissement du processus de moulage. Le dispositif de fermeture est généralement constitué de systèmes hydrauliques ou mécaniques et doit supporter et équilibrer la pression élevée injectée dans le moule au cours de l'injection. Il s'agit d'un aspect important qui garantit une fermeture correcte du moule et maintient la solidité du moule au cours du processus.

Temps de refroidissement : Le temps nécessaire pour que le plastique fondu à l'intérieur du moule se solidifie et refroidisse suffisamment pour que la pièce puisse être éjectée sans déformation ni dommage. Il s'agit d'une phase essentielle qui a un impact direct sur la durée du cycle de production. Différents facteurs peuvent influencer les temps de refroidissement, tels que le type de matière, l'épaisseur de la pièce, la conception du moule et le liquide de refroidissement (eau ou huile, par exemple).

Injection Moulding Defects

Défaut : Imperfection, anomalie ou défaut dans la pièce moulée finale qui ne correspond pas aux normes de qualité souhaitées. Ces défauts se produisent pour différentes raisons tels que :

  1. Marques de dépouille - Irrégularités de surface causées par des vitesses de refroidissement différentes, souvent causées par la variation de l'épaisseur de la pièce.
  2. Déformation - Se produit lorsque les pièces refroidissent de manière inégale, ce qui cause une déviation ou une déformation par rapport à leur forme finale.
  3. Flash - Excès de matière qui dépasse la géométrie prévue de la pièce, généralement le long du plan de joint ou des bords du moule.
  4. Incomplet - Le moule ne se remplit pas complètement, ce qui donne une pièce incomplète ou des sections manquantes.
  5. Jet libre - Lorsque le plastique en fusion traverse le moule, laissant une marque visible en raison de la vitesse d'injection élevée.
  6. Brûlure ou dégradation - La chaleur excessive du matière peut causer une dégradation ou une brûlure, ce qui provoque une décoloration ou une réduction des propriétés mécaniques.
  7. Lignes de recollement - Lignes ou marques visibles à l'endroit où deux ou plusieurs flux se rencontrent et se rejoignent pendant le moulage.

Angle de dépouille : Légère inclinaison ou orientation appliquée aux parois verticales d'une pièce moulée. Cet angle est intégré dans la conception du moule pour faciliter l'éjection de la pièce finie hors de la cavité. L'ajout d'un angle de dépouille vise à faciliter le démoulage de la pièce sans l'endommager ni la bloquer.

ejector pins

Ejecteurs : Un composant essentiel d'un système de moulage par injection. Elles jouent un rôle important dans l'éjection de la pièce finie de la cavité du moule après la solidification du plastique. Ces broches font partie du système d'éjection à l'intérieur du moule. Elles sont souvent placées sur la moitié mobile (moitié éjectable) du moule. Lorsque le moule s'ouvre après le cycle de refroidissement, ces broches sont activées pour pousser la pièce finie hors du moule. Elles sont placées stratégiquement autour de la cavité du moule pour appliquer une force contrôlée, de sorte que la pièce puisse être éjectée sans causer de dommages. Il existe différentes formes, tailles et conceptions en fonction de la complexité de la pièce produite, de la conception du moule et des exigences en matière d'éjection. Ces broches doivent être régulièrement entretenues et inspectées pour garantir leur bon fonctionnement. Un usage répété peut causer une usure et une détérioration avec le temps. Les broches d'éjection font partie d'un système d'éjection plus large qui peut inclure des plaques d'éjection, des manchons ou d'autres composants, qui fonctionnent ensemble pour retirer la pièce moulée en toute sécurité.

Extrusion : Il s'agit d'un processus distinct, séparé du moulage par injection, dans lequel le plastique fondu est poussé à travers une filière (qui donne au plastique la forme souhaitée) pour créer des formes continues avec une section transversale cohérente. Ce procédé est couramment utilisé pour produire des tuyaux, des tubes, des feuilles et des profilés.

Temps de remplissage : Le temps nécessaire pour que le plastique fondu remplisse complètement la cavité du moule une fois que le processus d'injection a commencé. Plusieurs facteurs influencent le temps de remplissage, tels que la fluidité de la matière, la géométrie de la pièce, la pression et la vitesse d'injection, la conception du moule et la mise à l'air libre. L'optimisation du temps de remplissage est essentielle pour obtenir une qualité constante des pièces et réduire les temps de cycle de production. Un temps de remplissage trop court peut mener à un remplissage incomplet de la pièce. Cependant, des temps de remplissage trop longs peuvent augmenter les temps de cycle et avoir un impact sur l'efficacité de la production.

La bavure : Un défaut dans une pièce moulée, qui correspond à un excès de matière qui s'échappe de la cavité du moule au cours du processus d'injection. Elle est indésirable et se présente sous la forme d'une couche fine ou d'un excès de matière sur les bords de la pièce, à l'endroit où les moitiés du moule se rejoignent. La bavure peut se produire pour plusieurs raisons, notamment un mauvais alignement du moule, une pression d'injection excessive, un moule épuisé ou endommagé et une mauvaise ventilation

Injection moulding gates

Point d'injection : Point ou ouverture spécifique dans le moule, par lequel le plastique fondu est injecté dans la cavité. Il existe différents types de portes, qui influencent le processus de moulage et les caractéristiques de la pièce finale. Ces portes comprennent la porte de coulée, qui est le principal canal par lequel le plastique fondu entre dans la cavité du moule à partir du système de coulée. Elle est généralement située dans la section la plus épaisse et est ensuite coupée après l'éjection. Le portillon direct ou de bord est positionné directement sur le bord de la pièce. Le portillon sous-marin, dissimulé sous la surface, minimise les marques visibles, bien qu'il nécessite un effort supplémentaire pour découper ou retirer l'excédent de matière. Le portillon à pointe (ou portillon à pointe chaude) est un portillon de petit diamètre qui crée un point d'entrée minuscule pour le plastique fondu. Il est couramment utilisé pour les pièces plus petites et plus délicates.

Système de grille : Le réseau de canaux et de passages qui facilite l'écoulement du plastique fondu depuis la buse de la machine de moulage par injection jusqu'à la cavité du moule. Les composants sont les suivants

  1. Carotte - Canal initial par lequel le plastique fondu s'écoule de la buse de la machine vers le moule. Elle dirige le matériau vers le système de coulée.
  2. Glissières - Canaux qui distribuent le plastique fondu de la carotte vers les différentes cavités du moule. Les glissières servent de voies d'accès au matériau pour atteindre les portes.
  3. Portes - Comme décrit ci-dessus, points d'entrée spécifiques dans la cavité du moule.

Système à canaux chauds : composant spécialisé dans le moulage par injection utilisé pour acheminer le plastique fondu de la buse dans les cavités du moule. Contrairement aux systèmes traditionnels à canaux froids, qui utilisent des canaux solides pour transporter le plastique fondu, un système à canaux chauds maintient le matériau à l'état fondu à l'intérieur des canaux. Les principales caractéristiques sont les suivantes

  1. Collecteur - Il s'agit du système de distribution central qui reçoit le plastique fondu de la buse de la machine et l'achemine vers des buses individuelles correspondant à chaque cavité du moule.
  2. Buses - Composants qui acheminent le plastique fondu directement dans les cavités du moule. Chaque buse est reliée au collecteur et contrôle le flux de plastique dans le moule.
  3. Éléments chauffants - Les systèmes à canaux chauds utilisent des éléments chauffants pour maintenir le plastique dans les canaux et les buses à l'état fondu, l'empêchant ainsi de se solidifier pendant le moulage.

Les systèmes à canaux chauds offrent les avantages suivants : réduction des pertes (les canaux chauds éliminent le besoin de matières solidifiées), amélioration de la qualité (l'élimination des canaux froids minimise les défauts potentiels associés aux systèmes à canaux froids, tels que les restes ou l'incohérence des pièces due aux variations de température des matières) et, enfin, augmentation de l'efficacité (les systèmes à canaux chauds peuvent offrir des temps de cycle plus rapides, car il n'est pas nécessaire d'attendre que les canaux solides refroidissent et soient éjectés avant de commencer le cycle suivant).

 Les systèmes à canaux chauds sont souvent utilisés pour la production de grands volumes, où l'efficacité, la réduction des pertes de matière et la qualité constante des pièces sont essentielles. Bien qu'ils offrent plusieurs avantages, ils peuvent être plus complexes et plus coûteux à mettre en œuvre et à entretenir que les systèmes à canaux froids.

Injection Moulding Diagram

Moulage par injection : il s'agit d'injecter de la matière plastique fondue dans une cavité de moule sous haute pression, puis de la laisser refroidir et se solidifier, afin de donner la forme souhaitée à la pièce. Les principales étapes comprennent l'alimentation (des granulés de plastique dans le cylindre chauffé), l'injection (de plastique fondu), le refroidissement (de la pièce moulée) et l'éjection (de la pièce du moule).

Unité d'injection : L'un des principaux composants du processus de moulage par injection, responsable de la fusion et de l'injection de la matière plastique dans la cavité du moule. Les éléments clés comprennent la partie trémie (où les granulés de plastique sont stockés et introduits dans la machine). Le cylindre (la trémie alimente la matière plastique dans un long cylindre. À l'intérieur du cylindre, un mécanisme à vis tourne et pousse la matière vers l'avant tout en appliquant de la chaleur pour la faire fondre), la vis ou le piston (responsable de la fonte et du mélange du plastique pendant qu'il se déplace le long du cylindre), la bouche et l'anneau de contrôle (à l'extrémité du cylindre, il y a une bouche qui s'attache au moule. L'anneau de contrôle permet d'éviter le rebond du plastique fondu une fois qu'il a été injecté dans la cavité).

Moule : également connu sous le nom d'outil. Il s'agit d'un composant essentiel utilisé pour donner à la matière plastique fondue la forme de la pièce ou du produit souhaité. Il se compose de deux parties, le noyau et la cavité, qui forment ensemble l'espace clos dans lequel le plastique fondu est injecté.

Agent de démoulage : substance appliquée à la cavité du moule et aux surfaces du noyau pour faciliter le démoulage de la pièce moulée après le processus de moulage par injection. Il s'agit d'un composant essentiel qui empêche la pièce de coller au moule et garantit une injection facile et sans effort.

Plan de joint : Il s'agit de la ligne ou de la liaison où les deux moitiés du moule se rencontrent et se séparent pour créer la pièce finale. Elle est essentielle pour l'assemblage du moule, la prévention des bavures, la finition de la surface et les angles de dépouille.

Plateau : Il s'agit d'une grande plaque plate qui fournit une structure de support rigide et solide pour le moule pendant le processus de moulage. L'unité de fermeture de la machine contient deux plateaux : le plateau fixe et le plateau mobile. Les plateaux ont notamment pour fonction d'exercer une force de fermeture nécessaire pour maintenir le moule fermé, d'être le support dans lequel les deux parties du moule sont montées, de soutenir le processus d'injection en restant fermés et serrés pour maintenir l'intégrité de la pièce et, pendant la phase de chauffage et de refroidissement, les plateaux sont conçus pour aider à maintenir la température du moule (à l'aide d'éléments ou de canaux de chauffage) et pour aider les systèmes de refroidissement (tels que les canaux d'eau).

Injection Moulding surface finish

Retrait: : Réduction de la taille et des dimensions d'une pièce moulée lorsqu'elle refroidit et se solidifie après avoir été éjectée du moule. Plusieurs facteurs contribuent au retrait, notamment les caractéristiques du matière, la vitesse de refroidissement, la conception et la géométrie de la pièce, la conception du moule et le contrôle de la température.

La carotte  : Désigne le canal ou le passage principal par lequel le plastique fondu s'écoule de la bouche de la machine dans la cavité du moule. Il s'agit du point d'entrée initial dans le moule.

Finition de surface : Il s'agit de la qualité, de la texture, de l'aspect et de la douceur de la surface extérieure de la pièce moulée. Chez Protolabs, nous proposons des finitions Mold-Tech pour nos services de moulage par injection ; pour en savoir plus, cliquez ici.

Eventation : Le processus consistant à permettre à l'air, aux gaz ou à d'autres substances volatiles piégés de s'échapper de la cavité du moule pendant le moulage. Une bonne ventilation est essentielle pour garantir la production de pièces de haute qualité en évitant les défauts tels que les pièges à air, les brûlures ou le remplissage incomplet.

Gauchissement : déformation ou distorsion d'une pièce moulée par rapport à la forme ou aux dimensions prévues. Ce phénomène se produit lorsque les pièces refroidissent de manière irrégulière ou subissent des contraintes internes pendant la phase de refroidissement et de solidification du processus. Le gauchissement se produit lorsque le refroidissement est inégal en raison des propriétés du matériau et de la conception de la pièce (angles vifs, épaisseurs variables, angles de dépouille inadéquats ou géométries complexes).

Il ne s'agit que de quelques termes relatifs au moulage par injection. Pour en savoir plus, consultez notre glossaire en ligne.