Présentation
Auteur(s)
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Michel CHATAIN : Ingénieur IDN (Institut industriel du Nord) - Docteur ès sciences physiques - Ancien professeur à l’École nationale supérieure d’arts et métiers de Paris (ENSAM)
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Alexandre DOBRACZYNSKI : Ingénieur mécanicien de l’université catholique de Louvain - Docteur de l’université de Paris - Ancien ingénieur d’assistance technique au Centre d’étude des matières plastiques (CEMP) - Ingénieur-conseil
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’injection des matières thermoplastiques utilise une presse à injection (décrite dans l’article [A 3 690]) sur laquelle est monté un moule d’injection qui fait l’objet du présent article.
La presse permet, dans un cylindre d’injection où la matière est chauffée par conduction et par cisaillement (vis-piston), de plastifier le polymère qui se présente dans la trémie d’alimentation sous forme de granulés.
La presse permet en outre de fermer le moule avant l’injection, de le maintenir fermé pendant son remplissage en assurant le maintien de la pression qui atteint couramment 150 MPa.
Pendant le cycle, le plastique fondu se refroidit en passant de la température d’injection (le plus souvent voisine de 200 oC ou supérieure) à une température proche de celle du moule, à laquelle l’objet devient solide.
Nous essaierons de montrer pourquoi les plastiques (en particulier les polymères cristallins), qui possèdent des coefficients de dilatation thermique volumique relativement élevés par rapport aux autres matériaux, ne présentent pas au démoulage le retrait que l’on pourrait craindre.
Par ailleurs, l’écoulement dans le moule, qui dépend de la géométrie des seuils d’alimentation et de la morphologie de l’empreinte, va avoir des conséquences directes sur la macrostructure du polymère : son orientation moléculaire, son anisotropie, sa cristallinité.
Les auteurs remercient particulièrement Henryk ZAWISTOWSKI pour l’apport considérable au présent article de son ouvrage cité en référence [12], et son autorisation de reproduction de nombreuses illustrations.
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9. Périphériques
9.1 Généralités
Certains équipements qui font partie intégrante du moule ont déjà été décrits dans les paragraphes précédents ; c’est le cas des dispositifs d’éjection et de régulation par exemple, des capteurs de température, des relais, des raccords.
Toutefois la recherche d’un automatisme plus poussé ou d’une plus grande productivité a conduit les mouleurs à faire appel à un matériel périphérique d’introduction plus récente qui peut être classé dans trois catégories :
-
matériel de robotique, conçu pour le chargement et le déchargement des moules ;
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matériel de traitement des pièces injectées : dispositifs de décarottage, de triage pièce-carotte, de comptage et de stockage automatique, convoyeurs et tapis transporteurs... ;
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matériel de montage, connexion, démontage et stockage des moules.
9.2 Matériel de robotique, manipulateurs
Leur emploi est justifié non seulement par le désir d’augmenter la productivité, mais aussi par les exigences qualitatives.
Les pièces techniques de précision qui doivent être assemblées après éjection justifient l’emploi d’automates lorsque le cahier des charges impose des qualités dimensionnelles et un état de surface parfait.
Si la pièce doit contenir des prisonniers, nous avons vu que ceux‐ci pouvaient être déposés par un robot dans le moule ouvert juste avant sa fermeture.
Il est évident que cette solution intéressante ne peut être envisagée que si l’importance de la commande autorise l’investissement correspondant.
Pour automatiser la mise en place des prisonniers ou l’exctraction des pièces éjectées, on utilise les deux types de robots décrits ci‐après.
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Les robots-manipulateurs pendulaires travaillent en coordonnées polaires et sont destinés en général au déchargement des carottes d’injection. Ils sont alors équipés de pinces à mâchoires articulées . Quand on les emploie pour l’extraction des pièces elles‐mêmes, ils sont munis de ventouses (figure ...
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