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RÉSUMÉ
La mise en forme des matières thermoformables comme les polymères, se fait par injection. Pour cela, la matière est ramollie puis injectée dans un moule. Les moules, installés sur la presse, sont constitués le plus souvent de deux coquilles (partie fixe et partie mobile) fortement pressées l'une contre l'autre au moment du moulage puis écartées pour permettre l'éjection de la pièce moulée. Les moules doivent donc respecter certaines conditions pour ne pas se déformer sous l'effet de la température et pour permettre l'éjection de la matière refroidie durcie.
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Thomas MUNCH : Ingénieur ENSAIS-EAHP - Agrégé en Mécanique - Ancien Responsable Injection de Hager SAS
INTRODUCTION
Les moules pour l'injection de matières plastiques font l'objet de deux dossiers.
La conception générale des moules, des modes d'alimentation de l'empreinte, des techniques spéciales et des périphériques fait l'objet du présent dossier [AM3681].
Le dossier suivant [AM 3682] traite de la conception des empreintes, des aspects thermiques et rhéologiques ainsi que des solutions constructives permettant le démoulage.
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- Version courante de mai 2024 par Thomas MUNCH
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3. Effet des grandeurs physiques des polymères
La faible conductivité thermique, la très forte viscosité et les variations de volume des polymères jouent un rôle prépondérant lors de la transformation par injection.
En effet, la viscosité des matières plastiques est très élevée aux températures d'injection. Elle est de l'ordre de 100 000 à 10 millions de fois celle de l'eau dans les conditions de mise en forme.
Cela implique, d'une part des pressions très élevées lors de l'injection (jusqu'à 200 MPa), et d'autre part d'importantes variations de température générées par l'importance du phénomène de dissipation visqueuse dans le dispositif d'alimentation, en l'absence de précautions spécifiques.
De plus, la faible conductivité thermique des matières plastiques, mille fois moindre que celle du cuivre, permet l'utilisation de canaux d'alimentation froids, mais impose une durée de refroidissement élevée, fonction de l'épaisseur.
3.1 Évolution typique de la pression pendant le cycle d'injection
Le réglage standard des presses à injecter a pour résultat la courbe de la 6 (voir à ce sujet dossier [AM 3673]). En effet, on choisit généralement de remplir le moule rapidement, afin de limiter le refroidissement du polymère et donc l'augmentation de sa viscosité. La rapidité du remplissage favorise également la qualité des lignes de soudure et la compensation du retrait. La phase de remplissage est suivie de la phase de maintien, également appelée nourrissage, où le maintien sous pression du polymère permet de compenser, dans une certaine mesure, la perte de volume du polymère injecté (cf. § 3.2.1 et 3.4).
HAUT DE PAGE3.2 Effets de la viscosité des polymères
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - AGASSANT J.-F., AVENAS P., SERGENT J.-P., VERGNES B., VINCENT M - La Mise en Forme des Matières Plastiques, Approche Thermomécanique. - LAVOISIER 1996.
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(2) - BASF AG - Kunststoffverarbeitung im Gespräch : Spritzgiessen 6. geänderte Auflage - . BASF 1991.
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(3) - DOBRACZINSKY A., PIPERAUD M., TROTIGNON J.-P. , VERDU J - Précis de matières plastiques - AFNOR-NATHAN 2006
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(4) - GASTROW (H.) - Injection Mold : 130 Proven Designs. - 3rd edition, Carl Hanser Verlag, Munich, 2002.
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(5) - MUNCH T - Du Process à la pièce : l'injection des Plastiques. - VTP Éditions 2006
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(6) - MUNCH T - Konsequente Optimierung des Spritzgiessverfahrens - . BOD GmbH 2008
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
CADMOULD http://www.cadflow.fr/
Moldflow http://www.moldflow.com/
Simpoe http://www.simpoe.com/
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Forum International de la Plasturgie, a lieu tous les trois ans à Lyon : http://www.f-i-p.com
K– Messe, salon européen de la Plasturgie de rang mondial, a lieu tous les trois ans à Düsseldorf : http://www.k-online.de
HAUT DE PAGE
NF ISO 15600 (Avril 2001), Outillage de moulage – Feuilles d'isolation thermique dans les moules d'injection
NF ISO 16916 (Août 2004), Outillage de moulage – Formulaire de spécifications d'outils pour moules d'injection
NF ISO 10072 (Mai 2004), Outillage de moulage – Buses d'injection...
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