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RÉSUMÉ
Les moules pour l'injection des thermoplastiques ne présentent à première vue guère de difficultés dans le principe. Cependant, l’utilisation de ce type de support induit un grand nombre de contraintes techniques. En conséquence, les caractéristiques industrielles de ces moules sont étroitement liées à la compréhension de phénomènes complexes et à la mise en œuvre de détails subtils. Pour cette raison, les règles de conception générale relatives aux dispositifs d’alimentation, aux empreintes, aux aspects techniques et rhéologiques et au démoulage, ne suffisent pas la plupart du temps à atteindre des performances poussées. Cet article présente des pistes d’amélioration ou de résolution de problèmes dans la conception des moules pour l’injection des thermoplastiques.
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Thomas Munch : Ingénieur ENSAIS-EAHP - Agrégé en Mécanique - Ancien Responsable Injection de Hager SAS
INTRODUCTION
La performance industrielle des moules d'injection est liée à la compréhension de phénomènes subtils et au choix de solutions qui sont souvent le résultat d'un arbitrage judicieux.
Les moules pour l'injection de matières plastiques font l'objet de deux dossiers. Le dossier [AM 3681] traite de la conception générale des moules, des modes d'alimentation de l'empreinte, des techniques spéciales et des périphériques.
La conception des empreintes, des aspects thermiques et rhéologiques ainsi que des solutions constructives permettant le démoulage fait l'objet du présent dossier [AM 3682].
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1. Dispositif d'alimentation
1.1 Canal froid (carotte), canaux chauds
La fonction du dispositif d'alimentation est de permettre le transfert de matière de la presse à l'empreinte. L'écoulement de la matière dans le dispositif d'alimentation génère des pertes de charges entre l'avant de la vis de la presse et le front d'écoulement de l'empreinte. Pour obtenir une reproductibilité satisfaisante de la qualité de la pièce, il est nécessaire de maîtriser les conditions de pression et de température lors du remplissage de l'empreinte et du compactage de la matière. Pour cela, les conditions d'écoulement dans le dispositif d'alimentation doivent être stabilisées et il faut minimiser les pertes de charges. En effet, de faibles pertes de charge permettent de piloter les pressions dans l'empreinte en pilotant la pression devant la vis (cf. [AM 3673] et [AM 3681]).
Cela est obtenu pour des canaux froids en choisissant une section suffisamment importante, au prix d'un volume conséquent, ou, pour un canal chaud, par la conception soignée des systèmes de régulation thermique et le dimensionnement judicieux des canaux.
HAUT DE PAGE1.1.1 Dispositif à canal froid
Dans les systèmes utilisant des canaux froids, le polymère fondu se refroidit au contact des parois des canaux de distribution, de sorte que la section de passage diminue. Le passage par le seuil d'écoulement s'accompagne en contrepartie d'une augmentation locale de la température par cisaillement, ce qui diminue la viscosité, également affectée par le gradient de vitesse d'écoulement. Le phénomène de remplissage est complexe ; il relève de la rhéologie...
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