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Auteur(s)
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Raphaël ROUX : Responsable technique et commercial - Presses à injecter JSW France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Toutes les presses à injecter ont des fonctions de base identiques : injection, plastification, ouverture moule, éjection de la pièce, fermeture moule. Traditionnellement, les transformateurs de matières plastiques par injection utilisent des presses à injecter basées sur un système hydraulique. Depuis le début des années 1980, une nouvelle alternative au système hydraulique a fait son apparition : la presse à injecter horizontale entièrement électrique.
Ce concept de presses à injecter a été inventé au Japon. Les fonctions principales restent les mêmes que celles d’une presse traditionnelle, mais les vérins de fermeture, d’éjection, d’injection ainsi que le moteur de plastification ont été remplacés par des servomoteurs et des vérins à billes reliés par un système de transmission. La gestion de tous les mouvements se fait par une commande numérique.
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Unité de fermeture du moule1. Conception
1.1 Servomoteur
Le servomoteur est un moteur électrique équipé d’un codeur angulaire qui lui permet d’identifier en permanence sa position. Le codeur angulaire est un système de disque marqué de points (entre 1 500 et 6 000) sur sa périphérie. Ces points sont autant de repères que peut utiliser le servomoteur pour se positionner. À chaque tour, le servomoteur passe devant ces points de mesure, ce qui, après démultiplication, donne des possibilités de positionnement linéaire du plateau mobile, de la vis sans fin d’injection, et de l’éjection à 0,01 mm près et ce quelle que soit leur vitesse de déplacement. De plus, contrairement à l’huile dont la fluidité, le volume et la compressibilité varient selon des paramètres extérieurs tels que sa température ou son nombre d’heures de service, le servomoteur, dans des conditions normales d’utilisation, garde les mêmes caractéristiques de fonctionnement. Cela permet d’obtenir des paramètres machine parfaitement stables dès les premiers cycles.
Les presses à injecter électriques sont équipées de quatre servomoteurs assurant chacun une fonction unique :
-
un servomoteur assure la fonction d’ouverture/fermeture du plateau mobile ;
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un deuxième servomoteur assure l’injection de la matière à l’intérieur du moule ;
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un troisième servomoteur assure la fonction de rotation de la vis sans fin pour la plastification de la matière ;
-
le mouvement d’éjection de la pièce moulée est assuré par un quatrième servomoteur.
1.2 Vérin à billes
Les mouvements linéaires de fermeture, d’injection et d’éjection sont obtenus par un système de vérin à billes (figure 1). Le vérin à billes permet de transformer le mouvement de rotation du servomoteur en mouvement de translation. Lorsque la vis sans fin tourne dans un sens, cela entraîne l’écrou à billes vers l’avant et, lorsque le sens de rotation est inversé, l’écrou à billes recule. L’organe à mettre en mouvement est fixé directement sur l’écrou à billes. Ce principe est utilisé...
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Conception
Pendant vingt ans les presses à injecter électriques ont été considérées comme marginales et sont restées cantonnées à des secteurs d’activité de pointe comme la connectique, l’optique, le médical ou la production de pièces nécessitant une grande précision. En revanche, depuis 2004, elles sont devenues un outil de travail commun et transposable à la plupart des productions jusque-là réalisées sur des presses à injecter hydrauliques.
Plusieurs raisons limitaient l’essor du marché des presses électriques. Parmi celles-ci, trois étaient principalement avancées : en premier lieu, le surcoût à l’achat entre une presse hydraulique et une presse électrique de même force de fermeture, parfois proche de 50 % ; ensuite, l’absence d’asservissement hydraulique pour assurer les mouvements dans l’outillage et, enfin, la pauvreté de la gamme de presses électriques proposées par les constructeurs. Ces dernières années, la tendance a nettement évolué en faveur de la presse électrique. Aujourd’hui, grâce à une industrialisation des chaînes de construction pour une meilleure maîtrise des coûts de fabrication et à une concurrence de plus en plus ferme, la différence entre le prix d’achat d’une presse hydraulique de bonne facture et une presse électrique, s’il y en a une, n’excède pas 20 %. Par ailleurs, les moulistes, sollicités par les utilisateurs de presses électriques, intègrent de plus en plus l’asservissement électrique...
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