Comment améliorer l'efficacité de la production de moulage par injection ?

Le processus de moulage par injection doit répondre aux exigences de plus en plus élevées en matière de qualité de surface et de précision de moulage. La pièce ne doit pas avoir de tension, de déformation, une précision de formage élevée et une surface sans soudure. L'innovation du procédé de moulage par injection est principalement promue par l'industrie automobile et l'industrie des biens de consommation. Par exemple, des produits tels que des boîtiers de phares ou des téléviseurs à écran plat nécessitent que leur surface soit très propre. En plus de la qualité de surface et de la précision du moulage, l'efficacité du processus de moulage par injection est également très importante. Dans le processus de moulage par injection, le temps de refroidissement de la pièce représente 70 % du temps de production. L'accélération du processus de refroidissement peut améliorer l'efficacité de la production.
Ces trois exigences : une surface sans joint, un cycle de moulage par injection court et une grande précision de moulage nécessitent une technologie spéciale de refroidissement des moules à injection de précision, dont l'une est la technologie de contrôle de température variable, qui a été largement utilisée ces dernières années.
Technologie de contrôle de température variable
Contrôle de température variable : c'est-à-dire que la température du moule n'est pas constante, mais est contrôlée en fonction de la courbe de température spécifiée pendant le processus de moulage par injection. La température du moule pendant le moulage par injection est supérieure de 10-30 degré C à la température de transition vitreuse du matériau de moulage par injection. Après l'injection, la température du moule doit être rapidement ramenée à la température de démoulage. Cette technologie permet de produire des pièces en plastique sans marques d'écoulement, sans déformation et avec une surface très lisse. Il existe de nombreuses technologies disponibles pour le contrôle de la température variable :
Les méthodes de chauffage rapide des moules comprennent
·Chauffage par induction
·Chauffage infrarouge
·Chauffage électrique
·Chauffage à l'eau chaude
Toutes ces technologies utilisent du réfrigérant pour refroidir rapidement le moule à la température de démoulage.
Afin de raccourcir le temps de cycle, la méthode de chauffage basée sur la technologie CPH [1] utilisant des éléments chauffants en céramique haute performance ou un chauffage à la vapeur s'est avérée être la méthode la plus efficace
Pour réaliser ce processus dynamique, le canal de contrôle de la température doit être proche du contour du modèle pour assurer un chauffage et un refroidissement rapides. De plus, il faut tenir compte du fait que différentes zones de la pièce ont une conduction thermique différente en raison des différentes épaisseurs de paroi. Plus il y a de canaux de refroidissement traversant le moule et plus près de la cavité, plus la précision du processus de refroidissement peut être contrôlée et ajustée. Comme condition préalable, chaque canal de refroidissement a besoin de son propre contrôle de température.
Un nouveau groupe de vannes modulaire composé de six vannes (voir photo) est prévu pour le moule d'injection avec contrôle de la température de l'eau chaude et de l'eau froide. Le groupe de vannes intègre une unité de contrôle de température d'eau chaude et d'eau froide, qui peut être utilisée de manière pratique pour le système de cycle thermique de contrôle de température variable du moule d'injection. Un module de commande pilote pneumatique contrôle six vannes pneumatiques pour basculer entre chaud et froid en fonction du cycle d'injection. L'avantage de ce schéma est qu'il est très compact, et le module de régulation de température peut être intégré en option.
Contrôleur universel modulaire 8611 eCONTROL et instrument de support Buerkert
Contrôle de la température proche de la chambre
Il existe une certaine contradiction entre le contrôle de température variable et l'exigence d'un temps de cycle court, qui peut être résolue par une nouvelle technologie de moule (telle que le "contrôle de température segmenté" [2] ou le Lasercussing [3]). Avec ces technologies, le canal de refroidissement peut être très proche de la cavité du moule, de sorte que la structure tridimensionnelle du canal peut être réalisée dans le moule, de manière à obtenir la configuration idéale du canal de refroidissement.
Dans le processus de moulage par injection, un contrôle précis de la température est nécessaire. Son objet de contrôle est la température moyenne de la paroi interne de la chambre du moule. Le contrôle de la température peut être effectué dans le moule à proximité de la chambre ou en mesurant la température du fluide frigorigène dans le tuyau de retour. La température de la paroi du moule peut atteindre à plusieurs reprises la norme de mesure la plus importante du point de contrôle de température correct. Le débit de liquide de refroidissement est mesuré à l'aide d'un capteur à turbine très compact qui peut être intégré dans le système personnalisé, et la valeur de mesure du débit en temps réel est transmise au contrôleur, qui contrôle le débit de réfrigérant de chaque canal et corrige rapidement l'écart à travers le technologie innovante de vanne de régulation proportionnelle, Ce type de contrôle de la température en fonction des besoins a considérablement amélioré la qualité de la surface et considérablement raccourci le temps de cycle.
Technologie de valve innovante
L'électrovanne proportionnelle nouvellement développée permet de réaliser le circuit de régulation de débit avec un fonctionnement parallèle multi-boucles. L'avantage de cette nouvelle électrovanne proportionnelle est qu'elle utilise un ressort de forme spéciale pour faire fonctionner le noyau de l'électroaimant sans frottement afin d'éviter l'effet de glissement, et a donc d'excellentes performances : sensibilité de réponse élevée (0.1 pour cent de la valeur finale), une erreur inverse minimale et d'excellentes performances de contrôle. Le rapport de plage de la nouvelle électrovanne proportionnelle est de 1:100, de sorte que même une petite déviation de débit peut être contrôlée par une action de correction de vanne extrêmement précise.
Capteur de débit à turbine, monté sur plaque de base ou installé séparément, température de fonctionnement maximale 160˚ C
Le diamètre de la vanne de contrôle de processus avec micro positionneur est de 4 mm à 15 mm
Les paramètres décisifs utilisés pour mesurer le processus de refroidissement de la pièce sont la température de l'eau de retour et le débit d'eau, qui aident à contrôler le refroidissement de la pièce et du moule de manière absolument fiable et précise. Le Dr Egon Hüfner, ingénieur de la société Bürtert, a déclaré : "Le débit d'eau de retour de chaque canal de refroidissement doit être mesuré. Chaque canal doit avoir une vanne et un capteur." Afin de mesurer la chaleur absorbée par le processus de refroidissement, la température de l'entrée et de la sortie doit également être mesurée. Le temps de réponse du capteur de débit le plus avancé pour détecter les changements de débit est de 100 – 300 millisecondes, et la vanne de régulation peut terminer la régulation du débit en 0,3 – 0,5 seconde. Le capteur de débit à turbine est particulièrement adapté aux canalisations de diamètre nominal supérieur ou égal à 6 mm en raison de sa petite taille et de son temps de réponse extrêmement rapide.
Conception de l'actionneur
La vanne doit être sélectionnée en fonction du débit et du degré de contamination du liquide de refroidissement. Le Dr Hüfner a déclaré : "Pour les liquides à gros débit et sales, des vannes à action directe sont recommandées. Pour les liquides avec une température maximale de 200 degrés, des vannes tout ou rien pneumatiques ou des vannes de régulation peuvent être sélectionnées." Si le temps d'ouverture de la vanne est contrôlé en fonction de la chaleur absorbée, la méthode de contrôle de la température tout ou rien peut être utilisée dans l'étape de refroidissement du processus de moulage par injection.
Pour un petit débit et un liquide de refroidissement très propre, par exemple, il existe une unité centrale de traitement de l'eau et la température de l'eau est inférieure à 120 degrés. L'électrovanne auxiliaire servo est le choix idéal. Bien que cette vanne ait un petit trou pilote, le diamètre nominal de la vanne peut atteindre 20 mm. La vanne marche-arrêt Bürkert de nouvelle génération parvient à éliminer le trou pilote sur la membrane, de sorte qu'elle n'est pas sensible au liquide de refroidissement contaminé.
Selon les différentes pièces, la régulation de température multivoies comprend plus ou moins de circuits de refroidissement. L'électrovanne proportionnelle à action directe ou servo-assistée présente des avantages évidents et son ouverture peut être rapidement ajustée à n'importe quelle position dans la plage de 0-100 %. Cette technologie de vanne de régulation dynamique permet de contrôler le débit en fonction de la courbe de débit préprogrammée et personnalisée pour la pièce à usiner.
La vanne pneumatique est un choix idéal pour les conditions de haute température, de haute pression et de débit important, avec un diamètre minimum de 4 mm.
Afin de contrôler l'ouverture de la vanne, un dispositif de contrôle électronique auxiliaire est nécessaire. L'ouverture de l'électrovanne proportionnelle est contrôlée par le signal de modulation de largeur d'impulsion (PWM) et l'ouverture de la vanne de commande de programme général est contrôlée par le positionneur. Le positionneur intègre un système de contrôle de la position de la vanne, qui peut contrôler la position de la vanne de la vanne de process à une ouverture spécifique.
Contrôle de température distribué
Le système de contrôle de débit normal comprend un capteur de débit (à turbine ou à ultrasons), une vanne proportionnelle et un régulateur de débit avec fonction de contrôle de la température en cascade et peut être associé à différentes vannes. Le régulateur de débit joue un rôle décisif dans le système. Il doit être capable de traiter divers signaux de capteurs, tels que la température, la pression ou le débit, et doit également être capable de traiter des systèmes de contrôle pneumatiques et électroniques. Le nouveau contrôleur général eCONTROL de B ürkert possède toutes ces fonctions, et ses caractéristiques les plus importantes sont :
-Régulation de la température
-Controle de la pression
-Contrôle de flux
-Électrovanne marche-arrêt contrôlable, électrovanne proportionnelle, vanne de contrôle de programme et vanne de régulation électrique
-L'entrée est un signal de capteur standard (4-20 signal standard mA, fréquence, PT100)
-Utilisez le signal mA 4-20 pour communiquer avec l'unité de commande centrale afin de fournir un retour de valeur de consigne et de valeur de processus
-Il est pratique à régler en fonction de l'application choisie (contrôle du débit, de la température ou de la pression),
-Les paramètres de la plupart des vannes et capteurs B ürkert sont stockés
ECONTROL peut également être fourni avec un type de panneau, et sa taille de trou de montage est de 1/16 DIN, qui peut être installé dans l'armoire de commande existante.
Module de refroidissement multicanal : comprenant un capteur de débit, un capteur de température et une électrovanne proportionnelle
Électrovanne proportionnelle : diamètre 0.05mm – 20mm
Le groupe de vannes peut fonctionner dans trois états : inactif (V2 et V5 ouverts), chauffage (V1, V3 et V5 ouverts) ou refroidissement (V2, V4 et V6 ouverts)
Module de contrôle de température variable avec 6 vannes
La commande décentralisée présente notamment les avantages suivants :
·Combinaison parfaite du capteur, de la vanne et du contrôleur de régulation
·Le système complet de contrôle de la machine peut se concentrer sur sa tâche
·Il est pratique pour la rénovation et la transformation d'équipements. De simples mesures d'optimisation peuvent considérablement raccourcir le cycle de refroidissement et optimiser considérablement la qualité de la pièce.