Plusieurs facteurs à considérer dans le processus de moulage par injection

Plusieurs facteurs à considérer dans le processus de moulage par injection
1, la forme et le calcul du retrait pour le moulage thermoplastique sont comme mentionné précédemment, et les facteurs qui affectent le retrait du moulage thermoplastique sont les suivants :
1.1 Variétés de plastiques Au cours du processus de moulage des plastiques thermoplastiques, en raison de la présence de changements de volume causés par la cristallisation, de fortes contraintes internes, de fortes contraintes résiduelles figées dans le plastique et d'une forte orientation moléculaire, le taux de retrait est plus important, avec une large gamme de taux de retrait et directionnalité évidente par rapport aux plastiques thermodurcissables. De plus, le taux de retrait après moulage, recuit ou traitement d'ajustement de l'humidité est généralement supérieur à celui des plastiques thermodurcissables.
1.2 Caractéristiques des pièces plastiques : Lors du formage, la matière fondue se refroidit immédiatement pour former une coque solide de faible densité en contact avec la surface de l'empreinte du moule. En raison de la mauvaise conductivité thermique du plastique, la couche interne de la pièce en plastique se refroidit lentement et forme une couche solide à haute densité avec un retrait important. Ainsi, ceux qui ont des parois épaisses, un refroidissement lent et des couches épaisses à haute densité ont tendance à se contracter davantage. De plus, la présence ou l'absence d'inserts ainsi que la disposition et la quantité d'inserts affectent directement la direction du flux de matière, la distribution de la densité et la résistance au retrait, de sorte que les caractéristiques des pièces en plastique ont un impact plus important sur la taille et la direction du retrait.
1.3 La forme, la taille et la distribution de l'entrée d'alimentation affectent directement la direction de l'écoulement du matériau, la distribution de la densité, le maintien de la pression et l'effet d'alimentation et le temps de formage. Le port d'alimentation directe et la grande section transversale du port d'alimentation (en particulier ceux avec une section transversale plus épaisse) ont un retrait plus petit mais une plus grande directionnalité, tandis que ceux avec une largeur et une longueur plus courtes du port d'alimentation ont une directionnalité plus petite. Ceux proches de l'entrée d'alimentation ou parallèles à la direction du flux de matière subiront un retrait plus important.
1.4 Conditions de moulage : température élevée du moule, refroidissement lent du matériau fondu, densité élevée et retrait important, en particulier pour les matériaux cristallins en raison de la cristallinité élevée et des changements de volume importants, entraînant un retrait plus important. La distribution de la température du moule est également liée au refroidissement interne et externe et à l'uniformité de la densité des pièces en plastique, affectant directement la taille et la direction du retrait dans chaque pièce. De plus, le maintien de la pression et du temps a également un impact significatif sur la contraction, une pression élevée et une longue durée conduisant à une contraction faible mais directionnelle. La pression d'injection est élevée, la différence de viscosité du matériau fondu est faible, la contrainte de cisaillement intercouche est faible et le rebond élastique après démoulage est important, de sorte que le retrait peut également être modérément réduit. La température du matériau est élevée, le retrait est important, mais la directionnalité est faible. Par conséquent, l'ajustement de facteurs tels que la température du moule, la pression, la vitesse d'injection et le temps de refroidissement pendant le moulage peut également modifier de manière appropriée le retrait de la pièce en plastique. Lors de la conception du moule, en fonction de la plage de retrait de divers plastiques, de l'épaisseur de paroi et de la forme de la pièce en plastique, de la taille et de la distribution de l'orifice d'alimentation, le taux de retrait de chaque partie de la pièce en plastique est déterminé en fonction de l'expérience, et puis la taille de la cavité est calculée. Pour les pièces en plastique de haute précision et lorsqu'il est difficile de contrôler le taux de retrait, les méthodes suivantes doivent généralement être utilisées pour concevoir le moule : ① Prendre un taux de retrait plus petit pour le diamètre extérieur de la pièce en plastique et un taux de retrait plus important pour le diamètre intérieur pour laisser place à la correction après le test du moule. ② Déterminez la forme, la taille et les conditions de moulage du système de coulée en testant le moule. ③ Le changement de taille des pièces en plastique à post-traiter doit être déterminé après 24 heures de démoulage lors de la mesure. ④ Corrigez le moule en fonction de la situation réelle de retrait. ⑤ Essayez à nouveau le moule et ajustez légèrement les conditions de traitement pour ajuster la valeur de retrait afin de répondre aux exigences de la pièce en plastique.
2, Liquidité
2.1 La fluidité des thermoplastiques peut généralement être analysée à partir d'une série d'indices tels que le poids moléculaire, l'indice de fluidité, la longueur d'écoulement en spirale d'Archimède, la viscosité apparente et le rapport d'écoulement (longueur d'écoulement/épaisseur de paroi de la pièce en plastique). Avec un faible poids moléculaire, une large distribution de poids moléculaire, une mauvaise régularité de la structure moléculaire, un indice de fluidité élevé, une longue longueur d'écoulement en spirale, une faible viscosité apparente et un grand rapport d'écoulement, la fluidité est bonne. Pour les plastiques portant le même nom de produit, les instructions doivent être vérifiées pour déterminer si la fluidité convient au moulage par injection. Selon les exigences de conception des moules, la fluidité des plastiques couramment utilisés peut être grossièrement divisée en trois catégories : ① bonne fluidité PA, PE, PS, PP, CA, poly (4) méthylène ; ② Résines de la série polystyrène à fluidité modérée (telles que ABS, AS), PMMA, POM, polyphénylène éther ; ③ Mauvaise fluidité PC, PVC dur, polyphénylène éther, polysulfone, polyarylsulfone, fluoroplastiques.
2.2 La fluidité de divers plastiques varie également en raison de divers facteurs de moulage, et les principaux facteurs d'influence sont les suivants :
① Lorsque la température du matériau est élevée, la fluidité augmente, mais différents plastiques présentent également des différences. La fluidité des plastiques tels que PS (en particulier ceux à haute résistance aux chocs et valeur MFR), PP, PA, PMMA, polystyrène modifié (tel que ABS, AS), PC, CA, etc. varie considérablement avec la température. Pour le PE et le POM, l'augmentation ou la diminution de la température a peu d'effet sur leur fluidité. Ainsi, le premier doit ajuster la température pour contrôler la fluidité pendant le moulage.
② Lorsque la pression d'injection augmente, le matériau fondu est soumis à une plus grande action de cisaillement et augmente sa fluidité, en particulier le PE et le POM sont plus sensibles. Il convient donc d'ajuster la pression d'injection lors du moulage pour contrôler la fluidité.
③ La forme, la taille, la disposition, la conception du système de refroidissement et la résistance à l'écoulement du matériau fondu (telles que la douceur de la surface, l'épaisseur de la section transversale du canal de matériau, la forme de la cavité, le système d'échappement) du système de coulée de la structure du moule affectent directement le flux réel de matière fondue dans la cavité. Les facteurs qui favorisent la réduction de température et augmentent la résistance à l'écoulement du matériau fondu réduiront sa résistance à l'écoulement. Lors de la conception du moule, une structure raisonnable doit être choisie en fonction de la fluidité du plastique utilisé. Pendant le moulage, des facteurs tels que la température du matériau, la température du moule, la pression d'injection et la vitesse d'injection peuvent également être contrôlés pour ajuster de manière appropriée la situation de remplissage pour répondre aux besoins de moulage.
3, cristallinité
Les thermoplastiques peuvent être divisés en deux catégories : les plastiques cristallins et les plastiques amorphes (également appelés amorphes) en fonction de leur absence de cristallisation lors de la condensation. Le phénomène dit de cristallisation fait référence au phénomène où les molécules de plastique se déplacent indépendamment et sont complètement dans un état désordonné d'un état fondu à un état de condensation, ce qui fait que les molécules arrêtent leur libre mouvement et suivent une position légèrement fixe, avec une tendance à s'arranger les molécules dans un modèle régulier. La norme d'apparence pour distinguer ces deux types de plastiques dépend de la transparence des pièces en plastique à paroi épaisse. Généralement, les matériaux cristallins sont opaques ou semi-transparents (comme le POM), tandis que les matériaux amorphes sont transparents (comme le PMMA). Cependant, il existe également des exceptions, comme le poly (4) méthylène, qui est un plastique cristallin mais qui a une transparence élevée, et l'ABS, qui est un matériau amorphe mais qui n'est pas transparent.
Lors de la conception de moules et de la sélection de machines de moulage par injection, il convient de prêter attention aux exigences et précautions suivantes pour les plastiques cristallins :
① La quantité de chaleur nécessaire pour élever la température du matériau à la température de formage nécessite l'utilisation d'équipements à haute capacité de plastification.
② Pendant le refroidissement et le recyclage, une grande quantité de chaleur est dégagée et un refroidissement suffisant est nécessaire.
③ La différence de gravité spécifique entre l'état fondu et l'état solide est importante, ce qui entraîne un retrait important au moulage et une sensibilité au retrait et à la porosité.
④ Refroidissement rapide, faible cristallinité, faible retrait et haute transparence. La cristallinité est liée à l'épaisseur de paroi des pièces en plastique, ce qui entraîne un refroidissement lent, une cristallinité élevée, un retrait important et de bonnes propriétés physiques. Par conséquent, la température du moule doit être contrôlée conformément aux exigences des matériaux cristallins.
⑤ Anisotropie importante et contrainte interne élevée. Les molécules qui n'ont pas cristallisé après le démoulage ont tendance à continuer à cristalliser, à rester dans un état de déséquilibre énergétique et sont sujettes à la déformation et au gauchissement.
⑥ La plage de température de cristallisation est étroite et il est facile d'injecter du matériau non fondu dans le moule ou de bloquer l'orifice d'alimentation.
4, plastiques thermosensibles et plastiques facilement hydrolysables
4.1 La thermosensibilité fait référence à la tendance de certains plastiques à changer de couleur, à se dégrader et à se décomposer à mesure que la température du matériau augmente en raison de leur sensibilité à la chaleur, d'un temps de chauffage prolongé à des températures élevées ou d'une petite section transversale de l'orifice d'alimentation et d'un cisaillement élevé. action. Les plastiques présentant cette caractéristique sont appelés plastiques thermosensibles. Tels que le PVC dur, le chlorure de polyvinylidène, le copolymère d'acétate de vinyle, le POM, le polytétrafluorochloroéthylène, etc. Les plastiques thermosensibles produisent des sous-produits tels que des monomères, des gaz et des solides lors de la décomposition, en particulier certains gaz de décomposition qui ont des effets irritants, corrosifs ou toxiques sur le corps humain, équipement et moules. Par conséquent, une attention particulière doit être accordée à la conception des moules, à la sélection des machines de moulage par injection et au moulage. Une machine de moulage par injection à vis doit être utilisée et la section du système de coulée doit être importante. Le moule et le corps du matériau doivent être chromés et il ne doit pas y avoir de décalage d'angle. La température de moulage doit être strictement contrôlée et des stabilisants doivent être ajoutés au plastique pour affaiblir sa sensibilité thermique.
4.2 Certains plastiques (tels que le PC), même s'ils contiennent une petite quantité d'eau, se décomposeront sous haute température et pression. Cette propriété est appelée hydrophilie et doit être préchauffée et séchée.
5, fissuration sous contrainte et rupture de fonte
5.1 Certains plastiques sont sensibles aux contraintes et sont sujets aux contraintes internes et aux fissures lors du moulage. Les pièces en plastique peuvent se fissurer sous l'effet de forces externes ou de solvants. Par conséquent, en plus d'ajouter des additifs pour améliorer la résistance à la fissuration des matières premières, il convient de prêter attention à la sécheresse et à une sélection raisonnable des conditions de formage pour réduire les contraintes internes et augmenter la résistance à la fissuration. Et une forme plastique raisonnable doit être sélectionnée, et des mesures telles que la mise en place de pièces encastrées ne doivent pas être prises pour minimiser autant que possible la concentration de contraintes. Lors de la conception du moule, l'angle de démoulage doit être augmenté et des orifices d'alimentation et des mécanismes d'éjection raisonnables doivent être sélectionnés. Pendant le moulage, la température du matériau, la température du moule, la pression d'injection et le temps de refroidissement doivent être ajustés de manière appropriée pour éviter le démoulage lorsque la pièce en plastique est trop froide et cassante. Après moulage, la pièce en plastique doit également subir un post-traitement pour améliorer sa résistance à la fissuration, éliminer les contraintes internes et interdire le contact avec des solvants.
5.2 Lorsqu'un polymère fondu avec un certain débit de fusion passe à travers le trou de la buse à une température constante et que son débit dépasse une certaine valeur, des fissures transversales évidentes se produisent à la surface de la fusion, appelées rupture de fusion et peuvent endommager l'apparence et les propriétés physiques de la pièce en plastique. Par conséquent, lors de la sélection de polymères avec des débits de fusion élevés, il est nécessaire d'augmenter la section transversale des buses, des canaux et des orifices d'alimentation, de réduire la vitesse de moulage par injection et d'augmenter la température du matériau.
6, performances thermiques et taux de refroidissement
6.1 Divers plastiques ont des propriétés thermiques différentes telles que la chaleur spécifique, la conductivité thermique et la température de déformation thermique. Lors de la plastification avec une chaleur spécifique élevée, une chaleur élevée est nécessaire et une machine de moulage par injection à haute capacité de plastification doit être sélectionnée. Le temps de refroidissement des plastiques à température de déformation thermique élevée peut être court et démoulé tôt, mais la déformation par refroidissement doit être évitée après le démoulage. Les plastiques à faible conductivité thermique ont une vitesse de refroidissement lente (comme les polymères ioniques, qui sont extrêmement lents), un refroidissement suffisant est donc nécessaire pour améliorer l'effet de refroidissement du moule. Les moules à canaux chauds conviennent aux plastiques à faible chaleur spécifique et à conductivité thermique élevée. Les plastiques à chaleur spécifique élevée, à faible conductivité thermique, à faible température de déformation thermique et à vitesse de refroidissement lente ne sont pas propices au moulage à grande vitesse. Il est nécessaire de choisir des machines de moulage par injection appropriées et de renforcer le refroidissement du moule.
6.2 Divers plastiques doivent maintenir une vitesse de refroidissement appropriée selon leurs caractéristiques de type et leur forme. Ainsi, le moule doit être équipé de systèmes de chauffage et de refroidissement en fonction des exigences de moulage pour maintenir une certaine température du moule. Lorsque la température du matériau augmente la température du moule, il doit être refroidi pour empêcher la déformation de la pièce en plastique après le démoulage, raccourcir le cycle de formage et réduire la cristallinité. Lorsque la chaleur résiduelle du plastique est insuffisante pour maintenir une certaine température dans le moule, un système de chauffage doit être installé pour maintenir le moule à une certaine température, afin de contrôler la vitesse de refroidissement, d'assurer la fluidité, d'améliorer les conditions de remplissage ou de contrôler la refroidissement lent des pièces en plastique, empêche le refroidissement interne et externe irrégulier des pièces en plastique à parois épaisses et augmente la cristallinité. Pour les matériaux avec une bonne fluidité, une grande surface de formage et une température de matériau inégale, il est parfois nécessaire d'utiliser le chauffage ou le refroidissement alternativement ou localement selon la situation de moulage de la pièce en plastique. A cet effet, le moule doit être équipé de systèmes de refroidissement ou de chauffage correspondants.
7, Hygroscopicité
En raison de divers additifs dans les plastiques, ils ont différents degrés d'affinité avec l'eau, de sorte que les plastiques peuvent être grossièrement divisés en deux types : hygroscopique, adhérent et non absorbant. La teneur en eau des matériaux doit être contrôlée dans la plage autorisée, sinon l'eau deviendra gazeuse ou l'hydrolyse se produira à haute température et pression, entraînant un moussage de résine, une liquidité réduite et une apparence et des propriétés mécaniques médiocres. Par conséquent, les plastiques hygroscopiques doivent être préchauffés en utilisant des méthodes et des spécifications de chauffage appropriées, selon les besoins, pour empêcher une absorption supplémentaire d'humidité pendant l'utilisation.