Conception Moule

C. F. P.Concevoir un produit injecté Conception moules Référence stage : 2029 (C)entre de (F)ormation de la (P)lasturgie 39, rue de la Cité – 69441 LYON CEDEX 03 Tél : 04.72.68.28.28 – Fax : 04.72.36.00.80 E-Mail : [email protected] C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 2 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE SOMMAIRE I. METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UN MOULE ............................................. 4 II. FACTEURS INFLUENÇANT LA CONCEPTION DU MOULE .............................. 7 III. CALCUL DU NOMBRE D'EMPREINTES OPTIMUM DANS UN MOULE D'INJECTION .............................................................................................................. 13 IV. LA CONCEPTION DES MOULES........................................................................ 18 V. ARCHITECTURE D’UN MOULE .......................................................................... 20 VI. LES ACIERS .......................................................................................................... 24 VII. LE CENTRAGE .................................................................................................... 32 VIII. LES TECHNIQUES D'ALIMENTATION ........................................................... 35 IX. LE MOULAGE SANS DECHET............................................................................ 49 X. EVENTATION DU MOULE ................................................................................... 63 XI. FONCTION MISE EN FORME ............................................................................. 64 XII. FONCTION REFROIDISSEMENT ...................................................................... 68 XIII. DEMOULAGE..................................................................................................... 80 XIV. EJECTION ........................................................................................................... 87 XV. RESUME (PRIX DE REVIENT PREVISIONNEL)............................................ 100 Page 3 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 CONTEXTE DE L'ETUDE D'UN MOULE Deux situations sont possibles :  L'entreprise sous-traite le moule chez un mouliste après consultation à partir du dessin de définition. du bloc empreinte . du refroidissement. Cette étude donne le plan d'ensemble. de l'éjection. bloc empreinte. de la cinématique. C'est le bureau d' étude mouliste qui exécute l'étude du moule et il doit intégrer toutes les fonctions dans sa réalisation : définition de l'alimentation.  L'entreprise garde la maîtrise du processus de moulage et la définition des fonctions principales du moule : alimentation. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE I. Page 4 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . P. des traitements et des éléments standards est transmis soit à l'atelier moule intégré ou au mouliste extérieur qui exécutera les plans d'ensemble en complétant les fonctions non définies. de l'adaptation à la machine et des fonctions sécurité et maintenance. Un dessin de définition et un cahier des charges concernant la définition des aciers. Une validation par les spécialistes processus et production du donneur d'ordre donnent le visa bon pour exécution après avoir demandés les modifications ou améliorations dans la définition de l'étude. refroidissement.C. la nomenclature des éléments constitutifs avec les aciers et les traitements. F. éjection et cinématique des mouvements. METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UN MOULE A. Page 5 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . . de l'éjection et du refroidissement.Concepteur moule : spécialiste des dessins d'étude moule (DAO ou autres). Cette approche est rendu possible par le fait qu' un moule est un prototype et que les professionnels qui le réalisent sont capable d'extraire les dessins de détails du plan d'ensemble.. P. .... de la thermique et des améliorations de l'aspect et des performances de la pièce injectée (tensions internes. Il doit aussi maîtriser le choix des aciers et de leur traitement. Le plan d'ensemble du moule définit par 3 vues principales et des coupes complexes la structure de la carcasse..C. des mouvements.Le spécialiste de l' usinage adapté au moule : parcours d'outil en CN. La définition par le dessin du moule se résume souvent à un plan d'ensemble et aux dessins de détails des blocs empreintes. de sa cinématique et avoir une bonne connaissance des éléments standards et de leur utilisation. de l'organisation du moule.. . LE GROUPE D'ETUDE MOULE L'équipe d' étude est modifiée pour faire appel à trois fonctions : . faisabilité en électro érosion. brûlures.).. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE B. ligne de soudure.Le spécialiste processus qui va conseiller le concepteur dans le domaine des écoulements. la disposition des empreintes de l'alimentation. . CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE C. F. de préférence multiple de 2 pour des questions d'équilibrage de longueur de canaux d'alimentation. Les phases de l'étude du moule sont décrites dans le diagramme cidessous Page 6 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . -adaptation à plusieurs modèles de presse pour augmenter la flexibilité. . c'est à dire le produit de la cadence prévisionnelle annuelle et la durée de vie du produit (nombre d'années de vie du produit).optimisation des pertes de charges et des cisaillement matière .élimination des défauts liés à l'écoulement et à la thermique . METHODOLOGIE DE L'ETUDE D'UN MOULE La méthodologie d'étude du moule permet de définir par une succession d'étapes le déroulement et la validation :  Des données économiques : . du taux horaire de la presse à utiliser) avec part matière y compris alimentation (suivant possibilité de recyclage ou non).optimisation du nombre d'empreintes : prix de revient de la pièce moulée (valeur ajoutée en fonction de la production horaire.productivité du moule. Ce prix de revient est à mettre en rapport avec l'amortissement moule dont le prix évolue lui aussi avec le nombre d'empreinte.C.fiabilité par une cinématique adaptée et par un dimensionnement tenant compte de la fatigue du moule.  De l'optimisation des performances du moule par rapport au processus de moulage : . P. Le nombre d'empreinte optimum sera ramené à un nombre pair. Tolérances Le mouliste : .Habitudes Page 7 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .Huile .La capacité des machines .Prix .Caractéristiques thermiques .Le savoir-faire .Régulation .Puissance .Disponibilité . CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE II.Parc disponible .Montage . F.C.Nombre . FACTEURS INFLUENÇANT LA CONCEPTION DU MOULE Pièce : .Robot .Investissement .Coût .L'abominable homme des non Matière : .Caractéristiques .Courses .Qualification .Cadence Le facteur humain : .IAG . P.Plastification Accessoires : .Raccords .Vitesses .Caractéristiques rhéologiques .Puissance électrique Main d'œuvre : .Forme .Amortissement Presse : .Nature .Coloration .Versions .Aspect Délai Conception du moule Les facteurs économiques : .Eau .Epaisseur .Le parc machine .Multi matières .Buse .Le retrait .Poids .Entre colonnes .Les idées de génie du concepteur . P. Formes : Moule à gauffre. Epaisseur : Parois très épaisses ou très minces (0. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE A.3 mm) Longueur d’écoulement. très petites pièces (< à 1 gr) utilisation de ceintures anti statique… 3. le nombre de points d’injection… 4.2 à 0.C. rasoirs…) acier de grandes performances. 5. Poids : Grosses pièces. taraudage…). film charnière. PIECE : 1. Nombre : Quantité de pièces à produire Petite quantité moule en PT. injections multiples. Cadence : Nombre d’empreintes. corps de stylo. à tiroirs. moule à étage… Page 8 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . séquencées… Mouvements à l’ouverture du moule. études rhéologique et thermique très poussées. à dévissage… Injection déportée. certaines fonctions en reprise (perçage. pré fermeture ou pré enfonçage d’éléments… 2. F. Moule prototype… Grande quantité (plusieurs millions. dévêtissage. états de surface (polissage. Page 9 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Tolérances : Décompression. F. de nouveaux éléments standards plus performants. ouvertures multiples. assistance par air comprimé Thermique du moule pilotée Equilibrage des injections. plus simples. grainage…) B. Aspect : Acier. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 6. plus fiables donc moins chères. P. FACTEURS HUMAINS Les idées nouvelles : Il ne sera jamais garanti que la conception d’un moule est la meilleure. éléments rapportés… 7. Il y a toujours moyen de trouver de nouvelles techniques. Versions : Changement rapide des éléments 8.C. On entend trop souvent dire : « On ne change pas quelque chose qui marche ». Caractéristiques rhéologiques : Section des canaux adaptés à la viscosité « pas » de canaux chauds pour les matières thermosensibles. LE MOULISTE 1. Prix : Matières chargées (Isxef 50 % FV moins cher qu’un Ixef). D.C. 5. F. Caractéristiques thermiques : Moule isolé. Le parc machine : Erosion à fil. Matières allégées. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE C. rectifieuses de profil.agressifs. 2. MATIERE 1. La capacité des machines : Faces d’appui fraisées ou bouchonnées mais pas rectifiées. 3. presse d’enfonçage… 2. dans la masse elle ne passerait pas dans le bac de l’érosion… Page 10 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Empreintes rapportée. Coloration : Dégagement de gaz +. 4. Nature : Matières corrosives (PVC) utilisation d’aciers inox. moule en alliages légers avec une bonne éventation. P. … Le centrage. automatique. LA PRESSE 1. nombre d’asservissements. l’appui de la buse. F.… Page 11 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . volume injectable. LE DELAI Pour hier. capacité plastification horaire. P. les raccords.C. pour amortir un moule… G. Montage : Fixation par brides. 2. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE E. F. L’investissement : Calcul du nombre d’empreintes économiques.… 2. LES FACTEURS ECONOMIQUES 1. Le parc disponible : Force de fermeture. utilisation de carcasse standard avec l’empreinte rapportée en prétraité. boutonnières. L’amortissement : Nombre de cycles pour amortir un bloc chaud. l’attelage d’éjection. Habitudes : 4. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE H.C. F. Qualification : 2. Régulateur : 5. LA MAIN D’ŒUVRE 1. Frigo : Page 12 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Tapis : 3. pose d’inserts…) I. P. Convoyeur : 4. Disponibilité : 3. Robots : 2. LES ACCESSOIRES 1. ébavurage des pièces. Coût : Moule exploité dans les pays où la main d’œuvre est bon marché (reprise d’usinage. X – le prix du moule à 1 empreinte en Francs Y – le coût de l'empreinte additionnelle en Francs Q – le coût horaire de la presse en Francs S – le coût horaire des salaires en Francs N – le nombre total de pièces à fabriquer t – la durée du cycle en minute Soit n le nombre d'empreintes recherché Coût du moule pour n empreintes : Cn = X + Y (n-1) = (X . P. F. CALCUL DU NOMBRE D'EMPREINTES OPTIMUM DANS UN MOULE D'INJECTION Le calcul est nécessaire chaque fois que l'on aura le choix du nombre d'empreintes à disposer dans un moule d'injection sans que celui-ci modifie notablement l'architecture générale du moule ou le choix de la presse.Y)+ Yn Coût du fonctionnement de la presse : Qu = Qt 60n Coût du salaire par pièce : Su = St 60n Coût du moule par pièce : Cu = Cn N Page 13 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE III. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE En remplaçant Cn par sa valeur : Cu = ( X − Y ) + Yn N Coût de moulage d'une pièce : Cum = Qu + Su + Cu En remplaçant Qu. puis nous égalons à zéro pour trouver son minimum. nous procédons à la dérivée de la fonction. F. Rappel : dérivée de x 3 = 3x 2 x 2 = 2x x =1 d'une constante = 0 1 x de = 1 2 x Ici la fonction est sous la forme de y = d'ou y ' = a + bx + c x a +b+0 x2 Page 14 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . on s'aperçoit que cette courbe passe par un minimum. Su et Cu par leurs valeurs Cum = Qt St X − Y Yn + + + 60n 60n N N Cum = t X − Y Yn ( Q + S) + + 60n N N Si l'on trace la courbe des points représentant le coût de moulage fonction du nombre d'empreintes.C. Pour trouver la valeur de ce nombre d'empreintes nous donnant le coût minimum. P. Ceci paraît normal puisque le calcul n'a d'intérêt qu'à partir de la deuxième empreinte. F.C. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Dérivons donc par rapport à n dCum −t = (Q + S) + Y 2 dn 60n N Egalons à zéro −t (Q + S ) + Y = 0 2 60n N d'ou n2 = n= (Q + S) t N 60 Y (Q + S ) t 60 N Y Nota : Nous remarquons que x a disparu dans la dérivée. Page 15 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 16 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F.C. P. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE NOMBRE OPTIMAL D'EMPREINTE 1 2 3 4 5 6 7 Série : 400 000 pièces Coût horaire machine+salaire : 250F/h Pivot I à relier avec point 4 Coût pour une empreinte : 12 500 F Pivot II à relier avec point 6 Temps de cycle 15s Nombre d'empreintes optimal : 6 Page 17 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. F. Fonction mise en forme C'est la forme et les dimensions des parties moulantes qui déterminent la forme et les dimensions de la pièce plastique. 3. Page 18 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . LA CONCEPTION DES MOULES Le moule a plusieurs fonctions à remplir. Fonction sécurité Les pressions nécessaires pour le remplissage et le compactage sont considérables. Fonction démoulage Pour démouler les pièces plastiques. Fonction refroidissement La matière entre en fusion dans les parties moulantes. C'est souvent le refroidissement qui est le temps le plus important dans un cycle de moulage. Elles créent des forces pouvant atteindre plusieurs milliers de KdaN. 4. Il faut donc la refroidir pour qu'elle se solidifie. P. Fonction alimentation Le moule doit conduire la matière en fusion depuis la buse de presse jusqu'à l'empreinte. il faut souvent faire des mouvements plus ou moins complexes avant de les éjecter. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE IV. 5. 2.C. 1. F. pneumatiques.. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Architecture générale d'un moule Dans un moule nous trouverons donc :  un système d'alimentation  des parties moulantes  un système de refroidissement  un système d'éjection En plus il devra être assez fort pour supporter les hautes pressions.C. F. le contrôle de rentrée d'éjection.. pour cela il correspond au cahier des charges du transformateur :  identification du moule  levage et manutention  centrage sur la presse  bridage du moule accouplements (attelage d'éjection. P. des circuits hydrauliques. les détecteurs de position. Il doit aussi permettre une adaptation facile sur la machine..) Page 19 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . électriques thermocouples et puissances. raccords des circuits de refroidissement. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE V. P.C. Moule fermé pendant la phase d’injection et de refroidissement. ARCHITECTURE D’UN MOULE La plupart des moules sont conçus selon ce schéma. 1ère phase du démoulage. Page 20 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Ouverture du moule au plan de joint. F. P. 2ème phase du démoulage. Page 21 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Ejection de la pièce. P. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 22 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. P.59 φ 38x32.59) φ 4x100 (88) φ 4x12 φ 100 φ 12x10x25 φ 12x50x20 φ 16x90 φ 16x32 φ 16x40x32 30x5x110 φ 25x100 φ 22x3 φ 20x50.5 M 16 φ 16x75 φ 1/4" φ 1/8" φ 20x63 φ 16x4 φ 8x100 (94. N°3615 Page 23 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. V6 V5 V4 V3 V2 V1 Q P O N M L K J I H G F E D C B A 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Vis Chc Vis Chc Vis Chc Vis Chc Vis Chc Vis Chc Joint torique Anneau de levage Ressort de compression About de raccordement Bouchon Reçu de buse Repos de batterie Poussoir de remise à zéro Ejecteur Arrache carotte Goupille Bague de centrage Bague de guidage épaulée Colonne de guidage Douille de centrage Bague de guidage colonne de guidage Barrette de sécurité Attelage d'éjection Rondelle Plot de soutien Poinçon Empreinte Semelle Plaque d'éjection Contre plaque d'éjection Tasseau Contre plaque Plaque porte poinçon Plaque porte empreinte Semelle Rep.00 160x20x200 92x16x160 92x12x160 52x32x160 160x32x160 160x32x160 160x32x160 160x20x200 Cotes finies Date Dessinateur CIRFAP 10 Bd Edmond Michelet 69008 LYON Tél: 04-78-77-05-35 Dessinateur : JPL Réf.00) φ 6x160 (112.C. Désignation Indice 2 2 6 2 4 4 16 1 4 4 2 1 6 4 4 1 8 1 2 2 4 4 4 1 1 1 1 4 4 1 1 1 2 1 1 1 1 Nb J-Français Rabourdin " " " " " " " " " " " " " " Rabourdin Matière Modification BOUCHON Poids du moule : 37Kg Echelle : 1 Presse : Billion Matière : ABS Date : 1 er Avril 2000 Retrait : 0.5% 1022 355 901 1203 619 608 628 628 628 501 617 1061 651 551 1071 651 Traitements M6x20 M6x12 M8x18 M12x25 M10x25 M10x100 φ 25x2.00 φ 38x50. C. LES ACIERS Définition : C'est un alliage Fer Carbone 0% 1. Les aciers fins non alliés d'une grande pureté chimique : (soufre+phosphore <0. LA NORME AFNOR (AVANT 1995) 1. Page 24 Module N° 2029 © Centre de Formation de la Plasturgie . P. F.35% de Carbone è 35 N C D 16 ç valeur du 1er élément ì Nickel é ë Chrome Molybdène La valeur des éléments est à diviser par 4 pour C K M N S pour obtenir le % réel par 10 pour les autres éléments. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE VI.67% de Carbone Fer ß______ aciers _________àß________ fontes _________à A.7% 6.48% de Carbone 2. Les aciers faiblement alliés : Aucun élément d'addition ne dépasse la teneur de 5% 0.065%) 123 XC 48 ì impuretés ë Acier fin 0. Page 25 Module N° 2029 © Centre de Formation de la Plasturgie . - un ou plusieurs groupes de lettres.38%de Carbone Chrome Molybdène On n'indique pas les valeurs dont la teneur est < à 1%. qui sont les symboles chimiques des éléments d'addition rangés dans l'ordre des teneurs décroissantes.48% de Carbone 2. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 3. Les aciers fins non alliés : C 48 é Acier fin à 0. Les aciers fortement alliés : 1 élément d'addition au moins a une teneur de 5% Acier fortement allié è Z 38 C D V 5 ç ì é % réel du 1er élément d'addition ë ë Vanadium 0. Les aciers faiblement alliés : Teneur en manganèse ≤ 1% Teneur de chaque élément d'alliage 〈 5% La désignation comprend dans l'ordre : - un nombre entier. B. LA NORME AFNOR DEPUIS 1995 1. égal à cent fois le pourcentage de la teneur moyenne en carbone.C. P. rangés dans le même ordre que les éléments d'alliage. . et indiquant le pourcentage de la teneur moyenne de chaque élément.une suite de nombre. Co. F. La désignation commence par la lettre X suivie de la même désignation que celle des aciers faiblement alliés. W Al. Cu. Acier fortement allié è X 38 Cr Mo V 5 ì 0. Si. P. Ta. Page 26 Module N° 2029 © Centre de Formation de la Plasturgie . N. Pb. V. Mn. par un facteur variable. Be. Nb. Mo. Ti. en fonction des éléments d'alliage. Ni. Zr Ce. à l'exception des valeurs des teneurs qui sont en pourcentage réel. Les aciers fortement alliés : Teneur d'au moins un élément d'alliage ≥ 5%.35% de Carbone è 35 Ni Cr Mo 16 ì é ç valeur du 1 er élément ë Nickel Chrome Molybdène Elément d'alliage Cr. P.38% de Carbone é ë ç % réel du 1 er élément d'addition ë Chrome Molybdène Vanadium On n'indique pas les valeurs dont la teneur est 〈 à 1%. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Ces teneurs sont multipliées. S B Facteur 4 10 100 1000 3.C. 0. C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Elément d'alliage Aluminium Antimoine Argent Béryllium Bismuth Bore Cadmium Cérium Chrome Cobalt Cuivre Etain Fer Gallium Lithium Magnésium Manganèse Molybdène Nickel Niobium Plomb Silicium Strontium Titane Tungstène Vanadium Zinc Zirconium Symbole métallurgique A R Be Bi C K U E Fe G M D N Pb S T W V Z Symbole chimique Al Sb Ag Be Bi B Cd Ce Cr Co Cu Sn Fe Ga Li Mg Mn Mo Ni Nb Pb Si Sr Ti W V Zn Zr Page 27 Module N° 2029 © Centre de Formation de la Plasturgie C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE C. ACIERS LES PLUS UTILISES POUR LA FABRICATION DES MOULES D’INJECTION THYSSEN HM75 XC 48 1730 daN/mm 2 65/70 GLHAX 40CMD8+S 2312 105/120 40CMD8 Z35CD17+S 55NCDV7+S 45NCD16 35NCD16 2311 2394 2792 2767 2766 LBV 2343 EFS CNL AFNOR W66 EFS Z38CDV5 Thyrinox LBV SS 116 ALUMEC 89 Cu ELMEDUR X ELMEDURHA ELMEDUR B2 Z40CNDV14 Z155CDV12-1 U Cu Cr Zr CUCoNiBe Cu Be DIN Traitement Grainage Ténacité de surface Oui Non «« Oui Non 52/54 Hrc 50/52 Hrc (Non) (Non) Oui Oui «« « « ««« «««« 50/54 Hrc Oui Oui «« 50/52 Hrc 60/62 Hrc Oui Oui 105/115 95/110 125/140 2379 E-Cu 58 Trempe + revenu 55/60 22 44/47 70/90 « « Corrosion Usure Polissage λ W/m K° « « « «« « « ««« «««« 28 « «« ««« 27 ««« « ««« «« ««« ««« « 22 16 165 395 320 210 120 ««« «« 38/43 Hrc Page 28 Module N° 2029 © Centre de Formation de la Plasturgie 34 17 C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE AUBERT & DUVAL SM2G PLASTAL 819B SMV3 (W) X13T6 SANCY 2 APX XDBD ST25 55CND4 55CNDV4 35NCD16 Z40CDV5 Z40CD15 Z165CDWV12 Z16CN17-2 Z100CD17 Cu Be UDDEHOLM AFNOR HOLDAX IMPAX RAMAX S ORVAR STAVAX-ESR OPTIMAX AFNOR DIN daN/mm2 AFNOR AMPCO 18 CU Al Fe AMPCOLOY 97 Cu Cr AMPCOLOY 972 Cu Cr Zr Oui Oui (Non) Oui Oui Oui Oui Oui 50/52Hrc 50/54Hrc 50/52Hrc 60/62 Hrc 32/43 Hrc 54/58 Hrc 42/44 Hrc DIN daN/mm2 MOLDMAX Cu Be AMPCO Traitement Grainage Ténacité Corrosion de surface 100/110 135/145 40CMD8+S 2312 105/120 35CND7 100/110 Z33CMD17+S 100/110 Z40CDV5 Z38CSMV14 Z38CSMV14 PROTHERM Cu Co Be Trempe + revenu Trempe + revenu 50/52 Hrc 52/54 Hrc 52/54 Hrc Oui Oui Oui «« « «««« «« « « « ««« Traitement Grainage de surface Oui Non Oui Oui Non Oui 12O 130 Ténacité « ««« « ««« «« ««« Corrosion Usure « «« « «« «« ««« «« ««« « Usure ««« «« «« ««« ««« «« «« «« ««« 80 DIN daN/mm2 Trempe + revenu Traitement Grainage de surface Ténacité Corrosion Polissage λ W/m K° ««« «« «««« «««(«) ««« «« ««« « ««« 46 46 33 25 23 23 19 25 105 Polissa λ W/m K° ge 29 29 23 25 ««« 23 ««« 23 « ««« 130 105 245 Usure Polissage λ W/m K° 70 36 53 63 333 320 Page 29 Module N° 2029 © Centre de Formation de la Plasturgie C. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 14 Barrette de sécurité 1 13 Attelage d’éjection 1 12 Rondelle 1 11 Plot de soutien 1 10 Poinçon 4 9 Empreinte 4 8 Semelle 1 7 Plaque d’éjection 1 6 Contre plaque d’éjection 1 5 Tasseau 2 4 Contre plaque 1 3 Plaque porte poinçon 1 2 Plaque porte empreinte 1 1 Semelle 1 Petite série Grande série Grand moules Petits moules Rep. Désignation Nb Page 30 Module N° 2029 © Centre de Formation de la Plasturgie Traitements . P. C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 31 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Bague de centrage sans épaulement Bague de centrage épaulée. Page 32 © Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE VII. LE CENTRAGE Fixation du moule : Bilan des centrages et des guidages. P. Le centrage évite le glissement entre les deux parties du moule. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE La pression dans l'empreinte peut entraîner un glissement entre la partie fixe et la partie mobile. P.C. on procède à un recentrage soit par un "cône" soit par des faces inclinées. Les parties du moule peuvent s'excentrées sous l'effet de la pression matière. Le remplissage peut être favorisé dans une partie du moule ce qui amplifie le défaut. Ce recentrage peut être dans le 1 er cas en protection du plan de joint et dans le second Page 33 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Pour éviter une excentration des deux parties du moule. P.C. F. Page 34 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE cas en maintien de l'empreinte. F.C. CAROTTE DIRECTE Conicité 4° Maxi R=1 E Maxi (Attention un rayon trop fort peut créer une masse) D=E Maxi+1 Page 35 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . P. LES TECHNIQUES D'ALIMENTATION A. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE VIII. F. est très important :plus il est grand. P.C. mais plus il augmente la masse vers l'arrache carotte et plus il augmente le temps de cycle.au pied de la carotte. notamment celles chargées fibres de verre. plus il facilite le démoulage. L'inclinaison est ≤ à 30°. CAROTTE INCLINEE La carotte inclinée est une solution simple pour résoudre le problème d'excentration d'une empreinte. Son utilisation évite l'emploi d'un bloc chaud. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Injection par carotte inclinée B. Attention l'inclinaison est limitée avec des matières rigides. le rayon de démoulage. Page 36 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . ou de faire travailler les mécanismes de fermeture de presse en porte à faux. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE C. P.C. F. LES CANAUX D'ALIMENTATION Equilibrage des empreintes Page 37 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 38 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F.C. -Difficulté pour la réalisation de l'outil spécial : affutage délicat. plan de joint Canal trapézoïdal Usinage sur une seule plaque Utilisation avec les moules 3 plaques. Outil spécial plus facile à affuter Inconvénients Usinage sur 2 plaques du moule.C. car il offre une section d'écoulement maximale pour un périmètre minimal. Cependant avec les machines à commande numérique cet inconvénient disparaît. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Avantages & inconvénients d'alimentation. des différents profils D D canaux D D D d D des Avantages Canal cylindrique C'est le canal le plus perfomant. P. Usinage sur une seule plaque Canal cylindrique plus dépouille pour déporter le Utilisation avec les moules 3 plaques. -Perte de matière par rapport au canal rond -Perte de matière par rapport au canal rond Mauvais écoulement Facilité d'exécution Mauvais démoulage Mauvais écoulement L'efficacité d'un canal se détermine par son Dh (diamètre hydraulique). Utilisation difficile avec les moules 3 plaques. F. 4S S=section Dh = P=périmètre P Canal ½ cylindrique Canal rectangulaire Page 39 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. P. LES POINTS D'INJECTION SOUS-MARIN Ce type d'injection permet une séparation entre la pièce et le système d'alimentation.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE D. On parle alors de dégrappage automatique. Page 40 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Sous-marin conique Sous-marin tronc-conique Sous-marin sphérique Forme des sous. Correct Correct Page 41 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie A éviter Module N° 2029 . Position du canal par rapport au point d'injection. Dégrappage pendant l'ouverture Dégrappage pendant l'éjection Forme des sous. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Fonctionnement du décarottage automatique. P.marin pour matières non chargées.C.marin pour matières chargées. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 42 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE E. d3 X D Y d2 d1 Page 43 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . cette technique se limite au matières non chargées fibres de verre. sans toutefois être obligé de retourner tout le moule. F. Attention. LES TUNNELS INCURVES Cette technique permet de positionner le point d'injection en dehors d'une zone visible.C. F. Injection capillaire ou "pin-point" : Page 44 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . P.C. MOULE 3 PLAQUES 1. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 2. P. F. Moules 3 plaques : Le moule à 2 plans de joint : 1 plan de joint pour la carotte 1 plan de joint pour la pièce.C. 1ère ouverture plan de joint carotte (impératif pour une bonne casse du point d'injection) 2ème ouverture plan de joint pièce Page 45 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Moule 3 plaques Page 46 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE G. F. LES SYSTEMES D'INJECTION Alime ntation pièces fermées a b c d Alimenta tion pièces tubulaires e f g h Alimentation pièces plates i j Page 47 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie k Module N° 2029 .C. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Les systèmes d'injection a – Carotte directe centrale Remplissage facile de l'empreinte Phase de maintien efficace Décarottage mécanique b – Capillaire ou "pin-point" Remplissage correct Phase de maintien peu efficace Décarottage automatique Moule 3 plaques d – Latérale sous-marine Ligne de soudure Phase de maintien peu efficace Ovalisation des pièces Décarottage automatique e – Canal annulaire + nappe Pas de lignede soudure Phase de maintien médiocre Moule multi-empreintes Décarottage mécanique g – 4 seuils directs ou sousmarins Lignes de soudure Phase de maintien efficace Déformations à crainde Décarottage plus facile ou automatique h – Entrée en entonnoir Remplissage facile Phase de maintien efficace Cylindricité parfaite Décarottage mécanique i – Entrée en nappe Remplissage correct Phase de maintien correct Décarottage mécanique j – Entrée en nappe Remplissage correct Phase de maintien correct Décarottage manuel ou mécanique Page 48 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie c – Latérale seuil direct Ligne de soudure Phase de maintien peu efficace Ovalisation des pièces Décarottage en reprise f – Canal annulaire + nappe ou "diaphragme" Pas de lignede soudure Phase de maintien médiocre Moule mono-empreinte Décarottage mécanique k – Entrée en nappe Sous-marin possible Remplissage correct Phase de maintien correct Décarottage mécanique ou automatique Module N° 2029 . P.C. F. Page 49 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. Face au pays à main d'œuvre bon marché. GENERALITES L'industrie de la transformation des matières plastiques est en continuelle évolution. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE IX. LE MOULAGE SANS DECHET A. Cette technique oblige une adaptation des savoirs faire et des investissement plus important à court terme. L'utilisation de système à canaux chauds permet une diminution des coûts matières (plus de déchet d'alimentation) et une diminution des cycles de moulage (bien souvent la carotte et les canaux d'alimentation par leur section importante donnent un refroidissement long). La suppression des carottes et des canaux d'alimentation permet d'automatiser la production. il faut que notre industrie s'automatise et s'optimise. F. Pour mémoire : tR = t1mm x e 2 tR : temps de refroidissement t1mm : temps de refroidissement pour 1mm e : épaisseur Le moulage en canaux chauds permet de résoudre ces problèmes. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Dans l'injection des thermoplastiques où chaque pièce. P.C. chaque matière sont un cas particulier. B. INTERET ECONOMIQUE D'UN SYSTEME A CANAUX CHAUDS L'analyse qui suit met en évidence les conséquences économiques de l'utilisation d'un système à canaux chauds. Pour cette analyse nous avons tenu compte des facteurs suivants :  coût suplémentaire du moule  prix de la matière injectée  économie de matière  taux horaire machine  temps de cycle Page 50 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. le concepteur de moule a le choix entre plusieurs techniques matériels en fonction des critères imposés. C. P. y compris l'amortissement du matériel de régulation. Absence de coût de stockage des carottes. Ca : Coût additionnel consécutif à l'emploi du système. mp (F/Kg) : Prix de la matière plastique utilisée. Ec (Kg) : Economie de poids des carottes réalisée par l'emploi du système. Nous pouvons calculer le nombre de cycles pour amortir le système par la formule : Ac = Ca Cm (t0 − th ) mp. Absence de système de tri pièces/carottes. t0 (s) : Cadence de production sans système à canaux chauds. F. th (s) : Cadence de production avec utilisation du système à canaux chauds.Ec + 3600 Ac : Nombre de cycle de production à partir duquel l'utilisation du système est amortie. Cm (F/h) : Coût le l'heure machine + opérateur. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Nous n'avons pas tenu compte des autres avantages du système qui sont beaucoup plus difficiles à chiffrer mais qui apportent un plus par rapport à un canal froid. Page 51 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Travail en automatique sans personnel. Absence de découpe des carottes. Absence de matière rebroyée (souvent cause de panne). CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE C. les laisser se solidifier dans le moule . F. d'où une perte de temps et de matière même si ces canaux sont rebroyés et réutilisés en faible pourcentage pour être de nouveau introduit dans le moule (uniquement pour les thermoplastiques avec en général une perte des caractéristiques mécaniques de la nouvelle pièce et une perte de retrait même si le premier moulage a été fait dans de bonnes conditions de transformation). il faut pouvoir les démouler. 3 techniques sont possibles : 1. LE MOULAGE PAR INJECTION Le moulage par injection de pièces plastiques consiste à transférer de la matière à l'état plastifié dans une ou plusieurs empreintes par l'intermédiaire d'un système d'alimentation. P.C. Page 52 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . 1ère technique : Les canaux permettant le transfert sont comme une pièce. F. Page 53 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 2ème ouverture 1ère ouverture Moule 3 plaques La carotte se solidifie en même temps que les pièces. injection latérale au plan de joint du moule. d'où un déchet important de matière. Alimentation 16 empreintes en canal froid.C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 2. 2ème technique : La matière dans les canaux de transfert reste à la température de moulage jusqu'à l'entrée de l'empreinte. Page 54 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . de même que l'on gagne le temps de remplissage du système d'alimentation. ce qui se traduit par une diminution des pertes de matière et un gain de productivité.C.en effet le temps de solidification de la matière n'est plus que celui propre de la pièce. Canal chaud. matière à la température d'injection C an a l c h au d à la te m pé rature d 'in je c tion Isolateur P ièc e Empreinte "froide" Bloc chaud Alliage conducteur thermique Moule multi-empreintes Canal chaud – bloc chaud Alimentation de 16 empreintes sans déchet au sommet de la pièce. P. ne perturbent pas le temps de refroidissement. notamment sur les busettes. Page 55 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . une partie des éléments de transfert garde la matière chaude tandis qu'une autre solidifie des petits canaux (cas des petites pièces ou d'injections latérales décalées de l'axe de la machine). Les petits canaux ne produisants que peu de déchet. 3ème technique : C'est un compromis entre les deux premières techniques. Ce compromis permet de limiter les investissements.canaux chauds pour alimenter un groupe de 4 . F.canux froids pour alimenter les 4 pièces du groupe. Mini carotte Canal chaud Canal froid Canal chaud à la température d'injection Pièce Moule multi-empreintes Alimentation mixte : canaux chauds + canaux froids Alimentation mixte de 16 empreintes : . CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 3.C. F. La régulation thermique des éléments chauffants : Les polymères thermoplastiques sont des produits dont la viscosité varie selon la température. 2. Il est impératif de prévoir un investissement en systèmes de régulation et de contrôle des températures. 1. P. Dimensions des seuils d'injection : Les mêmes règles sont à appliquer pour les moules à canaux chauds que pour les moules à canaux froids. Pour le polystyrène il est nécessaire d'adjoindre un embout de buse en alliage à haute conductibilité thermique. LES DIFFERENTS SYSTEMES DE CANAUX CHAUDS. Page 56 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE D. 3. L'utilisation de moules à canaux chauds sans système de pilotage mène à l'échec. De tels systèmes permettent de mouler le polyéthylène et le polypropylène à grande cadence. Moule mono empreinte à antichambre sans obturation : Contre dépouille pour accrochage du tampon en cas de refroidissement Matière froide isolante Antichambre Buse machine Matière chaude Buse à anti chambre Buse à anti chambre avec accrochage tampon. (On utilise des alliages à base de cuivre fortement déconseillés pour la transformation du polyéthylène et du polypropylène). P. Moule mono empreinte à antichambre à obturation : Dans le cas où le temps de plastification est supérieur au temps de refroidissement. Sonde Pointeau Collier Buse de moule refroidie Levier de commande du pointeau Page 57 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . (Bronze au béryllium Cuivre au chrome-zirconium…) 4. d'où l'utilisation de buse à obturateur (buse à aiguille). CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Embout de buse en alliage de cuivre Buse machine Buse machine à pointe en alliage à haute conductibilité thermique. il est nécessaire d'obturer le seuil d'injection. F.C. C. D'où la conception de moule selon le schéma suivant.empreintes à canaux chauds bloc froid : Après avoir utilisé avec succès les buse à antichambre. F. plus il faut de temps pour qu'il se solidifie. Pour un changement de couleur on retire tout le système d'alimentation. Le principe est très simple : plus le canal d'alimentation a une grosse section. Moule à canaux chauds bloc froid appelé aussi canaux canadiens. La section de la veine fluide va se calibrer automatiquement selon le besoin et son parcour va trouver le chemin le plus efficace. Page 58 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .5mm et si les cadences sont rapides pour des polyéthylènes et des polystyrènes (sinon solidification des seuils). P. ce qui permet un nettoyage très pousser du moule. les concepteurs de moules ont eu l'idée d'utiliser cette technique pour les moules multiempreintes. Moule multi. De tels systèmes marche très bien avec des seuils d'injection supérieur à 1. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 5. Il est évident q'un tel système est très économique à réaliser. Cette technique porte aussi le nom de canal canadien.Cette technique est très bien adaptée pour une alimentation mixte sur mini carotte. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 59 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F.C. P. quelque soit la température du moule.C. P.empreintes à canaux chauds bloc froid avec assistance thermique : Dans le cas de moules à canaux canadiens. les concepteurs ont eu l'idée d'apporter des calories au niveau du seuil d'injection en utilisant des busettes avec un élément chauffant. le parcour de la matière lors de l'injection. Il faut alors déplaquer pour retirer tout le système d'alimentation et procéder à un démarrage. Moule multi. Ce système a permis d'injecter la plupart des matières thermoplastiques. Pour éviter ces opérations. il est facile de voir. Du fait de la réalisation des canaux dans les plaques. Les gros canaux d'alimentation ont un temps de figeage très long. il est fréquent que le seuil d'injection se solidifie au moindre arrêt de production. L'énergie électrique consommée pour maintenir la température des seuils étant très réduite. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 6. Ces busettes ont pour rôle de maintenir ouvert le seuil d'alimentation en cas d'arrêt en cours de production. Page 60 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . en changeant de couleur. Canaux chauds isolés Cartouche chauffante Busette Moule froid Moule à canaux canadiens avec assistance thermique au point d'injection. permet d'arrêter et de redémarrer sans être obligé d'enlever le canal d'alimentation. F. L'évolution fut d'apporter une assistance thermique tout au long du canal d'alimentation.empreintes à canaux chauds bloc froid avec assistance thermique sur tout le parcour de la matière : Dans les techniques précédentes.C. Moule multi. Cette technique consiste à apporter. P. il faut déplaquer pour retirer le système d'alimentation puis suivre une procédure pour remplir le canal avant de démarrer l'injection. les calories nécessaires pour remonter le polymère à sa température de tranformation. T ub e à é lé m e nt c ha uffa nt + so n de M a tiè re c ha u de B lo c s froid s B u se tte à é lém en t ch au ffan t + s o nd e Moule à canaux chauds bloc froid avec assistance thermique à l'intérieur du canal. Il en résulte une bonne régulation thermique et une perte très faible en énergie (les masses à mettre enchauffe étant réduites au minimum). CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 7. Page 61 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . cette technique. De plus. par l'intermédiaire d'éléments chauffants. il reste un inconvénient : pour procédés au démarrage du moule. P. F.C. du fait que le bloc chaud se trouve à la température de transformation de la matière. Page 62 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Moule à canaux chauds bloc chaud : Cette technique consiste à garder la matière chaude par une assistancethermique jusqu'à l'empreinte. il en résulte une dilatation importante des éléments les uns par rapport aux autres et une importante perte d'énergie thermique (certaine parties du moule étant chaudes et d'autres étant froides). Canal chaud. Cela permet d'arrêter et de redémarrer sans que la matière se solidifie dans le canal d'alimentation. matière à la température d'injection Isolateur Empreinte "froide" Bloc chaud Alliage conducteur thermique Moule à canaux chauds bloc chaud Toutefois. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 8. faciliterons l'évacuation de l'air et le remplissage des empreintes. sa montée en température et des brûlures sur la pièce. de la distance qui le sépare du point d'injection. placés tout le long du parcour de la matière. il faut que l'air contenu dans celles-ci puisse s'échapé. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE X. P. Utilisation des éjecteurs pour faire des évents "dynamiques" On réalise les évents dans les zones de fin de remplissage. D'où la nécessité de faire des évents pour éviter la compression de l'air. EVENTATION DU MOULE Pour que la matière pénettre facilement dans les empreintes. La profondeur d'un évent dépend de la viscosité du polymère.C. Page 63 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . du savoir faire du transformateur… Cependant des évents. F. Zone où les gaz emprisonnés vont provoquer des brûlures Event Fuite d'air Cas des formes borgnes (nervures…). Page 64 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. rectitude…). CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE XI. P.C. poli glace. La dépouille dépend essentiellement de l'état de surface de la pièce et de la précision de la géométrie des surfaces (grainage. planéité. FONCTION MISE EN FORME A. le moule doit avoir des dépouilles qui doivent être intégrée dans la forme de la pièce. LES DEPOUILLES Pour facilité le démoulage de la pièce. Plan de joint du moule Angle de dépouille Pièce à mouler Direction du démoulage Dans une moindre mesure la dépouille dépend aussi de l'élasticité du thermoplastique. lorsque la matière passe de l'état plastique à l'état solide (refroidissement) et que la masse fondue amorphe se transforme en une matière partiellement cristalline en se contractant. LE PLAN DE JOINT C. LE RETRAIT On entend par retrait les processus qui conduisent à la réduction des dimensions de la pièce par rapport à celles du moule froid. On appelle retrait de moulage Rm la différence entre la cote du moule froid Mf et la cote L de la pièce moulée refroidie (24h après sa fabrication. Ainsi. Le retrait de moulage est indiqué en % Rm = Mf − L 100 Mf Page 65 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . DIN 16 901). CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE B. Le blocage du retrait (maintien prolongé de la pièce dans le moule ou utilisation de conformateur) engendre des tensions internes qui d'une part altèrent la résistance globale de la pièce et d'autre part se libéreront dans le temps entraînant des déformations. F. Le retrait de moulage des matières partiellement cristallines est plus important que pour les matières amorphes.C. une pièce moulée par injection est plus petite que la cote du moule froid correspondant. P. Un retrait différentiel provoque des déformations (gauchissement ou voilage). Le retrait exerce une influence directe sur les dimensions d'une pièce moulée par injection. Le retrait commence à se produire pendant la transformation. essentiellement dû à une post-cristallisation est appelé Post-retrait Pr. La somme du retrait de moulage et du post-retrait est appelé retrait total Rt Rt = Rm + Pr Représentation schématique du retrait de moulage Rm. P.C. le retrait se poursuit dans le temps et tend vers une valeur "définitive" d'autant plus vite atteinte que la température de stockage est élevée. Selon la norme DIN 53464. Le post-retrait est indiqué en % Pr = L − L1 100 L Le post-retrait des matières plastiques partiellement cristallines est toujours inférieur au retrait de moulage. on entend par post-retrait la différence calculée entre la cote L de la pièce moulée et la cote L1 de cette même pièce après un traitement ultérieur à une température donnée. F. Ce phénomène. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE La diminution de volume de la pièce moulée n'est pas encore terminée. du post-retrait Pr et du retrait total Rt Moule froid Moule chaud Pièce à la sortie du moule Pièce après stockage de 24h dans les conditions normalisées Pièce après stockage prolongé Retrait de moulage Post-retrait Retrait total Page 66 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . C. C'est pourquoi nous ne pouvons donner que des valeurs indicatives. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Tous les phénomènes de retrait dépendent non seulement de la matière plastique elle-même. Page 67 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. mais aussi d'un grand nombre de paramètres de transformation ou inhérents à l'utilisation de la pièce ou à la pièce ellemême. Page 68 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . que les éléments de démoulage occupent le terrain et que l'on fasse quelques réserves pour la mise au point ou pour des modifications éventuelles. Il est très important que la thermique soit équilibrée pour que la veine fluide soit bien centrée sur l'épaisseur. Pour éviter une déformation. Si ce n'est pas le cas au moment du refroidissement de la veine fluide. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE XII. une fois que le système d'alimentation est mis en place. FONCTION REFROIDISSEMENT A. il va y avoir un couple qui déformera la pièce. car elle influence la qualité de la pièce ainsi que son cycle de moulage. C'est pourtant une fonction très importante.C. on maintient la pièce plus longtemps dans le moule jusqu'à ce que la pièce soit suffisamment solide. Cela se traduit par un allongement du cycle et une perte de qualité (contraintes internes). P. F. GENERALITES C'est souvent le parent pauvre du moule. il ne reste plus beaucoup de possibilité pour implanter un système de refroidissement. se constitue une gaine solide au contact du moule et une veine fluide au milieu de l'épaisseur de paroi. Au moment où le polymère entre dans l'empreinte. En effet. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE G a ine fro id e V e in e fluid e F ron t m a tiè re P a roi d u m ou le Lorsque la thermique est déséquilibrée. la veine fluide est décentrée par rapport à l'épaisseur de la paroi. F. Le retrait de la veine fluide générera un couple qui déformera la pièce. Page 69 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. P. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE B.C. Bien souvent la température des moules est comprise entre 40°C et 100°C. La plupart du temps on perce des trous pour faire circuler un liquide de refroidissement. πD 2 πd 2 ≥4 4 4 Page 70 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. LES TECHNIQUES DE REFROIDISSEMENT On refroidit les moules par rapport à la température d'injection du polymère. F.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 71 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . P. P. Spirale simple Cercles complets avec tôles de séparation Spirale simple Cercles décalés fraisés Page 72 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Une autre technique consiste à faire des rainures soit sur un fond. F. soit sur le périmètre d'une pièce circulaire.C. F.C. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 73 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Le refroidissement des broches Refroidissement à l’air pour broches de petit diamètre < à 2 pendant l’ouverture du moule après éjection. Refroidissement par échange thermique avec insert en cuivre pour broche de diamètre > à 4. air Refroidissement à l’air pour broches de petit diamètre > à 3 pendant l’ouverture. air CU Page 74 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . P.C. Refroidissement par spirale double filet + puits central sur broche rapportée. P.C. Page 75 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Pour broche >φ 20 Refroidissement par spirale simple filet avec arrivée par le centre par élément rapporté. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Pour broche >φ 8 Refroidissement en fontaine dans un puits alimenté par un tube. C. P. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Les caloducs E n v e lo p p e R é s e a u c a p illa ir e V apeur L iq u id e C o n d u it a d ia b a tiq u e P o in t c h a u d E v a p o r a te u r R e fr o id is s e m e n t C o nd e n se ur Puissance transportée 1000 HT 100 MT BT 10 1 -50 0 60 100 200 300 330 400 500 600 630 Page 76 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie 700 Température d'utilisation Module N° 2029 . CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Electro-vanne 3 fermée Electro-vanne 1 ouverte Electro-vanne2 fermée Logic-seal Electro-vanne 3 fermée Electrovanne 1 ouverte Electrovanne 2 fermée Logic-seal Page 77 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. F. P. P.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Electro-vanne 3 fermée Electrovanne 1 fermée Electrovanne 2 ouverte Logic-seal Electro-vanne 3 ouverte Electrovanne 1 fermée Electrovanne 2 fermée Logic-seal Page 78 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. P. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Electro-vanne 3 fermée Electrovanne 1 ouverte Electrovanne 2 fermée Logic-seal Page 79 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. coquille ou autres éléments mobiles. évite tiroir. P. le cycle sera plus long. d'un fonctionnement délicat. Les machines doivent être équipées de dispositifs de commande et de contrôle. sensibles à l'usure avec des frais d'entretiens plus élevés. à coquilles. Il convient d'éviter les orifices latéraux et les contre dépouilles. DEMOULAGE A. Ces moules coûtent chers. le projeteur concevra une pièce nécessitant qu'un moule en deux parties. Page 80 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Orifice latéral obtenu par tiroir L'orifice vertical. F. ORIFICES Pour des raisons économiques. à noyaux mobiles ou rétractables. Les contre dépouilles exigent des moules à tiroir. comme les nervures périphériques et l'orifice latéral de la pièce cicontre. réalisé par une rainure sur la paroi latérale. commande de noyaux. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE XIII.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Orifice latéral d'un pièce possédant une grande dépouille de démoulage. V ue e xté rie ure du poinçon V ue inté rie ure V ue e xté rie ure de l'e m pre inte de la piè ce Cas d'un aérateur le plan de joint interne en oblique ne nécessite ni tiroirs ni parties mobiles. A xe de dé m oula ge L'intégration de fonctions rend les pièces plastiques de plus en plus compliquées. Celles ci exigent des moules complexes à tiroirs. F. dévissage. P. que l'on aura soin de limiter au juste nécessaire. coquilles. Page 81 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. noyaux. C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE B. F. LES TIROIRS Page 82 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . P. Page 83 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . P.V7 V3 V6 V3 V8 V1 V5 V4 V4 V2 V4 V8 V1 V5 V1 V8 V2 V4 V4 V2 V2 V4 V2 V2 V8 V1 V8 V1 V4 V5 V2 V3 V7 V6 V3 V7 V6 V6 V7 V7 V3 V3 CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE V3 C. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 1.C. Course + 1 Course Lorsque la gravité peut permettre au tiroir de se refermer par son poids. Butées et retenue de tiroir : L'emploi d'un bonhomme à bille permet d'immobiliser le tiroir en position ouverte afin que le doigt de démoulage retrouve son orifice au moment de la fermeture. F. P. il faut utiliser un dispositif plus efficace. Page 84 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Le ressort de compression est possible pour des courses faibles. Une butée démontable assure une sécurité en cas de fausse manœuvre. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 2. P. Tiroir avec une course longue : Les systèmes mécaniques atteignent rapidement leurs limites quand la course de démoulage de la contre dépouille est importante. Les circuits sont réaliser directement dans les plaques. Page 85 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .C. L'utilisation de vérins hydrauliques est très répandue dans ce cas. Moule fermé P ression Course de recul Moule ouvert Corps du vérin Piston Tige de vérin Pression Les supports de vérins peuvent être rapportés ou intégrés dans le maître moule ce qui permet de supprimer la plupart des flexibles. L'utilisation de vérin implique des contrôles de position. F. COQUILLES Guidage par Té ou colonnes obliques Plaque porte empreinte Fond d'empreinte Coquille Pièce Corps de moule ou frette Poinçon Vérin hydraulique Plaque porte poinçon G uida ge pa r T é ou colonne s obliques P la que porte e mpreinte F ond d'e mpre inte Course d'ouverture Re cul C oquille P iè ce C orps de moule ou fre tte P oinçon V érin hydraulique P la que porte poinçon Page 86 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE C. P.C. C. Page 87 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . EJECTION A. F. car c'est souvent de l'efficacité de l'arrache carotte que dépend le temps de cycle. P. ARRACHE CAROTTE C'est un élément stratégique du moule. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE XIV. C. F. EJECTEURS CYLINDRIQUES 2 S=3.10mm 2 S=18mm Page 88 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie .54mm 2 S=11. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE B. F.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 89 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 90 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . P. F.C. F.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 91 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . P. C. EJECTEURS LAMES Page 92 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE C. P. F. C. F. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE D. P. EJECTEURS TUBULAIRES Page 93 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . F. P.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE E. EJECTION PAR SOUPAPES Page 94 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . P.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE F. EJECTION PAR DEVETISSEUSE Page 95 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . F. F.C. COMMANDE DE LA DEVETISSEUSE Dans le cas d'un moule multi empreintes. Pour un moule mono empreinte. P. la commande de la plaque dévêtisseuse peut se faire par l'intermédiaire d'une batterie d'éjection. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE G. nous pouvons conserver le système d'éjection central. Page 96 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . Page 97 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie .C. La dévêtisseuse peu être commandée par vérins incorporés dans le moule. F. permet de compacter le moule. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE L'utilisation de butées latérales fixées sur le plateau d'éjection. P. c'est le cas lorsque le moule est inversé (éjection coté fixe). P.C. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE H. F. LES CALES MONTANTES OBLIQUES Page 98 Module N° 2029 © Copyright 1993 – 1999 Centre de Formation de la Plasturgie . P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 99 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F.C. Page 100 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Calcul force de fermeture. prix moule). RESUME (PRIX DE REVIENT PREVISIONNEL) Afin d’établir un prix de revient prévisionnel il faut suivre le synoptique ci-dessous : OPERATION CHOIX DU PLAN DE JOINT SURFACE PIECE VOLUME PIECE POIDS PIECE NOMBRE EMPREINTES ENCOMBREMENT MOULE CHOIX PRESSE CHOIX PRESSE CALCUL CYCLE TAUX HORAIRE CADENCE MOULAGE PART MATIERE COUT MATIERE OPERATIONS FINITION CONDITIONNEMENT TRANSPORT DOCUMENT DE REFERENCE Cahier des charges pièce. palette. Calcul des coûts d’emballage. F. P. avec opérateur. Implantation des empreintes. aspect. poids net (pièce). Calcul des coûts indexés au poids et volume. les principaux volumes. unitaire. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE XV. Décomposition en TEMPS DYNAMIQUE REFROIDISSEMENT ENTRE CYCLE Travail en automatique. carton. part de carotte broyée à réincorporer. TARIFICATION MATIERE Calcul des coûts par rapport à une cadence et taux horaire. Cycle x nombre empreintes Poids brut (la moulée). part de l’opérateur. cinématique moule. décoration. Cours. Densité matière choix de la matière en fonction du cahier des charges pièces. Calcul nombre empreintes (série. Calcul volume injecté.C. choix des emplacements des seuils d’alimentation. dimensionnel cotes dépendantes du moule. Surface de projection. Calculer :  Volume pièce. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE A. carotte.0.  Poids pièce.C.000 Tolérances générales +/. Surface de projection.18. Prix de l’outillage :  1 empreinte  2 empreintes 10700 € 13000 € Amortir le prix du moule sur la série prévue.  Face visible coté opposé au bossage. PLATINE ELECTRIQUE CAHIER DES CHARGES Série totale 300000. Se servir des documents du cours pour trouver les autres éléments Page 101 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . Autres définitions :  Matière Polycarbonate noir prix au kg 5. P. F.2 mm.00 €  Prendre pression dans l’empreinte 450 bars.  Densité 1. Aspect :  Pas de retassures. PRIX pour 1 et 2 empreintes.  Si 1 empreinte carotte dans le trou de rayon 15 mm. Cadence mensuelle 10.  Force de fermeture. carotte. Dépouille autorisée 2%. P.CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE PLATINE ELECTRIQUE C. Page 102 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 . F. C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Carotte : Longueur 40 mm Diam 5 mm diam 3 mm Page 103 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE Page 104 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 C. F. P. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE B. PLATINE 1 EMPREINTE DEVIS PIECE NUMERO : CLIENT : PIECE REFERENCE : PIECE REFERENCE : PIECE REFERENCE : SERIE moulage MATIERE REFERENCE CAROTTE DATE 28/01/02 DEVIS PIECE PLATINE ELECTRIQUE POIDS NET POIDS NET POIDS NET Nbre EMPREINTES 10000 DENSITE VIERGE PRIX AU KG BROYE PRIX AU KG FRAIS MAGASINAGE PRIX AU KG POIDS POIDS BRUT % CAROTTE / POIDS BRUT 54.3 gr gr gr 1 1.18 5.00 € 0.70 € 0.093 € 2.5 56.8 4% euros euros euros gr gr MOULAGE PRESSE identification % M.O. OPERATEUR CYCLE secondes calculé CYCLE RETENU FORCE VERROUI.(tonnes) PRESSION dans EMPR(bars) LA PRESSE CHOISIE EST CAPACITE INJECTION 1/3 capacite volume injecté 3/4 capacité TAUX HORAIRE PRESSE TAUX HORAIRE MOULEUR 20% Nbre PIECES HEURE 26.57 PIECES/H RETENUES 26 Surface PROJECTION 90 VERROUI NECESSAIRE 450 CONFORME AU VERROUILLAGE 164 55 60 123 cm3 cm3 cm3 OK cm3 20.38 € 14.50 € 135 138 145.94 78.8076 Diametre VIS Page 105 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie euros euros pièces pièces cm2 tonnes 38 mm Module N° 2029 G.702 € Coef FRAIS GENE SOCIETE Coef FRAIS USINE Page 106 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .SANS FRAIS AUTRES FRAIS FINITION TAUX HORAIRE QTE HEURE DECORATION TAUX HORAIRE QTE HEURE ASSEMBLAGE TAUX HORAIRE QTE HEURE EMBALLAGE COUT EMBALLAGE NOMBRE PIECES TRANSPORT 0.009 € COUT MOULAGE 0.SOCIETE Valeur F.00 € 0 0.000 € VIERGE + MAGASINAGE RECUPERATION BROYE % MOINS VALUE RECUP BROYE COUT FRAIS DEM.C.00% 0.00 € 0 0.168 € COUT MATIERE COUT FINAL MATIERE 0.910 € 50 0.289 € 4% 0. P. AUTRES FRAIS DEMARRAGE ( % CAROTTE) 4% 74 24 HEURES PRODUCTION FORFAIT H. COUT PRESSE CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 0.00 € 0 0.00% 0.455 € FORFAIT FRAIS DEMARRAGE 61 € 0.00% Valeur F.118 € BENEFICE 0.100 € 5.00% 0. COMMERCIAL 22.Usine Valeur COMMISSION 0.00% VALEUR BENEFICE 0.000 € 0.012 € 0.000 € PRIX DE VENTE MINI 0.100 € 0.018 € 0.000 € 0.278 € TAUX DECHET PLUS VALUE DECHETS 2. F.10 € TOTAL AUTRES FRAIS 0.029 € Coef COMM. 3 gr gr gr 2 1.O.87 € 14.50 € 252 248 292 157.18 5. OPERATEUR CYCLE secondes calculé CYCLE RETENU FORCE VERROUI.00 € 0. P.C.(tonnes) PRESSION dans EMPR(bars) LA PRESSE CHOISIE EST CAPACITE INJECTION 1/3 capacite volume injecté 3/4 capacité 200T TAUX HORAIRE PRESSE TAUX HORAIRE MOULEUR 20% Nbre PIECES HEURE 28.6 8% euros euros euros gr gr MOULAGE PRESSE identification % M.70 € 0.093 € 10 118.60 PIECES/H RETENUES 29 Surface PROJECTION 200 VERROUI NECESSAIRE 450 CONFORME AU VERROUILLAGE 499 166 126 374 31. CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE C.68 cm3 Diametre VIS cm3 cm3 ATTENTION cm3 Page 107 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie euros euros pièces pièces cm2 tonnes 55 mm Module N° 2029 . F. PLATINE 2 EMPREINTES DEVIS PIECE NUMERO : CLIENT : PIECE REFERENCE : PIECE REFERENCE : PIECE REFERENCE : SERIE moulage MATIERE REFERENCE CAROTTE DATE 28/01/02 DEVIS PIECE PLATINE ELECTRIQUE POIDS NET POIDS NET POIDS NET Nbre EMPREINTES 10000 DENSITE VIERGE PRIX AU KG BROYE PRIX AU KG FRAIS MAGASINAGE PRIX AU KG POIDS POIDS BRUT % CAROTTE / POIDS BRUT 54. 00% 0.SANS FRAIS AUTRES FRAIS FINITION TAUX HORAIRE QTE HEURE DECORATION TAUX HORAIRE QTE HEURE ASSEMBLAGE TAUX HORAIRE QTE HEURE EMBALLAGE COUT EMBALLAGE NOMBRE PIECES TRANSPORT 0.278 € TAUX DECHET PLUS VALUE DECHETS 2.008 € COUT MOULAGE 0.00 € 0 0.00 € 0 0.00 € 0 0.00% 0.00% 0. F.118 € BENEFICE 0.666 € Coef FRAIS GENE SOCIETE Coef FRAIS USINE Page 108 © Copyright Centre de Formation de la Plasturgie Module N° 2029 .018 € 0.G.00% Valeur F.00% VALEUR BENEFICE 0.094 € 0.100 € 5. COMMERCIAL 22.910 € 50 0.302 € 8% 0.10 € TOTAL AUTRES FRAIS 0. COUT PRESSE CONCEVOIR UN PRODUIT INJECTE 0.Usine Valeur COMMISSION 0.140 € COUT MATIERE COUT FINAL MATIERE 0.000 € 0.027 € Coef COMM. P.SOCIETE Valeur F.000 € PRIX DE VENTE MINI 0.427 € FORFAIT FRAIS DEMARRAGE 103 € 0. AUTRES FRAIS DEMARRAGE ( % CAROTTE) 8% 40 24 HEURES PRODUCTION FORFAIT H.000 € 0.C.000 € VIERGE + MAGASINAGE RECUPERATION BROYE % MOINS VALUE RECUP BROYE COUT FRAIS DEM.024 € 0.