Plusieurs points d'attention lors de la conception de moules en plastique

Lors de la conception d'unmoule en plastique, une fois la structure du moule déterminée, chaque partie du moule peut être conçue en détail, c'est-à-dire la taille de chaque gabarit et pièces, la taille de la cavité et du noyau, etc. À ce stade, les principaux paramètres de conception liés au rétrécissement du matériau sera impliqué. Par conséquent, la taille de chaque partie de la cavité ne peut être déterminée qu'en maîtrisant le taux de retrait du plastique moulé. Même si la structure de moule sélectionnée est correcte, mais que les paramètres utilisés ne sont pas corrects, il est impossible de produire des pièces en plastique qualifiées.

Le retrait plastique et ses facteurs d'influence

Les propriétés des thermoplastiques sont qu'ils se dilatent lors du chauffage, rétrécissent lors du refroidissement et, bien sûr, rétrécissent en volume lors de la pressurisation. Dans le processus de moulage par injection, le plastique fondu est d'abord injecté dans la cavité du moule. Après le remplissage, le matériau fondu refroidit et se solidifie. Lorsque la pièce en plastique est retirée du moule, un retrait se produit. Ce retrait est appelé retrait au moulage. Pendant la période de temps où la pièce en plastique est retirée du moule et stabilisée, il y aura encore un petit changement de taille. Un changement consiste à continuer à rétrécir, ce qu'on appelle la post-rétrécissement.

Un autre changement est que certains plastiques hygroscopiques gonflent en raison de l'absorption d'humidité. Par exemple, lorsque la teneur en eau du nylon 610 est de 3 %, l'augmentation dimensionnelle est de 2 % ; lorsque la teneur en eau du nylon 66 renforcé de fibres de verre est de 40 %, l'augmentation dimensionnelle est de 0,3 %. Mais le rôle principal est le retrait de formation.

À l'heure actuelle, la méthode de détermination du taux de retrait de divers plastiques (retrait de formage plus post-retrait) recommande généralement les dispositions de la norme DIN16901 dans la norme nationale allemande. C'est-à-dire la différence entre la taille de la cavité du moule à 23 degrés ± 0,1 degré et la taille de la pièce en plastique correspondante mesurée dans les conditions d'une température de 23 degrés et d'une humidité relative de 50 ± 5 % après avoir été placée pendant 24 heures après le formage est calculé.

Le taux de retrait S est représenté par la formule suivante : S={(DM)/D}×100 % (1)

Parmi eux: S - retrait; D - taille du moule ; M - taille de la pièce en plastique.

Si la cavité du moule est calculée en fonction de la taille connue de la pièce en plastique et du taux de retrait du matériau, elle est D=M/(1-S). Afin de simplifier le calcul dans la conception du moule, la formule suivante est généralement utilisée pour calculer la taille du moule :

D=M plus MS(2)

Si un calcul plus précis est requis, la formule suivante est appliquée : D=M plus MS plus MS2(3)

Cependant, lors de la détermination du taux de retrait, étant donné que le taux de retrait réel est affecté par de nombreux facteurs, seule une valeur approximative peut être utilisée, de sorte que le calcul de la taille de la cavité par la formule (2) répond essentiellement aux exigences. Lors de la fabrication du moule, la cavité est traitée selon l'écart inférieur et le noyau est traité selon l'écart supérieur, de sorte qu'il puisse être correctement ajusté si nécessaire.

La principale raison pour laquelle il est difficile de déterminer avec précision le taux de retrait est que le taux de retrait de divers plastiques n'est pas une valeur fixe, mais une plage. Étant donné que les taux de retrait du même matériau produit par différentes usines ne sont pas les mêmes, même les taux de retrait de différents lots du même matériau produit par une usine sont différents. Par conséquent, chaque usine ne peut fournir aux utilisateurs que la plage de taux de retrait du plastique produit par l'usine. Deuxièmement, le taux de retrait réel pendant le processus de formage est également affecté par des facteurs tels que la forme de la pièce en plastique, la structure du moule et les conditions de formage. L'influence de ces facteurs est décrite ci-dessous.

Forme plastique

Pour l'épaisseur de paroi des pièces formées, généralement en raison du temps de refroidissement plus long de la paroi épaisse, le taux de retrait est également plus important, comme le montre la figure 1. Pour les pièces en plastique générales, lorsque la différence entre la dimension L dans la direction de l'écoulement à l'état fondu et la dimension W perpendiculaire à la direction de l'écoulement à l'état fondu est grande, la différence de taux de retrait est également grande. Du point de vue de la distance d'écoulement à l'état fondu, la perte de pression dans la partie éloignée de la porte est importante, de sorte que le taux de retrait ici est également supérieur à celui près de la porte. Parce que les formes des nervures, des trous, des bossages et des gravures ont une résistance au retrait, le taux de retrait de ces pièces est faible.

Structure du moule

La forme de la porte a également un effet sur le rétrécissement. Lorsqu'une petite porte est utilisée, le taux de retrait de la pièce en plastique augmente car la porte est solidifiée avant la fin de la pression de maintien. La structure du circuit de refroidissement dans le moule d'injection est également un élément clé dans la conception du moule. Si le circuit de refroidissement n'est pas correctement conçu, la différence de retrait se produira en raison de la température inégale des pièces en plastique, et le résultat est que les pièces en plastique sont hors tolérance ou déformées. Dans la partie à paroi mince, l'influence de la distribution de la température du moule sur le taux de retrait est plus évidente.

Conditions de formage

Température du fourreau : lorsque la température du fourreau (température du plastique) est élevée, le transfert de pression est meilleur et la force de retrait est réduite. Cependant, lorsqu'une petite porte est utilisée, le taux de retrait est encore important en raison du durcissement précoce de la porte. Pour les pièces en plastique à paroi épaisse, même si la température du fourreau est élevée, le retrait est toujours important.

Alimentation : dans les conditions de formage, l'alimentation est minimisée pour maintenir les dimensions de la pièce en plastique stables. Cependant, une alimentation insuffisante ne pourra pas maintenir la pression et augmentera également le taux de retrait.

Pression d'injection : La pression d'injection est un facteur qui a une grande influence sur le taux de retrait, en particulier la pression de maintien après remplissage. En général, lorsque la pression est élevée, le taux de retrait est faible en raison de la densité élevée du matériau.

Vitesse d'injection : La vitesse d'injection a moins d'effet sur le rétrécissement. Cependant, pour les pièces en plastique à parois minces ou de très petites portes, et lors de l'utilisation de matériaux renforcés, le taux de retrait est faible lorsque la vitesse d'injection est augmentée.

Température du moule : Habituellement, le taux de retrait est plus élevé lorsque la température du moule est plus élevée. Mais pour les pièces en plastique à paroi mince, lorsque la température du moule est élevée, la résistance à l'écoulement de la masse fondue est faible et le taux de retrait est faible.

Cycle de formage : Le cycle de formage n'est pas directement lié au taux de retrait. Cependant, il convient de noter que lorsque le cycle de formage est accéléré, la température du moule, la température de fusion, etc. doivent également changer, ce qui affecte également le changement de retrait. Lors du test de matériau, il doit être formé selon le cycle de formage déterminé par la sortie requise, et les dimensions des pièces en plastique doivent être inspectées.

Un exemple d'un test de retrait plastique utilisant ce moule est le suivant. Machine d'injection : Force de serrage 70t Diamètre de la vis Φ35mm Vitesse de la vis 80tr/min Conditions de moulage : Pression d'injection maximale 178MPa Température du cylindre 230(225-230-220-210) degré 240({ {7}}) degré 250(245-250 -240-230) degré 260(225-260-250-240) degré Vitesse d'injection 1425px3/s Temps d'injection 0.44-0.52s Temps de maintien de la pression 6.0s Temps de refroidissement 15.0s

Dimensions des matrices et tolérances de fabrication

Outre les dimensions de base calculées par la formule D=M(1 plus S), les dimensions d'usinage de la cavité et du noyau du moule présentent également un problème de tolérance d'usinage. Par convention, la tolérance d'usinage du moule est de 1/3 de la tolérance de la pièce plastique. Cependant, en raison des différences dans la plage et la stabilité du retrait plastique, la tolérance dimensionnelle des pièces en plastique formées par différents plastiques doit d'abord être rationalisée. C'est-à-dire que la tolérance dimensionnelle des pièces moulées en plastique doit être plus grande en raison de la plus grande plage de taux de retrait ou de la plus faible stabilité du taux de retrait. Sinon, il peut y avoir un grand nombre de rebuts hors tolérance.

À cette fin, les pays ont spécialement formulé des normes nationales ou des normes industrielles pour les tolérances dimensionnelles des pièces en plastique. La Chine a également formulé des normes professionnelles au niveau ministériel. Mais la plupart d'entre eux n'ont pas la tolérance dimensionnelle correspondante de la cavité du moule. Dans la norme nationale allemande, la norme DIN16901 pour la tolérance dimensionnelle des pièces en plastique et la norme DIN16749 pour la tolérance dimensionnelle correspondante de la cavité du moule sont spécialement formulées. Cette norme a une grande influence dans le monde, elle peut donc être utilisée comme référence pour l'industrie des moules en plastique.

À propos de la tolérance dimensionnelle et de l'écart admissible des pièces en plastique

Afin de déterminer raisonnablement la tolérance dimensionnelle des pièces en plastique formées de matériaux ayant des caractéristiques de retrait différentes, laissez la norme introduire le concept de différence de retrait de formage △VS. △VS=VSR_VST(4)

Dans la formule : Différence de retrait de formation VS Retrait de moulage VSR dans le sens de l'écoulement de la matière fondue Retrait de formation VST dans la direction perpendiculaire à l'écoulement de la matière fondue.

Les caractéristiques de retrait de divers plastiques sont divisées en 4 groupes selon la valeur ΔVS des plastiques. Le groupe avec la plus petite valeur △VS est le groupe de haute précision, et ainsi de suite, le groupe avec la plus grande valeur △VS est le groupe de faible précision. Technologie de précision, 110, 120, 130, 140, 150 et 160 groupes de tolérance sont préparés selon les dimensions de base. Il est stipulé que les tolérances dimensionnelles des pièces en plastique avec les caractéristiques de retrait les plus stables peuvent être sélectionnées parmi les groupes 110, 120 et 130. Utiliser 120, 130 et 140 pour les tolérances dimensionnelles des pièces moulées en plastique avec des caractéristiques de retrait modérément stables.

Si la tolérance dimensionnelle de ce type de plastique formant des pièces en plastique est sélectionnée en tant que 110 groupes, un grand nombre de pièces en plastique hors tolérance peuvent être produites.

Les tolérances dimensionnelles des pièces en plastique présentant de mauvaises caractéristiques de retrait sont sélectionnées parmi les groupes 130, 140 et 150. Les tolérances dimensionnelles des pièces en plastique présentant les pires caractéristiques de retrait sont sélectionnées parmi les groupes 140, 150 et 160. Les points suivants doivent également être notés lors de l'utilisation de ce tableau de tolérance. Les tolérances générales du tableau sont utilisées pour les tolérances dimensionnelles qui ne spécifient pas de tolérances. Les tolérances qui étiquettent directement les écarts sont des zones de tolérance utilisées pour étiqueter les dimensions des pièces en plastique.

Les déviations supérieure et inférieure peuvent être déterminées par le concepteur. Par exemple, si la zone de tolérance est de {{0}},8 mm, les différents écarts supérieurs et inférieurs suivants peuvent être sélectionnés. 0.0 ;-0.8 ;±0.4 ;-0.2 ;-0.5, etc. Il y a deux ensembles de valeurs de tolérance, A et B, dans chaque groupe de tolérance. Parmi eux, A est la taille formée par la combinaison de pièces de moule, ce qui augmente l'erreur causée par la non-adhérence des pièces de moule. Cette augmentation est de 0,2 mm. où B est la dimension directement déterminée par la pièce de moule. La technologie de précision est un ensemble de valeurs de tolérance spécialement établies pour les pièces en plastique avec des exigences de précision élevées. Avant d'utiliser les tolérances des pièces en plastique, vous devez d'abord connaître les groupes de tolérance applicables au plastique utilisé.

Tolérances de fabrication des moules

La norme nationale allemande a formulé la norme DIN16749 de la tolérance de fabrication de moules correspondante pour la tolérance des pièces en plastique. Il y a 4 tolérances dans ce tableau. Quel que soit le matériau des pièces en plastique, les tolérances de fabrication de moules qui n'indiquent pas de tolérances dimensionnelles utilisent la tolérance du numéro de série 1. La valeur de tolérance spécifique est déterminée par la plage de taille de base. Quel que soit le type de matériau, la tolérance de fabrication du moule de la taille de précision moyenne de la pièce en plastique est la tolérance du numéro de série 2. Quel que soit le type de matériau, la tolérance de fabrication du moule de la dimension de précision supérieure de la pièce en plastique est la tolérance du numéro de série 3. La tolérance de fabrication de moules correspondante de la technologie de précision est la tolérance du numéro de série 4.

Des tolérances raisonnables des pièces en plastique de divers matériaux et des tolérances de fabrication de moules correspondantes peuvent être raisonnablement déterminées, ce qui non seulement facilite la fabrication de moules, mais réduit également les déchets et améliore l'efficacité économique.