Lors du moulage par injection du caoutchouc, la pression et la vitesse déterminent la façon dont le composé plastifié circule dans la buse, le canal d'alimentation, l'entrée du moule et la cavité. Ces deux paramètres influent directement sur le temps de remplissage, le débit de matière, l'élimination de l'air, la qualité de surface et la régularité dimensionnelle.
Une pression insuffisante peut laisser le moule partiellement rempli, tandis qu'une pression excessive peut engendrer des bavures, un décollement du moule ou une surcharge inutile de l'équipement. La vitesse d'injection crée un équilibre similaire : un remplissage lent peut entraîner un durcissement prématuré, mais une vitesse excessive peut emprisonner de l'air, générer de la chaleur et endommager les inserts.
Pour une mise en route réussie, il ne suffit pas de choisir une seule valeur de pression et une seule valeur de vitesse. La viscosité du composé, la géométrie du produit, la conception du canal d'alimentation, la température du moule, la ventilation et la force de serrage doivent être évaluées conjointement.
Moderne machines de moulage par injection de caoutchouc fournir des commandes programmables de pression et de vitesse permettant aux fabricants d'adapter le profil de remplissage aux différents moules et composés de caoutchouc.
Qu'est-ce que la pression de moulage par injection du caoutchouc ?
La pression de moulage par injection du caoutchouc est la force utilisée pour déplacer le composé plastifié à travers le système d'injection et dans la cavité fermée du moule.
La pression doit vaincre la résistance créée par :
- Viscosité composée
- buse d'injection
- Chaînes Runner
- Portes
- Longues distances d'écoulement
- sections de cavité minces
- Frottement de surface
- De l'air reste dans la cavité
La pression de la machine n'est pas répartie uniformément à l'intérieur du moule. Elle diminue progressivement à mesure que le composé traverse le canal d'alimentation, la buse et la cavité.
Les longs trajets d'écoulement, les vannes étroites et les composés à haute viscosité engendrent généralement une perte de pression plus importante.
Quelle est la vitesse d'injection du caoutchouc ?
La vitesse d'injection du caoutchouc contrôle la rapidité avec laquelle la vis, le piston ou le piston d'injection avance pendant la phase de remplissage.
Influences de la vitesse :
- Temps de remplissage du moule
- Mouvement du front d'écoulement
- Chauffage par cisaillement
- Déplacement d'air
- Formation de la ligne de soudure
- Insérer la stabilité
- Reproduction de surface
- Risque de guérison prématurée
La pression fournit la force nécessaire au maintien du mouvement du matériau, tandis que la vitesse détermine la rapidité avec laquelle ce mouvement s'effectue.
Ces deux paramètres fonctionnent ensemble, mais ne doivent pas être considérés comme un seul et même paramètre.
Contrôle de la pression vs. contrôle de la vitesse
Lors de l'injection à vitesse contrôlée, la machine tente de maintenir le débit de remplissage programmé. La pression augmente ou diminue en fonction de la résistance rencontrée par le composé de caoutchouc.
Lorsque la résistance devient trop élevée, la pression peut atteindre la limite prédéfinie. La machine ne peut alors plus maintenir la vitesse demandée.
Cette relation fournit des informations diagnostiques utiles :
- Une pression élevée associée à une faible vitesse réelle suggère une résistance à l'écoulement excessive.
- Une pression faible associée à un remplissage incomplet peut indiquer un volume d'injection insuffisant.
- Une augmentation rapide de la pression peut indiquer une obstruction de l'orifice ou un durcissement prématuré.
- Des courbes de pression irrégulières peuvent indiquer une alimentation instable ou une plastification.
Le suivi simultané du réglage programmé et de la réponse réelle de la production donne une image plus claire que la simple vérification de la valeur affichée sur le panneau de commande.
Facteurs déterminant la pression d'injection requise
viscosité du composé de caoutchouc
Les composés à viscosité plus élevée résistent à l'écoulement et nécessitent généralement une pression plus importante que les matériaux plus souples et plus fluides.
La viscosité varie également avec :
- Formulation composée
- Lot de matériaux
- Température
- Contenu de remplissage
- Conditions de stockage
- cisaille à vis
- Temps de séjour
Les réglages de la machine doivent être validés avec le composé de production réel plutôt qu'avec un type de caoutchouc générique.
Épaisseur de paroi du produit
Les cavités minces restreignent le débit et augmentent la pression requise. Les cavités épaisses se remplissent généralement plus facilement, mais peuvent retenir davantage d'air ou nécessiter une vulcanisation plus longue.
longueur d'écoulement
Les grandes distances entre la vanne et la zone de remplissage final entraînent une perte de pression plus importante.
Conception de tapis roulant et de portail
Les petits canaux d'alimentation et les points d'injection limitent la circulation du matériau. Une pression accrue peut temporairement surmonter cette résistance, mais une pression excessive peut provoquer des bavures ou endommager le moule.
Les dimensions des canaux d'alimentation doivent être corrigées lorsque la pression reste anormalement élevée lors d'essais de production répétés.
Nombre de cavités
Les moules multicavités nécessitent des systèmes de canaux d'alimentation équilibrés. Les cavités dont le trajet d'écoulement est plus court peuvent se remplir en premier, tandis que les cavités plus éloignées restent incomplètes.
Une pression plus élevée ne peut pas corriger entièrement un mauvais équilibre des coureurs.
Température du moule et du canal d'alimentation
La température modifie la viscosité du composé et son comportement lors de la vulcanisation. Une température insuffisante peut entraîner une mauvaise fluidité, tandis qu'une température excessive peut amorcer la vulcanisation avant que le remplissage ne soit terminé.
Condition de ventilation
L'air emprisonné crée une résistance à l'arrivée du composé. Des évents obstrués ou sous-dimensionnés peuvent provoquer des injections incomplètes, des brûlures et une pression instable.
Force de serrage
La pression d'injection génère une force à l'intérieur du moule. La force de fermeture doit être suffisante pour maintenir le moule fermé sans écartement excessif au niveau de la ligne de joint.
Comment régler la pression et la vitesse de moulage par injection de caoutchouc
Étape 1 : Vérifier le matériau et le moule
Avant de modifier les paramètres de la machine, veuillez vérifier :
- Composé de caoutchouc approprié
- Préparation cohérente des matériaux
- conditions de stockage appropriées
- Coureur et portails propres
- Ouvrir les évents de moisissure
- Température de moisissure stable
- Volume de tir correct
- Inserts sécurisés
- Alignement correct du moule
Les réglages des machines ne peuvent pas compenser de manière fiable la contamination des matériaux, l'obstruction des évents ou l'endommagement des outils.
Étape 2 : Confirmer la stabilité de la plastification
Les réglages de pression et de vitesse ne resteront pas constants si la viscosité du composé change entre les injections.
Revoir:
- Régularité de l'alimentation
- température de la vis
- vitesse de vis
- Temps de plastification
- Temps de séjour
- Mesure de la dose
- État du lot de matériaux
Les variations à ce stade se manifestent souvent plus tard par une pression d'injection ou un poids du produit instables.
Étape 3 : Commencez par une vitesse de remplissage contrôlée
Commencez par une vitesse modérée, en fonction de votre expérience avec les moules et les matériaux utilisés. Observez la courbe de pression et le profil de remplissage du produit.
Évitez de sélectionner immédiatement la vitesse maximale de la machine.
Étape 4 : Utiliser des tests à court terme
Les essais d'injection partielle interrompent l'injection avant que la cavité ne soit complètement remplie. La comparaison d'échantillons à différents taux de remplissage permet d'observer la migration du composé dans le moule.
Les tests peuvent révéler :
- Sens du flux
- Dernière zone à remplir
- emplacements des pièges à air
- Caries déséquilibrées
- Positions de la ligne de soudure
- Portails restreints
- Insérer le mouvement
Ces informations permettent de déterminer où des changements de vitesse pourraient être nécessaires.
Étape 5 : Augmenter progressivement la vitesse
Augmenter la vitesse par paliers contrôlés jusqu'à ce que le composé remplisse les principales cavités sans durcissement prématuré.
Surveillez la pression après chaque réglage. Une augmentation brutale peut indiquer que le canal ou la vanne restreint le débit.
Étape 6 : Établir la limite de pression
La limite de pression doit être suffisamment élevée pour maintenir la vitesse de remplissage requise, mais suffisamment basse pour protéger le moule et éviter les bavures excessives.
L'utilisation d'une limite très élevée n'améliore pas un processus qui fonctionne déjà correctement.
Étape 7 : Appliquer l’injection par étapes au besoin
Les moules complexes peuvent tirer profit de plusieurs étapes de vitesse :
- Vitesse contrôlée à travers la buse et le canal d'écoulement
- Remplissage plus rapide par la cavité principale
- Vitesse réduite à proximité des inserts sensibles
- Remplissage final plus lent pour permettre à l'air de s'échapper.
Le nombre et la position des étapes doivent suivre le schéma de remplissage réel plutôt qu'un modèle standard.
Étape 8 : Valider le processus final
Examiner plusieurs cycles de production consécutifs et consigner :
- Temps d'injection
- Pression maximale
- Vitesse d'injection réelle
- Poids de tir
- Poids de la pièce finie
- État de flash
- Qualité de surface
- vides internes
- Dimensions du produit
- Taux de rejet
La stabilité de la production doit être confirmée sur plusieurs prises de vue réussies.
Que se passe-t-il lorsque la pression d'injection est trop faible ?
Une pression insuffisante lors du moulage par injection du caoutchouc peut entraîner :
- Plans courts
- Détails du produit manquants
- cavités distantes incomplètes
- Jonctions de flux faibles
- Poids du produit faible
- Dimensions incohérentes
- reproduction de surface médiocre
Avant d'augmenter la pression, déterminez pourquoi la résistance est élevée.
Les causes possibles sont les suivantes :
- Température du composé trop basse
- Mauvaise plastification
- Volume de tir insuffisant
- Porte à accès restreint
- Coureur bloqué
- Air emprisonné
- Vulcanisation précoce
Augmenter la pression sans corriger la cause risque uniquement de créer un processus moins stable.
Que se passe-t-il lorsque la pression est trop élevée ?
Une pression excessive lors du moulage du caoutchouc peut entraîner :
- Flash le long de la ligne de séparation
- Séparation du moule
- Insérer le mouvement
- Usure des moisissures
- Charge hydraulique ou servo élevée
- dommage au sceau
- Démoulage difficile
- Déformation du produit
- Une quantité excessive de matières pénètre dans les conduits d'aération
La pression doit être suffisamment élevée pour remplir la cavité, et non pas réglée automatiquement à la capacité maximale de la machine.
Effets d'une faible vitesse d'injection
Une injection lente donne plus de temps à l'air pour s'échapper, mais un remplissage trop lent du moule peut engendrer d'autres problèmes.
Les résultats possibles sont les suivants :
- Durcissement prématuré
- Plans courts
- Lignes de flux visibles
- Faible résistance de la ligne de soudure
- Détails de surface incomplets
- cycles de production plus longs
Le caoutchouc commence à réagir à la chaleur dès son entrée dans le canal et le moule chauffés. La cavité doit être remplie dans les limites de sécurité de mise en œuvre du composé.
Effets d'une vitesse d'injection excessive
Une vitesse d'injection de caoutchouc très élevée peut produire :
- Air emprisonné
- marques de brûlure
- Chauffage par cisaillement excessif
- Flash
- Instabilité de l'écoulement
- Insérer un déplacement
- Jet d'eau
- défauts de surface
- Augmentation de la pression de pointe
Un remplissage rapide peut être utile pour les sections minces et les longs trajets d'écoulement, mais la partie finale de la cavité peut nécessiter une vitesse plus faible pour libérer efficacement l'air.
Défauts courants et ajustements des paramètres
| Défaut | Réglage possible de la pression ou de la vitesse | Autres vérifications |
|---|---|---|
| Plan court | Augmentez progressivement la vitesse ou la pression. | Volume d'injection, plastification, porte et évents |
| Flash | Réduisez la pression ou la vitesse finale | Ajustement du moule et force de serrage |
| Piège à air | Réduisez la vitesse en fin de remplissage. | emplacement de l'évent et état du vide |
| marque de brûlure | vitesse de remplissage finale plus faible | Aérations obstruées et température excessive |
| Poids de la pièce instable | Vérifier la répétabilité de la pression | Alimentation et dosage de l'injection |
| Brûler | Réduire l'exposition à la chaleur et le temps de séjour | Cisaillage de vis et interruptions de production |
| Insérer le mouvement | Réduisez la vitesse près de l'insert | Positionnement et support d'insertion |
| cavités irrégulières | Examiner la perte de pression | Équilibre du coureur et de la porte |
| Lignes d'écoulement | Ajuster la vitesse de remplissage | Température du moule et écoulement du composé |
| Démoulage difficile | Réduisez le suremballage | État de surface et de durcissement du moule |
Le guide de dépannage du moulage par injection de caoutchouc fournit des conseils supplémentaires sur les tirs courts, les flashs, les bulles d'air, les brûlures et les problèmes de séchage.
Pression d'injection et force de serrage du moule
La pression d'injection agit à l'intérieur de la cavité du moule, tandis que la force de serrage maintient les deux moitiés du moule ensemble.
Ces valeurs utilisent des unités différentes et ne peuvent être comparées directement sans tenir compte de la surface produit projetée.
Une force de serrage insuffisante peut permettre au moule de se séparer pendant l'injection, créant ainsi des bavures même lorsque le réglage de la pression semble raisonnable.
Avant de réduire la pression d'injection, vérifiez :
- Dimensions du moule
- Surface de cavité projetée
- Nombre de cavités
- Zone des coureurs
- capacité de serrage de la machine
- Alignement du moule
- État de la ligne de séparation
Une force de serrage beaucoup plus élevée que nécessaire peut également accroître l'usure du moule et la consommation d'énergie.
Vitesse d'injection et ventilation du moule
L'air doit s'échapper lorsque le caoutchouc remplit la cavité. Si le flux atteint trop rapidement un orifice de ventilation, le composé risque de le boucher avant que tout le gaz ne soit évacué.
Les problèmes de ventilation apparaissent souvent au niveau de :
- Zones de fin d'écoulement
- Côtes profondes
- sections aveugles
- Autour des inserts
- Jonctions à front de flux
- cavités distantes
Ralentir la dernière étape d'injection peut aider, mais les orifices d'aération endommagés ou obstrués nécessitent toujours un entretien du moule.
Le contrôle du vide peut être envisagé pour les pièces complexes où la ventilation conventionnelle ne permet pas d'évacuer suffisamment d'air de manière constante.
Paramètres d'injection et vulcanisation
Les paramètres d'injection influent sur les conditions initiales de la vulcanisation.
Un remplissage trop rapide peut augmenter la température du composé par cisaillement. Un remplissage trop lent peut exposer une partie du matériau à la chaleur du moule plus longtemps que le reste de la pièce moulée.
Un remplissage irrégulier peut donc engendrer des différences dans l'historique de polymérisation au sein du composant.
Après modification de la pression ou de la vitesse, vérifiez :
- Temps de séchage
- Température du moule
- dureté du produit
- État de surface
- Stabilité dimensionnelle
- Qualité interne
Le Guide complet de la vulcanisation du caoutchouc explique comment le temps, la température et les agents de vulcanisation affectent les propriétés finales du caoutchouc.
Établissement d'une fenêtre de traitement stable
L'enregistrement d'un seul ensemble de paramètres machine ne suffit pas. Les conditions de production évoluent en raison des variations normales des composés, des moules et de l'environnement.
Une fenêtre de traitement validée doit définir :
- vitesse d'injection minimale acceptable
- vitesse d'injection maximale acceptable
- vitesse de fonctionnement normale
- Limite de pression
- Pression maximale prévue
- Plage de temps de remplissage
- Gamme de poids de plomb
- Plage de température des moisissures
- Plage de température du coureur
- Niveau de flash acceptable
- Plage de poids du produit
- Tolérance dimensionnelle
Cette approche offre aux opérateurs des limites de réglage claires sans permettre de modifications incontrôlées des paramètres.
Utilisation des courbes de pression pour la surveillance des procédés
Les courbes de pression fournissent des informations utiles sur le cycle de moulage.
Des courbes régulières indiquent généralement une alimentation, une plastification et un remplissage de la cavité stables. Des changements dans la forme de la courbe peuvent révéler :
- variation de la viscosité du matériau
- Interruptions de l'alimentation
- Restriction d'accès
- Blocage du coureur
- Changements de température des moisissures
- Problèmes de ventilation
- usure de la vis ou du canon
- Volume de tir incorrect
La comparaison des courbes de pression avec le poids de la pièce et l'emplacement du défaut permet d'identifier la cause avec plus de précision.
Liste de vérification pour une configuration pratique
Avant d'approuver la production, veuillez confirmer :
- Le composé de caoutchouc correspond à la fiche de procédé
- L'alimentation reste régulière
- Le réglage des vis permet d'obtenir une plastification stable
- Le volume de tir est suffisant
- Le couloir et les portes sont propres
- La température du moule est uniforme.
- La vitesse d'injection suit le schéma de remplissage
- La limite de pression n'est pas inutilement élevée.
- L'air peut s'échapper par des conduits d'aération ou par le vide.
- La force de serrage est adaptée
- Les conditions de vulcanisation sont stables
- Les pièces consécutives répondent aux exigences de poids et de dimensions
TASU solutions de moulage par injection de caoutchouc associer la commande d'injection programmable aux technologies d'alimentation, de canaux froids, de vide et de serrage.
Conclusion
La pression et la vitesse de moulage par injection du caoutchouc doivent assurer un remplissage complet sans bavures excessives, sans bulles d'air ni contraintes excessives sur le moule. Un réglage fiable repose sur une alimentation et une plastification stables, suivies de tests d'injection partielle, d'un ajustement précis des paramètres et d'une validation en production.
La pression doit compenser la résistance à l'écoulement, tandis que la vitesse doit permettre au composé de traverser le moule dans une plage de fonctionnement sûre. Considérer la pression, la vitesse, la température, la ventilation et le serrage comme un système unique permet d'obtenir des résultats plus constants que de régler chaque paramètre isolément.
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