La ventilation des moules en caoutchouc assure une évacuation contrôlée de l'air et des gaz déplacés lors du remplissage de la cavité par le caoutchouc. Sans une ventilation efficace, les gaz comprimés peuvent empêcher un remplissage complet, provoquer des brûlures, des défauts de surface et engendrer des dimensions irrégulières.
L'efficacité de l'évacuation de l'air dépend de plusieurs facteurs, et pas seulement de la présence d'une rainure au niveau de la ligne de joint. L'emplacement, la profondeur, la largeur et la longueur de la zone d'alimentation de l'évent, l'équilibrage des canaux d'injection, la vitesse d'injection, la viscosité du composé et l'entretien du moule influent tous sur l'efficacité de l'évacuation de l'air de la cavité.
L'objectif est d'évacuer l'air sans laisser entrer trop de caoutchouc dans l'évent. Un évent trop restrictif ne permet pas une évacuation des gaz suffisamment rapide. Un évent trop ouvert peut provoquer un important dégagement de fumée et nécessiter un ajustement supplémentaire.
Moderne machines de moulage par injection de caoutchouc Il offre des commandes programmables de vitesse d'injection, de pression et de vide, mais une production stable commence toujours par un moule conçu pour un flux de matière prévisible et une élimination de l'air efficace.
Qu'est-ce que la ventilation des moisissures en caoutchouc ?
La ventilation des moules en caoutchouc consiste à utiliser de petits passages, des rainures ou des zones de dégagement qui permettent à l'air et aux gaz de procédé de quitter un moule fermé pendant le remplissage et la vulcanisation.
Avant le début de l'injection, chaque canal d'alimentation et chaque cavité contient de l'air. Lorsque le caoutchouc plastifié pénètre dans le moule, cet air doit s'échapper par :
- aérations de la ligne de séparation
- jeux d'insertion
- Jeu des broches d'éjection
- Canaux de vide
- Puits de trop-plein
- inserts de ventilation
- Composants métalliques poreux
- Cycles d'échappement contrôlés
Si la voie d'évacuation est obstruée ou mal positionnée, le caoutchouc qui avance peut emprisonner de l'air à l'intérieur de la cavité.
La poche de gaz ainsi formée peut empêcher le composé d'atteindre la surface du moule ou la zone de remplissage finale. Sous forte compression, le gaz peut également générer une chaleur localisée et brûler le caoutchouc.
Pourquoi les moules en caoutchouc ont besoin d'être ventilés
Les composés de caoutchouc se comportent différemment des liquides à faible viscosité. Ils doivent se déplacer à travers les canaux d'alimentation, les points d'injection et les cavités tout en résistant à l'écoulement et en commençant à réagir à la chaleur du moule.
Lors du remplissage, le composé repousse l'air vers l'extrémité du circuit d'écoulement. Une purge est nécessaire pour éviter que cet air ne reste emprisonné entre le caoutchouc et la surface du moule.
D'autres gaz peuvent également provenir de :
- Humidité dans le composé
- Additifs volatils
- Agents de démoulage
- Agents de cautionnement
- Réactions chimiques lors de la vulcanisation
- Contamination à la surface du moule
- Air introduit lors de la préparation du matériau
C’est pourquoi des conduits d’aération peuvent rester nécessaires même lorsqu’un système d’aspiration est installé.
Comment l'air se déplace lors du remplissage du moule
Le mouvement de l'air suit le front d'écoulement du caoutchouc.
Dans une cavité simple à une seule vanne, l'air se déplace généralement vers le point le plus éloigné de la vanne. Dans une cavité complexe, la direction peut changer car le caoutchouc contourne les nervures, les inserts, les trous et les variations d'épaisseur de paroi.
Les pièges à air se forment généralement là où :
- Deux fronts d'écoulement se rencontrent
- Le matériau atteint une cavité borgne
- Une côte profonde se termine
- Le caoutchouc s'enroule autour d'un insert
- La cavité passe d'épaisse à mince.
- Une carie se remplit plus tôt qu'une autre
- La zone de remplissage finale ne comporte pas d'évent.
- Un joint en caoutchouc est posé sur l'orifice de ventilation avant la fin de l'évacuation.
L'emplacement prévu du piège à air doit être identifié lors de la conception du moule et confirmé par des essais de moulage partiel.
Principaux types d'évents pour moules en caoutchouc
aérations de la ligne de séparation
Les évents de ligne de joint sont des rainures peu profondes usinées dans la surface du moule. Ils sont généralement placés près des zones de remplissage final.
Ces évents sont faciles à inspecter et à nettoyer, mais leur efficacité dépend d'une fermeture précise du moule et de dimensions de rainures constantes.
Évacuation par les broches d'éjection
Un dégagement contrôlé autour des broches d'éjection peut offrir un chemin supplémentaire pour l'air.
Cette méthode est utile lorsqu'une bulle d'air se forme loin de la ligne de joint. Le jeu doit être contrôlé afin d'éviter que des bavures ou du caoutchouc ne pénètrent excessivement dans le mécanisme d'éjection.
inserts de ventilation
Des inserts de ventilation amovibles peuvent être installés dans les cavités difficiles d'accès. Ils permettent l'entretien ou le remplacement sans avoir à retravailler l'ensemble du moule.
L'ajustement de l'insert et l'état de la surface doivent rester constants pour éviter les fuites et les bavures.
Puits de trop-plein
Un puits de trop-plein reçoit une petite quantité de caoutchouc après que l'air a quitté la cavité principale.
Il permet d'évacuer les gaz emprisonnés, les contaminants ou les matières en début d'écoulement du produit fini. Cependant, les matières excédentaires constituent des déchets et nécessitent généralement un ébarbage.
Canaux de vide
Des canaux de vide relient la cavité du moule à un système d'évacuation externe. L'air est activement évacué après la fermeture du moule et avant le début de l'injection.
L'assistance par le vide est utile pour les moules profonds, complexes ou à cavités multiples, mais elle ne compense pas un déséquilibre du flux ou des évents mal entretenus.
Matériaux de ventilation poreux
Des inserts métalliques poreux permettent à l'air de passer à travers des ouvertures microscopiques tout en limitant le flux de caoutchouc.
Elles peuvent s'avérer utiles dans les zones où l'usinage de rainures conventionnelles est difficile. Un nettoyage régulier est nécessaire car des contaminants peuvent obstruer les pores.
Où doivent être situés les évents des moules en caoutchouc ?
Les évents doivent être placés aux endroits où l'air s'accumule naturellement pendant le remplissage.
Les lieux typiques comprennent :
- Fin du circuit d'écoulement principal
- En face du portail
- Côtes profondes
- sections de cavité borgnes
- Autour des inserts métalliques
- Jonctions à front de flux
- Les sections minces ont été atteintes tardivement lors du remplissage
- Cavités distantes dans un moule multicavités
- Zones présentant des impacts courts répétés ou des brûlures
L'emplacement des évents doit suivre le schéma de remplissage réel plutôt que la symétrie visuelle.
Un moule peut paraître géométriquement équilibré tout en se remplissant de manière inégale, car la longueur des canaux d'alimentation, la taille des points d'injection, l'épaisseur des parois ou les températures locales sont différentes.
Détermination de la profondeur et de la largeur de l'évent
Aucune dimension d'évent n'est universellement adaptée à tous les moules en caoutchouc.
Les dimensions requises dépendent de :
- Type de caoutchouc
- Viscosité composée
- Contenu de remplissage
- Géométrie du produit
- Pression d'injection
- vitesse d'injection
- Température du moule
- Emplacement de la ventilation
- Qualité de surface requise
- Niveau de flash acceptable
L'orifice de ventilation doit être suffisamment profond pour permettre l'évacuation de l'air, mais suffisamment peu profond pour limiter l'écoulement du caoutchouc.
Si l'orifice de ventilation est trop peu profond :
- L'air ne peut pas s'échapper assez rapidement.
- Des marques de brûlure peuvent apparaître
- La cavité peut ne pas se remplir complètement.
- La pression d'injection peut augmenter
- La qualité du produit peut varier selon la cavité.
Si l'orifice de ventilation est trop profond :
- Du caoutchouc pénètre dans l'évent
- Le flash devient plus épais
- Les rainures d'aération peuvent se remplir de composé durci
- La fréquence de nettoyage augmente
- Les exigences en matière de taille augmentent
Les dimensions des évents doivent être déterminées par des essais de moulage contrôlés utilisant le composé de production réel.
Zone de ventilation et de décharge
Un évent typique de ligne de séparation comprend une courte section contrôlée suivie d'un canal de décharge plus profond.
La section contrôlée limite le débit de caoutchouc tout en laissant passer l'air. Le canal de décompression offre un passage plus large pour l'évacuation des gaz du moule.
Si la section contrôlée est trop longue, la résistance à l'écoulement de l'air augmente. Si elle est trop courte ou trop profonde, une quantité excessive de caoutchouc risque de pénétrer dans le canal d'évacuation.
La zone de ventilation doit également rester dégagée. Un évent correctement usiné sera inefficace si le canal externe est obstrué par du caoutchouc vulcanisé, des saletés ou des résidus d'agent de démoulage.
Relation entre la vitesse de purge et la vitesse d'injection
La vitesse d'injection détermine la rapidité avec laquelle le caoutchouc chasse l'air de la cavité.
Lorsque la vitesse est trop élevée :
- L'air ne peut s'échapper avant que l'évent ne soit scellé.
- Le gaz se comprime.
- Des marques de brûlure peuvent se former.
- La pression maximale peut augmenter
- Les inserts peuvent se déplacer
- Flash pourrait devenir plus lourd
Lorsque la vitesse est trop faible :
- Le caoutchouc peut commencer à durcir avant que le remplissage ne soit terminé.
- Des lignes de flux peuvent devenir visibles
- Certaines sections éloignées peuvent rester non remplies
- Les lignes de soudure peuvent devenir plus visibles.
- Le temps de cycle augmente
Les cavités complexes peuvent bénéficier d'une injection en plusieurs étapes :
- Débit contrôlé à travers la buse et le canal d'écoulement
- Remplissage plus rapide par la cavité principale
- Vitesse réduite à proximité des inserts ou des fonctions sensibles
- Remplissage final plus lent à mesure que l'air approche des orifices de ventilation
Les points de transition corrects doivent être déterminés par des essais de tir court et une analyse de la courbe de pression.
Relation entre la pression de purge et la pression d'injection
L'air emprisonné crée une résistance à l'avancement du caoutchouc. Les opérateurs peuvent réagir en augmentant la pression, mais cela risque de pousser davantage de caoutchouc dans la ligne de joint sans pour autant supprimer la restriction initiale.
Une pression excessive peut produire :
- Flash
- Séparation du moule
- obstruction de la ventilation
- Insérer un déplacement
- Charge machine plus élevée
- Usure plus rapide du moule
Avant d'augmenter la pression pour corriger un tir trop court, vérifiez :
- Condition de ventilation
- taille de la porte
- Restriction du coureur
- Volume de tir
- Plastification composée
- Température du moule
- vitesse d'injection
- Équilibre de la cavité
La pression doit surmonter la résistance normale à l'écoulement du matériau, et non compenser un passage d'air obstrué.
Évent et marques de brûlure des moules en caoutchouc
Des marques de brûlure apparaissent souvent vers la fin du remplissage, là où l'air emprisonné est comprimé par le caoutchouc entrant.
Les signes courants incluent :
- zones sombres ou noires
- Caoutchouc brûlé
- Dégradation localisée de la surface
- Texture rugueuse ou endommagée
- Défauts répétés au même endroit
- Plans courts à proximité de la zone brûlée
Les vérifications recommandées comprennent :
- Déterminez si le défaut se situe au point de remplissage final.
- Inspectez l'orifice de ventilation le plus proche afin de détecter la présence de caoutchouc vulcanisé ou de contamination.
- Réduisez la vitesse d'injection finale.
- Vérifiez si la grille d'aération est correctement positionnée.
- Vérifiez que le composé ne brûle pas à l'intérieur de l'unité d'injection.
- Vérifier les températures des moisissures et des canaux d'alimentation.
- Vérifiez le calage du vide lorsque l'assistance au vide est utilisée.
Toutes les marques sombres ne sont pas dues à de l'air emprisonné. La contamination du matériau, une chaleur excessive et un temps de séjour prolongé peuvent produire des défauts similaires.
Ventilation du moule en caoutchouc et injections courtes
Un tir incomplet se produit lorsque le caoutchouc ne remplit pas complètement la cavité.
Une mauvaise ventilation peut entraîner des injections incomplètes, car l'air comprimé crée un obstacle au flux d'air. L'augmentation du volume d'injection peut alors provoquer des bavures dans les zones remplies, l'air emprisonné restant incomplet.
Les tirs courts liés à la ventilation présentent souvent les caractéristiques suivantes :
- Le défaut se répète au même emplacement de la cavité.
- La zone inachevée est loin de la porte
- Des marques de brûlure apparaissent près du plan rapproché
- La pression d'injection augmente brusquement vers la fin du remplissage.
- D'autres cavités se remplissent plus tôt.
- Le nettoyage de la grille d'aération améliore temporairement le résultat
Le guide de dépannage du moulage par injection de caoutchouc effectue des contrôles supplémentaires pour détecter les injections incomplètes, les bavures, les bulles d'air et les défauts de polymérisation.
Moules en caoutchouc multicavités ventilés
Les moules multicavités nécessitent à la fois un équilibre des matériaux et un équilibre du flux d'air.
Si une cavité se remplit plus tôt, la pression peut augmenter dans la cavité remplie tandis que de l'air reste emprisonné dans une autre. Cela peut provoquer des éclairs dans une section et des tirs incomplets dans une autre au cours du même cycle.
Les contrôles importants comprennent :
- Longueur du rail jusqu'à chaque cavité
- Section transversale du coureur
- Dimensions du portail
- Emplacement de la porte
- Volume de la cavité
- Température du moule par cavité
- Emplacement de la ventilation
- Dimensions de l'évent
- Distribution des canaux sous vide
- séquence de remplissage finale
L'ajout d'orifices de ventilation plus larges à une cavité incomplète ne résoudra pas nécessairement un problème d'équilibrage du flux d'air. Le trajet du matériau et celui de l'air doivent être évalués conjointement.
Ventilation autour des inserts métalliques
Les produits en caoutchouc-métal peuvent emprisonner de l'air à l'endroit où le composé contourne un insert et se reconnecte de l'autre côté.
Les défauts possibles incluent :
- Vides autour de l'insert
- Revêtement en caoutchouc incomplet
- Zones de liaison faibles
- lignes de soudure
- marques de brûlure
- Insérer le mouvement
- irrégularités de surface
Des évents peuvent être nécessaires près du point de rencontre final des deux fronts d'écoulement.
La vitesse d'injection doit également être contrôlée. Une vitesse excessive peut déplacer l'insert ou éloigner l'agent de liaison de la surface prévue.
L'assistance par le vide peut améliorer le remplissage autour des inserts complexes, mais le positionnement de l'insert, la préparation de la surface et l'état de l'adhésif nécessitent toujours un contrôle séparé.
Ventilation des moisissures vs. moulage sous vide
Les systèmes de ventilation et de vide remplissent des fonctions similaires mais différentes.
| Comparaison | ventilation conventionnelle des moisissures | Moulage sous vide |
|---|---|---|
| Méthode d'élimination de l'air | L'air s'échappe par des canaux passifs. | La pompe évacue activement le moule fermé |
| Exigences en matière d'équipement | Rainures d'aération et canaux de décharge | Pompe, vannes, joints, capteurs et canaux |
| Scellage du moule | Ajustement normal contrôlé du moule | Plus exigeant |
| Entretien | Nettoyage des conduits d'aération et inspection des surfaces | entretien des conduits d'aération, des joints, des tuyaux, des vannes et des pompes |
| cavités complexes | Dépend fortement de l'accès à la ventilation | Évacuation améliorée grâce à une conception appropriée |
| coût initial | Plus bas | Plus haut |
| Contrôles de processus | Vitesse et pression d'injection | Niveau de vide, durée, vitesse et pression |
| Applications appropriées | Pièces standard efficacement ventilées | Parties profondes, complexes ou critiques pour la qualité |
Le vide n'élimine pas automatiquement le besoin d'évents. L'air et les gaz de vulcanisation peuvent continuer à circuler après le début de l'injection.
Cycles d'échappement dans le moulage du caoutchouc
Certains procédés de moulage du caoutchouc consistent à ouvrir ou à libérer brièvement le moule au début de la vulcanisation afin de permettre aux gaz emprisonnés de s'échapper. On parle alors généralement de cycle d'échappement ou de dégazage.
Un cycle d'échappement peut s'avérer utile lorsque des gaz se forment après le remplissage initial, mais il ajoute du mouvement et du temps à la séquence de production.
Les variables importantes comprennent :
- Calage de l'échappement
- Nombre de cycles d'échappement
- Distance d'ouverture
- Température du moule
- État de guérison
- Géométrie du produit
- Génération de gaz composés
Une ouverture trop précoce risque de perturber la répartition du matériau. Une ouverture trop tardive risque de ne pas libérer les gaz déjà emprisonnés dans le produit en cours de durcissement.
Les cycles d'échappement devraient être validés à l'aide des résultats de qualité des produits plutôt que d'être ajoutés automatiquement à chaque programme.
Problèmes courants de ventilation des moisissures en caoutchouc
| Problème | Causes probables | Vérifications recommandées |
| Marques de brûlure à la fin du remplissage | Évent obstrué ou vitesse finale excessive | Nettoyer les orifices de ventilation et réduire la vitesse de fin de remplissage |
| Tir court répété | Air emprisonné ou porte restreinte | Inspectez la zone de remplissage final, les évents et la porte. |
| Éclat de ventilation intense | Évacuation trop profonde ou pression excessive | Mesurer l'évent et vérifier le réglage de la pression |
| Les obstructions des conduits sont fréquentes | Entrée excessive de caoutchouc ou contamination | Vérifiez les dimensions de la grille d'aération et l'intervalle de nettoyage. |
| Une carie brûle | Problème de courroie déséquilibrée ou de ventilation locale | Comparer la séquence de remplissage de la cavité et l'état de ventilation |
| Des bulles restent | Humidité, composés volatils ou gaz piégés | Vérifier le composé, les évents, le vide et le durcissement |
| Le vide ne peut être atteint. | fuite au niveau du joint, du tuyau ou de la vanne | Inspectez le circuit de vide complet. |
| Flash et plan court ensemble | Déséquilibre de la cavité ou air emprisonné | Vérifiez l'équilibre du coureur avant d'augmenter la pression |
| Le défaut se déplace entre les cycles | Alimentation instable, température ou état de ventilation instable | Examiner les données du processus et la propreté des moisissures |
| Le défaut persiste après le nettoyage. | Emplacement de ventilation incorrect ou problème de matériau | Effectuer des tests à court terme et évaluer le composé |
Pourquoi les conduits d'aération pour moisissures se bouchent-ils ?
Les orifices de ventilation des moules en caoutchouc sont petits et peuvent se boucher rapidement.
Les causes courantes comprennent :
- Caoutchouc vulcanisé à l'intérieur de la rainure
- Accumulation de démoulant
- Huile ou graisse
- Poussière
- Résidu composé
- Corrosion
- Surfaces de séparation endommagées
- Flash excessif
- Pratiques de nettoyage incorrectes
Un orifice de ventilation partiellement obstrué peut paraître ouvert lors d'une inspection visuelle. Cependant, sa section efficace peut être trop petite pour permettre l'évacuation de l'air à la vitesse de production.
Nettoyage et entretien des évents de moules en caoutchouc
L'entretien des conduits de ventilation devrait être intégré au planning de production et non effectué uniquement après l'apparition de défauts.
Les pratiques recommandées comprennent :
- Inspectez les conduits d'aération lors des changements de moisissure.
- Intervalles de nettoyage des enregistrements
- Retirer le caoutchouc vulcanisé sans endommager la rainure
- Maintenez les canaux d'aide ouverts.
- Inspecter les surfaces de séparation
- Vérifier les inserts de ventilation
- Nettoyer les composants poreux à l'aide d'une méthode approuvée
- Inspectez le mouvement de la broche d'éjection
- Vérifiez les ports et les tuyaux d'aspiration.
- Comparez les défauts avant et après le nettoyage.
Évitez d'utiliser des outils qui agrandissent, arrondissent ou rayent l'évent. Un nettoyage manuel incontrôlé peut modifier les dimensions de l'évent et créer des problèmes d'éclatement permanents.
Comment diagnostiquer l'emplacement d'un piège à air
Examiner la position du défaut
Des brûlures répétées, des trous ou des tirs courts au même endroit indiquent souvent un point d'accumulation d'air.
Effectuer des tests à court terme
Prélevez des échantillons à différents taux de remplissage. Ces échantillons révèlent la direction du front d'écoulement et la dernière zone à se remplir.
Comparer les caries
Pour les moules multicavités, déterminer si les défauts suivent une cavité, une branche de canal d'alimentation ou une zone de température spécifique.
Examiner les courbes de pression
Une augmentation rapide de la pression en fin de remplissage peut indiquer la présence d'air emprisonné ou une restriction du débit.
Réduire la vitesse de remplissage final
Si le défaut s'améliore lorsque la vitesse finale est réduite, il se peut que l'air n'ait pas suffisamment de temps pour s'échapper avec le réglage d'origine.
Nettoyer les conduits d'aération
L'amélioration temporaire constatée après le nettoyage confirme que l'obstruction de la ventilation contribue au problème.
Vérifiez le composé
Si l'emplacement des défauts change ou si des bulles apparaissent dans tout le produit, cela peut être dû à l'humidité, aux composés volatils ou à la préparation du matériau.
Informations relatives à la conception du moule requises avant la production
Une conception efficace des conduits d'aération commence par l'analyse des données réelles relatives au produit et au processus.
Les informations utiles comprennent :
- Dessin du produit
- Type et formulation du caoutchouc
- Viscosité composée
- Données sur la brûlure et le séchage
- Poids de la pièce
- Répartition de l'épaisseur de la paroi
- Insérer la position
- Nombre de cavités
- Conception de tapis roulant et de portail
- Sens de remplissage prévu
- Dimensions du moule
- Capacité d'injection
- Pression disponible
- Température du moule
- exigences de surface
- Tolérance au flash
- Volume de production
- exigences en matière de vide
Les fournisseurs de machines, de moules et de composés devraient examiner ces informations ensemble lorsque le produit présente des exigences complexes en matière de remplissage ou d'élimination de l'air.
TASU développe des solutions intégrées solutions de moulage par injection de caoutchouc combinaison du contrôle d'injection, de l'alimentation FIFO, de la technologie des canaux froids, des systèmes de vide et de l'optimisation des moules.
Liste de vérification pour la mise en place de la ventilation du moule en caoutchouc
Avant d'approuver la production, veuillez confirmer :
- Les évents sont situés aux points de remplissage finaux réels
- Les dimensions de l'évent correspondent au composé de production
- Les canaux de secours sont ouverts.
- Les surfaces de séparation sont propres
- Les orifices d'éjection des broches se déplacent librement.
- Les inserts ne bloquent pas le passage de l'air.
- Le coureur et les portes sont équilibrés
- La vitesse d'injection permet à l'air de s'échapper.
- La pression n'est pas inutilement élevée.
- La température du moule est stable
- Le niveau et le temps de vide sont reproductibles.
- Les pièces successives ne présentent aucune brûlure, aucun vide ni aucun défaut d'usinage.
- La valeur Flash reste dans les limites acceptables.
- Les exigences en matière de nettoyage des conduits de ventilation sont documentées.
Le processus de moulage par injection du caoutchouc explique comment le remplissage du moule est lié à la préparation des matériaux, à l'injection, au durcissement et au démoulage.
Conclusion
La ventilation des moules en caoutchouc influe directement sur le remplissage des cavités, la qualité de surface et la stabilité du procédé. Des évents correctement positionnés et entretenus permettent l'évacuation de l'air déplacé et des gaz de procédé sans production excessive de vapeurs.
Un système de ventilation fiable exige une coordination entre la conception du moule et les réglages de la machine. L'équilibre des canaux d'injection, la position de la buse, la viscosité du composé, la vitesse d'injection, la pression, la température du moule et le temps d'injection sous vide influencent tous le résultat final.
En cas de défaut, l'augmentation de la pression d'injection ne doit pas être la première solution. Des essais de fonctionnement à court terme, une inspection des évents, une analyse de la courbe de pression et un réglage contrôlé du débit constituent une méthode plus fiable pour identifier la cause du problème.
TASU fabrique machines de moulage par injection de caoutchouc entièrement automatiques avec injection programmable, vide, vulcanisation et commandes multi-stations. Pour évaluer la ventilation du moule, la configuration de la machine et les exigences de production d'un produit en caoutchouc, contacter TASU.
