Le moulage du caoutchouc sous vide élimine l'air de la cavité du moule avant ou pendant l'injection. La réduction de la quantité d'air emprisonné améliore le remplissage de la cavité, limite les vides internes et diminue les risques de bulles, de brûlures et d'imperfections de surface.
Cette technologie est particulièrement utile pour les composants épais, les cavités profondes, les pièces en caoutchouc-métal, les moules multicavités et les produits présentant des exigences élevées en matière d'étanchéité ou d'apparence.
L'installation d'une pompe à vide à elle seule ne garantit cependant pas une production sans défaut. L'étanchéité du moule, la conception de l'évent, le calage du vide, la vitesse d'injection, l'état du composé et les paramètres de vulcanisation doivent être contrôlés comme un processus unique.
Moderne machines de moulage par injection de caoutchouc peut coordonner la fermeture du moule, la mise sous vide, l'injection, le durcissement et l'ouverture du moule grâce à un système de contrôle programmable.
Qu'est-ce qu'une machine de moulage de caoutchouc sous vide ?
Les machines de moulage du caoutchouc sous vide combinent un équipement de formage du caoutchouc avec un système qui extrait l'air du moule fermé.
Selon la méthode de production, la technologie du vide peut être utilisée avec :
- Machines de moulage par injection de caoutchouc
- machines de moulage par compression du caoutchouc
- Machines de moulage par transfert de caoutchouc
- Presses de vulcanisation du caoutchouc
Dans le moulage par injection sous vide du caoutchouc, le composé est plastifié puis injecté dans un moule fermé et sous vide. La chaleur et la pression achèvent ensuite le processus de vulcanisation.
Le système de mise sous vide ne façonne ni ne durcit le produit. Son principal objectif est d'améliorer le remplissage du moule en réduisant la quantité d'air à l'intérieur de la cavité.
Comment fonctionne le moulage par injection de caoutchouc sous vide
La production suit généralement cette séquence :
- Le composé de caoutchouc préparé pénètre dans le système d'alimentation.
- Le mouvement de la vis ramollit, mélange et plastifie le matériau.
- Le moule se referme et crée un environnement étanche.
- La pompe à vide commence à extraire l'air de la cavité.
- Des capteurs surveillent le niveau de vide.
- L'injection commence une fois la condition programmée atteinte.
- Le caoutchouc s'écoule par le canal d'alimentation et la porte d'entrée dans la cavité du moule.
- La chaleur et la pression vulcanisent le composé.
- Le moule s'ouvre après la phase de durcissement.
- Les produits finis sont retirés avant le début du cycle suivant.
La séquence exacte varie selon la configuration de la machine, la géométrie du produit et la conception du moule. Certaines applications appliquent le vide avant l'injection, tandis que d'autres le maintiennent pendant une partie de la phase de remplissage.
Pour un aperçu de la préparation des matériaux, de l'injection, du durcissement et du démoulage, voir le Processus complet de moulage par injection de caoutchouc.
Pourquoi l'air se retrouve-t-il emprisonné dans les moules en caoutchouc ?
Chaque canal d'injection et cavité vide contient de l'air avant le début de l'injection. Lorsque le composé pénètre dans le moule, cet air doit s'échapper par les évents, la ligne de joint ou les canaux d'aspiration.
Le piégeage devient plus probable lorsque :
- Les nervures profondes ou les zones borgnes restreignent le flux d'air
- Plusieurs fronts d'écoulement se rencontrent à l'intérieur de la cavité
- Les inserts interrompent le parcours du matériau
- La vitesse d'injection est trop élevée.
- La viscosité du caoutchouc est élevée
- Les conduits d'aération pour moisissures sont obstrués ou sous-dimensionnés.
- Les sections épaisses génèrent ou retiennent davantage de gaz
- Le positionnement de la porte dirige l'air vers une zone fermée.
- L'humidité composée ou les ingrédients volatils libèrent des gaz supplémentaires
Le flux de matière peut également obturer un évent avant que tout l'air ne s'échappe. Une fois piégé, le gaz est comprimé par le caoutchouc qui avance.
L'air comprimé peut empêcher le remplissage complet ou générer suffisamment de chaleur localisée pour brûler le composé près de l'extrémité du trajet d'écoulement.
Avantages du moulage du caoutchouc sous vide
Moins de bulles d'air et de vides internes
L'élimination de l'air avant l'injection réduit la quantité de gaz pouvant rester à l'intérieur de la pièce moulée.
Ceci est particulièrement important pour les pièces d'étanchéité et les produits soumis à pression, où les vides internes peuvent affecter les performances même lorsque la surface externe semble acceptable.
Amélioration du remplissage des cavités complexes
Une pression plus faible dans la cavité permet au caoutchouc plastifié de s'écouler plus facilement dans les nervures étroites, les sections éloignées et les détails du moule.
L'assistance par le vide peut s'avérer précieuse lorsque la géométrie du produit rend la ventilation conventionnelle difficile.
Risque réduit de marques de brûlures
L'air emprisonné près de la fin du remplissage se comprime à mesure que le caoutchouc avance. La chaleur qui en résulte peut provoquer des zones sombres ou brûlées.
Réduire la quantité d'air à l'intérieur du moule permet de maîtriser ce problème, même s'il faut également vérifier la vitesse d'injection et l'état de la ventilation.
Meilleure reproduction de surface
Les poches d'air peuvent empêcher le caoutchouc d'entrer en contact avec certaines parties de la surface du moule. Une évacuation efficace permet d'obtenir des textures plus nettes, des détails plus précis et des surfaces plus uniformes.
Moulage caoutchouc-métal amélioré
L'air emprisonné autour d'un insert peut nuire au contact ou à l'adhérence des matériaux. Le remplissage sous vide permet au composé d'atteindre les zones complexes autour des composants métalliques.
Production plus reproductible
La programmation de la durée du cycle d'aspiration et la surveillance automatique réduisent la dépendance à l'intervention humaine. Des conditions d'évacuation constantes contribuent à des résultats plus stables d'un cycle à l'autre.
Principaux composants d'un système de moulage sous vide du caoutchouc
Les configurations du vide varient, mais comprennent généralement :
- Pompe à vide
- réservoir à vide
- vannes de régulation
- Capteur de vide
- Joint d'étanchéité du moule
- tuyaux d'aspirateur
- canaux d'évacuation des cavités
- ports de connexion
- Commandes de temporisation PLC
- Alarmes de fuite ou de pression
Chaque composant contribue aux performances du système. Augmenter la capacité de la pompe ne résoudra pas les fuites dues à des joints endommagés, des raccords desserrés ou une conception de moule inadéquate.
Exigences d'étanchéité des moules
Un moulage sous vide fiable commence par un moule correctement scellé.
Des fuites peuvent se produire autour de :
- surfaces de séparation du moule
- Joints d'étanchéité
- Insérer les ouvertures
- connecteurs à vide
- Tuyaux
- vannes
- Composants de déplacement du moule
Avant de modifier le réglage du vide, inspectez ces zones pour détecter toute usure, contamination ou erreur de montage.
Les surfaces d'étanchéité doivent également rester propres. Le caoutchouc durci, la poussière ou les résidus d'agent de démoulage peuvent empêcher le moule d'atteindre un niveau de vide constant.
Paramètres importants du processus sous vide
niveau de vide
Le niveau de vide requis dépend du volume de la cavité, de la géométrie du produit, des fuites du moule, du comportement du composé et des exigences de qualité.
Il n'est pas toujours nécessaire d'utiliser le vide maximal disponible. L'objectif est d'éliminer suffisamment d'air pour obtenir un remplissage stable sans solliciter inutilement l'équipement.
Temps d'évacuation
Un temps de moulage insuffisant laisse de l'air dans le moule. Un temps excessif allonge le cycle de moulage sans nécessairement améliorer la qualité du produit.
Les essais de procédé doivent permettre d'identifier le temps d'évacuation le plus court permettant d'obtenir des résultats constants.
Retard d'injection
La machine ne doit commencer l'injection qu'après avoir atteint le niveau de vide programmé.
Un démarrage trop précoce peut entraîner des variations d'un cycle à l'autre, car la quantité d'air restant dans la cavité n'est pas constante.
vitesse d'injection
L'assistance par dépression ne dispense pas d'un contrôle précis de la vitesse d'injection.
Une vitesse excessive peut encore produire :
- Flux de matière turbulent
- Compression d'air
- marques de brûlure
- Flash
- Insérer le mouvement
- Remplissage instable
Les moules complexes peuvent bénéficier d'un profil de vitesse par paliers qui ralentit le matériau vers la fin du remplissage.
Température du moule
La température influe à la fois sur la fluidité du matériau et sur son comportement lors du durcissement. Si le moule est trop chaud, le composé risque de commencer à vulcaniser avant que la cavité ne soit complètement remplie.
Des températures de moule inégales peuvent également engendrer des conditions d'écoulement différentes entre les cavités.
Moment de la libération du vide
Relâcher le vide trop tôt risque de permettre à l'air de pénétrer à nouveau dans la cavité. Le maintenir plus longtemps que nécessaire peut allonger la durée du cycle.
Le moment de la libération doit être coordonné avec la fin de l'injection et le remplissage de la cavité.
Cycles de moulage sous vide, de ventilation des moules et d'échappement
Le contrôle du vide n'est qu'une méthode parmi d'autres pour éliminer les gaz d'un moule en caoutchouc.
| Méthode | Fonction principale |
|---|---|
| évents de moisissure | Prévoir une voie d'évacuation pour l'air déplacé |
| système de vide | Élimine activement l'air de la cavité fermée |
| cycle d'échappement | Libère l'air emprisonné ou les gaz de durcissement après fermeture |
| Vitesse d'injection contrôlée | Empêche la compression excessive des gaz |
| Contrôle composé | Réduit les défauts liés à l'humidité et aux composés volatils |
Ces méthodes sont complémentaires plutôt qu'interchangeables.
Des évents de moule efficaces restent nécessaires car l'air et les gaz peuvent continuer à circuler pendant le remplissage. Des cycles d'évacuation peuvent également être nécessaires lorsque des gaz sont libérés au début de la vulcanisation.
Problèmes courants liés au moulage sous vide du caoutchouc
| Problème | Causes probables | Vérifications recommandées |
| Le vide cible ne peut être atteint. | Fuite de moisissure, joint endommagé ou raccord desserré | Inspectez les surfaces d'étanchéité, les tuyaux et les vannes. |
| Le niveau de vide fluctue | Problème de capteur, étanchéité instable ou problème de pompe | Vérifier l'étalonnage des capteurs et l'état du système |
| Des bulles restent | Humidité, mauvaise ventilation ou temps de mise sous vide incorrect | Inspecter le complexe, les conduits d'aération et la séquence d'évacuation |
| Les marques de brûlure persistent | Vitesse d'injection excessive ou orifices de ventilation obstrués | Réduire la vitesse de remplissage final et nettoyer les orifices de ventilation |
| Plans courts | Viscosité élevée, air emprisonné ou pression insuffisante | Vérifier les paramètres de plastification, de vide et d'injection |
| Flash augmente | Pression excessive ou serrage inadéquat | Vérifier l'ajustement du moule, la pression et la force de serrage |
| Le temps de cycle est trop long. | Temps d'évacuation excessif | Optimiser le calage et confirmer la capacité de la pompe |
| La qualité des pièces varie selon la cavité. | Coureur déséquilibré ou évacuation inégale | Vérifiez la disposition des rails et les canaux d'aspiration |
Le guide de dépannage du moulage par injection de caoutchouc fournit des informations complémentaires sur les injections incomplètes, les bavures, les bulles d'air, les marques de brûlure et les défauts de polymérisation.
Pourquoi l'aspirateur ne peut pas éliminer toutes les bulles
Les bulles ne sont pas toujours causées par l'air déjà présent à l'intérieur du moule.
Parmi les autres sources possibles, on peut citer :
- Humidité dans le composé
- Additifs volatils
- Matériaux contaminés
- Mélange incorrect
- Mauvaise gestion des matériaux
- Température excessive des moisissures
- Séchage insuffisant ou excessif
- Gaz libéré lors de la vulcanisation
- Problèmes liés à l'agent de liaison autour des inserts
Si des bulles persistent après le réglage du vide, l'enquête doit porter sur le matériau, le moule et le processus de durcissement.
Applications du moulage sous vide du caoutchouc
Le moulage sous vide peut être envisagé pour :
- joints automobiles
- Composants caoutchouc-métal
- Isolateurs de vibration
- joints industriels
- pièces d'isolation électrique
- Coussinets en caoutchouc
- Composants moulés à parois épaisses
- Produits en caoutchouc multicavités
- composants d'étanchéité de précision
- Produits à nervures profondes
- Composants à géométrie interne complexe
Les produits simples dotés d'une ventilation conventionnelle efficace peuvent ne pas nécessiter de système de vide. La décision doit reposer sur l'historique des défauts, les exigences de qualité et les impératifs de rentabilité.
Moulage du caoutchouc sous vide vs moulage conventionnel
| Comparaison | Moulage sous vide | Moulage conventionnel |
| Élimination de l'air | Évacuation active | Repose principalement sur les évents de moisissure |
| Complexité des équipements | Plus haut | Plus bas |
| exigences d'étanchéité du moule | Plus exigeant | Moins exigeant |
| obturation de cavité complexe | Meilleure maîtrise de l'air | Risque accru de piégeage d'air |
| Configuration du processus | Nécessite une minuterie sous vide | cycle plus simple |
| Contrôle interne du vide | Amélioré après optimisation | Cela dépend de la ventilation et du matériau. |
| Entretien | Comprend la pompe, les joints et les conduites de vide | Moins de composants sous vide |
| Idéal pour | Pièces complexes ou critiques en matière de qualité | Produits simples et bien ventilés |
L'équipement sous vide engendre des coûts et des besoins de maintenance supplémentaires. Son intérêt doit donc être évalué au regard de la réduction des défauts, de l'amélioration de la régularité de la production et de la diminution des contrôles secondaires ou des retouches.
Comment optimiser un processus de moulage sous vide
Commencez par le moule
Vérifiez les surfaces d'étanchéité, les évents et les canaux d'aspiration avant de régler la machine.
Confirmer l'état composé
Vérifier l'identité du matériau, les conditions de stockage, l'humidité et la période de traitement.
Établir un niveau de vide reproductible
Surveillez la valeur réelle plutôt que de vous fier uniquement au temps d'évacuation.
Ajustez un paramètre à la fois
Le fait de modifier simultanément la durée du vide, la vitesse d'injection et la température rend difficile l'identification de la cause de l'amélioration ou de l'échec.
Données de production d'enregistrement
Les documents utiles comprennent :
- niveau de vide
- Temps d'évacuation
- Temps d'injection
- Pression d'injection maximale
- Température du moule
- Temps de vulcanisation
- Poids de la pièce
- Emplacement du défaut
- Taux de rejet
Inspecter les pièces finies
L'inspection visuelle seule peut ne pas détecter les vides internes. Selon l'application, des essais de pression, des coupes ou d'autres contrôles de qualité peuvent être nécessaires.
Sélection d'une machine de moulage sous vide du caoutchouc
Avant de choisir un équipement, les fabricants doivent fournir :
- type de composé de caoutchouc
- Dessin du produit
- Poids et dimensions de la pièce
- Nombre de cavités
- Dimensions du moule
- Force de serrage requise
- Volume de tir
- Exigences de qualité
- Durée du cycle cible
- Production annuelle prévue
- défauts actuels
- exigences d'automatisation
TASU combine le contrôle du vide, l'alimentation FIFO, l'injection mobile, la conception de canaux froids et l'optimisation des moules dans son solutions de moulage par injection de caoutchouc.
Conclusion
Les machines de moulage sous vide du caoutchouc améliorent l'élimination de l'air avant l'injection, contribuant ainsi à réduire les vides, les bulles, les marques de brûlure et le remplissage incomplet des cavités. La fiabilité des résultats dépend de bien plus que de la capacité de la pompe : l'étanchéité du moule, la ventilation, la vitesse d'injection, l'état du composé et la durée du vide influencent tous la qualité de la production.
L’évaluation de la machine, du moule et du matériau comme un seul système constitue la meilleure base pour une production stable et répétable.
Fournitures TASU machines de moulage par injection de caoutchouc entièrement automatiques Pour les chaussures, l'automobile, l'industrie et les produits en caoutchouc sur mesure. Pour discuter de la configuration du vide, des exigences en matière de moules et des objectifs de production, contacter TASU.
