Les vis et les cylindres de moulage par injection sont des composants essentiels. Les vis et les cylindres de moulage par injection fonctionnent ensemble pour plastifier et injecter le plastique fondu dans les moules. La vis tourne à l'intérieur du cylindre, mélangeant et chauffant la matière plastique jusqu'à ce qu'elle atteigne un état fondu. Une fois que le plastique est suffisamment plastifié, la vis avance, forçant le plastique fondu à travers la buse dans la cavité du moule.
Le cylindre, qui abrite la vis, fournit un environnement contrôlé pour le processus de plastification, garantissant une température et une pression constantes du matériau. Cet article fournit un aperçu détaillé des vis et cylindres de moulage par injection, y compris leurs conseils de conception.
Le rôle des vis et des barils dans le moulage par injection
La fonction principale de la vis est de faire fondre et de transporter la matière plastique à travers le cylindre en appliquant de la chaleur et une pression mécanique. la zone d'alimentation, la zone de compression et la zone de dosage. Chaque zone a des rôles spécifiques dans la manipulation du plastique de son état solide à une fusion homogène avant l'injection.
Le corps de la vis renferme la vis et maintient le contrôle de la température grâce à des zones chauffées. Cela garantit une fusion constante du matériau lors de son transport par la vis. Toute usure ou tout dommage au niveau du corps de la vis peut entraîner une dégradation du matériau, un chauffage inégal et une mauvaise qualité des pièces.
Considérations de conception pour les vis de moulage par injection
La conception de la vis doit être personnalisée en fonction du matériau traité et de l'application spécifique. Une conception de vis adaptée peut améliorer considérablement l'uniformité de la fusion, le rendement et l'efficacité globale du processus. Voici quelques considérations de conception clés :
Taille et dimensionnement des vis
Le diamètre de la vis (D) est étroitement lié au volume d'injection. La relation est définie comme suit :
Volume d'injection (V) = 1/4π × D² × (course d'injection) × 0.85
En général, le carré du diamètre de la vis (D²) est inversement proportionnel à la pression d'injection maximale. Un diamètre de vis plus grand augmente le taux d'extrusion, ce qui peut être exprimé comme suit :
Taux d'extrusion (Q) = 1.29 × D² × Hm × Nr × 60/1000 (kg/h)
Où? :
- Nr est la vitesse de la vis.
- D est le diamètre de la vis,
- Hm est la profondeur de vol,
Rapport L/D (rapport longueur/diamètre)
Le rapport L/D est le rapport entre la longueur utile de la vis et son diamètre. Un rapport L/D plus élevé améliore généralement la plastification, car il laisse plus de temps pour le mélange et la fusion. Pour les matériaux thermostables comme le PC et le POM, un rapport L/D de 22:1 à 24:1 est recommandé. Pour les matériaux thermosensibles, un rapport L/D plus court (14:1 à 18:1) permet d'éviter un échauffement excessif et la dégradation du matériau.
Taux de compression
Le taux de compression désigne le rapport entre la profondeur du canal de la vis dans la zone d'alimentation et celle dans la zone de dosage. Un taux de compression plus élevé augmente la densité du matériau et améliore la qualité de la fusion, tout en contribuant à évacuer l'air emprisonné.
Pour les plastiques non cristallins, une zone de compression plus longue est nécessaire pour éviter le colmatage, car le matériau risque de ne pas rétrécir suffisamment rapidement. Dans le cas des plastiques cristallins, qui occupent généralement environ 25 % de la longueur de la vis, des matériaux spécifiques comme le nylon nécessitent une zone de compression plus courte d'environ 15 %. Pour les matériaux très visqueux et ignifuges, cette zone peut s'étendre jusqu'à 40 à 50 % de la longueur de la vis.
Optimisation des paramètres opérationnels
Outre la conception de la vis, les paramètres opérationnels du processus de moulage par injection influencent considérablement la qualité de la plastification et du produit final. Vous trouverez ci-dessous les principaux paramètres à prendre en compte :
Vitesse de vis
La vitesse de rotation de la vis affecte les forces de cisaillement exercées sur le plastique dans les canaux de la vis, ce qui influence à son tour la plastification. Pour les vis plus petites, des vitesses plus élevées peuvent augmenter l'efficacité de la plastification, tandis que pour les vis plus grandes, des vitesses excessives peuvent entraîner une fusion inégale et une chaleur de friction excessive. En règle générale, les vitesses de vis sont maintenues entre 100 et 150 tr/min. Pour les matériaux sensibles à la chaleur comme le PVC, les vitesses de surface doivent être maintenues en dessous de 0.5 m/s pour éviter la dégradation.
Contre-pression
La contre-pression lors du dosage augmente la densité et l'uniformité du plastique fondu, tout en aidant à éliminer les particules non fondues. Cependant, une contre-pression excessive peut entraîner une dégradation des plastiques sensibles à la chaleur, tandis qu'une contre-pression insuffisante peut entraîner la formation de bulles d'air dans le produit final. La contre-pression doit être ajustée en fonction du matériau pour optimiser la qualité de la fusion et assurer une injection en douceur.
chauffage Température
La température de chauffage de la vis et du canon affecte directement la la fonte du plastique État. Les réglages de température doivent généralement être légèrement inférieurs au point de fusion du plastique pour éviter toute surchauffe. Pour les matériaux cristallins comme le PE et le PP, le contrôle de température segmenté garantit que les différentes zones de la vis sont chauffées de manière appropriée, tandis que les matériaux sensibles à la chaleur comme le PVC nécessitent un contrôle plus précis pour éviter la décomposition.
Contrôle de la température des plastiques cristallins :
| Type de plastique | Température du fût (°C) | Température de la buse (°C) | Pression d'injection (kg/cm²) |
|---|---|---|---|
| PP | 200 – 270 | 210 – 280 | 400 – 1,000 |
| HDPE | 210 (refroidissement à 180) | 200 – 220 | 500 – 1,500 |
| acétal | 220 – 270 | 230 – 280 | 400 – 1,000 |
| PA6 / 66 | 260 – 280 | 270 – 310 | 600 – 1,500 |
| Delrin | 180 – 200 | 190 – 220 | 800 – 1,100 |
| PA6 | 225 – 280 | 240 – 280 | 700 – 1,000 |
Contrôle de la température des plastiques non cristallins :
| Type de plastique | Température du fût (°C) | Température de la buse (°C) | Pression d'injection (kg/cm²) |
|---|---|---|---|
| ABS | 200 – 230 | 200 – 240 | 800 – 1,500 |
| PC | 260 – 310 | 280 – 320 | 800 – 1,500 |
| PPO modifié | 240 – 280 | 250 – 300 | 850 – 1,400 |
| PMMA | 180 – 220 | 200 – 230 | 700 – 1,500 |
| PS | 180 – 240 | 190 – 260 | 400 – 1,300 |
| PVC rigide | 165 – 185 | 175 – 195 | 1,000 – 1,500 |
Effets du ratio L/D
Un rapport L/D plus élevé permet une alimentation plus uniforme du matériau, mais peut également entraîner une surchauffe du plastique. Pour les plastiques présentant une bonne stabilité thermique, une vis plus longue peut être utilisée pour améliorer le mélange sans risque de brûlure. À l'inverse, pour les plastiques sensibles à la chaleur, une vis plus courte ou une conception de vis sans filetage à l'extrémité est recommandée.
| Type d'ouvrage | Rapport L / D | Caractéristiques/Effet |
|---|---|---|
| Plastiques thermodurcissables | 14-16 | Convient au traitement de matériaux sensibles à la chaleur avec un risque minimal de dégradation. |
| PVC rigide, PU haute viscosité | 17-18 | Recommandé pour les matériaux sensibles à la chaleur, assurant une plastification adéquate sans surchauffe. |
| Plastiques générales | 18-22 | Idéal pour une large gamme de plastiques, équilibrant l'efficacité du mélange et de la fusion. |
| Plastiques stables à haute température (PC, POM) | 22-24 | Convient aux plastiques avec une bonne stabilité thermique, favorisant le mélange sans risque de dégradation du matériau. |
| Granulés pré-colorés (mélange de couleurs) | 12-16 | Assure une variation de couleur minimale lors du moulage de granulés pré-colorés. |
| Mélange de couleurs Masterbatch | 16-18 | Convient au mélange de mélanges maîtres de couleurs dans la zone d'alimentation, offrant une qualité constante et une variance de couleur réduite. |
| Haute dispersion et mélange (couleur) | 20-24 | Assure une dispersion uniforme des colorants dans la zone d'alimentation, en maintenant les propriétés physiques du produit final. |
Considérations relatives à la conception et aux matériaux du canon
Le canon doit être fabriqué à partir de matériaux durables capables de résister à des températures et à des pressions élevées tout en résistant à l'usure et à la corrosion.
Composition du matériau
Les vis et les barils de moulage par injection sont généralement fabriqués à partir de matériaux hautes performances capables de résister aux températures et aux pressions élevées impliquées dans le processus de moulage. Les matériaux courants comprennent le 38CrMoAlA, le 42CrMo, le SKD61 et les compositions bimétalliques telles que le Fe, le Ni et le carbure de tungstène. Ces matériaux offrent une résistance à l'usure, une résistance à la corrosion et une dureté élevée, garantissant une longue durée de vie et des performances constantes.
Le diamètre intérieur du cylindre doit correspondre précisément au diamètre extérieur de la vis pour garantir un ajustement serré et éviter les fuites de matériau. Le cylindre est également divisé en différentes zones, chacune dotée de son propre élément chauffant pour contrôler la température du matériau lorsqu'il se déplace dans le cylindre.
Nitruration et chromage
Pour améliorer encore la durabilité des vis et des barils, traitements de surface Des traitements tels que la nitruration et le chromage sont souvent appliqués. La nitruration augmente la dureté de la couche de surface, atteignant généralement une profondeur de couche de 0.45 à 0.7 mm, tandis que le chromage fournit une couche protectrice d'une profondeur de 0.025 à 0.10 mm. Ces traitements améliorent considérablement la résistance à l'usure et à la corrosion, prolongeant ainsi la durée de vie des composants.
Entretien et inspection des vis et des barils de moulage par injection
L'entretien et l'inspection réguliers des vis et des cylindres de moulage par injection sont essentiels pour prévenir l'usure prématurée et garantir des performances constantes. Les principales tâches d'entretien comprennent :
- Nettoyage:Nettoyez régulièrement la vis et le canon pour éliminer tout résidu de plastique ou de contaminant pouvant affecter la qualité de la fusion.
- Camera d'inspection canalisation: Inspectez la vis et le canon pour détecter tout signe d'usure, de fissure ou de corrosion. Remplacez rapidement les composants usés pour éviter les temps d'arrêt et les problèmes de qualité du produit.
- Lubrification: Assurez-vous que la vis et le canon sont correctement lubrifiés pour réduire la friction et l'usure.
Conclusion
Les vis et les barils de moulage par injection sont des composants essentiels de la moulage par injection Le processus, la conception et la maintenance des machines sont essentiels pour obtenir une qualité de produit constante et réduire les temps d'arrêt. En comprenant la composition du matériau, les traitements de surface, la conception de la vis et du cylindre, ainsi qu'en suivant des conseils pratiques pour la maintenance, le contrôle de la température et la manutention des matériaux, les fabricants peuvent optimiser les performances de leurs machines de moulage par injection et produire des produits en plastique de haute qualité.
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Cet article a été rédigé par les ingénieurs de BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen est un ingénieur et expert technique fort de 20 ans d'expérience en prototypage rapide et en fabrication de pièces métalliques et plastiques.
