Parmi les nombreux thermoplastiques industriels, le PVC (chlorure de polyvinyle) a gagné les faveurs de nombreux fabricants en raison de sa large gamme d'applications, de ses excellentes performances et de sa faible consommation. coût de moulage par injection. Des tuyaux et équipements médicaux aux câbles et panneaux muraux de construction, le PVC est omniprésent.
Pour répondre à la vaste demande du marché en produits PVC, les fabricants recherchent continuellement des méthodes de production plus raffinées et plus efficaces. L'une de ces méthodes est le moulage par injection de PVC, une technique qui consiste à contrôler avec précision la température et la pression pour injecter du matériau PVC dans des moules, produisant ainsi des pièces de différentes formes et tailles. Ce processus exploite pleinement les propriétés non hygroscopiques et résistantes aux produits chimiques du PVC, ce qui donne lieu à des produits qui non seulement présentent d'excellentes performances, mais offrent également une rentabilité élevée.
Si vous envisagez d'appliquer la technologie de moulage par injection de PVC à votre prochain projet, continuez votre lecture pour en savoir plus sur le moulage par injection de PVC.
Qu'est-ce que le PVC?
Le PVC, ou polychlorure de vinyle, est un polymère formé par polymérisation de monomères de chlorure de vinyle (VCM) via un mécanisme de polymérisation radicalaire, sous l'action d'initiateurs spécifiques (tels que les peroxydes et les composés azoïques) ou de conditions extérieures (telles que la lumière et la chaleur). ). En raison de ses excellentes performances et de sa large gamme d’applications, le PVC est devenu le troisième polymère plastique synthétique le plus produit au monde.
La commercialisation du PVC a commencé au XXe siècle, avec la première production à grande échelle réalisée par l'entreprise américaine de pneumatiques BF Goodrich. Le PVC existe sous deux formes principales : rigide et flexible. Le PVC rigide peut être subdivisé en qualités non plastifiées (PVC-U) et modifiées (PVC-M).
Le PVC rigide moulé par injection est largement utilisé dans les domaines de la construction, de l'industrie et dans d'autres domaines en raison de sa haute densité, de son excellente rigidité, de ses propriétés ignifuges et de sa résistance exceptionnelle aux chocs. Par exemple, dans l’industrie de la construction, le PVC rigide est couramment utilisé pour fabriquer des composants tels que des portes, des fenêtres, des tuyaux et des carters de machines.
Comparé au PVC rigide, le PVC flexible moulé par injection est connu pour sa flexibilité et sa personnalisation. En ajoutant différents types et quantités de plastifiants, la douceur et l’élasticité du PVC flexible peuvent être contrôlées avec précision. Ce matériau trouve de nombreuses applications dans les secteurs médical, automobile et du jardinage.
Propriétés des plastiques PVC
Le PVC est un polymère en poudre blanc amorphe avec une température de transition vitreuse allant de 77 à 90°C et commence à se décomposer vers 170°C, démontrant une instabilité à la lumière et à la chaleur. Lorsqu'il est exposé à des températures élevées supérieures à 100°C ou à un ensoleillement prolongé, le PVC se décompose et libère du chlorure d'hydrogène, ce qui accélère encore le processus de décomposition, entraînant des changements de couleur et une diminution rapide des propriétés physiques et mécaniques.
Malgré sa résistance à la traction et sa résistance thermique relativement faibles, la polyvalence du PVC et ses autres excellentes propriétés en font un choix idéal pour le moulage par injection. Le PVC présente une résistance élevée aux chocs, est facile à mouler et possède une rigidité relativement faible et une bonne résistance chimique. Ces caractéristiques font du PVC un matériau économique, recyclable et respectueux de l’environnement.
Le tableau suivant contient les propriétés physiques, mécaniques, électriques, de traitement, optiques et thermiques typiques du PVC moulé par injection.
| Propriétés physiques | Densité | 1.16 - 1.65 g / cc |
| La taille des particules | 63.0 - 250 μm | |
| Grosor | 3000 à 12000 microns | |
| Flux de fusion | 3.50 – 54.0 g/10 minutes | |
| Propriétés mécaniques | Dureté | 100 – 111 |
| Résistance à la traction, ultime | 14.3 à 55.2 MPa | |
| Allongement à la rupture | 2.00 -% 330 | |
| Module d'élasticité | 1.82 – 7.03 GPa | |
| Module de flexion | 0.220 – 6.43 GPa | |
| Propriétés électriques | Résistivité électrique | 2.00e+14 – 1.00e+16 ohm-cm |
| Constante diélectrique | 2.98 – 8.00 | |
| Propriétés optiques | Degré de brillance | 5.00 -% 60.0 |
| Brume | 4.00 -% 8.00 | |
| Propriétés de traitement | Température de fusion | 177 - 216 ° C |
| Température de traitement | 150 - 221 ° C | |
| Température de la buse | 180 - 185 ° C | |
| Propriétés thermiques | Température de déflexion | 41.1 - 88.9 ° C |
| Température de fragilité | -28.0 à 15.0 ° C | |
| Point de ramollissement Vicat | 51.0 - 98.9 ° C |
Tableau 1: Propriétés du PVC
Le PVC peut-il être moulé par injection ?
Oui, le PVC peut être moulé par injection. En tant que thermoplastique, le PVC possède d'excellentes capacités de transformation. Pendant moulage par injection, le matériau PVC est fondu à haute température puis injecté dans des moules pour produire les produits en plastique souhaités après refroidissement. Cette méthode convient à la fabrication de produits en plastique de différentes formes et tailles complexes.
Dans le moulage par injection de PVC, le séchage n'est généralement pas nécessaire, la température de fusion étant comprise entre 185 et 205 °C et les températures du moule entre 20 et 50 °C. De plus, si la température n'est pas correctement contrôlée pendant le processus de chauffage, le PVC peut se dégrader et libérer des gaz nocifs, ce qui rend un contrôle précis de la température essentiel dans le moulage par injection de PVC.
Le PVC est un matériau très demandé et BOYI possède des connaissances et une expérience approfondies dans le moulage par injection de PVC. BOYI peut fournir des solutions de moulage par injection de PVC personnalisées adaptées aux exigences des clients, les aidant à réaliser divers projets de moulage par injection de PVC.
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Avantages du moulage par injection de PVC
Ce qui suit donne un bon aperçu des principaux avantages du moulage par injection de PVC.
Rentable
Le PVC (chlorure de polyvinyle) a des coûts de production relativement faibles, ce qui le rend plus économique que les plastiques spéciaux et les mélanges de polymères. Son utilisation généralisée a donné lieu à une chaîne d'approvisionnement bien développée, la rendant facilement accessible avec de faibles quantités minimales de commande (MOQ), ce qui est particulièrement avantageux pour les petites et moyennes entreprises.
Résistance chimique
Le PVC présente une excellente stabilité chimique, résistant à la corrosion causée par de nombreux acides, bases, sels, graisses et alcools. Bien qu'il ait une mauvaise tolérance aux acides forts concentrés à des températures supérieures à 60°C, le PVC conserve ses performances et son aspect dans divers environnements chimiques.
Isolateur électrique
Le PVC possède une rigidité diélectrique élevée, ce qui signifie qu’il peut résister à des tensions élevées sans claquage diélectrique. Associé à ses propriétés ignifuges et imperméables, le PVC est un matériau isolant essentiel dans les équipements électriques et électroniques, utilisé dans des applications telles que les boîtiers d'équipements et les gaines de câbles.
Bonne aptitude au traitement
Le PVC présente d'excellentes propriétés d'écoulement et de remplissage lors du moulage par injection, remplissant facilement des cavités de moules complexes pour produire des produits complexes et de haute précision. Son faible taux de retrait permet de maintenir la stabilité dimensionnelle, garantissant ainsi une qualité constante du produit.
Respectueux de l'environnement et recyclable
Le PVC est recyclable et, s'il est traité correctement, il peut être réutilisé pour fabriquer de nouveaux produits, réduisant ainsi l'impact environnemental. Cependant, il est important de manipuler et de recycler le PVC avec soin afin d'atténuer les rejets de substances nocives, ce qui nécessite des mesures environnementales appropriées.
L'attrait esthétique
Le PVC peut être modifié avec des pigments et des additifs pour changer sa couleur et son apparence, le rendant ainsi adapté à diverses applications et exigences de conception. Les pièces moulées par injection en PVC ont des surfaces lisses et faciles à nettoyer, conservant leur attrait esthétique dans le temps.
Durabilité et résistance
Les pièces moulées par injection en PVC ont généralement une durabilité et une résistance élevées, résistant à l'usure quotidienne. En ajustant la formulation et les conditions de traitement, les propriétés physiques des pièces moulées par injection en PVC, telles que la dureté et la ténacité, peuvent être encore optimisées pour répondre aux besoins spécifiques des applications.
Inconvénient du moulage par injection de PVC
Bien que le PVC présente de nombreux avantages, il présente également certains inconvénients à prendre en compte.
Mauvaise stabilité thermique
Le PVC se dégrade facilement à haute température. Lorsqu’ils sont chauffés, les atomes de chlore instables du PVC commencent à se détacher, produisant des substances nocives comme le chlorure d’hydrogène (HCl). Pour améliorer la stabilité thermique du PVC, des stabilisants thermiques tels que des sels de plomb basiques et des savons métalliques sont généralement ajoutés pendant le traitement.
Température de distorsion thermique faible
La température de déformation thermique du PVC est relativement basse, généralement comprise entre 55°C et 85°C, selon sa formulation et ses conditions de transformation. Cela signifie que les produits en PVC peuvent facilement se déformer à haute température, ce qui affecte leurs performances.
Perte de force
Le PVC souple subit une diminution de ses propriétés avec le temps ou lorsqu'il est exposé à des conditions défavorables telles que les rayons UV et les températures élevées. Bien que le PVC rigide ait une meilleure résistance aux UV, il peut également se dégrader lorsqu’il est exposé au soleil pendant de longues périodes.
Coûts initiaux élevés
Le moulage par injection de PVC nécessite des coûts initiaux importants pour la fabrication de moules personnalisés. Les coûts des moisissures peuvent varier de 1,500 100,000 $ à plus de XNUMX XNUMX $. Toutefois, ces coûts peuvent être amortis sur la production d’un grand nombre de pièces. Si des volumes élevés de pièces identiques sont attendus, le moulage par injection de PVC peut constituer une méthode de production rentable.
BOYI propose des moules en aluminium et en acier pour le traitement. Les moules en acier ont une longue durée de vie, peuvent être réutilisés plusieurs fois et, dans certains cas, peuvent être réparés. Pour plus d’informations, veuillez lire cet article sur les différences entre les moules en aluminium et en acier : Moules en aluminium ou en acier.
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Applications du moulage par injection de PVC
Le PVC (polychlorure de vinyle) est un matériau largement utilisé avec des applications couvrant plusieurs industries.
- Composants d'étanchéité
- Pièces de garniture de siège
- Tableau de bord
- Bouchons de bouteilles de boissons et de nourriture
- Bobines de fil (ou tambours de fil)
- Tuyaux et raccords en PVC
- Profilés de fenêtres en PVC
- Tubes médicaux
- Boîtier de télécommande TV
- Tuyaux d'évacuation
Processus de moulage par injection de PVC
Le processus de moulage par injection de PVC est une procédure précise et exigeante. Le PVC, en tant que thermoplastique, peut se décomposer et produire des substances nocives s'il est surchauffé ou soumis à un cisaillement excessif. Pour obtenir des produits moulés par injection de PVC de haute qualité, voici un guide complet du processus de moulage par injection de PVC.
Conception de moules et de portes
Pour optimiser le cycle de moulage, la conception de la porte doit être aussi courte que possible avec une section circulaire. Il est recommandé d'utiliser une buse conique d'un diamètre de 6 mm et d'un angle interne de 5 degrés, équipée d'un puits à bouchon froid pour empêcher la matière mal fondue de pénétrer dans la cavité. L'angle de dépouille du moule doit être compris entre 0.5° et 1° pour garantir une ventilation adéquate du moule. Les tailles d'évent courantes sont de 0.03 à 0.05 mm de profondeur et 6 mm de largeur, soit un dégagement de 0.03 à 0.05 mm autour de chaque broche d'éjection. Le moule doit être en acier inoxydable ou chromé dur pour plus de durabilité.
Séchage du PVC
Le PVC doit être séché avant le moulage par injection pour éliminer toute trace d'humidité. Il est recommandé de sécher à 75-90°C pendant 1.5 à 2.5 heures pour minimiser l'impact de l'humidité sur la qualité du produit.
Rapport longueur/diamètre de la vis (L/D)
Le rapport L/D est le rapport entre la longueur de la vis et son diamètre extérieur ou diamètre nominal. Généralement, un rapport L/D de vis de 20 : 1 est optimal, avec un taux de compression compris entre 1 : 1.6 et 1 : 1.2, pour obtenir un bon écoulement de la matière fondue et une bonne qualité de produit.
Coussin à vis
Le coussin de PVC restant entre la pointe de la vis et le cylindre une fois la cavité du moule entièrement remplie doit être ajusté en fonction du modèle de la machine de moulage par injection et des exigences du produit moulé par injection, généralement dans la plage de 2 à 3 mm.
Contre-pression
La contre-pression est un paramètre clé dans le moulage par injection de PVC pour contrôler la qualité du PVC fondu et éviter la surchauffe et la décomposition. Il doit être contrôlé autour de 1MPa. Une contre-pression excessive génère une force de cisaillement trop importante, entraînant une surchauffe et une décomposition du PVC. Un contrôle de contre-pression en plusieurs étapes doit être utilisé pendant la plastification afin de minimiser le risque de force de cisaillement et de décomposition thermique.
Vitesse de vis
La vitesse de la vis doit être ajustée en fonction du diamètre de la vis et des performances de la machine de moulage par injection. Pour les vis d'un diamètre inférieur à 60 mm, la vitesse doit être de 50 à 70 tr/min ; pour les vis d'un diamètre supérieur à 70 mm, la vitesse doit être contrôlée à 20-50 tr/min.
Température du baril
La température du fût est un facteur critique affectant l’écoulement de la masse fondue de PVC et la qualité du produit. Il est recommandé de régler les températures de la zone d'alimentation, de la zone arrière, de la zone centrale et de la zone avant à 30-60°C, 160-180°C, 150-170°C et 140-160°C respectivement. Ces températures sont données à titre indicatif uniquement et doivent être ajustées en fonction des conditions réelles de la machine et des matériaux, dépassant éventuellement la plage recommandée.
Température du moule
La température du moule doit être ajustée en fonction de la taille, de la forme et des exigences de performance du produit. Il est recommandé de régler la température de l'eau entre 70 et 100 °F, la température du côté de l'éjecteur étant inférieure de 10 à 20 °F.
Vitesse d'injection
La vitesse d'injection doit être lente pour éviter la dégradation du PVC, puis augmentée pour une production à grande échelle. Lors de la production de produits à parois épaisses extrêmement lisses avec de l'UPVC, une vitesse d'injection à plusieurs étages doit être utilisée. Si des stries marron clair rayonnent depuis la porte, cela indique que la vitesse d'injection est trop rapide.
Pression d'injection
La pression d'injection dépend de la taille, de la forme et de la taille de l'ouverture du produit. Il est généralement recommandé de régler la pression d'injection entre 80 et 120 MPa (800 et 1200 XNUMX bars).
fermeture
En raison de la faible stabilité thermique du PVC, le processus d’arrêt est crucial. Avant l'arrêt, le fût doit être soigneusement nettoyé pour empêcher les résidus de PVC de se décomposer à haute température. D'autres thermoplastiques présentant une stabilité thermique élevée et aucune réaction indésirable avec le PVC, tels que le PMMA, le PP, le LDPE ou le GPPS, peuvent être utilisés pour le nettoyage. Ne mélangez pas de matériaux comme le POM et l'UPVC dans le même fût, car cela pourrait provoquer des réactions chimiques qui endommageraient la machine.
En suivant ce guide du processus de moulage par injection de PVC, vous serez en mesure de produire des produits moulés par injection de PVC de haute qualité qui répondent aux spécifications. Cependant, les paramètres et réglages spécifiques peuvent varier en fonction de la machine, du matériau et du produit, les ajustements doivent donc être effectués en fonction des conditions réelles.
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QFP
Le PVC (polychlorure de vinyle) est facile à former dans des conditions appropriées, mais il nécessite une température, une pression et une conception de moule correctes pour garantir un moulage réussi.
Trois inconvénients du polychlorure de vinyle (PVC), le PVC souffre d'une mauvaise stabilité thermique, ce qui le rend sujet à la déformation à haute température. Au fil du temps, les plastifiants migrent, affectant ses propriétés. De plus, le PVC flexible a une résistance chimique inférieure à celle du PVC rigide.
Guide du catalogue : Guide de moulage par injection
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.
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