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plastique Moulage par injection traitement thermodurcissable

plastique Moulage par injection traitement thermodurcissable
Thermodurcissablemoulage par injection plastiqueutilise une vis ou un piston pour faire passer le polymère à travers un baril chauffé (120-260 °F) pour réduire la viscosité, puis l’injecter dans un moule chauffé (300-450 °F). Une fois que le matériau est rempli avec le moule, il est maintenu en place. La réticulation chimique se produit à ce stade pour durcir le polymère. L’article dur (c’est-à-dire durci) peut être éjecté du moule pendant qu’il est chaud, et il ne peut pas être remodelé ou refondu.

L’appareil de moulage par injection dispose d’un dispositif de serrage à entraînement hydraulique pour fermer le moule et d’un dispositif d’injection pour transporter le matériau. La plupart des plastiques thermodurcissables sont utilisés sous forme de particules ou de flocons et peuvent être introduits dans une unité d’injection à vis par une trémie gravitaire. Lors du traitement d’un composé de moulage monolithique en polyester (BMC), il s’agit d’un « pain », qui utilise un piston d’alimentation pour presser le matériau dans la rainure du fil.

Les polymères traités à l’aide de ce procédé sont (en fonction de la quantité); plastiques phénoliques, monolithes de polyester, mélamine, époxy, urée-formaldéhyde, polymères d’ester vinylique et phtalate de diallyle (DAP).

La plupart des plastiques thermodurcissables contiennent de grandes quantités de charge (jusqu’à 70% en poids) pour réduire les coûts ou augmenter leurs propriétés de faible retrait, augmentant la résistance ou les propriétés spéciales. Les charges courantes comprennent la fibre de verre, la fibre minérale, l’argile, la fibre de bois et le noir de carbone. Ces charges peuvent être très abrasives et produire des viscosités élevées qui doivent être surmontées par l’équipement de traitement.

processus d’artisanat

Les thermoplastiques et les thermodurcissables réduiront la viscosité lorsqu’ils sont chauffés. Cependant, la viscosité des plastiques thermodurcissables augmente avec le temps et la température en raison de l’apparition de réactions de réticulation chimiques. Le résultat combiné de ces effets est que la viscosité présente une courbe en forme de U avec le temps et la température. L’opération de remplissage du moule dans la région de viscosité la plus faible est le but du moulage par injection thermodurcissable, car la pression requise pour former le matériau dans la forme du moule est la plus faible à ce stade. Cela aide également à minimiser les dommages aux fibres dans le polymère.

Le processus de moulage par injection utilise une vis pour faire circuler le matériau à travers le baril chauffé, qui circule sous forme d’eau ou d’huile dans une enveloppe autour du baril. La vis peut être conçue pour chaque type de matériau, avec une légère compression pour éliminer l’air et chauffer le matériau pour obtenir une faible viscosité. La plupart des matériaux thermodurcissables s’écoulent assez bien ici.

L’opération d’entrée du matériau dans le moule consiste à arrêter la rotation de la vis et à pousser hydrauliquement la vis vers l’avant à grande vitesse pour presser le matériau plastifié à faible viscosité dans le moule. Cet écoulement rapide nécessite de remplir la cavité en 0,5 seconde avec une pression de 193 MPa. L’écoulement à grande vitesse du matériau dès que la cavité de la membrane est remplie crée une plus grande chaleur de frottement pour accélérer la réaction chimique.

Une fois la cavité remplie, la pression d’injection chutera à une pression de maintien de 34,5 à 68,9 MPa. Cette pression de maintien est maintenue sur le matériau pendant 5 à 10 secondes, puis la pression est relâchée, puis l’étape de plastification du cycle suivant commence.

Ce matériau est maintenu dans un moule chaud jusqu’à ce qu’il durcisse, puis le dispositif de serrage du moule est ouvert pour éjecter le produit. Le produit peut être légèrement non durci et un peu mou lorsqu’il est éjecté, et le durcissement final est effectué en utilisant la chaleur retenue dans l’article dans les 1 minute ou 2 minutes après le retrait. Le cycle de production complet d’un article thermodurcissable est de 10 à 120 secondes, en fonction de l’épaisseur de l’article et du type de matière première.

De nombreuses techniques différentes et spécialisées ont été utilisées pour améliorer la qualité et la reproductibilité du produit. Étant donné que certains polymères thermodurcissables génèrent du gaz lors du chauffage, il y a souvent une opération de dégonflage après le remplissage partiel du moule. Dans cette étape, le moule est légèrement ouvert pour permettre au gaz de s’échapper, puis s’arrête rapidement et le matériau restant est réinjecté.

Moulage par injectionoffre une plus grande résistance, un meilleur contrôle dimensionnel et une amélioration de l’état de surface (apparence) grâce à l’utilisation d’un moule avec une cavité membranaire télescopique et un noyau de membrane. Il peut être allumé 1/8 - l / 2 po, puis pressé rapidement, comme si le moule était fermé.

Le composé de moulage intégral en fibre de verre, en charge et en résine insaturée de polyester peut être équipé d’un équipement spécial supplémentaire sur la machine pour compléter le moulage par injection. Un chargeur à piston est fixé au canon pour forcer l’alimentation, qui peut ensuite être utilisé de deux manières différentes. Une vis à piston conventionnelle qui pousse le matériau vers l’avant lors du mélange et du chauffage. Cela nécessite une vanne d’arrêt à l’extrémité de la vis. Empêchez le matériau de refluer vers les filetages de vis car la viscosité du matériau est très faible. Une autre façon est d’utiliser un piston ou un piston pour presser le matériau dans la cavité du moule. Le piston est souvent utilisé pour les matériaux contenant plus de 22% du poids de la fibre de verre, car ces dommages à la fibre sont faibles et une résistance plus élevée peut être obtenue. .

Un autre procédé qui a été utilisé pour la première fois dans la formation de plastiques thermodurcissables est le moulage par compression et le moulage par transfert. Par rapport à eux, les avantages et les inconvénients du moulage par injection (moulage par injection) sont les suivants:

La méthode de moulage par injection est supérieure à la méthode de moulage par compression en ce sens qu’elle a un cycle de moulage plus rapide (2 à 3 fois) automatisation du processus; moins de changements de produits; réduction des coûts de main-d’œuvre; et une plus grande capacité de production.

Les inconvénients de la méthode de moulage par injection par rapport à la méthode de moulage par compression sont: un équipement et un investissement en moule plus élevés; la méthode de moulage par compression peut obtenir une plus grande résistance du produit et une meilleure finition de surface.

Les avantages du moulage sous pression se situent généralement entre le moulage par injection et le moulage par compression.

Équipement

Les facteurs importants dans le choix de l’équipement pour le moulage par injection de plastiques thermodurcissables comprennent: la capacité du dispositif de serrage et la capacité de moulage par injection; système de contrôle et température du baril.

Pression de fermeture en tonnes du dispositif de serrage, le choix doit être basé sur la détermination du produit et le chemin d’écoulement pour projeter la zone de moulage. Le tonnage requis peut être de 1,5 à 5 t/in2, selon la complexité de l’article moulé et les matières premières utilisées. La taille de l’équipement est comprise entre 30 et 3 000 tonnes, et l’équipement le plus courant est compris entre 100 et 600 tonnes. L’épaisseur de la plaque d’acier et la rigidité de la machine sont de la plus haute importance. La déformation de flexion est causée le moins possible pendant l’injection, ce qui rend l’élimination du flash difficile.

La capacité d’injection de la machine doit être analysée en fonction de la pression d’injection maximale requise pour remplir le moule et du volume du matériau dans la cavité et le système de courroie. La pression d’injection requise est de 96,5 MPa requis pour les moulages monolithiques en polyester à 207 MPa requis pour certains plastiques phénoliques spécialisés. La capacité d’injection d’une machine est souvent marquée par un volume théorique (la surface de l’injection de vis ou de piston multipliée par sa course).

En général, la capacité de l’équipement est déterminée par 85% du volume du produit qui peut être produit par l’équipement. Lorsque l’équipement est marqué par une capacité de production de polystyrène, la différence de densité entre le thermodurcissable et le thermodurcissable doit être prise en compte lors de la détermination de la capacité de production du poids de la pièce.

Le système de contrôle populaire actuel est contrôlé par ordinateur et la vitesse d’injection et la charge du dispositif de serrage peuvent être sélectionnées. Procédures de processus, noyaux latéraux pour se déplacer dans le moule, cycle de service de l’éjecteur et contrôle des températures du baril et du moule. La méthode de réglage et d’enregistrement de l’alimentation séquentielle d’un moule spécifique et d’une matière première spécifique est extrêmement précieuse. Parce qu’il y a beaucoup de variables dans le processus.

La température du baril est contrôlée par de l’eau chaude qui coule à travers la gaine du baril revêtu. Le contrôle de la température du moule se fait le plus souvent avec des radiateurs enfichables, mais il peut également être fait avec de la vapeur ou de l’huile chaude en circulation.

Les températures de moule hautement contrôlables sont les plus importantes pour obtenir un produit uniforme.

Les options d’équipement courantes comprennent: chargeur pour le composé de moulage intégré, système de moule à changement rapide, cylindre de stockage de fluide hydraulique pour injection rapide, noyau latéral pour le glissement du moule, système hydraulique, système de ramassage robotique et un dispositif à jet d’air (en supprimant le flash généré pendant chaque cycle de moulage).

En raison de la faible viscosité du polymère, il s’écoule dans la ligne de séparation pour former un film mince. Par conséquent, le plastique thermodurcissable fini doit souvent être coupé pour éliminer le flash. L’élimination par flash des articles moulés est souvent réalisée en roulant les articles ou en les faisant passer à travers un dispositif dans lequel des particules de plastique à grande vitesse éliminent la couche de flash fragile.

Application

Les principaux marchés pour les matériaux thermodurcissables produits par moulage par injection comprennent:

Industrie automobile: composants du moteur, réflecteurs de phares et freins.

Industrie électrique: disjoncteurs, boîtiers d’interrupteurs et enrouleurs.

Appareils ménagers: planche de four à pain, base de cafetière, commutateur moteur, boîtier de moteur et boîtier de manutention des déchets.

Autres: boîtier d’outil électrique, boîtier de lampe, débitmètre de gaz et vaisselle.

Informations techniques commerciales

Phénolique américainmoulage par injection plastiquela production a fait des progrès significatifs au cours des cinq dernières années, environ 55 % des produits en plastique phénolique moulé étant fabriqués par moulage par injection. Les composés de moulage monolithique en polyester représentent environ 35% de leurs applications par moulage par injection.

Afin d’obtenir des produits uniformes de haute qualité, il est actuellement nécessaire d’augmenter la précision du contrôle de l’équipement et du fonctionnement de la machine. Le prix de la machine est de 500-1000 dollars américains par tonne en fonction de la capacité du dispositif de serrage, en fonction de la taille et de l’équipement auxiliaire. Par exemple, une unité de serrage de 200 tonnes avec une capacité d’injection de 30 pouces3 coûte environ 190 000 $.

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