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TECHNIQUE DE MOULAGE PAR INJECTION JAZIRI Mohamed 32 MOULAGE PAR INJECTION A) R

TECHNIQUE DE MOULAGE PAR INJECTION JAZIRI Mohamed 32 MOULAGE PAR INJECTION A) REGLES EMPIRIQUES DE CONSTRUCTION D'UN MOULE : I) Canaux de buse : Pour un moule à deux plateaux, MENGES propose une carotte répondant aux critères illustrés sur la figure1. Fig. 1- Schéma de carotte d'injection par MENGES. - D = S max + 1,5 mm - Conicité 4° maximum. Si V est la quantité de matière à injecter en cm3 et v la vitesse d'injection, le diamètre d d'entrée du canal de carotte exprimé en mm peut s'évaluer d'après : 2 1 t . v 0,78 V d         = où t est le temps de remplissage. En pratique, le produit v.t est une constante pour un matériau donné. PS PA66 PMMA Ac cellulose v.t 2,5 5 2,1 2,25 D'autre part la section du pied de carotte doit être au moins égale à la somme des sections des seuils, et la vitesse moyenne au niveau de la buse d'environ 100 cm/s. La longueur du canal de carotte est fonction de l'épaisseur des plaques. DELORME propose le rapport : 5 < d carotte longueur < 9 TECHNIQUE DE MOULAGE PAR INJECTION JAZIRI Mohamed 33 Le même auteur propose pour le calcul de d : 2 1 K V 0,52 d       = où K est une constante dépendant de la matière. PS PVC plast CA PMMA PA66 K 1 0,9 0,9 0,85 2 Exemple : V = 100 cm3.PS Selon MENGES mm 7,16 2,5 0,78 100 d 2 1 =         ⋅ = Selon DELORME mm 7,21 1 100 52 d 2 1 =       ⋅ = II) Canaux d'alimentation : Bien qu'idéalement la section circulaire (qui offre la surface maximale pour un périmètre minimal) soit la meilleure, on a recours pour des raisons de facilité d'exécution à des canaux dont les sections sont semi-circulaires, trapézoïdales ou en forme de U (fig.2). MENGES suggère la géométrie trapézoïdale décrite en fig.3 avec la relation l = 1,25 h et le canal trapézoïdal amélioré (4) ou d1 = 0,7 d2 et h = 2/3 d2. Pour le calcul des dimensions (diamètre et longueur) des canaux, on peut se reporter au tableau I du à DUBOIS. MATERIAU Ф des canaux en mm ABS, SAN POM CA Acrylique Acrylique choc Butyrate Pa PC PE PP PPO Polysulfone PS PVC 4,75 à 09,54 3,15 à 00,54 4,7 à 11,1 7,9 à 09,5 7,9 à 12,7 4,75 à 09,5 1,6 à 09,5 4,75 à 09,5 1,6 à 09,5 4,7 à 09,5 6,35 à 09,5 6,3 à 09,5 3,15 à 09,05 3,15 à 09,52 Tableau 1 – diamètre des canaux en fonction de la matière TECHNIQUE DE MOULAGE PAR INJECTION JAZIRI Mohamed 34 Fig.2 Fig. 2 a – Différentes géométries des canaux d'alimentation avec de gauche à droite section demi- circulaire, trapézoïdale, trapézoïdale modifiée. Fig. 2 b – Section trapézoïdale de canal d'alimentation proposée par Menges (au milieu). Fig. 2 c – Section trapézoïdale dite "améliorée" (en bas). Selon PYE, le diamètre du canal d'alimentation s'exprime par : 8 L m d c = dc = diamètre du canal en inches (25,4 mm) m = masse de la pièce en onces (1 oz = 31 g) L = longueur du canal en inches III) Seuil d'injection Il n'existe pas de règles régissant leur géométrie. Néanmoins les seuils sont de forme rectangulaire ou circulaire selon les possibilités d'usinage. Pour les seuils rectangulaires, la hauteur h est déterminée par la formule : h = n e h = hauteur du seuil en mm e = épaisseur de la paroi en mm (au droit du seuil) n = constante du matériau TECHNIQUE DE MOULAGE PAR INJECTION JAZIRI Mohamed 35 PS PE POM PC PP CA PMMA PA PVCrig n 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,9 Le calcul de la largeur l s'effectue selon la formule 30 S n l = l : largeur en inches ; S : surface de l cavité exprimée en inches2. Pour ce qui concerne la longueur Ls du seuil, PYE propose : 2 1 h Ls + = Pour les seuils circulaires, PYE fait intervenir l'épaisseur de la paroi de la pièce, face au seuil, pour le calcul du diamètre: 4 5 e n d = d = diamètre du seuil ; n = constante du matériau ; S = surface de la cavité e = épaisseur de paroi au droit du seuil MOURGUE propose une autre formule faisant intervenir la masse de matière m à fournir en g. cte L m S e s = Ss = section du seuil en mm2 ; e = longueur du seuil en mm L = longueur du canal c'alimentation (mm) Mengès propose des surfaces de seuils égales au 10 1 de la surface des canaux et une largeur égale à trois fois la longueur de l'attaque. La formule la plus simple est en fait celle de DELORME avec S = 0,3 P S section du seuil en mm2 et P poids de la pièce en g Pour les polyamides, DUPONT admet les types et dimensions figurant au tableau (2). Epaisseur des parois dans laquelle on injecte Type de point d'injection Dimensions du point d'injection (mm) 0,25 Rect. 0,25. 1,5 0,5 Rect. 0,5. 15 0,75 Cylin. Φ 0,75 1,5 Cylin. Φ 0,75 3 Cylin. Φ 1,5 6 Cylin. Φ 1,5 à 3 12 Cylin. Φ 3 à 4,5 Tableau 2 – Nature et dimensions des points d'injection TECHNIQUE DE MOULAGE PAR INJECTION JAZIRI Mohamed 36 Conclusion : Devant la multiplicité des règles empiriques existantes, l'emploi des programmes de simulation est entrain de se généraliser. Ceci afin de réduire au maximum les temps de conception et de réalisation des moules d'injection. B) FONCTION REFROIDISSEMENT DES MOULES D'INJECTION : Le temps de refroidissement correspond à la partie du cycle la plus longue (≥ 50%).Dans le soucis d'améliorer les cadences, la prévision du temps nécessaire au refroidissement d'une pièce est donc primordiale. Il y a deux modes de transfert de chaleur : - de la matière plastique vers le moule - du moule vers le système caloporteur. I) Echanges entre la matière et le moule : Il existe essentiellement deux méthodes approchées pour évaluer le temps de refroidissement d'une pièce. La première est due à MOURGUE et la seconde découle de la résolution de l'équation de la chaleur. 1) Première méthode : On considère une plaque mince ( 10 E S 〉 ). Si l'on admet que le gradient de température est constant dans l'épaisseur, la quantité de chaleur transférée est égale à : t ∆θ k e' S 2 Q = 2S = surface d'échange k = coefficient de conductibilité thermique t = temps de refroidissement or Q = M c ∆θ c = capacité calorifique m = ρ V = 2 ρ S e' TECHNIQUE DE MOULAGE PAR INJECTION JAZIRI Mohamed 37 et a e' k c ρ e' t 2 2 = = avec a : diffusivité thermique (1) Cette relation très simple constitue une bonne approximation dans le cas des pièces minces. Sinon, on définit l'indice d'EULITZ ω de la pièce : refroidi volume ement refroidis de totale surface ω e' 1 s = = 2 ω a 1 t = 2) Deuxième méthode : S'il n'y a que des échanges de chaleur par conduction ∆T k Dt DT c ρ Dt Du = = Soit ∆T K grad V t T c ρ =       + ∂ ∂ → → 0 V = → . Dans le cas où les flux de chaleur ne se propagent que dans la direction oy. 2 2 y T a t T ∂ ∂ = ∂ ∂ Si l'on admet que la diffusivité thermique est constante et que le remplissage du moule se fait de façon isotherme, CARSLAW et JAEGER proposent une solution sous la forme d'une série convergente : ( ) ( ) ( ) ∑ ∞ =               +         + − + − = − 0 i 2 2 2 P M e y π 1 2i cos e t a π 1 2i exp 1 2i 1 T T π 4 Tp T(y) Avec : TP = température de paroi du moule TM = température matière (constante pendant le remplissage) A y = 0, T(y) = TC (température à coeur) Si on se limite au premier terme de la série, laquelle converge très vite, la solution approchée est alors :        − = − − 2 2 P M P C e t a π exp π 4 T T T T TECHNIQUE DE MOULAGE PAR INJECTION JAZIRI Mohamed 38 Si on introduit une température moyenne de démoulage D T définie par la fig.1. ( ) dy uploads/Litterature/ moulageparinjection4pdf-140127134247-phpapp02.pdf