Explication détaillée du processus de moulage par injection pour PP, PE, PVC, PS et ABS
Le moulage par injection est un procédé de base largement utilisé dans l'industrie de la plasturgie. En raison des différences de propriétés chimiques et physiques, différents types de plastiques sont utilisés.
nécessitent des procédés de moulage par injection, des réglages de paramètres et des points opérationnels clés distincts. Cet article se concentrera sur cinq plastiques courants : le polypropylène (PP),
polyéthylène (PE), polychlorure de vinyle (PVC), polystyrène (PS) et ABS, fournissant une analyse détaillée des principaux détails techniques du processus de moulage par injection
pour fournir une référence pour la production industrielle.
Le polypropylène, souvent appelé « PP », est également connu sous le nom de « colle incassable » en raison de son excellente résistance à la rupture. Ce thermoplastique translucide et semi-cristallin
Le matériau offre des avantages tels qu'une résistance élevée, une excellente isolation, une faible absorption d'eau, une cristallinité élevée, une température de déformation thermique élevée et une faible densité.
Les charges couramment utilisées dans les procédés de modification comprennent la fibre de verre, les charges minérales et le caoutchouc thermoplastique. La fluidité du PP varie considérablement selon
sur son application, avec le débit du PP couramment utilisé se situant entre celui de l'ABS et du PC. Lors du moulage par injection, le PP pur est intrinsèquement ivoire translucide
blanc, mais peut être teint pour produire une variété de couleurs. Les machines de moulage par injection standard nécessitent une teinture par mélange maître, tandis que les machines équipées de systèmes indépendants
Les éléments plastifiants (avec des capacités de mélange améliorées) peuvent utiliser des poudres de couleur. Les produits PP destinés à une utilisation en extérieur nécessitent généralement l'ajout d'UV.
stabilisants et charges de noir de carbone. La proportion de matériaux recyclés ajoutés doit être strictement contrôlée à 15 %. Dépasser ce ratio peut entraîner une réduction
Résistance du produit, décomposition et décoloration. Cependant, le PP ne nécessite généralement pas de séchage particulier avant le moulage par injection.
En termes de sélection d'équipements de moulage par injection, la transformation du PP ne requiert pas d'exigences particulières. Cependant, en raison de sa cristallinité élevée, une machine informatisée
Une presse à injecter à commande multi-étages et à haute pression d'injection est nécessaire. La force de serrage est généralement calculée à 3 800 t/m², et la pression d'injection
Le volume peut être contrôlé entre 20 % et 85 %. La conception du moule et de la porte est tout aussi critique. La température du moule doit être réglée entre 50 et 90 °C. Pièces nécessitant
une précision dimensionnelle élevée doit utiliser une température de moule plus élevée et la température du cœur doit être au moins 5 °C inférieure à la température de la cavité.
Le diamètre recommandé du canal est de 4 à 7 mm. Les portes à broches doivent avoir une longueur de 1 à 1,5 mm et un diamètre minimum de 0,7 mm. Les portes de bord doivent être aussi courtes que
possible (environ 0,7 mm), avec une profondeur égale à la moitié de l'épaisseur de la paroi de la pièce et une largeur égale au double de l'épaisseur de la paroi. Cela devrait augmenter progressivement avec la
La longueur de l'écoulement de la matière fondue dans la cavité du moule doit être respectée. De plus, le moule doit présenter de bonnes propriétés de ventilation, avec des trous d'aération d'une profondeur comprise entre 0,025 mm et 0,038 mm.
et 1,5 mm d'épaisseur. Pour éviter les marques de retrait, des seuils larges et arrondis et des glissières circulaires sont nécessaires. L'épaisseur des nervures doit être contrôlée à 50-60 % de la paroi de la pièce.
épaisseur. Il convient de noter que les pièces en PP homopolymère ne doivent pas dépasser 3 mm d'épaisseur (sinon, des bulles risquent de se former). Le PP copolymère doit être
utilisé pour les pièces à parois épaisses. En ce qui concerne le contrôle de la température de fusion, le PP a un point de fusion de 160-175 °C et une température de décomposition de 350 °C. Cependant, le
La température de moulage par injection ne doit pas dépasser 275 °C, et une température de fusion de 240 °C est idéale. La vitesse d'injection doit être choisie en fonction des conditions réelles.
conditions. L'injection à grande vitesse est préférée pour réduire les contraintes internes et la déformation, mais elle ne convient pas à certaines qualités de PP et à certains moules (éventuellement
entraînant des bulles et des traces d'air). Si des stries claires et foncées s'étendant de la porte apparaissent sur la surface du motif gravé, une vitesse d'injection plus faible et
Il est recommandé d'augmenter la température du moule. La contre-pression de fusion est généralement fixée à 5 bars, mais peut être augmentée de manière appropriée lors de l'utilisation de pigments.
matériaux. Des pressions plus élevées sont nécessaires pour les étapes d'injection et de maintien, avec des pressions d'injection allant de 1 500 à 1 800 bars et des pressions de maintien
environ 80 % de la pression d'injection. La pression de maintien est généralement commutée à 95 % de la course d'injection complète et maintenue pendant une période plus longue. Après
moulage, le produit doit être immergé dans de l'eau chaude pour éviter le rétrécissement et la déformation causés par la post-cristallisation.
Le polyéthylène (PE), un matériau cristallin, a une hygroscopicité extrêmement faible, avec une teneur en humidité de moins de 0,01%. Par conséquent, le séchage pré-mouillant n'est pas requis. Les chaînes moléculaires de l'EP sont très flexibles, avec de faibles forces interbondées, entraînant une faible viscosité de fusion et une excellente fluidité. Cela permet la production de pièces à parois minces et longues sans nécessiter une pression excessive pendant le moulage. Cependant, PE présente un large éventail de retraits, avec des valeurs de retrait significatives et un comportement directionnel prononcé. Le LDPE se rétrécit d'environ 1,22%, tandis que le HDPE diminue d'environ 1,5%, ce qui le rend sensible à la déformation et à la déformation. Par conséquent, les conditions de refroidissement des moisissures influencent considérablement le rétrécissement, assurant un refroidissement uniforme et stable. L'EP a une forte capacité de cristallisation et la température du moule influence considérablement la cristallinité de la partie moulée. Des températures de moisissures plus élevées lentent le refroidissement par la fusion, entraînant une cristallinité et une résistance plus élevées. Bien que PE ait un point de fusion faible, sa capacité thermique spécifique élevée consomme une chaleur considérable pendant la plastification, nécessitant une puissance de chauffage élevée dans l'unité de plastification pour améliorer l'efficacité de la production. L'EP a également une plage de température de ramollissement étroite, ce qui rend la fusion sensible à l'oxydation. Pendant le traitement, l'oxygène doit être évité pour empêcher la dégradation de la qualité de la partie moulée. Les pièces PE sont douces et faciles à démollir. Si la pièce a des rainures latérales peu profondes, un démollante puissante peut être utilisée. De plus, la fonte PE présente des propriétés non newtoniennes minimales, la viscosité étant peu affectée par la vitesse et la température de cisaillement. Cependant, la fusion se refroidit lentement, nécessitant un refroidissement suffisant. Par conséquent, le moule nécessite un système de refroidissement supérieur. L'alimentation directe peut augmenter le stress, conduisant à un retrait inégal et à une déformation directionnelle accrue, nécessitant des paramètres de port d'alimentation appropriés. L'EP a une large plage de température de moulage et de petites fluctuations de température pendant le débit n'ont aucun impact sur le moulage par injection. L'EP présente également une excellente stabilité thermique, ne présentant aucune décomposition significative inférieure à 300 ° C, ce qui n'affecte pas la qualité des pièces. En ce qui concerne les paramètres de processus spécifiques, la température du canon doit être réglée en fonction de la densité PE, du débit de fusion, du type de machine de moulage par injection et de la forme de la pièce. Étant donné que l'EP est un polymère cristallin, ses cristaux absorbent la chaleur pendant la fusion. Par conséquent, la température du canon doit être à 10 ° C au-dessus de son point de fusion. Pour le LDPE, la température du canon doit être contrôlée entre 140 ° C et 200 ° C, et pour le HDPE, 220 ° C. La température doit être maintenue à l'arrière du canon à son minimum et à l'avant à son maximum. En ce qui concerne la température du moule, le LDPE doit être maintenu entre 30 ° C et 45 ° C, tandis que le HDPE doit être augmenté de 10 ° C à 20 ° C. En ce qui concerne la pression d'injection, étant donné l'excellente fluidité de l'EP, une pression plus faible (généralement 50-100 MPa) doit être utilisée, à l'exception des pièces minces à parois minces. Pour les pièces simples à parois épaisses, la pression d'injection peut être encore réduite, tandis que pour les pièces complexes à parois minces, la pression doit être augmentée.
Le chlorure de polyvinyle (PVC) est largement utilisé dans une variété d'applications, y compris les tuyaux d'approvisionnement en eau, la plomberie des ménages, le revêtement de maison, les enveloppes commerciales de machines, l'emballage électronique des produits, l'équipement médical et l'emballage alimentaire. En tant que matériau amorphe, le PVC est souvent traité avec des additifs tels que les stabilisateurs, les lubrifiants, le traitement des aides, les colorants et les stabilisateurs d'impact. Il présente des propriétés telles que la non-frappe, la haute résistance, une excellente résistance aux intempéries et la stabilité géométrique. Il résiste aux oxydants, réduisant les agents et acides forts, mais est facilement corrodé par des acides oxydants concentrés tels que l'acide sulfurique concentré et l'acide nitrique, et ne convient pas au contact avec des hydrocarbures aromatiques ou des hydrocarbures chlorés. Dans le moulage par injection, la température de fusion du PVC est un paramètre de processus critique. Les paramètres inappropriés peuvent facilement conduire à une décomposition des matériaux, et ses propriétés d'écoulement sont médiocres, ce qui entraîne une plage de traitement étroite. Le PVC à haut poids moléculaire est plus difficile à traiter (nécessitant l'ajout de lubrifiants pour améliorer la fluidité). Par conséquent, l'industrie utilise principalement le PVC de poids moléculaire faible, qui présente également un retrait extrêmement faible, généralement de 0,2 à 0,6%. Les conditions de processus de moulage par injection spécifiques sont les suivantes: le séchage n'est généralement pas nécessaire; La température de fusion doit être contrôlée entre 185 ° C et 205 ° C et la température du moule entre 20 ° C et 50 ° C; La pression d'injection peut atteindre un maximum de 1500 bar, avec une pression de maintien maximale de 1000 bar; La vitesse d'injection doit être modérée pour éviter la dégradation des matériaux; Tous les types de portes conventionnels peuvent être utilisés pour la conception des coureurs et des portes. Pour les petites pièces, des portes identifiées ou submergées (diamètre minimum 1 mm) sont recommandées, tandis que les portes du ventilateur (épaisseur minimum 1 mm) sont recommandées pour des pièces plus épaisses.
Les applications du polystyrène (PS) comprennent l'emballage de produits, les articles ménagers (tels que la vaisselle et les plateaux) et les applications électriques (telles que les conteneurs transparents,
diffuseurs de lumière et films isolants). La plupart des PS commerciaux sur le marché sont des matériaux amorphes transparents avec une excellente stabilité géométrique, une stabilité thermique,
transparence optique et isolation électrique. Il présente également une hygroscopicité minimale et résiste à l'eau et aux acides inorganiques dilués. Cependant, il est corrodé par
acides oxydants forts tels que l'acide sulfurique concentré, et peut gonfler et se déformer dans certains solvants organiques. Son retrait typique est de 0,4 à 0,7 %. Pour le moulage par injection,
S'il est stocké correctement, le PS ne nécessite généralement pas de séchage. Si un séchage est nécessaire, un séchage à 80 °C pendant 2 à 3 heures est recommandé. La plage de température de fusion est
180-280 °C, la limite supérieure pour le PS ignifuge étant de 250 °C. La température du moule doit être réglée entre 40 et 50 °C. La pression d'injection doit être
La pression d'injection est contrôlée entre 200 et 600 bars, et une vitesse d'injection rapide est recommandée. Tous les modèles de canaux et de vannes conventionnels peuvent être utilisés. Le plastique ABS est largement utilisé dans
automobiles (instruments, compartiments à outils, enjoliveurs et boîtiers de rétroviseurs), réfrigérateurs, outils à haute résistance (sèche-cheveux, mixeurs, robots culinaires et
tondeuses à gazon), boîtiers de téléphone, claviers de machines à écrire et véhicules récréatifs (voiturettes de golf et jet-skis). Il s'agit d'un copolymère d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène,
chacun avec des propriétés distinctes : l'acrylonitrile confère une résistance élevée, une stabilité thermique et une stabilité chimique, le butadiène offre une ténacité et une résistance aux chocs, et
Le styrène assure une mise en œuvre aisée, une finition soignée et une résistance élevée. Morphologiquement, l'ABS est un matériau amorphe, le copolymère ternaire formant un biphasé.
Structure : une phase continue de styrène-acrylonitrile et une phase dispersée de caoutchouc polybutadiène. Les propriétés de l'ABS sont principalement déterminées par le rapport de ses trois
monomères et sa structure moléculaire biphasique, qui permet une grande flexibilité dans la conception des produits. Par conséquent, plus d'une centaine de grades d'ABS différents sont disponibles.
sur le marché, offrant diverses propriétés allant d'une résistance aux chocs moyenne à élevée, d'une brillance faible à élevée et de caractéristiques de distorsion à haute température variables.
L'ABS présente également une aptitude au traitement exceptionnelle, un excellent aspect, un faible fluage, une stabilité dimensionnelle supérieure et une résistance élevée aux chocs. Concernant le moulage par injection,
L'ABS est hygroscopique et doit être séché avant traitement. Un séchage à 80-90°C pendant au moins deux heures est recommandé pour garantir une teneur en humidité inférieure à 0,1%.
La plage de température de fusion est de 210 à 280 °C, 245 °C étant recommandé. La température du moule doit être comprise entre 25 et 70 °C (la température du moule affecte la brillance de la pièce ; une température inférieure à 245 °C est recommandée).
Les températures élevées entraînent une brillance plus faible. La pression d'injection doit être maintenue entre 500 et 1 000 bars et les vitesses d'injection doivent être modérées à élevées.
