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Les moules dinjection

Niveau : 2nde et/ou 1re Baccalaurat Professionnel Plasturgie

Date : 1er trimestre 2008

Dure : 6 heures

Intitul de la squence: Les moules dinjection

Condition : Classe entire

Salle : Salle de cours

Ressources : Ordinateur portable, Vidoprojecteur et accs Internet

Pr-requis : Les outils latelier

Savoirs associs : Aucun

Evaluation : Evaluation en fin de squence

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Les moules dinjection

SOMMAIRE

Introduction ......................................................................................................................... 3

Composition dun moule / Vue clate .............................................................................. 4

Terminologie des lments constituants loutillage ........................................................... 5

Fonction dun moule ........................................................................................................... 7

Alimentation ............................................................................................................ 9

Mise en forme ......................................................................................................... 16

Ejection .................................................................................................................... 21

Lexique ................................................................................................................................ 26

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Les moules dinjection

Introduction

En fonction du type de pice, du nombre dempreintes, de la position du point

dinjection, du type dinjection, des contre-dpouilles, nous aurons des outillages diffrents :

Moules

Standard

3 plaques

A dvissage

A tiroir

Ejections

Ejecteurs

Plaque dvtisseuse

Air comprim

Alimentations Avec dchets

Sans dchets

Intro, prsentation.MPG

Le dimensionnement de loutillage sera fonction de :

La forme de la pice Les dimensions de la pice La matire de la pice Les tolrances de la pice Des capacits de la machine Des cadences de production Du budget

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Composition dun moule dinjection

De faon simplifie

Un moule est compos de 2 parties bien distinctes :

Une partie mobile

Une partie fixe

Ces appellations sont faite en fonctions de leurs utilisations sur une presse injecter.

La partie fixe, ou se situe la buse moule, ne se dplace pas. Elle va tre en contacte avec le

ponton lors de chaque cycle. La partie mobile, ou se situe ljection, va subir un dplacement

en translation, do leurs nominations.

La zone marque de rouge est appel plan de joint (pdj). Cest toute la surface o les 2

parties cites prcdemment sont en contact.

Partie Fixe

PF

Partie Mobile

PM

Plan de joint

pdj

Ponton Ejection

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Vue clate

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Terminologie des lments constituants loutillage

19 Rainure de bridage

18 Circuit de rgulation thermique

17 Logement empreinte ct jection

16 Logement empreinte ct injection

15 Raccord rapide de circuit deau

14 Arrache-carotte

13 Ejecteur

12 Ejecteur de rappel

11 Colonne de guidage

10 Bague de guidage

9 Plaque porte jecteurs

8 Rondelle de centrage

7 Buse moule

6 Contre plaque djection

5 Plaque arrire ct jection

4 Tasseau

3 Plaque porte empreinte ct jection

2 Plaque porte empreinte ct injection

1 Plaque arrire ct injection

Repre Dsignation

Batterie djection

Guidage moule

Organes, Fonctions.MPG

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La buse moule : permet le passage de la matire du fourreau vers lempreinte

La rondelle de centrage : Permet le centrage du moule sur les plateaux de la machine

(presse), dans le but de centrer la buse moule la buse machine.

Plaque arrire ct injection : Permet de fix la rondelle de centrage, la buse moule et les

bagues de guidage, ainsi que le bridage.

Bague de guidage : Permet le guidage des colonnes de guidages

Plaque porte empreinte ct injection : Permet la fixation de la bague de guidage, contient

le circuit de rgulation de temprature.

Colonnes de guidage : Permet de guider la partie mobile PM sur la partie fixe PF pour aligner

parfaitement lempreinte

Plaque porte empreinte ct jection : Permet la fixation des colonnes de guidage, contient

le circuit de rgulation

Ejecteur de rappel : Permet la remise zro de la batterie djection, dans le cas dune

jection non-attel.

Ejecteurs : Permet djecter la pice quand le moule est ouvert

Extracteur de carotte (arrache-carotte) : Permet lextraction de la carotte, ainsi lors de

louverture, la moule ne reste pas bloqu dans la PF.

Tasseaux djection : Permet dobtenir une course optimum de la batterie djection.

Plaque arrire ct jection : Permet le blocage en translation de la batterie djection,

permet le bridage du moule sur le plateau mobile, permet galement la fixation des

tasseaux.

Batterie djection : Permet la translation des arraches carottes, remise zro et jecteurs.

Est compos de la plaque porte jecteurs et de la contre plaque djection.

Vis de fixations : Permet de fixer la plaque arrire ct injection sur la plaque porte

empreinte ct injection

Rainures de bridage : Permet le passage de la bride

Raccord rapide du circuit deau : Permet un raccord rapide du circuit deau

Circuit de rgulation thermique : permet de rguler le moule avec de leau.

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Les fonctions dun moule

Il existe 4 grandes fonctions pour un moule dinjection :

La fonction alimentation dun moule doit permettre un acheminement de la matire

plastifie, du cylindre de plastification (fourreau) vers lempreinte se trouvant dans

loutillage. Le remplissage de lempreinte doit se faire rapidement et le plus

uniformment possible.

La fonction mise en forme doit permettre dobtenir une pice conforme au cahier

des charges mais surtout une pice qui soit dmoulable sans problme.

La fonction rgulation dun moule doit permettre une solidification, uniforme et

dirige, de la matire injecte dans lempreinte et les canaux.

La ncessit de cette fonction sexplique pour lobtention dune certaine structure

plus ou moins cristalline de la matire et pour la recherches de cadences de

production leves.

Elle sera ralise par la circulation dun fluide rfrigrant dans les lments

dempreintes. Nous nallons pas dtailler la fonction rgulation la suite du cours,

car cest un cours tudier en classe de Brevet Technicien Suprieur.

La fonction jection doit permettre dextraire la ou les pices de lempreinte, ainsi

que les lments qui assurent lalimentation de / des pices (carottes, canaux)

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Fonction Alimentation

Fonction Mise en Forme

Fonction Ejection

Fonction Rgulation

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La fonction Alimentation

Elle est compose de :

la carotte, la buse le canal principal les canaux secondaires les seuils

Pour dfinir correctement lalimentation dune empreinte, nous devrons, pour

chacun des lments composant la fonction alimentation tenir compte de :

Matire : Caractristiques (retrait, viscosit)

Paramtres de transformation

Canaux : Nombres de canaux

Longueur dcoulement

Formes et sections

Buse : Type de moulage retenu (avec ou sans dchets)

Type de buse, dimensionnement (conicit, longueur, dentre)

Seuils : Nombres et emplacement

Forme et section

Empreinte : Volume de matire injecter

Tps de refroidissement

Caractristiques de la pice

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Les types de seuil dinjection

Dfinition :

Le seuil dinjection est le point o la matire pntre dans lempreinte du moule.

Seuil en masse ou direct

Utilis pour les matires visqueuses

A : Trs bon remplissage

Bonne stabilit dimensionnelle de la pice

I : Opration de reprise pour enlever la carotte

Trace non esthtique sur la pice

Seuil annulaire Utilis pour la ralisation de pice cylindrique ayant

des noyaux

A : Remplissage uniforme de lempreinte

I : Opration de reprise pour enlever la carotte

Dchets importants

Seuil conique ou en ventail Utilis pour les pices de rvolution symtrique

avec noyau

A : Permet un coulement quilibr de la

matire autour du noyau

Peut permettre un dgrappage automatique

I : Dchets

Opration de reprise

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Seuil capillaire Utilis avec un moule canaux chauds (sans carotte) ou un

moule 3 plaques

A : Dmoulage automatique et faible trace sur la pice

I : Uniquement pour les matires fluide

Cot du moule lev

Seuil en nappe Utilis pour des pices plates de grande dimension devant prsenter un faible voilage

A : Bonne qualit dimensionnelle

I : Opration de reprise Esthtisme

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Seuil sous-marin

Utilis pour les petites pices et dans un but de

dgrappage automatique

A : Dgrappage automatique

I : Uniquement pour les pices simples car

grosse perte de pression

Seuil tunnel courbe

Utilis pour les pices minces daspect

A : Dgrappage automatique

I : Usinage coteux

Ne convient pas toutes les matires

Plan de joint

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Recommandations pour un positionnement optimum du seuil

Toujours chercher positionner le point d'injection dans la zone prsentant la plus

grande paisseur de paroi.

Ne jamais positionner le seuil prs de zones soumises de fortes contraintes.

Pour les pices longues, le seuil sera si possible positionn longitudinalement, de

prfrence une position transversale ou centrale, notamment dans le cas de rsines

renforces.

Si le moule possde deux cavits ou plus, les pices et leurs points d'injection seront

disposs de faon symtrique par rapport la carotte.

Pour les pices comportant des charnires intgres, le seuil sera positionn de telle

sorte que la ligne de soudure soit loigne de la charnire. Les interruptions

d'coulement prs des charnires doivent tre vites tout prix.

Pour des pices tubulaires, le fondu devra d'abord remplir la circonfrence annulaire

une extrmit, puis la longueur du tube proprement dit. Cette procdure permettra

d'viter l'asymtrie du profil de l'coulement frontal.

Les surfaces apparentes ne devant prsenter aucun dfaut visuel (comme par exemple

des marques de rfrence) pourront tre moules partir d'un point d'injection situ sur

leur face infrieure, en utilisant une alimentation par seuil sous-marins.

Positionner le point d'injection de faon viter autant que possible les interruptions de

l'coulement frontal (pices complexes, moules empreintes multiples de formes

diffrentes, etc.), mme brves, durant le remplissage.

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Disposition des empreintes dans un moule dinjection

Cest un des aspects les plus importants de la conception des moules empreintes multiples,

les rgles lmentaires respecter sont :

Grouper les empreintes dans un cercle ayant pour centre la carotte Le remplissage des empreintes doit tre simultanes et tempratures identiques Les canaux dalimentation seront toujours les plus courts possibles Prvoir suffisamment de place entre les empreintes pour la rgulation ainsi que

ljection

Lpaisseur des parois entre les diffrentes empreintes doit tre suffisante pour viter les dformations dues la pression dans lempreinte

Un systme dalimentation quilibr permet dviter :

Des contraintes internes excessives Un retrait irrgulier Des carts de tolrance importants

Un dmoulage difficile Une dformation du produit

A viter

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Fonction Mise en Forme

Cette fonction dfinie les formes de lempreinte pour obtenir une pice conforme au

cahier des charges fonctionnels mais surtout une pice qui soit dmoulable sans problme.

Notion de dpouilles et contre-dpouille

Forme non dpouille :

Le dmoulage est difficile, voir impossible car

il y a un frottement important entre les

formes moulantes de lempreinte (poinon) et

la matire solidifie. Ces frottements sont dus

essentiellement au retrait de la matire lors

de son refroidissement dans lempreinte.

Forme dpouille

Mettre des angles de dpouilles facilite le

dmoulage de lempreinte. En gnral les

angles de dpouille intrieure sont plus

importants que les angles de dpouilles

extrieure (retrait)

: angle de dpouille extrieure

: angle de dpouille intrieure

Forme en contre-dpouille

Cest une surface formante empchant un

dmoulage dans une direction

perpendiculaire au plan de joint.

Lors de la conception dune pice on vitera

au maximum les surfaces en contre-dpouille

car elles entrainent un moule plus couteux et

plus complexes

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Le plan de joint

Il est matrialis par un plan tangent commun la partie fixe et la partie mobile de

loutillage. Il peut tre dcal en fonction de loutillage (tiroirs, poinon). Dans certains

outillages on peut en avoir plusieurs (moules 3 plaques)

Position du plan de joint

Le plan de joint est tributaire de la gomtrie de la pice, parfois impos par un petit dtail

de forme (arrondi, chanfrein)

Remarque : pour un plan de joint dcal, il faut faire attention aux approches tangentielles

lors de la fermeture de loutillage. Elles engendrent des frottements, des usures, des fuites

de matires plastiques, des bavures. Il est prfrable si possible les approches obliques.

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Les lignes de joint

Les lignes de joints sont des marques sur la pice dmoule qui rsultent du

contact de diffrents lments de loutillage participant au morcellage de lempreinte. Il

existe 3 types de lignes de joints :

o Les extrieures o Les intrieures o Les auxiliaires

La ligne de joint extrieure ou externe :

On appelle ligne de joint extrieure la trace que le plan de joint de loutillage laisse sur les

pices. Elle rsulte du contacte entre la partie mobile et la partie fixe de loutillage.

Elle sera toujours une ligne dite ferme . Plus loutillage sera soign et de qualit, moins

la ligne de joint sera visible.

La ligne de joint intrieure ou interne :

On appelle ligne de joint interne la trace que laisse les lments de formes moulantes tels

que les broches, les poinons et les noyaux.

Lorsque ces derniers viennent en contact avec la partie oppose du moule (fermeture)

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La ligne de joint auxiliaire :

On appelle ligne de joint auxiliaire la trace laisse par les lments moulants tels que les

tiroirs et les cales pentes.

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Eventation des empreintes

Lors de linjection, la matire plastique prend la place de lair dans lempreinte. Dans

la majorit des cas, cet change doit se faire dans un temps trs court. Des orifices placs

correctement permettront cette vacuation rapide de lair.

En gnral, ces vents sont placs sur le plan de joint de loutillage, autour des broches

djection, des noyaux, des lments rapports. En fonction de la forme de la pice, de

lemplacement du point dinjection et de lcoulement de la matire dans lempreinte, les

vents seront positionns diffremment.

Une ventation mal conue, lors dune injection rapide, provoque une compression dair

considrable lintrieur de lempreinte. Cette augmentation de pression peut conduire :

Un retardement du remplissage de lempreinte Une pression prmature sur le polymre Des brlures de polymre (effet diesel)

Leffet diesel : cest une auto-inflammation de lair ou de gaz monomre nayant pas russi

schapper du moule, provoquant sur les pices des traces noires (matire carbonise). Elles

se trouvent en gnral :

Proche des lignes de soudures Dans les alvoles borgnes Sur le bords des pices

Voici les 2 types dventations les plus couramment utiliss :

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Fonction Ejection

Fait partie du dispositif djection, tous lments de loutillage qui permettent

dextraire la ou les pices en matire plastique de lempreinte, ainsi que les lments qui

assurent lextraction des dchets (carottes, canaux)

Les jecteurs

Leurs formes :

Circulaire autant que possible (facilit dusinage)

A lame si lappui se trouve sur un rebord ou lextrmit dune nervure

Tubulaire si nous sommes en prsence dune forme circulaire creuse dmouler

Le nombre :

Le plus grands nombres possibles afin dassurer une extraction sans problme

Le minimum afin de rduire les cots de loutillage

Le positionnement :

Sur des surfaces non visibles et non fonctionnelles

A proximit des endroits ou lempreinte est profonde (nervure, bossage, rebord)

A proximit immdiate des contre-dpouilles ou des surfaces ayant des dpouilles faibles

Proche des seuils sous-marins

Le guidage

Un guidage long est prconis, soit environ 3 4 fois le diamtre de ljecteur

La longueur :

Chaque jecteur est ajust individuellement par rapport la surface de lempreinte

La course :

Elle sera au minimum gale la profondeur maxi de lempreinte dmouler ou de la

longueur du noyau

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Scurit :

Afin dviter toute dtrioration de loutillage, il est impratif qu la fermeture du

moule le dispositif djection soit rentr. Les systmes permettant le retour de la batterie

djection sont :

o Les ressorts o Les vrins o Les jecteurs de remise zro o Les capteurs

Choix du dispositif djection : En fonction de la forme de la pice, du nombre de pices, des spcifications du cahier des

charges pice, on choisira un type djection diffrent :

Ejecteur cylindrique ou tubulaire Ejecteurs lames Plaque dvtisseuse Soupape djection Ejection combin (associ 2 ou 3 systmes) Ejecteur annulaire

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Exemples sous forme de dessin technique (colorier le systme djection ainsi

que la moule)

Moule jecteurs cylindriques Types de pices obtenues :

Simples avec bonne dpouille Non esthtique

Moule soupapes djection Types de pices obtenues :

Pice daspect Dpouilles faibles Pices profondes parois fines

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Moule jecteurs tubulaires Types de pices obtenues :

Alsage intrieur pour faible diamtre

Moule jecteurs annulaire Types de pices obtenues :

Pas de trce sur les pices Pices de rvolution Mise en forme du fond de la pice

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Moule jection combine Types de pices obtenues :

Pice de clipsage Lgre contre-dpouille