Calcul des paramètres de réglage de la presse d'injection : force de verrouillage, volume injectable, course de dosage et temps de refroidissement

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La rechercher des conditions d’injection optimale permet d’augmenter la cadence de production et vérifier la capabilité de la presse d’injection utilisée, tout en gardant une masse minimale du produit fini tout en préservant une qualité acceptable des articles produits. Le bon choix des paramètres de réglage de la presse d'injection est un facteur clés du succès de la transformation des matières plastique.

De nombreux outils d’optimisation liés au procédé peuvent être envisagés comme le plan d’expérience où les paramètres (Course début maintien, pression de maintien, temps de maintien, contre pression) sont pris en considération. Cet outil a servi pour modéliser le procédé d’injection des caisses.

La connaissance des paramètres optimisés permet de prédire la capabilité de la presse d’injection utilisée et d’optimiser la production au sein de l’unité d’injection.





Dans ce qui suit, vous trouverez le calcul nécessaire pour déterminer les paramètres de réglages d'une presse d'injection plastique. Le calcul doit obligatoirement être basé sur un cas concret de pièce ou de presse. La connaissance de la disposition des pièces moulées dans la grappe, doivent être définie à l'avance. Ce calcul peut être utile pour le régleur de la presse d'injection ainsi pour le concepteur de moule.

Calcul de force de verrouillage FV [Tonne] :

On a





FV=1,1 x PM x SF

avec

PM : pression matière [Bar]

SF : surface frontale projetée de la grappe (la moulée) [cm²]

Exemple de calcul :

Soient par exemple   

PM = 500 bar et SF =   328 cm²

Alors :

FV = 1,1*500*328     =     180 400 daN     =     1 804,00 kN     ≈     180,4 T

Calcul du volume injectable

 Volume injectable = Volume de moulée (cm²) / coefficient de correction

Le coefficient = 0,70  (pour la matière semi-cristaline) et 0,85 pour la matière amorphe  

 

 

 

 Volume moulée= Masse moulée (g) / Masse volumique de la matière (g/cm³)

Avec :  masse moulée = masse pièce + masse carotte

Exemple de calcul

Soient une pièce de masse = 95 g et de Masse de Carotte = 23g

donc la masse moulée = 95 + 23 = 118 g

Soit pour le Polypropylène, la masse volumique est de = 0,9 g/cm³

Volume moulé = 118/0,9 = 131,11 cm³ 

Donc :        Volume injectable = 131,11/0,70    =      187,3 cm³

Calcul de la course de dosage sur la presse

La course de dosage  =  volume injectable / section de la vis

Avec : section de la vis = π . Øvis2 / 4

Exemple de calcul

Pour diamètre de la vis = 25 mm, on aura 3,14*25²/4 = 3,14*625/4 mm² = 490.6 mm² soit donc 4.906 cm²

D’où : course de dosage   =       187,300/4,906       =       38,177         ≈     38 cm

Il faut que la section et le volume soient avec le même multiple d'unité (cm² et cm 3 ou mm² et mm3 ...)

 

 

 

Calcul du temps de refroidissement

Le calcul d’un temps de refroidissement s’effectue de la manière suivante :

tr=[e²/ (π².αeff)] . Ln [(8/π² ) x [(Tm-Tmo)/ (Te-Tmo)] ]  

Avec :

  • tr    temps de refroidissement [s]
  • e    épaisseur de paroi [m]    
  • α eff   coefficient de diffusion thermique [10-8 m2 s-1 ]
  • Tm   température de la matière [°C]
  • Tmo    température moyenne de la paroi du moule [°C]
  • (Valeur moyenne de la température Minimale et maximale au cours d’un Cycle par injection) 
  • Te   température moyenne de démoulage [°C]

Exemple de calcul :

Soient  : αeff =7 10-8 m2 s-1 ,Tm=235 °C, Tmo=45 °C , Te=68 °C, e=3.10-3 m (3mm)

D’ou tr = 24.79 s

Et pour une première évaluation, on pourra s’appuyer sur les équations suivantes en ne tenant compte que de l’épaisseur et en se basant sur les températures moyennes de la matière, de la paroi du moule et démoulage.

PC

Tr=2,17 x s²

PA6, PBPT, PE-LD

Tr=2,64 x s²

ABS, PS, SAN, PA6.6

Tr=2,82 x s²

PE-HD, PMMA

Tr=3 x s²

PP

Tr=3,67 x s²

POM

Tr=4,18 x s²

                      Tr : temps de refroidissement en sec.   s : épaisseur de paroi en mm

Par exemple, pour la matière de la pièce est polypropylène alors Tr = 3,67*3² ≈ 33 s

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