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