Comment réduire le temps de refroidissement dans le moulage par injection ?

La réduction du temps de refroidissement est cruciale pour les opérations de moulage par injection. L'étape du refroidissement représente souvent la majeure partie de la durée totale du cycle. L'optimisation du refroidissement peut donc entraîner d'importants gains de productivité.

Dans ce guide complet, je vous apprendrai plusieurs techniques pour réduire vos temps de refroidissement en tant que professionnel. fabricant de moulage par injection de matières plastiques. À la fin, vous saurez exactement comment améliorer l'efficacité du refroidissement dans votre processus de moulage par injection.

L'importance du temps de refroidissement dans le moulage par injection

Le processus de refroidissement est le moment où le plastique fondu se solidifie pour prendre sa forme finale dans la cavité du moule. Un temps de refroidissement suffisant permet au matériau de durcir complètement avant d'être éjecté.

Le temps de refroidissement a donc un impact :

Qualité des pièces

Un refroidissement inadéquat peut entraîner des problèmes tels que le gauchissement, le rétrécissement et l'affaissement. Un refroidissement adéquat minimise les contraintes internes, ce qui permet d'obtenir des pièces aux dimensions exactes.

Durée du cycle

Le refroidissement pouvant représenter plus de 80% du temps de cycle total, la réduction du temps de refroidissement accélère directement la production.

Coûts de production

Des cycles plus courts signifient un rendement horaire plus élevé. Cela permet de réduire les coûts par pièce grâce aux économies d'échelle.

Il est clair que l'optimisation du temps de refroidissement est vitale pour un moulage par injection rentable. Examinons maintenant quelques techniques permettant de réduire les temps de refroidissement.

Comment réduire le temps de refroidissement dans le moulage par injection ?

Voici les principales méthodes utilisées par les principaux mouleurs pour améliorer l'efficacité du refroidissement :

1. Optimiser les canaux de refroidissement

Les canaux de refroidissement font circuler un fluide pour extraire la chaleur du moule et du plastique en cours de solidification.

La conception stratégique des canaux de refroidissement peut améliorer considérablement les taux de refroidissement. Voici comment :

• Placer les canaux près de la cavité pour minimiser la distance de transfert de chaleur par conduction. Cela permet un refroidissement plus rapide et plus uniforme.
• Utilisez des canaux conformes qui suivent la géométrie de la pièce plutôt que des canaux droits. Les dispositions conformes offrent un meilleur contact de surface pour l'évacuation de la chaleur.
• Incorporer plus de canaux près des sections épaisses et autour des caractéristiques critiques qui nécessitent un refroidissement supplémentaire.

Avec des canaux de refroidissement optimisés, vous pouvez réduire les temps de refroidissement de 30% ou plus.

2. Choisir des matériaux de refroidissement plus rapides

Le choix des matériaux a un impact significatif sur le comportement du refroidissement. Quelques lignes directrices générales pour la sélection des matériaux en vue d'un refroidissement plus rapide :

• Privilégier les plastiques à forte conductivité thermique comme PBT ou POM pour améliorer le transfert de chaleur.
• Envisager des matériaux chargés de verre ou de minéraux pour améliorer la conductivité thermique par rapport aux variantes non chargées.
• Pour les sections très fines, les matériaux amorphes refroidissent souvent plus rapidement que les matériaux semi-cristallins qui nécessitent un temps de cristallisation supplémentaire.

3. Utiliser des techniques de refroidissement rapide

Le refroidissement rapide consiste à extraire la chaleur de manière agressive pour réduire le temps de refroidissement. Les approches possibles sont les suivantes :

• Des jets d'eau à haute pression dirigés vers la surface de la cavité du moule.
• Des souffles d'air ou des tubes vortex pour créer un flux d'air turbulent et à haut transfert sur les surfaces des moules.
• Conduites d'eau en contact direct avec les turbulences pour un transfert de chaleur maximal.

Les techniques de refroidissement rapide peuvent réduire les temps de refroidissement de 50% ou plus par rapport aux méthodes conventionnelles.

4. Chauffer la surface du moule avant l'injection

Le préchauffage de la surface de la cavité du moule juste avant l'injection réduit la différence de température initiale entre le plastique et le moule.

Ce delta-T plus faible permet au plastique adjacent aux parois du moule de se solidifier plus rapidement. Les gains de temps de refroidissement qui en résultent dépendent de facteurs tels que le matériau, l'épaisseur des parois et les conditions de moulage.

5. Diminution de la température d'éjection

La pratique conventionnelle consiste à refroidir les pièces à une température inférieure à la température de déviation thermique du matériau avant l'éjection. Toutefois, un refroidissement de 5 à 10°C au-dessus de ce seuil peut suffire à maintenir la stabilité dimensionnelle dans certains cas.

Étant donné que les taux de refroidissement diminuent de manière exponentielle à mesure que la température baisse, une légère réduction de la température d'éjection cible peut raccourcir le temps de refroidissement. Toute réduction doit être validée pour éviter d'introduire des défauts dans les pièces.

6. Analyser et optimiser les paramètres du processus

Le réglage précis des paramètres du processus permet de réduire encore davantage le temps de refroidissement :

• Des températures de fusion plus basses entraînent un différentiel de température plus élevé, ce qui accélère le refroidissement. Mais il faut veiller à ce que les températures garantissent des propriétés d'écoulement adéquates.
• Des taux de remplissage plus rapides permettent de réduire la perte de chaleur lors de l'injection, ce qui réduit le temps de refroidissement ultérieur.
• Des pressions de maintien plus élevées compriment le plastique pour contrer la chute due au retrait, ce qui permet une ouverture plus rapide du moule.

La recherche de l'équilibre optimal des paramètres permet de maximiser l'efficacité du refroidissement.

Conclusion

J'espère que ce guide vous donnera plusieurs idées pour réduire les temps de refroidissement. En résumé, concentrez-vous sur

• Optimisation de l'agencement des canaux de refroidissement. Les conceptions conformes permettent d'importantes réductions de temps.
• Choisir des matériaux à refroidissement plus rapide lorsque c'est possible. Les plastiques à haute conductivité thermique contribuent à la dissipation de la chaleur.
• Tirer parti des méthodes de refroidissement rapide telles que les jets d'eau ou les tubes vortex.
• Analyse minutieuse des paramètres du processus afin de créer des conditions de refroidissement plus rapides.

En optimisant le refroidissement, vous pouvez réaliser des gains substantiels en termes de productivité et de qualité des pièces grâce à des temps de cycle plus courts.

Analysez donc votre processus de refroidissement actuel et mettez en œuvre certaines des techniques présentées ici. Vos opérations de moulage par injection deviendront ainsi plus rapides et plus efficaces.