Les lignes de soudure, également connues sous le nom de lignes de tricotage, sont un défaut courant du moulage par injection qui peut affecter l'apparence et les performances des pièces plastiques moulées. Dans ce guide complet, en tant que fabricant de moulage par injection de matières plastiquesDans ce numéro, nous aborderons tout ce que vous devez savoir sur les lignes de soudure, y compris leurs causes, la manière de les prévenir et de minimiser leur impact.
Qu'est-ce qu'une ligne de soudure ?
Les lignes de soudure dans le moulage par injection se produisent lorsque deux fronts d'écoulement du plastique en fusion convergent mais ne se mélangent pas complètement dans la cavité du moule. Il en résulte une ligne visible, une décoloration ou une dépression superficielle à l'endroit où les deux fronts se rencontrent.
Le terme technique pour ce phénomène est "soudure à froid" car le plastique commence à refroidir et à se solidifier avant que les deux faces ne fusionnent complètement. Il en résulte une liaison imparfaite qui crée un point faible dans la pièce.
Les lignes de soudure se forment fréquemment autour des trous, des coins, des inserts, des changements d'épaisseur de paroi et d'autres obstacles dans le moule. Lorsque le plastique s'écoule autour de ces objets, il se divise en plusieurs flux distincts qui se rejoignent de l'autre côté.
Quelles sont les causes de la formation des lignes de soudure ?
Les défauts de la ligne de soudure peuvent avoir plusieurs causes profondes :
Pression insuffisante - Si la pression d'injection est trop faible, les deux fronts d'écoulement en plastique n'auront pas assez de force pour se mélanger complètement.
Refroidissement prématuré - Le plastique fondu trop froid ne fusionne pas correctement lorsque les flux se reconnectent. Cela peut se produire si la vitesse d'injection est trop lente ou s'il y a une chute inattendue de la température.
Refroidissement inégal - Si un côté de l'obstacle se refroidit plus vite que l'autre, on se retrouve avec deux fronts à des températures différentes qui ne s'assemblent pas correctement.
Gaz piégé - L'air et les gaz émis par le plastique pendant l'injection peuvent être piégés au point de soudure, empêchant la fusion du matériau.
Contaminants - Des impuretés dans la résine plastique peuvent entraîner des irrégularités d'écoulement qui empêchent la fusion correcte des fronts.
Mauvaise ventilation - Une ventilation inadéquate entraîne l'emprisonnement des gaz le long de la ligne de soudure.
Remplissage déséquilibré - Des débits inégaux entre les sections du moule peuvent entraîner un refroidissement prématuré d'un côté de la soudure.
Comment les lignes de soudure affectent-elles les pièces ?
Dans la plupart des cas, les lignes de soudure sont purement esthétiques et n'ont pas d'incidence sur les performances. Cependant, dans certains cas, elles peuvent causer des faiblesses :
- Réduction de la résistance, de la durabilité et de la résistance aux chocs
- Créer des voies de fuite
- Introduction de points de concentration de contraintes
La gravité dépend de la largeur et de la profondeur de la ligne de soudure, de la qualité de l'enchevêtrement des chaînes de polymères à travers la limite, et de la présence ou non d'un endroit soumis à de fortes contraintes.
Les lignes de soudure profondes avec peu ou pas de liaison moléculaire sont les plus susceptibles d'affecter la fonction. Mais même les lignes peu profondes peuvent potentiellement provoquer des fissures dans certaines conditions.
Comment réduire les lignes de soudure dans le moulage par injection
Bien qu'il ne soit pas possible d'éviter complètement les lignes de soudure avec certains moules, voici des solutions pour minimiser les défauts :
Optimiser la conception des pièces
- Utiliser des épaisseurs de paroi uniformes dans la mesure du possible pour favoriser un écoulement régulier.
- Positionner les inserts nécessaires de manière à ce qu'ils s'intègrent dans le schéma d'écoulement.
- Envisager l'ajout d'un congé ou d'un rayon généreux aux jonctions de murs.
Améliorer la conception des moules
- Vérifier que la ventilation est suffisante dans les zones à problèmes. Agrandir les évents si nécessaire.
- Placer les vannes de manière à ce que le flux se poursuive après avoir convergé.
- Réduire les obstacles à l'écoulement, tels que les nervures ou les trous.
Ajuster les paramètres du processus
- Augmenter la vitesse et la pression d'injection.
- Augmenter légèrement les températures de la barrique et du moule.
- Prolonger le temps d'emballage pour augmenter la pression de la ligne de tricotage.
- Réduire au minimum l'utilisation d'agents de démoulage avec les silicones.
En prêtant attention à ces aspects, les mouleurs par injection peuvent réduire l'apparition de lignes de soudure et produire des pièces en plastique plus solides et plus belles. Des évents et des portes appropriés, des parois uniformes et des conditions de remplissage optimales font une grande différence. Quelques essais peuvent être nécessaires pour trouver le meilleur équilibre pour un moule donné.
Comment prévenir les lignes de soudure
Il est généralement impossible d'éliminer complètement les lignes de soudure sans supprimer les caractéristiques nécessaires du moule. Mais vous pouvez prendre des mesures pour minimiser leur apparition et leur gravité :
Optimiser la position de la porte - Placer les vannes de manière à ce que le plastique pénètre parallèlement aux obstructions et qu'il y ait suffisamment d'espace pour que les flux fusionnent en aval.
Dispositions pour les coureurs d'équilibre - Équilibrer les longueurs et les diamètres des flux de manière à ce que le plastique arrive simultanément des deux côtés de la ligne de soudure.
Augmentation de l'épaisseur de la paroi - Les matériaux supplémentaires ralentissent le refroidissement pour donner plus de temps aux fronts d'écoulement de se mélanger.
Ajout d'évents et de languettes de débordement - L'amélioration de la ventilation permet aux gaz de s'échapper plutôt que d'être piégés entre les flux.
Polissage des inserts de moule - Les surfaces plus lisses des inserts réduisent la friction et le réchauffement par cisaillement qui peuvent contribuer à un refroidissement inégal entre les fronts d'écoulement.
Utiliser des coureurs chauds - Les canaux chauds maintiennent le plastique en fusion pour un remplissage plus rapide, moins de variations de refroidissement et une meilleure fusion des fronts d'écoulement.
Optimiser les paramètres de traitement - Le réglage optimal de la température, de la pression, de la vitesse et de la durée permet d'équilibrer le débit et de réduire le refroidissement prématuré.
Comment résoudre les problèmes liés aux lignes de soudure existantes ?
Pour les pièces présentant déjà des défauts au niveau des lignes de soudure, voici quelques modifications à apporter au traitement :
Augmenter la vitesse d'injection - Un remplissage plus rapide réduit le temps de refroidissement et permet aux chaînes de polymères de s'entremêler plus facilement à travers les limites du flux. Mais n'augmentez pas la vitesse au point de provoquer d'autres problèmes d'écoulement de la fontaine, de jet ou de brûlure.
Augmenter les températures de fusion et de moulage - Le plastique plus chaud remplit la cavité plus rapidement et reste fondu plus longtemps, ce qui permet aux chaînes d'interdiffuser au niveau de la ligne de soudure pour une meilleure résistance. Il suffit de respecter les recommandations du fabricant de la résine.
Ajouter une contre-pression à la vis - Une contre-pression plus élevée produit un plastique fondu plus homogène pour un écoulement plus doux et plus régulier.
Force de serrage inférieure - Une force de serrage moindre permet d'obtenir des quantités minimes de "flash" qui permettent aux gaz de s'échapper librement des points de soudure.
Optimiser Pack & Hold - Un réglage minutieux de la pression, de la durée et du profilage de l'emballage peut améliorer la fusion au niveau des sites de soudure.
Minimiser l'apparence des lignes de soudure
Bien qu'elles soient souvent inévitables, il existe des méthodes pour réduire la visibilité des lignes de soudure :
Placement des barrières - Le fait de placer les vannes loin des surfaces sensibles du point de vue esthétique permet de déplacer les lignes de soudure vers des zones moins visibles.
Sélection des matériaux - Matériaux translucides comme le cristal polystyrène cachent naturellement les lignes de soudure mieux que les matériaux brillants. Vous pouvez également utiliser des qualités spéciales améliorant l'écoulement du moule.
Coloriage - Les couleurs sombres de la résine dissimulent mieux les lignes de soudure que les couleurs claires.
Décoration - La peinture, l'impression, la texturation ou l'ajout d'étiquettes/logos peuvent camoufler efficacement les lignes de soudure en surface.
Opérations post-moulage - L'usinage secondaire, le meulage, le polissage, le lustrage ou l'usinage par flux abrasif peuvent éliminer les lignes de soudure superficielles.
En résumé, les lignes de soudure sont un défaut de moulage par injection très courant qui se produit lorsque les fronts d'écoulement du plastique convergent de manière incorrecte. La clé du succès consiste d'abord à comprendre ce qui les provoque, puis à explorer différentes manières de prévenir, de minimiser ou de dissimuler leurs effets en fonction de ce qui est le plus critique pour votre application.
FAQ sur les lignes de soudure pour le moulage par injection
Voici les réponses aux questions les plus courantes concernant les lignes de soudure :
Est-il possible d'éliminer complètement les lignes de soudure ?
Dans la plupart des cas, non. Un certain niveau de lignes de soudure est généralement inévitable dans le moulage par injection conventionnel lorsque le flux de plastique doit se diviser et se rejoindre autour d'obstructions. Mais il est souvent possible de minimiser leur apparition grâce à l'optimisation.
Quand les lignes de soudure affaiblissent-elles réellement les pièces en plastique ?
La plupart sont purement esthétiques. Mais si l'enchevêtrement des chaînes de polymères est très faible à la limite de l'intersection, cet endroit aura des propriétés mécaniques inférieures. Des essais réels sont le seul moyen de savoir s'il y a une perte significative de résistance à la traction ou à l'impact.
Comment savoir si une ligne de soudure posera un problème ?
Les facteurs qui tendent à les rendre plus problématiques sont les lignes plus larges et plus profondes, les endroits soumis à des contraintes élevées, les résines cristallines, les matériaux remplis de verre et une interdiffusion moléculaire inadéquate. Les lignes de tricotage courtes et peu profondes dans les zones non critiques sont les moins susceptibles de nuire aux performances.
La modification de l'emplacement de l'obturateur peut-elle éliminer les lignes de soudure ?
Parfois. Le mieux est de placer les vannes de manière à ce que le plastique entre d'une manière qui permette aux flux séparés de se fusionner en aval avec une distance suffisante pour se mélanger complètement. Mais le repositionnement des vannes risque de créer de nouvelles lignes de soudure ou d'autres défauts.
Pourquoi certaines résines cachent-elles mieux les lignes de soudure que d'autres ?
Les polymères amorphes tels que l'ABS, le PC et le PMMA se diffusent naturellement mieux à travers les fronts d'écoulement. Les résines semi-cristallines comme le nylon, le PET et le PP ont plus de mal à se mélanger et à masquer les limites de la soudure.
Comment renforcer une ligne de soudure faible ?
Si la révision de la géométrie de la pièce, de l'outillage et du traitement ne permet toujours pas de fusionner correctement les limites, il peut être nécessaire de spécifier un matériau plus propice à l'écoulement, d'ajouter des nervures ou des goussets de renforcement autour de la région, d'utiliser des inserts en métal/composite ou d'éviter les contraintes élevées à proximité de l'endroit concerné.
En résumé
En conclusion, comprendre le quoi, le pourquoi et le comment des lignes de soudure vous permet de mouler des pièces fonctionnelles et durables plus rapidement grâce à une optimisation proactive plutôt qu'à un dépannage réactif. N'hésitez pas à nous contacter si vous avez d'autres questions sur les lignes de soudure !
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