Combinaison de la technologie de moulage par injection et d’extrusion

Coureurs chauds Combinaison de la technologie de moulage par injection et d’extrusion

Appelé le Flat Die Unit (FDU), ce système de canaux chauds passe la fonte à travers une longue fente au lieu d’un trou circulaire comme une buse conventionnelle. On dit que le résultat est une injection plus rapide de plus de matière fondue à travers une ouverture de grille plus mince, avec un cisaillement et une pression d’injection inférieurs, ainsi qu’une température de fusion plus basse.

Il y a eu de nombreuses avancées incrémentales dans les canaux chauds au cours des dernières années, la dernière en date est celle de FDU Hot Runner GmbH, Frankenthal, Allemagne, qui a développé une buse à canaux chauds ouverte en forme de filière plate d’extrusion de feuille. Le FDU (Flat Die Unit) était à l’origine un projet de synergie de développement des sociétés du groupe Haidlmair sous la direction du département de recherche et développement de Haidlmair. Il combine les avantages de la technologie de moulage par injection et d’extrusion. Il passe en fusion à travers une longue fente (il existe actuellement trois tailles différentes disponibles) au lieu d’un trou circulaire comme une buse conventionnelle. On dit que le résultat est une injection plus rapide de plus de matière fondue à travers une ouverture de porte plus mince, avec un cisaillement et une pression d’injection inférieurs, une température de fusion plus basse et un temps de cycle jusqu’à 25% plus rapide dans plusieurs projets.

Selon Andreas Kißler, PDG de FDU Hot Runner, le FDU est particulièrement adapté à l’utilisation de polyoléfines. «Cependant, des plastiques recyclés ont également été utilisés dans certains projets», explique Kißler. «En raison de la large fente dans laquelle la masse fondue s’écoule sur une forme triangulaire dans le moule, des particules plus grosses dans des matériaux recyclés peuvent passer plus facilement que dans les systèmes conventionnels.»

Taux de cisaillement réduit

La buse spéciale est particulièrement adaptée aux grandes pièces car elle peut gérer plus de volume de fusion avec moins de cisaillement que les systèmes conventionnels, qui sont ronds et selon Kißler sont disponibles avec un diamètre maximum de 10 mm car la chaleur doit être dissipée pour assurer une température précise contrôle du plastique fondu pour éviter la dégradation. «Pour obtenir le même débit de matière fondue à travers la buse, vous avez besoin d’un diamètre de 10 mm dans un système conventionnel rond pour une section transversale de 50 mm². Nous réalisons la même section transversale avec une fente de 25 mm x 2 mm. L’avantage est que nous ne sommes qu’à 1 mm de la paroi de la cavité de refroidissement, tandis que le centre de la buse ronde est à 5 mm, ce qui limite la conception en termes de taille pour réaliser un refroidissement adéquat.

Le dimensionnement de la buse est important pour maintenir un débit de matière fondue ou des débits d’injection suffisants, en particulier pour les pièces moulées avec une faible épaisseur de paroi ou une relation de distance d’écoulement / épaisseur de paroi défavorable. «Nous avons simulé le moulage d’une tasse à pop-corn, par exemple, qui présentait une distance d’écoulement de 285 mm et une épaisseur de paroi de 0,75 mm, ce qui, selon la simulation du logiciel Mouldflow, n’était pas possible avec des buses rondes ouvertes conventionnelles. Notre système a réussi à maintenir le débit d’injection requis dans la cavité en raison du débit volumique plus élevé. »

Pression de maintien optimisée

Afin d’augmenter la densité du plastique pour compenser le retrait après que la cavité du moule a été remplie de plastique, le maintien de la pression est nécessaire pour continuer à exercer une pression sur le plastique fondu. «Dans le processus de maintien, le débit de plastique est très faible, donc le débit n’est plus un rôle de premier plan ici; la pression est l’un des principaux facteurs affectant le processus d’emballage », explique Kißler. «Pendant la période de maintien, en raison de la haute pression, la pièce en plastique peut être comprimée localement. Dans le domaine de la haute pression, le plastique est plus compact, donc la densité est plus élevée. Alors que la pression est plus faible pour certains autres endroits, le plastique est lâche et la densité est plus faible. Ainsi, la distribution de densité change avec la position et le temps. Notre conception spéciale de notre unité de matrice plate assure une répartition plus uniforme de la pression. »

Un autre avantage de la conception du FDU serait d’éviter la formation de jet libre à la porte («moulage par injection de saucisse»), qui se produit avec une vitesse d’injection croissante et entraîne un remplissage non uniforme du moule et des défauts de surface. Si l’assistance ne peut pas être fournie ici par une conception de moule appropriée, la machine doit être utilisée à une vitesse d’injection faible.

FDU vs buses rondes ouvertes conventionnelles

Kißler décrit plusieurs comparaisons de pièces moulées avec le FDU par rapport aux buses rondes ouvertes conventionnelles.

Dans un cas, un FDU de 58 mm de long x 0,5 mm de large a fourni 5,9 fois le volume d’écoulement d’une buse ronde de 2,5 mm avec un taux de cisaillement approximativement égal. Étant donné que la porte FDU ne mesure que 0,5 mm de large, elle permet un gel de la porte plus rapide que la buse ronde. Dans un autre cas, un FDU a moulé une pièce en polypropylène (PP) de 500 g avec le même taux de remplissage et le même taux de cisaillement que deux buses rondes de 2,5 mm, mais avec un temps de cycle inférieur de 5 à 10%.

Kißler affirme que le cisaillement inférieur fournit moins de contraintes sur la fusion et une température de remplissage plus uniforme que les buses conventionnelles. Un exemple qu’il cite est une boîte à outils moulée par injection, illustrant la distribution plus uniforme de la température de remplissage et par conséquent une réduction du temps de cycle de 25%.

Un autre exemple concerne la fabrication d’une boîte pour le transport de la viande, où le FDU a moulé la pièce avec un temps de cycle réduit de 17% par rapport à un système d’obturateur et une pression réduite de 200 bars. Dans un autre cas, une palette en PP (MFI 15g / 10min) a été moulée par injection avec un FDU avec une pression d’injection de 700 bar (spécifique), le temps d’injection était de 3,6 secondes, le maintien de la pression 5 secondes, résultant en une réduction du temps de cycle revendiqué de 58 à 42 secondes.

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