Chaque pièce en plastique est unique et a des exigences individuelles. Pour cette raison, il existe de nombreuses méthodes différentes pour le traitement du plastique.
Les procédés les plus connus sont le procédé de moulage par injection, le processus de moulage par soufflage, le processus d'étirage profond et le processus de fusion rotatif. Cependant, toutes les méthodes ne conviennent à aucune fin.
En conséquence, ces différentes procédures sont présentées avec les objectifs d'application appropriés.
Le processus de moulage par injection
Le processus de moulage par injection est un procédé qui est utilisé principalement dans l'industrie des plastiques. Dans la machine de moulage par injection, le plastique respectif est liquéfié et injecté dans le moule d'injection avec une pression. Dans le moule, le plastique liquide revient à son état solide par refroidissement et est enlevé comme produit fini après l'ouverture. La cavité intérieure du moule est complètement remplie de plastique et détermine ainsi la forme du produit. Le moulage par injection permet une large sélection de différentes formes et structures de surface, telles que des surfaces lisses, des motifs et des gravures.
Au moyen du procédé de moulage par injection, les moulures peuvent être produites de manière rentable en grand nombre. En raison du fait que les coûts de moulage représentent une grande partie des investissements nécessaires, le point de rentabilité ne se réalise que avec quelques milliers de pièces.
Les pièces moulées par injection terminées peuvent être produites avec des masses de quelques milligrammes à environ 150 kg. Dans le procédé de moulage par injection, les thermoplastiques sont modifiés par des charges pour le traitement par moulage par injection.
Au début du processus de production, le plastique est introduit dans la vis rotative de la machine à moulage par injection sous forme de granulés. En passant par la vis à la pointe de la vis, le granulé en plastique est chauffé et fondu.
Étant donné que la buse est encore fermée devant la pointe de la vis, les granules de plastique fondus s'accumulent là-bas et la pression s'accumule.
En raison de la pression, la vis retourne car elle peut se déplacer axialement et ainsi se dévisser de la masse plastique en fusion. La pression statique en face de la pointe de la vis en conjonction avec la vis renversée provoque une compression de la masse plastique.
Dès qu'il y a suffisamment de matière à la pointe de la vis que le moule peut être complètement rempli, l'opération de dosage est terminée et la rotation de la vis est ajustée.
Une fois l'opération de dosage terminée, l'unité de seringue est déplacée vers le moule d'injection. Sous une pression de 2 000 bar, la masse plastique fondue est maintenant pressée à l'intérieur du moule d'injection à travers la glande. Pour compenser le retrait, l'unité d'injection passe de "moulage par injection" à "pression de maintien". Cela refroidit la masse et est scellé.
Étant donné que le moule d'injection est plus froid que la masse plastique, le plastique fondu se refroidit dans le moule. Le refroidissement entraîne un retrait du volume. Afin de compenser ce retrait, la pression est maintenue légèrement réduite, de sorte que le matériau s'écoule ensuite et compense le retrait. Ce pressage du matériau se poursuivra jusqu'à ce que le point d'étanchéité soit atteint et le sprue se solidifie.
Enfin, une moitié du moule s'ouvre et des épingles pénétrantes dans l'autre moitié, la partie plastique refroidie finie est éjectée. La pièce en plastique peut maintenant être traitée ultérieurement. Le sprue en saillie est ensuite coupé dans un traitement séparé ou déjà pendant le démoulage.
Après le démoulage, le moule peut maintenant se fermer et un nouveau processus de production commence.
Une variété de thermoplastiques, de thermodurcissables et d'élastomères sont appropriés pour le moulage par injection. Les polyoléfines, ainsi que le polypropylène, par exemple les pare-chocs, sont utilisés principalement dans la construction de véhicules. Le plexiglas et le polycarbonate sont utilisés dans la fabrication d'articles transparents tels que les phares automobiles. Le polystyrène plastique est utilisé dans l'industrie du jouet et les appareils ménagers.
Le processus de moulage par soufflage
Dans le procédé de moulage par soufflage ou le plus souvent utilisé à partir de celui-ci, le procédé de moulage par soufflage par extrusion est un procédé pour la production de corps creux à partir de différents thermoplastiques. Les matériaux les plus couramment utilisés dans le moulage par soufflage par extrusion sont le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP).
Tout d'abord, le plastique est fondu par une extrudeuse et transporté vers une buse au moyen d'une vis de transport. Là, la matière première est maintenant pressée à travers la buse de sorte que le matériau devient une forme tubulaire. Ce tuyau de matériau est également appelé préforme.
Par la suite, l'outil, composé de deux moitiés, se ferme autour de la préforme. L'outil a l'impression négative, c'est-à-dire inversée, de la forme souhaitée du produit fini. Au moyen d'un dispositif de séparation tel qu'un couteau, la préforme est maintenant séparée du matériau émergeant plus loin de la buse. Dans ce processus, des coutures de couture sont formées au fond de la pièce moulée, qui sont, par exemple, typiques pour le dessous d'une bouteille de shampooing.
Dès que la préforme, séparée de la buse, est située dans les deux moitiés d'outils fermées, un dispositif tubulaire plonge dans le tube de matière. Grâce à ce dispositif, l'air comprimé s'écoule dans l'intérieur du tuyau de matériau. En conséquence, la préforme est gonflée et se trouve contre les parois intérieures de l'outil. En outre, par exemple, un fil est formé par le tube dans la région du col du plastique.
Lorsque la préforme a complètement gonflé et que les parois internes du moule ont une forme exacte, le processus de refroidissement peut commencer. La chaleur de l'outil est réduite par l'utilisation de circuits de refroidissement refroidis. L'air, qui se trouve entre l'outil et la préforme gonflée, peut s'échapper dans le moule de soufflage par des coupures de moisissures ou des trous de forage supplémentaires.
Dès que la partie de moule gonflée a atteint sa température de retrait à la suite du processus de refroidissement, les moitiés de l'outil peuvent être ouvertes et la partie du moule de soufflage enlevée. Par la suite, le processus peut recommencer et les moitiés de l'outil ferment ainsi une nouvelle préforme.
Enfin, le moulage est amené à une station de séparation de bac. Là, les bords de la préforme qui n'ont pas été gonflés lors de leur dépassement au-delà du moule sont séparés de la partie de moule de soufflage par un dispositif de poinçonnage ou de coupe. Ces résidus sont également appelés butines et peuvent être ré-ajoutés au processus de production après avoir été finement broyés.
Pour le procédé de moulage par soufflage par extrusion, les matières thermoplastiques sont traitées, qui doivent remplir certaines conditions, de sorte qu'elles puissent être bien traitées.
La viscosité d'étirement devrait être suffisamment élevée pour que la préforme ne commence pas à s'écouler sans contrôle par son propre poids lors de l'extrusion. Cependant, la viscosité d'allongement ne doit pas être trop élevée car, sinon, les plastiques ne peuvent pas être gonflés et peuvent rapidement pousser ou éclater dans des zones minces.
En outre, la durée de température du matériau doit être si grande que la température de la masse plastique permet un traitement ultérieur sur toute la longueur de la préforme. C'est surtout le cas avec des moulures particulièrement larges. Si le matériau a une grande portée de température, le temps d'usinage disponible jusqu'à ce que les moitiés de l'outil doivent être fermées doit être plus grande.
Pour cette raison, très souvent le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP) sont utilisés comme matière pour le traitement par extrusion. Le polyéthylène à haute densité (PE-HD) est utilisé pour la production de conteneurs d'emballage. PE-HD est particulièrement bien adapté à la résistance alimentaire et à l'eau, ainsi qu'à la résistance chimique. Le polypropylène, en revanche, est utilisé davantage pour l'emballage alimentaire ou pour l'emballage de produits pharmaceutiques et cosmétiques.
Le processus de thermoformage
Le procédé de thermoformage, ou le thermoformage, est un procédé dans lequel les panneaux de matière plastique thermoplastique sont traités au moyen de la chaleur et du vide. La plaque en plastique est chauffée et tirée en utilisant le vide à travers l'outil. La plaque de plastique chauffée est placée autour des contours de l'outil. Une fois que le plastique usiné a été refroidi, l'outil peut être retiré et la pièce en plastique peut être usinée.
Dans cette méthode, l'épaisseur de paroi standard est d'environ 1 mm à 10 mm. Cependant, cela dépend de l'épaisseur de la plaque en plastique et de l'étirement de l'outil.
Le secteur d'application principal est le secteur de l'emballage, mais le processus d'élaboration en profondeur a également trouvé une popularité croissante dans le secteur industriel. Dans le secteur des biens de consommation, il convient de mentionner en particulier la production de réfrigérateurs et de congélateurs. Ici, les récipients intérieurs et le panneau intérieur des portes sont fabriqués par thermoformage.
Au début du processus, une plaque en plastique est tendue dans un cadre. Ceci est ensuite chauffé par l'air infrarouge ou chaud jusqu'à ce qu'il soit élastiquement déformable. Une fois que la plaque en plastique a atteint la température optimale de sorte qu'elle soit souple, le processus peut commencer.
Un premier étirement du matériau s'effectue en premier. Cela se fait en pliant légèrement la plaque en soufflant dans l'air des canaux d'air dans l'outil. Maintenant, la plaque chauffante et gonflable peut être tirée sur le contour du moule de l'outil. Cependant, la plaque en arc peut également être abaissée en aspirant l'air à l'intérieur de l'outil jusqu'à ce que le plastique soit complètement sur les parois intérieures de l'outil. En raison du vide, la plaque est adjacente aux contours et les forme et à l'aide de petits conduits d'air, les inclusions d'air restantes sont aspirées entre le moule et le plastique.
Le processus de refroidissement peut alors être démarré. Le plastique est durci dans le moule à l'aide de soufflantes froides. Une fois le plastique durci, le moule peut être enlevé. Cela se fait en soufflant dans l'air comprimé et en abaissant simultanément l'outil. En conséquence, la partie de dessin profond peut être détachée du moule. Le moulage peut alors être traité ultérieurement. Le bord de serrage créé par la fixation de la plaque au moule est retiré immédiatement après la production afin d'éviter une distorsion de la pièce en plastique.
Dans le procédé de thermoformage, un grand nombre de thermoplastiques peuvent être traités, la tendance étant actuellement éloignée du PVC. De nos jours, principalement les matériaux PET, PS et PP sont utilisés dans le thermoformage.
Il existe un matériau approprié pour chaque application. Par exemple, des garde-boue en PE renforcé par du talc peuvent être produits et l'ABS est utilisé, par exemple, pour des revêtements exposés à de fortes influences météorologiques ou associés à des produits chimiques.
Comparaison de processus
Qu'il s'agisse du procédé de thermoformage, de moulage par injection, de moulage par soufflage ou de moulage rotatif, chacun de ces procédés de fabrication est différent et a des aspects positifs et négatifs correspondants. Décider de la bonne méthode pour votre produit dépend de divers facteurs tels que le volume, le matériau désiré, le nombre de pièces, la complexité et les caractéristiques géométriques. Contactez-nous! Dans une conversation initiale, nous pouvons trouver la meilleure méthode. Notre équipe expérimentée se fera un plaisir de vous conseiller et de vous accompagner dans l'ensemble du processus de développement du produit, depuis les premières décisions concernant le matériel, la surface, etc., pour la construction et la production en série.
Le processus de fusion rotatif convient particulièrement aux pièces en plastique de grand volume, qui sont éventuellement creuses à l'intérieur. En outre, des géométries très complexes peuvent être réalisées avec la méthode de rotation. Toutefois, le nombre de copies est limité. Cependant, il est également possible de produire de grandes quantités en adaptant le système rotatif, par exemple par moulage multiple. C'est le cas, par exemple, dans l'industrie du jouet où le processus de rotation est utilisé en raison de la complexité des produits.
En outre, le processus de fusion rotatif a des coûts de machine réduits ainsi que des coûts d'outils faibles par rapport au processus de moulage par injection et de moulage par soufflage. En combinaison avec les déchets de production les plus bas, par rapport aux autres méthodes de traitement plastique, la fusion rotative est une solution économique pour les petites et grandes séries.
Un excellent avantage par rapport à l'autre processus est également la taille des pièces en plastique. Cela peut varier de petit à grand et aussi des corps creux peuvent être réalisés sans problème. En outre, les threads et les inserts peuvent également être intégrés directement dans le processus de production.
En raison du processus de fabrication sans pression, les pièces moulées rotatives peuvent être réalisées de façon transparente et presque sans stress. En conséquence, les moulures sont très robustes par rapport aux produits issus du processus de moulage par soufflage et de thermoformage. Ces deux méthodes peuvent avoir des points faibles partiels aux points de bord par rapport à la tension due aux coutures.
Les corps fermés, par exemple, ne peuvent être produits que dans le moulage par soufflage et le processus de fusion par rotation, dans lequel plusieurs ouvertures sont très difficiles à réaliser dans le processus de moulage par soufflage. Dans d'autres méthodes, les ouvertures sont fermées, mais cela peut entraîner des fuites éventuelles. Dans le procédé de moulage par soufflage, cependant, comme dans le processus d'étirage profond, aucun encart ne peut être réalisé, le processus de fusion rotatif étant le mieux adapté pour les corps creux fermés, en particulier lorsque plusieurs ouvertures, inserts ou fils sont souhaités.
Contrairement au processus rotatif, le processus de moulage par soufflage a des coûts d'outil nettement plus élevés et une épaisseur d'épaisseur de paroi limitée. En outre, seule une taille de composant limitée est possible et, en raison de la pression, l'épaisseur de la paroi peut être plus mince dans les rayons que dans la partie moulée restante, de sorte que des distorsions matérielles peuvent survenir.
Ces dessins matériels peuvent également se produire dans le processus de dessin en profondeur. En outre, les contraintes sont presque impossibles et le processus ne convient qu'à une taille de composant limitée.
Même sous le procédé de moulage par injection, les contre-dépouilles sont à peine possibles et seule une épaisseur de paroi limitée peut être obtenue. En outre, des coûts de moulage significativement plus élevés sont engagés dans le processus de moulage par injection que dans le processus rotatif.
