L’analyse de l’écoulement dans le moulage est une simulation basée sur un logiciel qui prédit comment une résine plastique va s’écouler et remplir un moule d’injection. Elle prend également en compte le refroidissement de la pièce et l’optimisation du processus. Il existe d’autres méthodes pour analyser le processus de moulage par injection, mais la modélisation est plus rapide, moins coûteuse et plus efficace que l’usinage de plaques métalliques, la fabrication d’un moule d’injection, la production de pièces d’essai, puis la modification de l’outil.
L’analyse de l’écoulement dans le moulage aide aussi les concepteurs à éviter les erreurs conduisant à des défauts de moulage par injection tels que les manques de matière, les marques de retrait et les déformations. En prenant des décisions éclairées dès la phase de conception, vous pouvez obtenir des produits moulés par injection de meilleure qualité avec des coûts réduits et des délais plus courts. Les fabricants de moules et les moulistes peuvent également bénéficier de l’examen des données d’écoulement du moule.
Cet article explique comment l’analyse de l’écoulement dans le moulage améliore les résultats du moulage par injection grâce à la détection précoce et à la résolution des problèmes potentiels. Il commence par une discussion sur les logiciels d’analyse de l’écoulement, décrit le DFM de l’écoulement pour des pièces plastiques de qualité, et se termine par une histoire à succès d’une entreprise de dispositifs médicaux.
Autodesk Moldflow est le logiciel le plus utilisé pour simuler le processus de moulage par injection plastique. Ce produit existe en deux versions principales : Moldflow Adviser et Moldflow Insight. Moldflow Adviser est disponible en versions Premium et Ultimate, et Moldflow Insight en versions Standard et Premium. Chaque application possède des fonctionnalités distinctes, mais elles peuvent toutes importer des fichiers CAO avec des données géométriques.
Il existe également d’autres types de logiciels d’analyse de l’écoulement dans le moulage. Les options incluent SolidWorks Plastics, Moldex3D et CoreTech Moldex3D, Sigmasoft, et Simcon simFLOW. Les logiciels Creo Moldflow et ANSYS Moldflow sont aussi disponibles. Cet article ne recommande aucun logiciel ni ne fournit d’instructions d’utilisation. Il explique plutôt comment une analyse robuste de l’écoulement peut améliorer les pièces moulées par injection.
Il est aussi possible d’éviter d’investir dans un logiciel d’analyse de l’écoulement en demandant une analyse à faible coût auprès de XTJ lors du processus de devis. Commencez dès aujourd’hui en téléchargeant votre conception.
DFM de l’écoulement pour des pièces plastiques de qualité
Le logiciel d’analyse de l’écoulement dans le moulage soutient la conception pour la fabricabilité (DFM) de six manières importantes.
Sélection des matériaux
Optimisation de la conception du moule
Analyse du remplissage
Analyse de l’écoulement
Analyse de la déformation
Optimisation du processus
Les sections suivantes expliquent.
Sélection des matériaux
Le logiciel d’analyse de l’écoulement permet aux utilisateurs de modéliser le comportement de différentes résines plastiques tout au long du processus de moulage par injection. En tant que concepteur, vous pouvez ensuite utiliser ces informations pour sélectionner le matériau plastique le plus susceptible de produire les meilleures pièces moulées par injection. Par exemple, comme les résines telles que le polycarbonate (PC) ont tendance à s’écouler difficilement, vous pouvez décider d’utiliser de l’acrylique avec des moules complexes et des conceptions de pièces élaborées.
Base de données des matériaux
Le logiciel d’analyse de l’écoulement inclut souvent une base de données des propriétés rhéologiques, thermiques et autres caractéristiques liées à l’écoulement de divers matériaux plastiques. Comme il existe des milliers de résines différentes, y compris des plastiques de base, des plastiques spécialisés et des mélanges de polymères, une base de données complète est un atout pour les concepteurs de pièces.
Analyse de Matériau
Le logiciel de flux de moule avec capacités d'analyse de matériau vous permet de spécifier des propriétés individuelles (telles que la rhéologie) ou de sélectionner des matériaux en fonction de ces caractéristiques. Le logiciel utilise ensuite ces informations pour simuler le comportement de la résine plastique à chaque étape du processus de moulage par injection, du serrage et de l'injection jusqu'à la détente et au refroidissement.
Analyse Comparative
Selon le type de logiciel de flux de moule, les utilisateurs qui simulent plusieurs matériaux peuvent être en mesure de comparer les résultats côte à côte. Cela permet une prise de décision éclairée basée sur des facteurs tels que la qualité des pièces, l'efficacité de la production et le coût par pièce. Si une analyse de flux de moule indique un défaut potentiel, trouver un matériau de remplacement approprié peut vous faire gagner du temps et de l'argent.
Moule d'injection
Construction d'un moule d'injection
Optimisation de la conception du moule
Les moules d'injection sont généralement en acier ou en aluminium. Les moules en acier sont plus coûteux, mais ils durent plus longtemps, produisent des pièces avec des tolérances plus strictes, et existent en grades doux, semi-durcis et durs. L'optimisation de la conception du moule commence par la sélection du matériau du moule, mais prend également en compte les canaux d'alimentation, les noyaux et les lignes de refroidissement. Ces trois composants sont également essentiels à votre succès en moulage par injection.
Choix du Matériau du Moule
L'analyse de flux de moule simule le transfert de chaleur lors du processus de moulage par injection. Étant donné que différents plastiques fondent à des températures différentes et que la chaleur excessive peut entraîner la dégradation des polymères, il est essentiel de comprendre comment la performance thermique d’un moule pourrait affecter vos pièces. Si les températures du moule sont trop élevées, le plastique pourrait adhérer au moule. Si la température du moule est trop basse, des marques de retrait pourraient apparaître.
Conception du Système de Canaux
Les canaux sont des réseaux de passages qui transportent le plastique fondu vers la cavité du moule. Ils sont soit chauffés (canaux chauds), non chauffés (canaux froids), ou isolés. L'analyse de flux de moule aide à déterminer le type, la taille, la forme et la disposition optimaux des canaux pour un remplissage uniforme et une réduction des chutes de pression. Les canaux chauds offrent un meilleur contrôle du flux mais peuvent ne pas convenir à certains polymères sensibles à la chaleur.
Optimisation de l'Emplacement des Noyaux
Les noyaux sont des ouvertures dans le moule qui permettent au plastique fondu d'entrer dans la cavité. Ils contrôlent également la direction et le volume du flux. En analysant les emplacements potentiels des noyaux, le logiciel d'analyse de flux de moule peut suggérer où placer les noyaux pour que le moule se remplisse de manière uniforme et complète. Une analyse de flux de moule peut également prendre en compte la solidification du noyau et le temps nécessaire pour éviter le reflux.
Analyse de Refroidissement des Pièces
Les lignes de refroidissement guident un médium de refroidissement à travers le moule. La refroidissement par air utilise un évaporateur pour éliminer la chaleur. La refroidissement par eau fait circuler un liquide de refroidissement dans des lignes situées à l’extérieur de la cavité. Le logiciel de flux de moule simule la phase de refroidissement du processus de moulage par injection et prédit la distribution de la température ainsi que les temps de cycle. Étant donné que 80% du cycle de moulage par injection implique le refroidissement, un refroidissement plus rapide aide à maîtriser les coûts.
lignes de refroidissement
Lignes de refroidissement dans un moule d'injection
Analyse du remplissage
Une analyse de remplissage détermine comment le matériau plastique fondu remplira la cavité lors de l'injection. Ces informations peuvent indiquer des problèmes potentiels tels que l'entraînement d'air ou un remplissage incomplet ou inégal. Un fabricant de moules peut alors modifier la conception de l'outil pour minimiser le risque de tirs courts, et l’échec du plastique fondu à remplir toute la cavité du moule.
Analyse de l’écoulement
L’avant-garde d’un flux de moule peut rencontrer des obstacles qui provoquent la séparation du flux. Des exemples incluent les noyaux utilisés pour produire des trous dans les pièces moulées. Lorsque les deux fronts de flux se rejoignent à nouveau, ils pourraient ne pas se mélanger car un refroidissement partiel a eu lieu. L’analyse de flux prend en compte les schémas de flux et peut aider à éviter les défauts de moulage par injection appelés lignes de soudure.
Analyse de la déformation
Une analyse de déformation peut identifier des problèmes potentiels causés par un refroidissement non uniforme et un retrait interne inégal. Les fabricants de moules peuvent utiliser ces informations pour modifier l’outillage, et les concepteurs peuvent s’en servir pour minimiser les zones de stress élevé ou pour changer l’épaisseur des parois ou la géométrie des pièces. Le Guide de Conception du Moulage par Injection de XTJ regorge d’informations d’experts que vous pouvez utiliser pour votre prochain projet de plastiques.
Télécharger le Guide de Conception pour le Moulage par Injection
Optimisation du processus
Comme les concepteurs de pièces et les fabricants de moules, les moulages par injection peuvent bénéficier de l'analyse du flux de moule. Par exemple, un mouliste peut prendre en compte les données de flux de moule lors de l'ajustement de la pression d'injection, de la pression de maintien, de la température de fusion et de la pression de packing pour une série de production.
La pression d'injection est la pression à laquelle le moule d'injection est rempli.
La pression de maintien est la pression à laquelle le moule rempli est maintenu jusqu'à ce que la fixation du portail se produise.
La température de fusion est la température du plastique fondu lorsqu'il entre dans le moule.
La pression de packing comprime complètement le plastique lorsqu'il refroidit et rétrécit dans le moule.
La dernière section de cet article contient une histoire de réussite en analyse du flux de moule avec un client XTJ.
Histoire de réussite en Analyse du Flux de Moule
Une entreprise de dispositifs médicaux souhaitait réaliser des pièces en nylon par moulage par injection, un plastique populaire avec une bonne résistance mécanique et thermique. Cependant, une première série a produit des pièces légèrement déformées. Des tests ultérieurs ont déterminé que la planéité était essentielle au fonctionnement de la pièce. Les concepteurs de l'entreprise de dispositifs médicaux ont alors demandé des modifications d'ingénierie (EC) avant une seconde série de tests.
Bien que la deuxième série ait donné de meilleures pièces que la première, le lot n'a toujours pas réussi les tests. Les modifications de conception, les nouveaux dispositifs de refroidissement et les ajustements des paramètres de l'outil de moulage par injection n'ont pas suffi. XTJ a alors suggéré une analyse du flux de moule comparant le nylon moulé par injection à un mélange de polymères composé de polycarbonate et d'acrylonitrile butadiène styrène (PC+ABS).
Le PC/ABS est l'un des thermoplastiques techniques les plus utilisés au monde. Il est solide, rigide, résistant à la chaleur et possède une haute résistance aux chocs, même à basse température. Lors du traitement, ce mélange polymère présente une faible contraction, ce qui réduit les défauts de moulage par injection. En général, le PC/ABS est utilisé dans l'industrie automobile pour les boîtes à gants et dans l'industrie électronique pour les boîtiers d'écran d'ordinateur portable.
L'entreprise de dispositifs médicaux a accepté d'envisager le PC/ABS, alors XTJ a réalisé une analyse du flux de moule comparant ce matériau au nylon. Les résultats ont indiqué que les pièces en PC+ABS présenteraient moins de déflexion, sans compromettre la résistance de la pièce. Sur la base des conseils d'XTJ, l'entreprise de dispositifs médicaux a modifié sa conception pour utiliser le PC+ABS. Un nouvel outillage a été nécessaire, mais le client a obtenu les pièces de précision dont il avait besoin.
XTJ est un fabricant OEM leader dédié à fournir des solutions de fabrication tout-en-un pour l’usinage de l’aluminium 6061, du prototype à la production. Nous sommes fiers d’être une entreprise certifiée ISO 9001 en gestion de la qualité et déterminés à créer de la valeur dans chaque relation client. Nous y parvenons par la collaboration, l’innovation, l’amélioration des processus et un travail d’exception.lication : Industrie automobile, Vélo et moto, Portes, fenêtres et meubles, Appareils ménagers, Compteur de gaz, Outils électriques, Éclairage LED, Pièces d’instruments médicaux, etc.
