Parmi toutes les méthodes de fabrication des matières plastiques, le moulage par injection est considéré à la fois comme très efficace et très répandu. L'une des étapes les plus importantes est le refroidissement, qui influe sur la réussite du cycle, sur le résultat et sur le coût.

Dans ce blog approfondi, nous examinerons comment le temps de refroidissement affecte le moulage par injection, la science derrière la gestion thermique des moules et l'importance de la conception du système de refroidissement pour réduire le temps de cycle. L'amélioration de la production ou des processus bénéficiera de la compréhension de ce principe.

Comment le temps de refroidissement affecte-t-il le moulage par injection ?

À quoi sert le temps de refroidissement ?

Le temps de refroidissement est la durée pendant laquelle le plastique à l'intérieur du moule doit refroidir pour devenir suffisamment solide pour être retiré sans déformation. Les procédés de moulage par injection consacrent généralement 60% de leur temps à cette étape.

Un rapport de la Society of Plastics Engineers (SPE) estime que pour différentes pièces et différents matériaux, la phase de refroidissement occupe de 50% à 80% du cycle global de moulage.

Pourquoi le temps de refroidissement est-il si important ?

Qualité partielle : Si la pièce n'est pas suffisamment refroidie, elle risque de se déformer, de s'enfoncer et d'être instable sur le plan dimensionnel.

Réduction du temps de cycle : L'optimisation du temps de refroidissement réduit directement le cycle de production global, améliorant ainsi le rendement.

Longévité de l'outil : Une bonne gestion thermique dans les moules réduit le stress et l'usure de l'outillage.

Si le refroidissement est trop lent ou si les températures sont irrégulières, les fabricants se retrouvent avec une production de déchets plus importante et des périodes d'attente plus longues.

Les choses qui gèrent le temps de refroidissement

1. Caractéristiques thermodynamiques des matériaux

Le niveau de conductivité thermique et de stockage de la chaleur varie selon les types de plastique. Par exemple, ABS se refroidit moins vite que le polypropylène lorsque du polyuréthane est utilisé. En général, le refroidissement des plastiques cristallins est plus long que celui des plastiques amorphes.

2. Géométrie des pièces

Les morceaux plus gras ont souvent besoin de plus de temps pour atteindre la bonne température interne. Comme toutes vos briques ont la même épaisseur uniforme, elles refroidiront rapidement et présenteront moins de variations de rétrécissement.

3. Canaux de refroidissement des moules

Il est essentiel que les canaux de refroidissement des moules soient efficaces. Si les canaux ne sont pas conçus correctement, il y a des zones chaudes qui ne se refroidissent pas correctement. Une conception efficace de la circulation de l'air peut améliorer la cohérence et réduire le nombre de problèmes.

Selon une étude publiée dans la revue Polymer-Plastics Technology and Engineering, l'utilisation d'un système de refroidissement conforme peut réduire le temps de refroidissement de 30% par rapport aux canaux traditionnels en ligne droite.

Réduction du temps de cycle grâce à l'optimisation du refroidissement

Stratégies de conception des systèmes de refroidissement

• Canaux de refroidissement de forme conforme : Des inserts imprimés en 3D permettent de courber les système de refroidissement proche de la forme de la pièce, ce qui réduit la chaleur qui atteint le moule.
• Déflecteur : Il s'agit du processus par lequel l'eau passe dans le moteur, tandis que les Bubblers sont des dispositifs permettant de refroidir la chaleur du moteur.
• Hydraulique : Il permet aux conduites d'eau de s'insérer plus facilement dans les zones encombrées des réacteurs nucléaires.
• Unités de contrôle de la température : Maintenir la température du moule stable pour assurer un refroidissement fiable à chaque fois.

En s'appuyant sur une conception intelligente du système de refroidissement, les fabricants parviennent à réduire considérablement le temps de cycle, ce qui permet d'accélérer la production sans compromettre la qualité.

Meilleures pratiques en matière de gestion thermique des moules 

Si la température n'est pas équilibrée, les pièces peuvent se contracter à des rythmes différents et commencer à se déformer. Pour éviter cela, il convient de mettre en œuvre les stratégies de gestion thermique suivantes dans les moules :

• Utilisez des moules en alliage de cuivre lorsque leurs performances sont nécessaires.
• Mesurer la chaleur inégale dans le bâtiment à l'aide de la thermographie infrarouge.
• Surveillez la température du liquide de refroidissement et ne laissez jamais le débit varier trop fortement.

Ces techniques permettent d'obtenir des pièces plus solides et de gagner du temps en évitant d'avoir à effectuer trop d'ajouts une fois les pièces fabriquées.

Développements dans les innovations en matière de refroidissement

Des appareils intelligents pour surveiller les moisissures

Des capteurs IoT sont désormais intégrés aux systèmes modernes, ce qui permet de surveiller les variations de température et d'effectuer automatiquement les changements de débit nécessaires.

Logiciel de simulation et d'analyse

Des logiciels tels que Moldflow ou SolidWorks Plastics simulent le refroidissement avant la fabrication de l'outil, ce qui permet de prévoir l'impact du temps de refroidissement sur les résultats du moulage par injection.

Comment le temps de refroidissement modifie les dépenses et l'efficacité

Une réduction de seulement 1 à 2 secondes du temps de refroidissement peut permettre aux entreprises ayant des taux de production élevés d'économiser des coûts annuels importants. Voici comment :

• Il est possible d'effectuer plus d'équipes par cycle, ce qui permet de produire plus de pièces.
• Économie d'énergie lors de la construction de chaque pièce
• Moins de retouches et d'articles jetés à la poubelle

McKinsey a découvert que l'injection de cycles optimaux dans une usine peut accroître la productivité d'environ 20% dans les processus de moulage.

Le mot de la fin : Améliorer l'efficacité des moules d'injection 

L'influence du temps de refroidissement sur le moulage par injection n'est pas seulement un détail technique, c'est un facteur clé de performance. L'optimisation des canaux de refroidissement des moules, l'investissement dans la conception de systèmes de refroidissement intelligents et la gestion efficace des conditions thermiques peuvent conduire à des améliorations massives de la production et de la qualité.

Chez MYT Machining, notre équipe se concentre sur l'optimisation de la conception des moules et sur les simulations thermiques. N'hésitez pas à nous contacter dès aujourd'hui pour savoir comment nous pouvons vous aider.

FAQ sur l'influence du temps de refroidissement sur le moulage par injection

Comment déterminer le temps de refroidissement idéal ?

Le type de matériau utilisé, l'épaisseur de la paroi et la température à l'intérieur du moule détermineront le résultat. Moldflow et d'autres outils fournissent des estimations précises à cet égard.

Une faible réfrigération peut-elle modifier le goût ou la durée de conservation des aliments ?

Oui, il peut en résulter des objets déformés, des marques là où le moule s'est enfoncé, ou des objets qui rétrécissent de manière inégale. Un contrôle adéquat des températures permet de conserver les dimensions nécessaires à votre outil.

Que sont les canaux de refroidissement des moules ?

Ces canaux à l'intérieur du moule déplacent le liquide de refroidissement pour refroidir le moule en fonction des besoins pendant l'injection.

Quel rôle joue le refroidissement dans la réduction du temps de cycle ?

Lorsque le refroidissement est efficace, il réduit rapidement la durée du cycle, ce qui augmente la production par heure et diminue le coût par pièce.

Comment la gestion thermique des moules améliore-t-elle l'efficacité ?

Il assure un refroidissement uniforme, élimine les défauts et réduit l'usure des moules, de sorte que les outils durent plus longtemps et que les pièces soient homogènes.