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Résines AMODEL - Solvay Plastics

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Table des matières<br />

Résines <strong>AMODEL</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1<br />

Nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2<br />

Séchage de la résine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />

Équipement de séchage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />

Durée et température de séchage . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />

Maintien d’une résine sèche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />

Conséquences d’un mauvais contrôle de la teneur en<br />

humidité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />

Équipement de mise en œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />

Considérations sur les presses d’injection . . . . . . . . . . 5<br />

Contrôle de la température du moule. . . . . . . . . . . . . . 5<br />

Conditions de mise en œuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />

Configuration de départ de la presse . . . . . . . . . . . . . . 7<br />

Température du fourreau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />

Paramètres du cycle de moulage . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />

Phase d’injection du polymère ou de remplissage du<br />

moule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />

Phase de maintien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />

Refroidissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />

Température du moule et contrôle . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />

Surinjection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />

Démoulage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />

Broyats. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />

Matériaux adaptés au broyage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />

Quantité de broyats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />

Effets sur le processus de moulage . . . . . . . . . . . . . . 10<br />

Schémas d’utilisation des broyats . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />

Ajout de broyats en continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />

Recyclage en cascade des broyats . . . . . . . . . . . . 11<br />

Spécifications et qualification des pièces . . . . . . . . . . . 11<br />

Optimisation de l’emploi des broyats . . . . . . . . . . . . . 11<br />

Élimination de tout contaminant . . . . . . . . . . . . . . 11<br />

Classification par taille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />

Séchage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />

Mélange homogène avec la résine vierge . . . . . . . 12<br />

Emploi de quantités constantes . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />

Purges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />

Purges de routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />

Procédure de purge en cas d’interruption du cycle. 13<br />

Procédure d’arrêt quotidienne . . . . . . . . . . . . . . . . 13<br />

Procédure de changement de grade . . . . . . . . . . . 13<br />

Purges exceptionnelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13<br />

Panne d’alimentation de la presse d’injection . . . . 13<br />

Perte du collier chauffant de la buse ou du fourreau<br />

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13<br />

Perte de contrôle du thermocouple sur le collier . . 13<br />

Obstruction de la buse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14<br />

Panne de la presse d’injection . . . . . . . . . . . . . . . . 14<br />

Conception du moule. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15<br />

Moules métalliques et traitement de surfaces . . . . . . 15<br />

Types de moules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15<br />

Moules à deux plaques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15<br />

Moules à trois plaques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />

Système de canaux chauds. . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />

Agencement équilibré de la cavité . . . . . . . . . . . . . 16<br />

Refroidissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />

Systèmes de canaux de distribution. . . . . . . . . . . . . . 17<br />

Seuils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />

Carottes directes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />

Seuils latéraux. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />

Seuils en diaphragme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />

Seuils en sous-marin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />

Moules à canaux chauds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />

Dimensions du seuil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />

Emplacement des seuils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />

Éventation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />

Tolérances de moulage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />

Éjection de la pièce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />

Dépouille. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />

Polissage du moule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />

Éjecteurs ou broches d’éjecteur. . . . . . . . . . . . . . . 20<br />

Plaques de dévêtissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />

Éjecteurs de plaque fixe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21<br />

Noyaux rétractables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21<br />

Maintenance du moule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22<br />

Dépannage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23


Résines <strong>AMODEL</strong><br />

La polyphthalamide (PPA) <strong>AMODEL</strong> ® est une famille de<br />

polymères techniques semi-cristallins dont le rapport<br />

coût/performances vient combler l’écart entre les<br />

polymères techniques traditionnels (polycarbonate,<br />

polyamides, polyesters, acétals, etc.) et les polymères<br />

spécialisés plus onéreux (polymères à cristaux liquides,<br />

polysulfure de phénylène, polyétherimide).<br />

La résine <strong>AMODEL</strong> présente d’excellentes propriétés<br />

mécaniques (résistance par contraintes élevées, rigidité,<br />

résistance à la fatigue et au fluage) sur une large plage de<br />

températures. Pour les applications structurelles, les<br />

grades renforcés verre assurent plus de rigidité et de<br />

résistance au fluage à hautes températures. Les résines<br />

renforcées de charges minérales offrent une stabilité<br />

dimensionnelle et une planéité améliorées. Certains<br />

grades peuvent recevoir un revêtement métallique ou<br />

époxy. Les grades modifiés choc peuvent offrir une<br />

ténacité sensiblement plus élevée, comparable à celle des<br />

nylons super-tenaces mais associée à une résistance et<br />

une rigidité très nettement supérieures sur une vaste<br />

plage de températures et de teneurs en humidité.<br />

Les grades <strong>AMODEL</strong> non renforcés sont destinés à des<br />

applications générales d’injection et d’extrusion<br />

nécessitant brillant de surface, hautes propriétés<br />

antifriction, faible déformation et bonne rigidité, ainsi que<br />

d’excellentes performances mécaniques à hautes<br />

températures. Les caractéristiques générales des familles<br />

de résines <strong>AMODEL</strong> sont indiquées au tableau 1.<br />

Tableau 1<br />

Famille de produits <strong>AMODEL</strong><br />

Types de produits<br />

Renforcés fibres de<br />

verre<br />

Renforcés charges<br />

minérales / verre<br />

Ignifugés<br />

Non renforcés,<br />

modifiés choc<br />

Renforcés verre<br />

améliorés choc<br />

Description générale<br />

Ces résines offrent une<br />

résistance et une rigidité<br />

optimales pour un coût réduit.<br />

Elles sont indiquées pour des<br />

applications nécessitant une<br />

grande stabilité à hautes<br />

températures.<br />

Ces matériaux offrent une rigidité<br />

et une résistance thermique<br />

proches de celles des produits<br />

renforcés verre, tout en étant<br />

plus stables dimensionnellement<br />

et plus économiques.<br />

Ces grades sont homologués<br />

94 V0 à 0,8 mm et 94-5V à<br />

1,6 mm. On peut les souder en<br />

phase gazeuse et par refusion<br />

infrarouge. Disponibles en<br />

version renforcé verre et renforcé<br />

charges minérales / verre.<br />

Ces résines super-tenaces offrent<br />

une résistance Izod entaillé de<br />

plus de 800 J/m et gardent leur<br />

résistance et leur rigidité<br />

supérieures à hautes et basses<br />

températures.<br />

Ces grades représentent un<br />

équilibre parfait entre rigidité,<br />

résistance, allongement,<br />

résistance thermique et stabilité<br />

dimensionnelle. Ils offrent<br />

également de bonnes propriétés<br />

de friction et d’usure.<br />

Renforcés charges<br />

minérales<br />

Les grades renforcés charges<br />

minérales assurent un excellent<br />

fini de surface pour la<br />

métallisation sous vide, la mise<br />

en peinture ou le chromage.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 1


Nomenclature<br />

Le système général de nomenclature des grades de résine<br />

<strong>AMODEL</strong> est exposé au tableau 2. Prenons pour exemple<br />

le grade <strong>AMODEL</strong> AFA-6133 V0 Z BK 324 : le nom indique<br />

que ce grade est ignifugé, à base de résine A-600x<br />

contenant 33 % de verre (pondéral). Classé UL 94 V-0 à<br />

0,8 mm, il permet une mise en œuvre aisée. Il est<br />

pigmenté en noir par un colorant dont la formule est 324.<br />

Les noms des grades super-tenaces <strong>AMODEL</strong><br />

commencent par les lettres ET, mais suivent pour le reste<br />

le même principe de nomenclature.<br />

Tableau 2<br />

Nomenclature des résines <strong>AMODEL</strong><br />

Position Caractéristique Signification/exemple<br />

1 re lettre Famille de produits A = <strong>AMODEL</strong><br />

Lettres suivantes Descripteur facultatif F = ignifugé<br />

P = prêt pour peinture/revêtement<br />

S = structurel<br />

T = renforcé<br />

- Trait d’union<br />

1 er chiffre Résine de base 1 = A-100x résine de base<br />

4 = A-400x résine de base<br />

5 = A-500x résine de base<br />

6 = A-600x résine de base<br />

9 = A-900x résine de base<br />

2 e chiffre Type de renforcement 0 = sans<br />

1 = verre<br />

2 = minéral A<br />

3 = minéral A + verre<br />

4 = minéral B<br />

5 = minéral B + verre<br />

7 = carbone ou fibre de graphite<br />

9 = résistant au glycol<br />

3 e et 4 e chiffres Taux de renforcement 33 = 33 % pondéral<br />

45 = 45 % pondéral<br />

etc.<br />

Espace<br />

1 ou 2 lettres suivantes Suffixe HN = stabilisé thermiquement, non lubrifié<br />

HS = stabilisé thermiquement<br />

HSL = stabilisé thermiquement et lubrifié<br />

L = lubrifié, non stabilisé thermiquement<br />

NL = non lubrifié, non stabilisé thermiquement<br />

V0 = UL 94 V0 à 0,8 mm<br />

V0 Z = UL 94 V0 à 0,8 mm, traitement amélioré<br />

Espace<br />

2 lettres suivantes Code couleurs NT = naturel, sans pigment<br />

BK = noir<br />

WH = blanc<br />

etc.<br />

3 chiffres suivants Numéro de la couleur par exemple 324<br />

2 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


Séchage de la résine<br />

Les résines <strong>AMODEL</strong> sont hygroscopiques. Exposées à un<br />

air humide, elles en absorbent l’humidité. Si cette<br />

absorption d’humidité n’a qu’un effet minime sur les<br />

propriétés et les dimensions des pièces, elle peut affecter<br />

considérablement le processus de moulage.<br />

Les résines <strong>AMODEL</strong> sont expédiées en conditionnement<br />

imperméable à l’humidité, séchées jusqu’à 1 500 ppm<br />

(0,15 %) ou moins. Bien que cette teneur en humidité soit<br />

acceptable pour certains processus, il est généralement<br />

recommandé de sécher le matériau jusqu’à moins de<br />

1 000 ppm (0,10 %). Afin d’assurer l’uniformité de la mise<br />

en œuvre et des pièces, il importe que la teneur en<br />

humidité au cours du moulage soit à la fois basse et<br />

relativement constante.<br />

Équipement de séchage<br />

La résine est le plus souvent séchée dans une trémie<br />

séchante montée sur la presse d’injection. Le dispositif de<br />

séchage doit être sec lui-même et capable de maintenir<br />

un point de rosée de –32 °C. Les lits dessicatifs simples<br />

sont généralement satisfaisants, à condition que le<br />

dessicatif soit remplacé régulièrement. Les lits dessicatifs<br />

doubles sont souvent plus fiables car ils permettent de<br />

régénérer un lit alors que l’autre est en service. Les<br />

systèmes rotatifs sont encore plus sûrs, le dessicatif étant<br />

constamment renouvelé. Le séchage sur plaques en fours<br />

à circulation d’air n’est praticable que pour les processus<br />

de courte durée.<br />

Durée et température de séchage<br />

La durée et la température de séchage dépendent de la<br />

teneur en humidité de la résine employée, de la taille de la<br />

trémie et du débit de moulage. Pour déterminer la<br />

température de séchage adéquate, on divise la capacité<br />

(en kilogrammes) de la trémie par la consommation de<br />

résine (en kilogrammes par heure). On obtient ainsi la<br />

durée de séchage, en heures. Une fois le temps de séjour<br />

fixé, consulter le tableau 3 pour établir la température de<br />

séchage des résines <strong>AMODEL</strong> placées dans la trémie<br />

directement depuis le sac scellé.<br />

Tableau 3<br />

Temps de séjour / température de séchage<br />

Temps de séjour, h Temp. de séchage, °C<br />

8 ou plus 80<br />

6 95<br />

4 110<br />

2 120<br />

Toute résine <strong>AMODEL</strong> exposée à l’air libre dans un sac<br />

ouvert pendant plus de 24 heures absorbera assez<br />

d’humidité pour qu’un séchage d’au moins huit heures à<br />

120 °C soit nécessaire.<br />

La figure 1 indique le temps nécessaire pour sécher une<br />

résine <strong>AMODEL</strong> « humide » à diverses températures. La<br />

courbe montre qu’une température de 95 °C est peu<br />

efficace et que 110 °C à 120 °C sont préférables. Le<br />

séchage à des températures supérieures à 120 °C risque<br />

d’assombrir les teintes des résines naturellement<br />

colorées.<br />

La teneur en humidité se mesure à l’aide d’un dispositif<br />

d’analyse gravimétrique. L’essai doit avoir lieu à 170 °C,<br />

pendant 10 minutes.<br />

Figure 1<br />

Temps de séchage des résines humides<br />

95<br />

110<br />

120<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 3


Maintien d’une résine sèche<br />

Si la trémie est alimentée directement à partir des sacs, il<br />

faut les ouvrir un par un et verser immédiatement. Les<br />

sacs doivent rester fermés jusqu’au dernier moment. Nous<br />

déconseillons d’ouvrir plusieurs sacs à la fois pour laisser<br />

un transporteur pneumatique transférer le contenu vers la<br />

trémie au fur et à mesure des besoins. La résine<br />

absorberait de l’humidité, ce qui peut entraîner des<br />

problèmes de mise en œuvre.<br />

Si la trémie est alimentée à partir d’un sac de 500 kg,<br />

pratiquer une petite ouverture et introduire le « manche »<br />

du transporteur pneumatique. Refermer l’ouverture autour<br />

du manche. Si le matériau n’est pas entièrement utilisé,<br />

refermer le sac de manière aussi étanche que possible.<br />

Le transporteur doit utiliser de l’air séché. L’air ambiant<br />

introduirait de l’humidité dans la résine.<br />

Conséquences d’un mauvais<br />

contrôle de la teneur en humidité<br />

Si la résine <strong>AMODEL</strong> contient trop d’humidité, le<br />

processus de moulage et les propriétés des pièces<br />

moulées en seront affectés. La gravité des effets dépend<br />

de la teneur en humidité, du grade, du type de moule et de<br />

la pièce.<br />

La teneur en humidité de la résine au cours de la mise en<br />

œuvre détermine la viscosité à l’état fondu. La figure 2<br />

montre qu’une teneur en humidité plus élevée diminue la<br />

viscosité à l’état fondu, car le poids moléculaire du<br />

polymère diminue.<br />

En parallèle, des produits volatils supplémentaires sont<br />

produits, ce qui augmente l’encrassement des évents.<br />

Dans les cas extrêmes, les pièces moulées portent des<br />

marques de brûlure et leurs propriétés mécaniques sont<br />

amoindries. La plus infime variation de la teneur en<br />

humidité peut altérer la viscosité dans une mesure<br />

suffisante pour causer des problèmes de dimensions et<br />

d’aspect.<br />

entraînent à leur tour des variations de dimensions et de<br />

poids. Dans les cas extrêmes, on peut s’attendre à des<br />

bavures et à des incomplets.<br />

Certains indicateurs de la presse d’injection permettent de<br />

vérifier si la viscosité (teneur en humidité) change, souvent<br />

avant même que ce changement ne cause la production<br />

de pièces inacceptables. Observer les paramètres<br />

suivants :<br />

• Pression hydraulique à la commutation.<br />

Si cette pression diminue, cela signifie que la<br />

viscosité de la résine a diminué. Une pression<br />

moindre pour maintenir la vitesse d’injection<br />

programmée signifie une teneur en humidité plus<br />

élevée.<br />

• Position finale du tampon.<br />

Si le tampon diminue à pression de maintien<br />

constante, cela signifie que la viscosité de la résine<br />

a diminué, probablement en raison d’une teneur en<br />

humidité plus élevée.<br />

De nombreuses presses d’injection peuvent enregistrer les<br />

valeurs de ces paramètres. On peut généralement fixer<br />

des seuils d’alertes pour le paramètre.<br />

Figure 2<br />

Effet de la teneur en eau sur la viscosité à l’état fondu<br />

Si la teneur en humidité n’est pas strictement contrôlée, il<br />

est difficile de mouler de manière constante et uniforme.<br />

Si l’humidité varie alors que les pièces sont moulées<br />

suivant une pression et un temps de maintien constants,<br />

la densité des pièces variera. Ces variations de densité<br />

4 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


Équipement de mise en<br />

œuvre<br />

Les résines <strong>AMODEL</strong> peuvent être mises en œuvre sur des<br />

presses à injecter conventionnelles. Les résines <strong>AMODEL</strong><br />

étant hygroscopiques, la presse doit être munie d’une<br />

trémie séchante. Voir page 3 pour des recommandations<br />

spécifiques sur l’équipement de séchage.<br />

Considérations sur les presses<br />

d’injection<br />

La presse doit pouvoir contrôler le processus d’injection<br />

via la vitesse et la position de la vis. La plupart des<br />

machines fabriquées depuis 1980 offrent cette fonction.<br />

On peut adapter aux machines plus anciennes des<br />

capteurs linéaires et contrôleurs électroniques. Cela est<br />

souhaitable si la presse permet de mesurer les valeurs et<br />

de définir des alertes pour les paramètres suivants : temps<br />

d’injection, tampon et pression hydraulique à la<br />

commutation.<br />

Il est recommandé d’utiliser une vis avec un rapport de<br />

compression de 2,5 à 3,5 pour 1 et un rapport<br />

longueur/diamètre (L/D) de 18 à 22 pour 1. Les buses<br />

coniques inversées sont également recommandées.<br />

Contrôle de la température du<br />

moule<br />

Selon le grade de résine <strong>AMODEL</strong> utilisé, on emploiera un<br />

chauffage à l’eau ou à l’huile pour maintenir le moule à<br />

une température adéquate. Les grades <strong>AMODEL</strong> de la<br />

série A-1000 demandent des températures de moule de<br />

135 °C et donc un chauffage à l’huile. Un chauffage à eau<br />

suffira pour toutes les autres résines <strong>AMODEL</strong>. Le<br />

régulateur doit permettre de maintenir la température du<br />

fluide caloporteur à +/– 2 °C. La capacité volumique de la<br />

pompe doit suffire à la création d’un flux turbulent à<br />

travers le moule.<br />

Les tuyaux allant de la pompe au moule doivent être de<br />

dimensions adéquates et protégés par une gaine<br />

métallique tressée. L’isolation thermique des conduits<br />

préviendra la perte de chaleur. Les raccords et joints<br />

toriques doivent être adaptés aux températures requises.<br />

La température (seuil supérieur et inférieur) et la pression<br />

(seuil supérieur) doivent faire l’objet d’un système<br />

d’alarme. Dans l’intérêt du personnel, il est recommandé<br />

d’installer un dispositif d’arrêt d’urgence en cas de<br />

surpression.<br />

Choisir une presse assurant une force de fermeture de<br />

0,6 tonne par centimètre carré (545 bar ou 55 MPa) de<br />

surface de pièce projetée et une capacité de fourreau 1,5<br />

à 3,3 fois supérieure au dosage. Une presse de cette taille<br />

réduit le temps de séjour dans le fourreau, car chaque<br />

dosage utilise 30 à 60 % de la capacité.<br />

Les presses d’injection doivent être fermement fixées.<br />

Vérifier régulièrement que le jeu entre le fourreau et la vis<br />

se maintient dans les limites indiquées par le fabricant.<br />

Rechercher également les signes d’usure excessive sur le<br />

clapet.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 5


Tableau 4<br />

Conditions de moulage au départ<br />

Paramètres Série A-1000<br />

AS-1000<br />

Série A-4000<br />

AS-4000<br />

Série A-6000 Série ET-1000<br />

AT-5000<br />

AT-1000<br />

Série<br />

AF(A)-1000<br />

Série<br />

AF(A)-4000<br />

FR-4000<br />

Série<br />

AF(A)-6000<br />

FR-6000<br />

Série<br />

AT-1100<br />

Série<br />

AT-6100<br />

Conditions de séchage (1)<br />

Température de séchage, °C 120 120 120 110 (2) 120 120 120 110 (2) 110 (2)<br />

Durée, heures 4 4 4 4 4 4 4 4 4<br />

Conditions de moulage<br />

Température de la<br />

matière (purge), °C<br />

320-337 330-345 325-340 320-330 325-335 325-335 325-335 320-330 320-330<br />

Températures du fourreau<br />

zone arrière, °C 310 315 310 300 300 300 300 310 310<br />

zone intermédiaire, °C 315 320 315 310 310 310 310 315 315<br />

zone avant, °C 320 325 320 315 315 315 315 320 320<br />

Température de la buse (3) , °C 320 325 320 315 315 315 315 320 320<br />

Température du moule, °C >135 >80 >80 135 >80 >80 >135 >80<br />

Vitesse d’injection élevée élevée élevée moyenne élevée élevée élevée moyenne moyenne<br />

Temps de remplissage, secondes 1-2 1-2 1-2 2-4 0,5-2 0,5-2 0,5-2 1-3 1-3<br />

Pression d’injection, bar 700-1500 700-1500 700-1500 700-1500 600-1500 600-1500 600-1500 600-1500 600-1500<br />

Pression de maintien, bar 350-800 350-800 350-800 350-800 350-800 350-800 350-800 350-800 350-800<br />

Temps de maintien (4) , s/mm 3 1 1,5 3 3 1 1,5 3 1,5<br />

Contre-pression, bar


Conditions de mise en<br />

œuvre<br />

Configuration de départ de la<br />

presse<br />

Le tableau 4 indique les paramètres de la presse<br />

d’injection pour les différents grades des résines <strong>AMODEL</strong>.<br />

Température du fourreau<br />

Les paramètres type de la température du fourreau sont<br />

indiqués. L’ajustement des températures du fourreau a<br />

pour objectif d’atteindre les températures de fusion<br />

indiquées au tableau 4.<br />

Le réglage dépendra du rapport capacité du fourreau /<br />

dosage. Si la majeure partie du fourreau est employée à<br />

chaque dosage, les températures de la trémie doivent être<br />

plus élevées. Si seule une petite portion du fourreau est<br />

employée, on réduira les températures moyennes. Un<br />

temps de séjour prolongé entraînerait la dégradation du<br />

polymère et des propriétés des pièces moulées. Si la<br />

température dépasse 350 °C, le polymère risque de se<br />

décomposer.<br />

La température de la buse doit être ajustée pour<br />

compenser le gel ou le suintement. Elle doit être aussi<br />

élevée que possible pour minimaliser l’effet de goutte<br />

froide, mais assez basse pour éliminer le risque de<br />

suintement.<br />

Les régulateurs doivent maintenir la température du moule<br />

au-dessus de la valeur minimale indiquée au tableau 4. On<br />

peut avoir recours à des températures plus élevées pour<br />

améliorer l’aspect extérieur des pièces ou faciliter le<br />

remplissage du moule, mais la longueur du cycle doit être<br />

prolongée en conséquence. Les pièces aux parois très<br />

minces nécessitent parfois des températures de moules<br />

plus élevées pour assurer une cristallinité optimale.<br />

Paramètres du cycle de moulage<br />

Le processus de moulage doit être décomposé en trois<br />

étapes distinctes :<br />

• Phase d’injection du polymère ou de remplissage<br />

du moule<br />

• Phase de maintien ou de densification de la pièce<br />

• Phase de refroidissement et de recul de la vis<br />

Phase d’injection du polymère ou de remplissage<br />

du moule<br />

Le remplissage du moule est la phase du cycle qui<br />

s’effectue à haute pression ; il se termine lorsque la<br />

pression est réduite jusqu’à la pression de maintien. Il<br />

existe divers moyens de contrôler cette étape.<br />

On peut contrôler la durée d’injection à pression<br />

constante, ou contrôler la pression à l’aide d’un capteur de<br />

pression dans la cavité, ou contrôler le débit d’injection<br />

jusqu’à ce que la vis atteigne un point prédéterminé.<br />

Si la presse offre cette fonction, il est recommandé de<br />

contrôler la vitesse d’injection et de passer à la pression<br />

de maintien lorsque la vis atteint une position déterminée.<br />

Cette méthode permet d’injecter à une vitesse déterminée<br />

un volume de résine précis dans la cavité. Il est en général<br />

préférable d’injecter rapidement.<br />

Pour appliquer cette méthode, il est impératif de<br />

déterminer la position de vis marquant le passage de la<br />

pression d’injection à la pression de maintien, appelé point<br />

de commutation V-P. Cette position correspond à un<br />

remplissage de 95 % de l’empreinte ; le reste de la pièce<br />

doit être rempli avec la pression de maintien. Cette<br />

méthode devrait permettre d’évacuer tout gaz résiduel<br />

sans le brûler. Pour déterminer ce point de commutation,<br />

c’est-à-dire la position de la vis qui permet de passer en<br />

phase de maintien, on peut appliquer la méthode<br />

suivante :<br />

1. Régler la pression de maintien à zéro.<br />

2. Régler la vitesse d’injection à 5-13 cm/s.<br />

3. Injecter des pièces incomplètes en augmentant<br />

progressivement le dosage afin de trouver la position<br />

de vis à laquelle le moule est presque plein mais pas<br />

entièrement (+/–95 %).<br />

4. Si les pièces semblent pleines, déplacer le point de<br />

commutation vers le bas (volume de dosage réduit).<br />

5. Dans le cas inverse, déplacer le point de commutation<br />

vers le haut (volume de dosage augmenté).<br />

Inversement, on peut déterminer le point de commutation<br />

à l’aide de la pression de la cavité. La pression dans la<br />

cavité augmente lorsque le moule se remplit. Ajuster le<br />

point de commutation en l’augmentant jusqu’à ce que la<br />

pression augmente, puis en le réduisant progressivement,<br />

par paliers, jusqu’à ce que la pression de la cavité reste<br />

constante. Le succès de cette méthode dépend du<br />

placement correct des capteurs de pression. Ils doivent<br />

être placés dans la partie de la cavité remplie en dernier.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 7


Ce point de commutation permet de produire des pièces<br />

presque pleines. Une fois le point de commutation<br />

déterminé, on applique la pression de maintien pour<br />

compléter le remplissage du moule. Faute de contrôleurs<br />

de vitesse et de position, régler la pression d’injection et la<br />

durée de manière à remplir le moule rapidement, en<br />

général en 1 ou 2 secondes.<br />

Phase de maintien<br />

Le remplissage de la cavité du moule par le polymère<br />

s’achève pendant la phase de maintien. L’application<br />

continue de la pression permet de compenser la<br />

diminution du volume spécifique lié à une diminution de la<br />

température et à la cristallisation de la pièce. Les<br />

variables permettant cette compensation sont la pression<br />

et le temps de maintien.<br />

Durant la phase d’injection, la vitesse d’injection pour un<br />

grade particulier d’<strong>AMODEL</strong> est réglé conformément à la<br />

valeur indiquée au tableau 4. Il importe de respecter la<br />

pression d’injection nécessaire pour assurer la vitesse<br />

d’injection souhaitée ; quant à la pression de maintien<br />

initiale, elle sera au moins la moitié de cette valeur. On<br />

veillera ensuite à ce que cette pression de maintien soit la<br />

plus élevée possible, sans provoquer de bavures, afin<br />

d’assurer une densification optimale de la pièce moulée.<br />

Le temps de maintien dépend de plusieurs facteurs,<br />

notamment de l’épaisseur de la pièce, des dimensions du<br />

seuil, de la température du moule et de la vitesse de<br />

cristallisation de la résine. À l’aide du facteur de<br />

multiplication (calcul du temps de maintien initial) donné<br />

au tableau 4, et en fonction de l’épaisseur maximale de la<br />

pièce, on obtient une première évaluation du temps de<br />

maintien nécessaire. En fait, la détermination<br />

expérimentale du temps de maintien constitue la meilleure<br />

méthode. Peser les pièces et rechercher le point auquel<br />

l’augmentation du temps de maintien n’augmente plus le<br />

poids des pièces. Une mauvaise densification de la pièce<br />

moulée risque d’affecter les performances (déformations,<br />

retrait non uniforme, fissures).<br />

Refroidissement<br />

En se refroidissant, la pièce devient assez rigide et solide<br />

pour qu’on puisse l’éjecter du moule sans que les broches<br />

d’éjecteur ne la déforment. En parallèle, la vis tourne et<br />

fait fondre le volume de matière nécessaire pour<br />

l’injection de la pièce suivante. La vitesse de rotation de la<br />

vis varie entre 100 et 200 tr/min, avec une<br />

contre-pression juste suffisante pour assurer un dosage<br />

uniforme. La vitesse de rotation de la vis est indiquée au<br />

tableau 4.<br />

Si les temps de refroidissement sont longs, le temps de<br />

séjour dans le fourreau risque de devenir excessif et<br />

d’entraîner une dégradation du polymère. L’ajout d’un<br />

temps de retard de dosage (intervalle supplémentaire<br />

entre la fin du maintien et le retour de vis) permet de<br />

réduire la dégradation. En cas de problèmes d’éjection,<br />

vérifier la dépouille du moule et rechercher des signes de<br />

contre-dépouille ou de rugosité sur les surfaces.<br />

Température du moule et contrôle<br />

Il importe de maintenir une température uniforme sur la<br />

surface du moule. On doit pour cela faire circuler un fluide<br />

caloporteur à travers une série de canaux forés dans le<br />

moule. Le fluide caloporteur est généralement un mélange<br />

d’eau et d’éthylène glycol si la température du moule ne<br />

dépasse pas 95 °C, une huile pour des températures<br />

supérieures voire de l’eau sous pression.<br />

On doit aussi tenir compte des caractéristiques du moule,<br />

par exemple la présence de noyaux à isoler<br />

thermiquement et dont le contrôle doit être plus strict. Il<br />

existe pour cela plusieurs méthodes. La plus simple<br />

consiste à forer un canal de refroidissement<br />

supplémentaire dans la cavité et d’y faire parvenir le fluide<br />

caloporteur au travers du noyau. Si cette partie de la<br />

cavité est trop petite pour y découper un canal, on peut<br />

placer dans le noyau une broche conductrice en<br />

cuivre-béryllium qui facilitera le transfert de la chaleur.<br />

Faute de solution prévue pour les points chauds du moule,<br />

le cycle risque d’être plus long et les pièces risquent de<br />

coller au moule.<br />

Surinjection<br />

La pratique de la surinjection se généralise. Les inserts<br />

utilisés sont notamment des conducteurs, grilles de<br />

connexion, roulements, bagues, limiteurs de couple et<br />

autres éléments de structure. On doit considérer plusieurs<br />

facteurs lorsque l’on veut incorporer des inserts dans des<br />

pièces moulées.<br />

8 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


L’insert doit pouvoir supporter la température du plastique<br />

fondu. Les roulements lubrifiés et les plaques métallisées<br />

doivent pouvoir supporter des températures élevées. Le<br />

plaquage à l’étain, par exemple, est en général déconseillé<br />

car le point de fusion de l’étain est inférieur à la<br />

température de mise en œuvre de la résine.<br />

Les inserts doivent être maintenus de manière telle que la<br />

force d’injection du plastique ne les déplace pas. On place<br />

pour cela des tiges ou porte-inserts sur les deux moitiés<br />

du moule. Les inserts destinés à être encapsulés dans la<br />

pièce seront maintenus par les porte-inserts qui se<br />

rétracteront au cours de l’injection. On détermine la<br />

synchronisation du retrait des tiges et de l’injection de<br />

manière expérimentale, en fonction de la position de la vis.<br />

Les inserts doivent être maintenus afin de ne pas être<br />

déplacés pendant la fermeture du moule. Le problème est<br />

plus sérieux si la fermeture est horizontale plutôt que<br />

verticale.<br />

Le retrait du plastique autour des inserts est en général<br />

suffisant pour les maintenir en place, mais il est souvent<br />

recommandé de prévoir une irrégularité sur la surface de<br />

l’insert pour créer un lien mécanique. Une irrégularité<br />

anguleuse sur un conducteur ou une surface moletée sur<br />

un insert droit suffiront. Si les inserts métalliques sont de<br />

grandes dimensions, il est quelquefois utile de les<br />

préchauffer. L’insert réchauffé se dilate, ce qui empêche la<br />

fissuration de la pièce car la résine et l’insert se<br />

refroidiront et se contracteront ensemble.<br />

Démoulage<br />

Les agents ou sprays de démoulage ne sont pas<br />

recommandés avec les résines <strong>AMODEL</strong>. Ils peuvent<br />

causer de nombreux problèmes tels que défauts d’aspect,<br />

difficultés de collage, détérioration des propriétés<br />

électriques, accumulation d’un dépôt dans le moule ou<br />

encore manque d’uniformité du processus. L’utilisation<br />

d’agents de démoulage ne devrait pas être nécessaire,<br />

sauf peut-être lors du démarrage d’un moule neuf.<br />

Si l’éjection des pièces est difficile, il faut revoir la<br />

conception du moule et les conditions de mise en œuvre.<br />

Vérifier que les broches d’éjecteur sont en nombre<br />

suffisant et qu’elles couvrent une surface appropriée.<br />

Vérifier aussi que la dépouille du moule est suffisante.<br />

Rechercher sur le moule les signes d’endommagements<br />

susceptibles de causer une contre-dépouille. Vérifier que<br />

la phase de refroidissement est assez longue.<br />

Broyats<br />

La résine <strong>AMODEL</strong> étant thermoplastique, les carottes et<br />

canaux de distribution peuvent être broyés, mélangés à de<br />

la résine vierge et retraités. On appelle broyats le matériau<br />

ainsi recyclé. Bien employés, les broyats permettent à la<br />

fois de réaliser des économies et de préserver<br />

l’environnement. Considérer soigneusement l’emploi<br />

prévu et les fiches techniques avant d’introduire des<br />

broyats dans un processus.<br />

Matériaux adaptés au broyage<br />

Les carottes et canaux de distribution constituent<br />

généralement la source principale des broyats. Certaines<br />

pièces mal formées peuvent également être employées, à<br />

condition qu’elles ne contiennent pas d’éléments<br />

étrangers tels que des inserts et qu’elles n’aient pas été<br />

contaminées par de l’huile, de la graisse, des poussières,<br />

etc. Ne pas utiliser de pièces dégradées ni de carottes ou<br />

canaux de distribution portant des marques de brûlure.<br />

Quantité de broyats<br />

Idéalement, la quantité de broyats doit être égale à la<br />

quantité de matériau générée lors du moulage. Il importe<br />

que le pourcentage de broyats soit constant.<br />

Par exemple, si les carottes et canaux de distribution<br />

constituent 20 % du poids de chaque dosage, on<br />

emploiera 20 % de broyats. Il est possible que 25 % de<br />

broyats assure encore des pièces de qualité mais le<br />

processus ne génère pas de quoi maintenir ce rapport<br />

constamment. Or, s’il varie, le processus de moulage et<br />

donc la qualité des pièces produites varieront également.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 9


En règle générale, un niveau de 25 % est acceptable.<br />

Dans certains cas, des niveaux plus élevés permettent<br />

encore de produire des pièces de qualité acceptable. Pour<br />

la plupart des applications il est toutefois préférable de ne<br />

pas dépasser les 50 %. Des niveaux extrêmement élevés<br />

de broyats risquent d’affecter la qualité des pièces<br />

moulées.<br />

Figure 3<br />

Effet de 25 % de broyats sur la contrainte en traction<br />

de la résine <strong>AMODEL</strong> AS-1133 HS<br />

Des études ont démontré que la qualité des pièces<br />

produites avec un niveau de broyats modéré est<br />

acceptable. Les figures 3 à 5 montrent les résultats<br />

obtenus. Ces courbes prouvent que la contrainte en<br />

traction et la résistance au choc se maintiennent lorsque<br />

l’on utilise 25 % de broyats avec un grades renforcé verre<br />

ou un grade ignifugé de résines <strong>AMODEL</strong>.<br />

Effets sur le processus de<br />

moulage<br />

Les broyats ayant déjà été moulés, leur poids moléculaire<br />

peut être légèrement plus faible ; la viscosité à l’état fondu<br />

est donc inférieure. Cet effet est souvent négligeable, mais<br />

il est parfois nécessaire d’ajuster les conditions de<br />

moulage pour le compenser. En principe, réduire<br />

légèrement la phase de pression de maintien est suffisant.<br />

Figure 4<br />

Effet de 25 % de broyats sur la contrainte en traction<br />

de la résine <strong>AMODEL</strong> AF-1145 V0<br />

La réduction possible de la viscosité est une des raisons<br />

principales qui justifient l’utilisation d’un niveau fixe de<br />

broyats. Si ce niveau varie, il est possible que les<br />

variations de viscosité en découlant obligent à ajuster les<br />

paramètres afin de maintenir la qualité.<br />

Si le matériau (avant ou après broyage) est laissé à l’air<br />

libre, absorbe l’humidité ambiante et n’est pas<br />

correctement séché, une chute importante (et difficilement<br />

gérable) de viscosité s’ensuivra. Les broyats doivent être<br />

traités et séchés comme la résine vierge. Les bavures,<br />

suintement de la buse ou dégagements de gaz excessifs<br />

sont souvent des signes d’humidité dans la résine ou dans<br />

les broyats.<br />

Figure 5<br />

Effet de 25 % de broyats sur la résistance au choc<br />

Izod de la résine <strong>AMODEL</strong> AS-1133 HS<br />

10 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


Schémas d’utilisation des broyats<br />

Ajout de broyats en continu<br />

Certains transformateurs pensent que les broyats doivent<br />

être éliminés après un certain nombre de cycles. Cette<br />

attitude prudente, justifiée avec certains matériaux, n’est<br />

pasnécessaireaveclarésine<strong>AMODEL</strong>,àlacondition<br />

d’instaurer un plan de recyclage des broyats adéquat. On<br />

peut approcher cette question sous deux angles :<br />

expérimental et théorique. Du point de vue expérimental, les<br />

études ont montré que l’emploi continu de 25 % de broyats<br />

n’a pas d’effet négatif sur les propriétés des pièces<br />

fabriquées (figures 3 à 5).<br />

Du point de vue théorique, on considère que la fraction de<br />

broyats de la génération précédente est réduite à la<br />

génération suivante. Par exemple, soit un niveau de 25 %<br />

de broyats.<br />

• Au premier cycle, 75 % de résine vierge sont<br />

mélangés à 25 % de broyats ; 25 % de la résine sont<br />

donc réemployés.<br />

• Au second cycle, 75 % de résine vierge sont<br />

mélangés à 25 % de broyats de la génération<br />

précédente ; seuls 6,25 % (25 % de 25 %) du<br />

matériau ont donc été employés deux fois.<br />

• Au troisième cycle, 75 % de résine vierge sont<br />

mélangés à 25 % de broyats de la seconde<br />

génération ; 1,56 % ont donc été employés trois fois.<br />

• Au quatrième cycle, 75 % de résine vierge sont<br />

mélangés à 25 % de broyats de la troisième<br />

génération ; 0,39 % a donc été employé quatre fois.<br />

• Au cinquième cycle, la quantité de broyats employés<br />

pour la cinquième fois est inférieure à 0,1 %.<br />

La dilution constante avec de la résine vierge permet donc<br />

d’utiliser les broyats en continu.<br />

Spécifications et qualification des<br />

pièces<br />

Quelquefois, la spécification d’une pièce indiquera<br />

« 100 % vierge » ou « Broyats non autorisés ». Dans ces<br />

cas, il est conseillé de signaler au client les économies<br />

possibles grâce à un emploi judicieux des broyats. Lors de<br />

la fabrication des prototypes, il est bon de préparer<br />

quelques échantillons contenant la quantité recommandée<br />

de broyats. Ceci permettra au client de tester différents<br />

types de pièces. Si des pièces contenant des broyats ne<br />

lui sont fournies qu’après la fin des tests, la vérification de<br />

validité de ces pièces peut demander des opérations<br />

supplémentaires longues et coûteuses.<br />

Optimisation de l’emploi des<br />

broyats<br />

Élimination de tout contaminant<br />

Toute trace d’huile, de graisse ou de poussière doit être<br />

éliminée avant le broyage. Aucune impureté ne doit<br />

contaminer les broyats. En cas de présence d’un corps<br />

non identifié, il est préférable de renoncer à employer le<br />

matériau. Une infime quantité d’impuretés suffit à<br />

contaminer une grande quantité de résine vierge. Le<br />

broyeur doit être soigneusement nettoyé à chaque<br />

changement de matériau. Des aimants placés à la<br />

goulotte d’alimentation de la presse permettront<br />

d’éliminer les métaux ferreux, comme des débris de lames<br />

de broyeur.<br />

Figure 6<br />

Utilisation des broyats<br />

Recyclage en cascade des broyats<br />

Nous déconseillons fortement le recyclage en cascade des<br />

broyats. Cette méthode consiste à rassembler tous les<br />

broyats pour les réemployer à 100 %. Les broyats issus<br />

de ce cycle sont à nouveau utilisés à 100 %, puis mis au<br />

rebut. Cette méthode produit trois types de pièces (vierge,<br />

première génération et deuxième génération) aux<br />

propriétés différentes. Il sera donc nécessaire de prévoir<br />

trois séries de paramètres de moulage pour trois<br />

viscosités différentes. Cette procédure est déconseillée.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 11


Classification par taille<br />

Pour assurer un bon mélange des broyats et de la résine<br />

vierge, la taille des deux sortes de granules doit être aussi<br />

uniforme que possible. Les granules de broyats trop gros<br />

risquent de bloquer la goulotte. La poussière provenant du<br />

broyeur tend à adhérer aux parois de la trémie, auquel cas<br />

les filtres du chargeur pneumatique nécessitent une<br />

maintenance plus intensive. La méthode la plus efficace<br />

pour trier les granules consiste à utiliser un crible vibrant<br />

double (maillage 4 pour le tamis supérieur, 40 pour le<br />

tamis inférieur). Les granules ne traversant pas le tamis 4<br />

sont renvoyés au broyeur. Les granules trop fins traversant<br />

la maille 40 doivent être jetés. Les granules restant entre<br />

les deux tamis sont utilisables.<br />

Séchage<br />

Nous avons déjà indiqué que les broyats doivent être<br />

parfaitement secs avant le moulage. Pour éviter le recours<br />

à des procédures particulières de séchage, on peut<br />

employer les broyats en « circuit fermé » (voir figure 6).<br />

Dans ce cas, les carottes et canaux sont envoyés au<br />

broyeur et triés par taille immédiatement après usage. Les<br />

broyats sont ensuite ramenés à la trémie avant qu’ils<br />

puissent absorber de l’humidité ambiante.<br />

Mélange homogène avec la résine vierge<br />

Dans le but de maintenir une composition constante, de<br />

dosage à dosage et de pièce à pièce, il importe de bien<br />

mélanger le broyat à la résine vierge. Si le mélange est<br />

préparé hors ligne, on peut employer des tambours<br />

mélangeurs ou autre méthode similaire. La figure 6<br />

représente une trémie équipée d’un chargeur<br />

proportionnel qui mesure les volumes de résine vierge et<br />

de broyats. Le chargeur est muni d’un régulateur<br />

permettant de varier le temps d’alimentation pour<br />

chacune des deux source, et ainsi d’ajuster les<br />

pourcentages si nécessaire.<br />

Par exemple, un mélange à 25 % obtenu en plaçant 75 kg<br />

de résine vierge dans la trémie puis 25 kg de broyats ne<br />

serait pas acceptable. Un tel mélange produirait 75 % des<br />

pièces à base de 100 % de résine vierge puis 25 % des<br />

pièces à base de 100 % de broyats.<br />

Emploi de quantités constantes<br />

Pour maintenir la stabilité du processus, on doit employer<br />

un pourcentage constant de broyats, l’idéal étant d’utiliser<br />

exactement la quantité produite. Nous avons indiqué plus<br />

haut que si le niveau de broyats varie, le processus et la<br />

qualité des pièces peuvent varier en conséquence. Le<br />

chargeur proportionnel prélève via les deux sources et<br />

contrôle le pourcentage de broyats et de résine vierge.<br />

Purges<br />

La purge est l’élimination de toute résine résiduelle dans<br />

le fourreau de la presse d’injection. Quand on passe d’un<br />

type de résine à un autre, il importe de nettoyer<br />

soigneusement le fourreau. La purge est également<br />

importante au démarrage et lors de l’arrêt, lorsque la<br />

résine risque d’être exposée à des températures élevées<br />

pendant un temps relativement long. En général, on purge<br />

à l’arrêt et on remplace les résines sensibles à la chaleur<br />

par des résines plus stables. La purge permet également<br />

d’ôter les matières dégradées du fourreau et de la vis. La<br />

suite du paragraphe fournit des recommandations pour la<br />

purge des résines <strong>AMODEL</strong>.<br />

Purges de routine<br />

En fin de moulage, ou si le processus doit être interrompu<br />

plus de 10 minutes, il est recommandé d’éliminer toute la<br />

résine <strong>AMODEL</strong> du fourreau. Elle risquerait autrement de<br />

se dégrader et de contaminer les pièces moulées par la<br />

suite.<br />

Les consignes de sécurité doivent être impérativement<br />

respectées en toute circonstance. Toutes les protections<br />

de machine et tous les couvercles doivent être en place<br />

lors des purges. Le personnel chargé de l’opération doit<br />

porter l’équipement de protection individuelle. Les<br />

matériaux purgés étant extrêmement chauds,<br />

l’équipement de protection est obligatoire pour toute<br />

manipulation. Il est également recommandé d’installer un<br />

écran de protection contre la buse de la carotte, pour<br />

protéger le moule. L’écran de protection doit être construit<br />

en matériaux capables de résister aux conditions de la<br />

purge. Les matériaux purgés doivent être éliminés<br />

conformément aux règlements locaux.<br />

12 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


Procédure de purge en cas d’interruption du<br />

cycle<br />

Si le cycle est interrompu plus de 10 minutes, effectuer<br />

une purge simple :<br />

1. Couper l’alimentation de la trémie.<br />

2. Éloigner l’ensemble vis-fourreau de l’entrée du moule.<br />

3. Purger la vis et éliminer toute trace de résine<br />

<strong>AMODEL</strong>.<br />

4. Remplir la trémie de polyéthylène haute densité<br />

(PEHD).<br />

5. Purger le fourreau à l’aide du PEHD jusqu’à nettoyage<br />

complet.<br />

Au redémarrage, purger avec de la résine <strong>AMODEL</strong><br />

jusqu’à obtention d’un dosage acceptable.<br />

Procédure d’arrêt quotidienne<br />

Lors des arrêts quotidiens, ou si le moulage doit être<br />

interrompu pendant plusieurs heures, et qu’on utilise<br />

ensuite le même grade lors du redémarrage de la<br />

production, on doit effectuer la procédure d’arrêt telle que<br />

décrite ci-dessus (points 1 à 5).<br />

6. Couper le chauffage du fourreau.<br />

Procédure de changement de grade<br />

Lorsqu’une production est terminée et que l’on souhaite<br />

changer de grade, la procédure ci-dessous est<br />

recommandée :<br />

1. Couper l’alimentation de la trémie.<br />

2. Éloigner le fourreau du moule.<br />

3. Purger la vis et élimner toute trace de résine <strong>AMODEL</strong>.<br />

4. Ajouter un produit de purge approprié aux hautes<br />

températures dans la trémie. Plusieurs produits de<br />

purge*, disponibles dans le commerce, sont<br />

homologués pour les températures employées ici. Les<br />

produits doivent être homologués pour 400 °C au<br />

moins. Respecter les instructions du fabricant de la<br />

purge.<br />

5. Purger jusqu’à ce que toute trace de résine <strong>AMODEL</strong><br />

ait disparu des purges.<br />

6. Ajouter du PEHD dans la trémie.<br />

7. Purger à l’aide du PEHD jusqu’à nettoyage complet.<br />

8. Couper le chauffage du fourreau.<br />

*Un bon matériau de purge à haute température se compose<br />

généralement de PEHD de moyenne à haute viscosité et d’acrylique<br />

(PMMA). D’autres matériaux peuvent donner de bons résultats.<br />

Purges exceptionnelles<br />

Diverses situations inattendues peuvent provoquer<br />

l’interruption du processus. Les purges sont alors<br />

nécessaires car l’interruption du cycle entraîne la<br />

dégradation de la résine et donc souvent de la qualité des<br />

pièces.<br />

Panne d’alimentation de la presse d’injection<br />

En cas de panne :<br />

1. Couper le chauffage du fourreau et de la buse.<br />

Lorsque le courant est rétabli :<br />

2. Éloigner du moule le chariot du fourreau et rallumer le<br />

chauffage du fourreau et de la buse. Au cours du<br />

réchauffement du fourreau jusqu’à température de<br />

travail, il est probable que la résine <strong>AMODEL</strong> subisse<br />

une certaine dégradation. En conséquence, on peut<br />

s’attendre à des suintements de la buse et/ou<br />

dégagements de gaz excessifs.<br />

3. Augmenter la ventilation. Installer des écrans de<br />

protection pour éviter tout contact avec la résine<br />

chaude.<br />

4. Lorsque le fourreau est suffisamment chaud, exécuter<br />

la procédure de purge en cas d’interruption du<br />

cycle décrite plus haut, afin d’éliminer toute la résine<br />

<strong>AMODEL</strong> du fourreau. Ne pas tenter de raccourcir le<br />

processus en augmentant les températures au-delà<br />

des seuils prévus.<br />

5. Une fois toute la résine purgée, le moulage peut<br />

reprendre.<br />

Perte du collier chauffant de la buse ou du<br />

fourreau<br />

Le collier peut se détériorer en cas de gel du fourreau.<br />

1. Dans ce cas, éteindre tous les colliers chauffants.<br />

2. Décomprimer manuellement la vis et laisser refroidir<br />

le fourreau.<br />

3. Lorsque le fourreau est froid, remplacer le collier<br />

défectueux et chauffer à nouveau.<br />

4. Une fois le fourreau revenu à la bonne température,<br />

purger selon la procédure de purge en cas<br />

d’interruption du cycle décrite plus haut.<br />

5. Reprendre le moulage.<br />

Perte de contrôle du thermocouple sur le collier<br />

Si le thermocouple ne fonctionne pas correctement, le<br />

système risque de surchauffer.<br />

1. Dans ce cas, débrancher la zone défectueuse et<br />

exécuter la procédure de purge en cas<br />

d’interruption du cycle décrite plus haut.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 13


2. Couper tous les chauffages du fourreau.<br />

3. Lorsque l’appareil a refroidi, remplacer le thermocouple<br />

défectueux.<br />

4. Reprendre le moulage.<br />

Obstruction de la buse<br />

La buse de la presse d’injection peut s’obstruer pour deux<br />

raisons principales : lorsque la résine se solidifie (gèle)<br />

dans la buse et lorsque la buse est bouchée par une<br />

pointe de vis cassée, un clapet ou autre objet. La<br />

solidification de la résine étant la plus fréquente, nous<br />

vous recommandons d’essayer les étapes 1 et 2 en<br />

premier lieu.<br />

Panne de la presse d’injection<br />

En règle générale, si l’une des fonctions de la presse est<br />

défectueuse (fermeture, pression hydraulique ou autre<br />

fonction mécanique), il est recommandé de procéder aux<br />

réparations avant de continuer le moulage. S’il est<br />

nécessaire d’interrompre le moulage pendant plus de dix<br />

minutes pour ces réparations, exécuter la procédure de<br />

purge en cas d’interruption du cycle.<br />

1. Vérifier que le chauffage de la buse et le thermocouple<br />

fonctionnent correctement.<br />

2. Si c’est le cas, élever la température de la buse par<br />

paliers de 5 °C, jusqu’à ce que la résine s’écoule<br />

librement. Ne pas dépasser 350 °C. Si la température<br />

de la buse n’est pas suffisante, il faut ajouter un<br />

chauffage et/ou isoler la buse. Ne pas utiliser de<br />

chauffage externe, chalumeau par exemple, car tout<br />

excédent de chaleur localisé risque de provoquer une<br />

accumulation de pression dangereuse en ce point. De<br />

la résine chaude pourrait s’échapper lors du<br />

relâchement de la pression.<br />

3. Si le fait d’élever la température jusqu’à 350 °C ne<br />

suffit pas à dégager l’obstruction, il est probable que<br />

la buse elle-même soit bouchée. Couper tous les<br />

chauffages du fourreau.<br />

4. Lorsque le fourreau est froid, retirer la buse. Ne pas<br />

tenter de retirer la buse si la résine est encore en<br />

fusion : une accumulation de pression dangereuse en<br />

ce point est possible.<br />

5. Remettre en place la buse dégagée et rallumer les<br />

chauffages du fourreau. Lorsque sa température<br />

atteint le point prédéterminé, purger selon la<br />

procédure de purge en cas d’interruption du cycle<br />

décrite plus haut.<br />

14 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


Conception du moule<br />

Moules métalliques et traitement<br />

de surfaces<br />

De même qu’avec les autres résines techniques, le<br />

nombre et la qualité des pièces qu’un moule est censé<br />

produire seront déterminés par le type d’acier choisi. Pour<br />

une production à cadence élevée, un investissement initial<br />

élevé dans un moule de qualité se justifie.<br />

Généralement, les aciers habituels pour les moules, par<br />

exemple H-13, S-7 et P-20, sont acceptables pour<br />

l’injection. Si l’on emploie des résines renforcées verre ou<br />

minéraux, le moule doit offrir une bonne résistance à<br />

l’abrasion ; H-13 est fortement recommandé. Par contre,<br />

les métaux mous tels que l’aluminium ne sont pas du tout<br />

recommandés, même pour les prototypes. Le moule en<br />

acier doit être durci avant le lancement de la production ;<br />

il est toutefois préférable d’essayer le moule avant de le<br />

durcir, afin de ne pas rendre les dernières opérations de<br />

dimensionnement plus difficiles.<br />

Après avoir déterminé les dimensions générales du moule,<br />

conformément aux valeurs de retrait du grade considéré, il<br />

est prudent de le découper « steel safe ». On découpera<br />

les éléments du moules correspondant aux parties<br />

internes des pièces (noyaux) un peu plus grands que les<br />

dimensions finales prévues, et les éléments externes plus<br />

petits. Après le premier échantillonnage, les pièces<br />

moulées seront mesurées et les dimensions finales du<br />

moule ajustées.<br />

Même si l’apparence de la pièce a peu d’importance, il est<br />

préférable d’éliminer toutes les marques sur le moule pour<br />

faciliter l’éjection des pièces. Toutes les surfaces doivent<br />

être polies dans la direction d’éjection. Les surfaces<br />

grainées apparentes sont acceptables ; les<br />

contre-dépouilles ne le sont pas. Pour plus d’informations,<br />

voir page 20 la section concernant l’utilisation de la<br />

dépouille pour faciliter l’éjection de la pièce.<br />

La métallisation du moule en acier n’est généralement pas<br />

requise. Si la pièce doit présenter une surface brillante et<br />

durable, on peut effectuer un chromage du moule ou un<br />

traitement au nitrure de titane. On peut trouver d’autres<br />

traitements (revêtement ou traitement de surface) dans le<br />

commerce. Nous ne les avons pas étudiés de manière<br />

approfondie, mais nous n’avons pas rencontré de<br />

traitement meilleur, à long terme, que le chromage à haute<br />

densité ou le nitrure de titane.<br />

La résine <strong>AMODEL</strong> n’est pas chimiquement agressive<br />

envers l’acier, mais usure et abrasion sont possibles,<br />

particulièrement avec les grades renforcés verre et<br />

verre/minéraux. L’usure apparaît en général dans les zones<br />

soumises à de forts cisaillements (seuils, coins, surfaces de<br />

la cavité entrant en contact en premier avec la résine<br />

injectée). La conception du moule doit tenir compte de la<br />

possibilité d’usure, particulièrement pour l’emplacement<br />

des seuils et la forme de la cavité. L’utilisation de pièces<br />

rapportées pour les seuils ou autres endroits sensibles,<br />

facilement interchangeables, doit être privilégiée afin de<br />

réduire la durée des réparations due à l’usure.<br />

Types de moules<br />

Plusieurs types de moules sont appropriés. Il s’agit des<br />

moules à deux ou trois plaques et à canaux chauds. Tous<br />

contiennent des coulisseaux manuels ou hydrauliques et<br />

autres fonctions requises. Les résines <strong>AMODEL</strong> sont peu<br />

adaptées aux opérations de moulage par compression,<br />

transfert ou soufflage.<br />

Moules à deux plaques<br />

Les moules à deux plaques (ou moules A-B) sont les plus<br />

simples et les plus fréquents. La plaque A est fixe et la<br />

plaque B mobile. La résine fondue est injectée à travers la<br />

carotte du côté A, le long d’un canal sur le plan de joint,<br />

vers la ou les cavités (en général du côté B).<br />

Le système d’éjection étant généralement prévu pour<br />

éjecter la pièce du côté B, il est nécessaire que la carotte<br />

et le canal se trouvent du côté B au moment de l’ouverture<br />

du moule. On découpe généralement un piège à goutte<br />

froide, ainsi que le canal et la majeure partie de la cavité,<br />

du côté B.<br />

Le piège à goutte froide, découpé en général du côté B<br />

face à la carotte, remplit deux fonctions. Premièrement, il<br />

recueille le premier dosage injecté, lequel contient<br />

souvent une « goutte froide » de résine provenant de la<br />

buse qui l’empêche d’atteindre la cavité. Deuxièmement, à<br />

l’aide d’une légère contre-dépouille, il extirpe la carotte du<br />

côté A à l’ouverture du moule. Une broche d’éjecteur sur<br />

le côté B, à proximité du piège, permet d’éjecter la carotte.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 15


Le système des canaux est découpé en général dans la<br />

partie mobile du moule. Les broches d’éjecteur des<br />

canaux situées en partie sous la surface (broches de<br />

succion) retiennent les canaux du côté mobile. Ces<br />

broches de succion peuvent comporter de légères<br />

contre-dépouilles.<br />

La plus grande partie de la pièce est généralement<br />

moulée du côté mobile, de sorte que la pièce elle-même<br />

reste sur ce côté à l’ouverture du moule. Les irrégularités<br />

du côté fixe doivent être minimales. S’il est nécessaire<br />

d’avoir une irrégularité importante du côté A, mieux vaut<br />

prévoir une éjection positive du côté A, par exemple à<br />

l’aide d’un éjecteur à ressort.<br />

Moules à trois plaques<br />

Ces moules sont en fait des moules à deux plaques<br />

modifiés, avec une plaque centrale entre les plaques<br />

mobile et fixe de la presse. Cette plaque centrale isole les<br />

carottes et canaux des pièces. Le système de canaux est<br />

formé entre les plaques fixe et centrale et les pièces<br />

moulées entre les plaques centrale et mobile. Lorsque le<br />

moule s’ouvre, les pièces sont éjectées de la partie<br />

mobile. La carotte et les canaux se détachent et restent<br />

entre la plaque centrale et la partie fixe. Un éjecteur à<br />

ressort situé sur la plaque centrale éjecte le canal.<br />

Ce système offre plusieurs avantages, comparé au moule<br />

à deux plaques. D’abord, le dégagement est automatique<br />

au cours du processus d’éjection, plutôt qu’en tant<br />

qu’opération secondaire. Ensuite, les possibilités de<br />

sélection du nombre et de l’emplacement des seuils sont<br />

plus variées. On peut placer plusieurs seuils sur les pièces<br />

de grandes dimensions, pour plus de facilité au<br />

remplissage.<br />

Système de canaux chauds<br />

Les systèmes à canaux chauds remplacent les systèmes<br />

de carotte et canaux froids avec un distributeur chauffé à<br />

l’électricité qui conserve cette portion du dosage à l’état<br />

fondu. La résine est injectée dans les cavités du côté B<br />

directement depuis les points d’injection du distributeur.<br />

L’économie de matériau constitue le principal avantage de<br />

ce système. Les carottes et canaux n’étant pas moulés,<br />

toute la résine va dans la pièce.<br />

Pour les matériaux cristallins tels que le PPA <strong>AMODEL</strong>, la<br />

régulation thermique des systèmes à canaux chauds est<br />

capitale. Un séjour trop long dans le distributeur causerait<br />

la dégradation du matériau. À chaque point d’injection du<br />

distributeur doit correspondre un régulateur de<br />

température. Le thermocouple de contrôle de chaque<br />

source de chaleur dans le distributeur et le point<br />

d’injection doit être proche de la résine, entre la résine et<br />

la source de chaleur.<br />

En principe, la conception du moule doit rester aussi<br />

simple que possible. Lors du positionnement de la cavité,<br />

il faut tenir compte de l’éjection des pièces et de<br />

l’emplacement du seuil. La gestion thermique du moule<br />

est aussi extrêmement importante. Le fluide caloporteur<br />

doit s’écouler de manière à maintenir une température<br />

uniforme dans la cavité. L’éjection des pièces dépend de<br />

ces facteurs.<br />

Agencement équilibré de la cavité<br />

Pour les moules multicavités, l’agencement des<br />

empreintes déterminera la qualité des pièces. Cela signifie<br />

que toutes les empreintes doivent contenir le même<br />

volume et se remplir au même moment. Dans les moules<br />

mal équilibrés, certaines cavités sont trop pleines et<br />

d’autres pas assez. Dans un moule équilibré, toutes les<br />

empreintes se remplissent à la même vitesse et à la<br />

même pression, ce qui assure l’uniformité des pièces. Les<br />

cavités doivent pour cela être équidistantes de la carotte<br />

avec des canaux de même dimensions. L’écoulement doit<br />

être identique dans les différentes empreintes.<br />

On construit parfois des moules « collectifs » avec deux ou<br />

plusieurs pièces différentes. Nous déconseillons<br />

l’utilisation de ces moules, souvent impossibles à<br />

équilibrer. Si, pour des raisons d’économie, des cavités<br />

différentes doivent être placées sur un même moule, les<br />

canaux doivent être munis de vannes. Lorsque la qualité<br />

de pièces différentes moulées simultanément n’est pas<br />

satisfaisante, les vannes permettent de les mouler<br />

séparément.<br />

16 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


Refroidissement<br />

Le processus de moulage par injection des<br />

thermoplastiques consiste principalement en l’injection<br />

d’une résine en fusion dans une cavité suivie du<br />

refroidissement avant éjection ; il est donc extrêmement<br />

important que la température du moule soit bien<br />

contrôlée. En général, on doit pour cela fait circuler un<br />

fluide caloporteur à travers les canaux du moule. L’eau<br />

suffit aux températures allant jusqu’à 95 °C ; au-delà,<br />

l’huile est obligatoire. La température de moule requise<br />

dépend du grade mis en œuvre.<br />

Nous déconseillons fortement l’utilisation de cartouches<br />

électriques chauffantes : elles peuvent certes chauffer le<br />

moule, mais ne peuvent le refroidir. Le polymère injecté<br />

est souvent beaucoup plus chaud que la cavité et il est<br />

nécessaire d’éliminer la chaleur. Ceci est particulièrement<br />

important pour les zone isolées thermiquement, par<br />

exemple les petits noyaux dans lesquels la chaleur risque<br />

de s’accumuler et de gêner l’éjection. On peut insérer des<br />

broches conductrices en cuivre-béryllium dans ces zones<br />

pour faciliter le transfert de la chaleur.<br />

Les canaux de refroidissement doivent être à égale<br />

distance des cavités, et l’écoulement tel que les cavités<br />

reçoivent la même quantité de fluide à la même<br />

température. Les canaux de refroidissement doivent être<br />

placés en parallèle plutôt qu’en série. Le diamètre des<br />

canaux du fluide caloporteur doit être soigneusement<br />

dimensionné, dans les limites du débit possible, de façon<br />

à créer un écoulement turbulent augmentant le transfert<br />

de chaleur.<br />

Systèmes de canaux de<br />

distribution<br />

Le rôle d’un système de canaux est d’établir un passage<br />

entre la carotte et la cavité. Les carottes et canaux sont en<br />

général broyés afin de réduire le gaspillage de matériau.<br />

On autorise en général un mélange de 25 % de carottes et<br />

canaux broyés avec 75 % de résine vierge. La conception<br />

du moule, pour être optimale, doit donc compter au plus<br />

un poids de 25 % de carottes et canaux.<br />

canal trapézoïdal avec une pente de 10 % a un poids<br />

supérieur de 25 % environ, mais il est beaucoup plus<br />

facile à produire.<br />

La taille des canaux dépend de la longueur d’écoulement<br />

et du grade de résine employé. Dans tous les cas, l’axe<br />

principal du canal doit être plus large que la section la<br />

plus épaisse de la pièce, pour assurer que le canal ne gèle<br />

pas avant que la pièce soit entièrement densifiée.<br />

Si un canal se divise pour remplir plusieurs cavités, le<br />

volume total de tous les canaux secondaires ne doit pas<br />

dépasser celui du canal principal. L’objectif est de ne pas<br />

diminuer la vitesse d’écoulement de la matière fondue.<br />

On doit placer un piège à goutte froide à chaque angle du<br />

canal de distribution et à la base de la carotte. Ces puits<br />

permettront de piéger le premier jet et empêcheront<br />

l’introduction de matériau froid dans la cavité.<br />

Les canaux de distribution étant souvent recyclés, après<br />

broyage il importe de bien les ventiler pour prévenir toute<br />

marque de brûlure. L’éventation du canal permet<br />

également de laisser les gaz s’échapper plutôt que d’avoir<br />

à les dégazer au travers de la cavité.<br />

Pour assurer que les canaux restent sur la plaque choisie<br />

au moment de l’ouverture du moule, on peut utiliser des<br />

arrache-carottes et des broches de succion créant des<br />

contre-dépouilles minimes. Des éjecteurs de bonne taille<br />

sur les canaux permettent de les éjecter du moule.<br />

Seuils<br />

Tous les types conventionnels de seuils sont adaptés aux<br />

résines <strong>AMODEL</strong>, y compris les canaux chauds.<br />

Le choix du seuil doit tenir compte de son emplacement<br />

en vue d’une densification optimale, du mode d’extraction,<br />

de la génération et de l’emploi de broyats ainsi que des<br />

exigences esthétiques.<br />

On peut réduire le poids des canaux en les raccourcissant<br />

et en diminuant le rapport surface/volume. Les canaux<br />

entièrement cylindriques ont donc le plus faible rapport<br />

surface/volume. Ce sont les canaux de distribution les plus<br />

efficaces, mais aussi les plus difficiles à fabriquer. Le<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 17


Figure 7<br />

Seuils en sous-marin<br />

Plan de joint<br />

Éjecteurs<br />

Carottes directes<br />

Les carottes directes sont employées le plus souvent avec<br />

des canaux chauds, ainsi que sur les prototypes. Cette<br />

méthode consiste à aligner la cavité avec la carotte ou<br />

sous le canal chaud. Elle a pour principaux avantages sa<br />

simplicité ainsi qu’un volume de canaux et une longueur<br />

d’écoulement considérablement réduits. Les inconvénients<br />

sont les gouttes froides visibles sur la pièce et la nécessité<br />

de retirer les restes de carotte ou de canal froid, ce qui<br />

implique un usinage en post-traitement ou une action<br />

manuelle de l’opérateur de la presse.<br />

Seuils latéraux<br />

Les seuils latéraux sont les plus fréquents. On les emploie<br />

avec des carottes et canaux chauds ordinaires. Le canal<br />

chaud introduit la résine dans la cavité le long du plan de<br />

joint. Les pièges à goutte froide sont implantés dans les<br />

canaux d’alimentation pour les éliminer des pièces. On<br />

place en général du côté mobile du moule une<br />

contre-dépouille qui sert d’arrache-carotte. On peut aussi<br />

placer de légères contre-dépouilles au seuil, contre la<br />

pièce, pour faciliter la séparation de la pièce et du canal.<br />

Les seuils latéraux ont pour avantages la facilité de<br />

fabrication, de modification et de maintenance, ainsi qu’un<br />

processus fiable. Les pièges éliminent les gouttes froides<br />

des pièces. L’inconvénient de cette méthode tient à la<br />

production de déchets, dont certains peuvent cependant<br />

être broyés et réemployés. Il est fortement recommandé<br />

d’utiliser des pièces rapportées pour les seuils afin de les<br />

remplacer facilement en cas d’usure.<br />

Seuils en diaphragme<br />

Les seuils en diaphragme sont utilisés presque<br />

exclusivement pour le moulage de pièces circulaires sans<br />

lignes de soudure. Cette méthode assure également un haut<br />

degré de planéité si on emploie un grade renforcé fibres<br />

susceptibledesedéformeravecd’autrestypesdeseuils.<br />

De même qu’avec les carottes directes, un usinage sera<br />

nécessaire pour éliminer le point d’injection.<br />

Seuils en sous-marin<br />

Les seuils en sous-marin constituent l’une des méthodes<br />

les plus employées car ils se détachent d’eux-mêmes. Ils<br />

s’appuient sur un système de canaux de plan de joint<br />

similaire à ceux des seuils latéraux standard. À proximité<br />

de la cavité, cependant, les canaux passent sous les plans<br />

de joint pour ressurgir dans la pièce sous la surface de ce<br />

plan de joint (voir figure 7). Au moment de l’éjection, les<br />

pièces moulées et les canaux/seuils sont séparés par le<br />

moule lui-même. L’angle formé par le canal du point<br />

d’injection et la surface d’attaque de la pièce est un<br />

paramètre critique : il assure une éjection correcte du<br />

seuil lui-même et permet d’éviter une rupture du seuil<br />

dans le moule. En raison du module élevé des grades<br />

<strong>AMODEL</strong> renforcés, l’angle recommandé pour ces grades<br />

sera de 30° au maximum, à la perpendiculaire du plan de<br />

joint. Pour les grades non renforcés avec des modules<br />

plus faibles, on peut choisir des angles moins grands.<br />

Le principal avantage des seuils en sous-marin tient au<br />

fait qu’ils se détachent d’eux-mêmes. Ils présentent<br />

cependant un risque de marques (traces) de seuils<br />

irrégulières. Il est fortement recommandé d’utiliser des<br />

pièces rapportées pour ces types de seuils, pour des<br />

questions de facilité de remplacement.<br />

Moules à canaux chauds<br />

Les moules à canaux chauds sont très utilisés en raison<br />

des économies de matériau qu’ils permettent. On peut les<br />

combiner avec tous les types décrits plus haut, mais on<br />

peut également les connecter directement à un seuil. Ils<br />

sont souvent fournis sous forme de systèmes « clés en<br />

main » ; il convient toutefois de s’assurer que la<br />

conception de certains éléments est bien conforme aux<br />

exigences des résines <strong>AMODEL</strong>. Les canaux du<br />

distributeur doivent permettre un écoulement régulier,<br />

sans angles aigus ni points morts. La résine en fusion tend<br />

à stagner dans les coins ou angles morts, ce qui entraîne<br />

une dégradation, avec risque de contamination du<br />

matériau et des pièces.<br />

18 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


Il est capital de contrôler la température des moules à<br />

canaux chauds. À chaque point d’injection du moule doit<br />

correspondre un thermocouple et une source de chaleur.<br />

Le thermocouple doit se situer entre la source de chaleur<br />

et le canal de matière fondue, permettant ainsi une<br />

gestion thermique précise, sans dégradation de la résine.<br />

Figure 8<br />

Évents<br />

Dimensions du seuil<br />

Les dimensions d’un seuil dépendent de plusieurs<br />

facteurs, notamment de la taille de la pièce, de son<br />

épaisseur, du type de seuil et du grade utilisé. En général,<br />

le seuil le plus petit doit être de la moitié de l’épaisseur de<br />

la paroi au point considéré, ce afin d’assurer une<br />

densification optimale. Si les seuils sont trop petits, on<br />

risque d’obtenir des pièces insuffisamment compactées,<br />

avec un retrait inégal, poreuses à l’intérieur, portant des<br />

marques de retassure ou offrant des propriétés<br />

mécaniques inférieures.<br />

Les seuils latéraux rectangulaires doivent être 1,5 à 2 fois<br />

plus larges que profonds ; quant à la profondeur, elle doit<br />

être proportionnelle à l’épaisseur de la pièce comme défini<br />

plus haut.<br />

Les seuils en sous-marin seront au moins de 0,5 mm,<br />

avec une dimension supérieure pour des pièces plus<br />

grandes.<br />

Les seuils des moules à trois plaques doivent avoir un<br />

diamètre minimum de 0,5 mm pour les petites pièces et<br />

de 3,2 mm pour les pièces plus grandes. Les seuils trop<br />

importants risqueraient de créer des problèmes<br />

d’ouverture du moule.<br />

Emplacement des seuils<br />

Les seuils doivent toujours se situer dans la partie la plus<br />

épaisse de la pièce, pour permettre l’écoulement du<br />

matériau de la section étroite à la plus large. On peut<br />

préférer d’autres emplacements pour des raisons<br />

d’esthétique, mais nous ne recommandons pas que<br />

l’écoulement se fasse de la section la plus étroite à la plus<br />

large. L’emplacement des seuils doit parfois tenir compte<br />

d’autres facteurs tels que l’emplacement de la ligne de<br />

soudure, la planéité requise et le nombre de seuils<br />

nécessaires au remplissage.<br />

Éventation<br />

Les évents (voir figure 8) permettent au gaz ou à l’air<br />

présent dans la cavité de s’échapper quand la résine est<br />

injectée. Une éventation inadéquate risque de causer la<br />

compression des gaz dans la cavité, qui peuvent ensuite<br />

s’échauffer au point de laisser des marques de brûlure sur<br />

la pièce et des dépôts sur le moule. On appelle ce<br />

phénomène « effet diesel ». Une mauvaise éventation peut<br />

aussi être cause d’une mauvaise qualité de la ligne de<br />

soudure et de l’incapacité à remplir la cavité. En raison des<br />

vitesses d’injection relativement rapides nécessaires pour la<br />

plupart des grades <strong>AMODEL</strong>, l’éventation doit être bien<br />

étudiée.<br />

L’emplacement des évents dépend de la forme de<br />

l’empreinte et peut être prédit avec une grande précision<br />

lors de la simulation de l’écoulement. Les incomplets<br />

peuvent également signaler les zones à éventer. En<br />

général, les évents doivent se situer face aux seuils, sur<br />

les lignes de soudure attendues, à différents endroits du<br />

plan de joint, de sorte que leur volume total soit d’environ<br />

25 % du périmètre de la cavité. Pour une éventation sous<br />

le plan de joint, on intègre des évents aux broches<br />

d’éjecteur. L’éventation des noyaux et des cavités<br />

profondes facilite l’éjection des pièces en éliminant le<br />

risque de succion par le vide et de déformation de la<br />

pièce.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 19


Dans les cas où la production est régulièrement<br />

interrompue pour le nettoyage des dépôts sur le moule, la<br />

mise en place d’évents supplémentaires et plus profonds<br />

peut aider à résoudre le problème.<br />

Tolérances de moulage<br />

Les variations dimensionnelles d’une pièce moulée sont<br />

fonction des variations, du processus de moulage, du<br />

retrait et des dimensions des empreintes.<br />

Le retrait est fonction du type de renforcement et de sa<br />

teneur. Plus la teneur est élevée et plus le retrait est faible.<br />

Les charges de rapport longueur/diamètre important<br />

(fibres de verre par exemple) présentent des taux de<br />

retrait différents dans le sens de l’écoulement et dans le<br />

sens transversal. Consulter les données de retrait pour un<br />

grade donné.<br />

Les résines <strong>AMODEL</strong> permettent de respecter des<br />

tolérances relativement étroites, à condition que les<br />

variations liées au processus de moulage soient minimes.<br />

La tolérance réelle dépend de la dimension elle-même.<br />

Plus grandes elles sont, plus larges peuvent être les<br />

tolérances. On peut généralement garantir une tolérance<br />

de +/– 0,2 % pour les dimensions considérées. Pour des<br />

dimensions plus grandes, la tolérance peut être<br />

augmentée. Pour des dimensions très petites, une<br />

tolérance de +/– 0,05 mm est acceptable.<br />

On doublera les cibles citées plus haut pour les calculs<br />

statistiques.<br />

Éjection de la pièce<br />

Plusieurs facteurs importants entrent en ligne de compte<br />

dans la facilité d’éjection des pièces. Les problèmes de<br />

moulage sont le plus souvent liés à des problèmes<br />

d’éjection.<br />

Dépouille<br />

La dépouille consiste à ajouter une conicité permettant à<br />

la pièce de se détacher du moule après un court trajet des<br />

éjecteurs. Cette grandeur est appelée « angle de<br />

dépouille ». Bien que les angles de dépouille ne soient pas<br />

considérés comme faisant partie du système d’éjection<br />

proprement dit, ils sont essentiels à son bon<br />

fonctionnement. Les angles de dépouille des résines<br />

<strong>AMODEL</strong> sont de de 0,5 à 1° au moins pour les surfaces<br />

externes des moules, de 1 à 1,5° pour les surfaces<br />

internes et noyaux.<br />

Si les tolérances ne permettent pas les angles<br />

recommandés, on devra rechercher d’autres méthodes,<br />

par exemple la division de la pièce moulée entre la<br />

surface fixe et la surface mobile, ou la répartition des<br />

noyaux. Ces méthodes permettent de réduire de moitié les<br />

variations de dimensions dues à la dépouille.<br />

Si la surface de la pièce est grainée, les angles de<br />

dépouille doivent être augmentés de 1° pour 0,025 mm de<br />

profondeur du grain.<br />

Polissage du moule<br />

Il est essentiel que les surfaces d’éjection des moules<br />

soient polies dans le sens de l’éjection. Les<br />

contre-dépouilles ne sont pas autorisées car elles<br />

favorisent l’adhésion de la pièce au moule. Le polissage<br />

du moule devrait constituer une étape régulière des<br />

opérations de maintenance préventive.<br />

Éjecteurs ou broches d’éjecteur<br />

La méthode la plus courante consiste à fixer des éjecteurs<br />

sur une plaque d’éjection dans la partie mobile du moule.<br />

À l’ouverture du moule, les éjecteurs avancent et poussent<br />

la pièce hors de la cavité. L’emplacement et le<br />

dimensionnement des éjecteurs sont extrêmement<br />

importants car ils assurent l’éjection des pièces. Des<br />

broches trop petites ou trop peu nombreuses peuvent<br />

entraîner des défauts de moulage (marques) ou un cycle<br />

de moulage trop long.<br />

Les éjecteurs doivent être réparties uniformément autour<br />

de la pièce pour assurer une éjection régulière. On peut<br />

ajouter des broches aux points les plus profonds. Elles<br />

sont destinées à assurer que la pièce est éjectée<br />

uniformément de la cavité. Sans ces broches, les parties<br />

profondes seront tirées hors de la cavité par les sections<br />

peu profondes, et la pièce risque de se casser ou de se<br />

déformer. Si la pièce comporte une cavité profonde avec<br />

des nervures, des éjecteurs rectangulaires ou lames sont<br />

à envisager. La surface des broches doit être aussi grande<br />

que possible afin de réduire la force par unité de surface<br />

d’éjection.<br />

Plaques de dévêtissage<br />

Si une pièce comporte plusieurs noyaux, spécialement<br />

avec de faibles tolérances de dépouille, on peut employer<br />

une plaque dévêtisseuse ramenant les noyaux vers la<br />

20 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


partie mobile du moule avant engagement des éjecteurs.<br />

Les plaques dévêtisseuses sont souvent munies d’un<br />

ressort, ce qui simplifie la conception.<br />

Éjecteurs de plaque fixe<br />

Dans le cas de pièces complexes présentant un relief très<br />

détaillé sur les deux parties du moule (fixe et mobile), la<br />

pièce risque de rester sur la plaque fixe au moment de<br />

l’ouverture. Pour remédier à ce problème, on utilise<br />

généralement une contre-dépouille (arrache-carotte) du<br />

côté mobile, sous la carotte. Dans les cas extrêmes, une<br />

plaque d’éjection à ressort sur le côté fixe du moule<br />

maintient la pièce du côté mobile.<br />

Noyaux rétractables<br />

Si des contre-dépouilles sont nécessaires sur le diamètre<br />

interne, on peut employer un noyau rétractable. En raison<br />

de la complexité de ces noyaux et de la maintenance<br />

nécessaire, mieux vaut éviter cette solution.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 21


Maintenance du moule<br />

De la maintenance adéquate du moule dépendent sa<br />

durée de vie et la qualité des pièces. Le programme de<br />

maintenance minimale recommandé est indiqué au<br />

tableau 5. Pour certains moules, des opérations de<br />

maintenance supplémentaires peuvent s’avérer<br />

nécessaires.<br />

Tableau 5<br />

Recommandations pour la maintenance du moule<br />

À chaque poste<br />

Chaque jour<br />

Tous les 20 000 cycles<br />

ou à chaque lot de<br />

fabrication (le plus<br />

court des deux)<br />

Tous les 100 000<br />

cycles<br />

À chaque retour du<br />

moule du magasin<br />

Examinez les pièces,<br />

recherchez les noyaux<br />

ou éjecteurs cassés<br />

ainsi que les rayures<br />

indiquant un dégât dans<br />

l’empreinte.<br />

Recherchez les marques<br />

de brûlure signalant une<br />

obturation des évents.<br />

Vérifiez que le moule<br />

s’ouvre et se ferme sans<br />

heurts.<br />

Nettoyez la surface avec<br />

un nettoyant pour<br />

moule, particulièrement<br />

les évents.<br />

Inspectez les éjecteurs<br />

(manquants, pliés, etc.).<br />

Nettoyez les évents<br />

n’appartenant pas au<br />

plan de joint.<br />

Retirez le moule de la<br />

presse.<br />

Égouttez et nettoyez les<br />

circuits d’huile ou d’eau.<br />

Vérifiez que les circuits<br />

sont dégagés.<br />

Si le moule n’est pas<br />

destiné à être réutilisé,<br />

nettoyez-le avec un<br />

solvant adéquat et<br />

passez un spray<br />

antirouille.<br />

Vérifiez que les brides,<br />

vis et plaques sont bien<br />

serrées et en bon état.<br />

Si le moule retourne au<br />

magasin, conservez la<br />

dernière injection,<br />

représentative de la<br />

qualité de la production.<br />

Démontez les plaques et<br />

nettoyez-les avec un<br />

solvant adapté.<br />

Contrôlez l’usure de<br />

tous les composants.<br />

Remplacez si<br />

nécessaire.<br />

Graissez les pièces<br />

mobiles de la manière<br />

requise.<br />

Vérifiez les dimensions<br />

des seuils et évents.<br />

Vérifiez les joints et<br />

raccords.<br />

Vérifiez l’alignement des<br />

éjecteurs.<br />

Essuyez l’agent<br />

antirouille à l’aide d’un<br />

solvant adéquat.<br />

Vérifiez si le moule n’a<br />

pas été emdommagé<br />

durant le stockage au<br />

magasin.<br />

Vérifiez l’étanchéité des<br />

circuits d’huile ou d’eau.<br />

Donnez aux opérateurs<br />

la dernière injection qui<br />

a été stockée avec le<br />

moule, afin qu’ils<br />

puissent comparer la<br />

qualité.<br />

22 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


Dépannage<br />

Les recommandations de dépannage pour le moulage des<br />

résines <strong>AMODEL</strong> sont indiquées au tableau 6. Les<br />

solutions préconisées ont été regroupées en deux<br />

catégories : paramètres de mise en œuvre et paramètres<br />

d’équipement. Les paramètres de mise en œuvre peuvent<br />

être appliqués pendant un cycle de moulage. La<br />

modification d’un paramètre d’équipement, en revanche,<br />

implique normalement l’interruption du processus. Malgré<br />

la perte de temps que représente cette interruption, c’est<br />

souvent l’approche la plus appropriée.<br />

Moulage par injection des résines <strong>AMODEL</strong> 23


Tableau 6<br />

Guide de dépannage<br />

Vérifier la siccité de la résine<br />

Contre-pression<br />

Température fourreau<br />

Temps de refroidissement<br />

Tampon<br />

Temps et pression de maintien<br />

Pression d’injection<br />

Vitesse d’injection<br />

Température du moule<br />

Températuredelabuse<br />

Vitesse de recul de vis<br />

Dosage<br />

Améliorer les évents<br />

Augmenter la force de fermeture<br />

Augmenter l’angle de dépouille<br />

Augmenter la dimension du seuil<br />

Changer l’emplacement du seuil<br />

Nettoyer et polir le moule<br />

Isoler la buse<br />

Utiliser une buse conique<br />

Polir la buse de la carotte<br />

Appliquer les solutions dans l’ordre numérique<br />

Augmenter<br />

Diminuer<br />

Augmenter ou diminuer<br />

Problème Paramètres de mise en œuvre Outillage et équipement<br />

Pièces cassantes (1) – résine humide 1 Humidité maximale 0,10 %<br />

Pièces cassantes (2) – résine froide 2 1 5 6 7 3 4 Humidité minimale 0,03 %<br />

Pièces cassantes (3) – dégradation 2 1 4 5 3 Réduire le temps de séjour<br />

Traces de brûlure 4 5 2 3 7 6 1 8 9 Évents de 0,03 – 0,06 mm<br />

Traces d’éjecteur 1 4 3 2 5 6<br />

Bavures 4 3 2 5 1<br />

Lignes d’écoulement 5 1 2 3 4<br />

Jet libre 3 2 1<br />

Ligne de soudure 4 6 2 3 5 1<br />

Suintement de la buse 2 5 4 7 8 1 6 3<br />

Geldelabuse 3 4 1 2 5 Reculer le ponton<br />

Pièces collent au moule 5 3 2 6 7 1 Ne pas surcompacter<br />

Dépôts dans le moule et les évents 2 5 4 7 3 6 1<br />

Recul de vis pendant le dosage 1 2 4 3 Contrôler l’usure de la vis<br />

Incomplets 4 2 3 6 1 7 5<br />

Retassures 4 1 3 2 5<br />

Marbrures 1 3 4 2<br />

Carottecoincedanslemoule 3 1 2 4 6 5 Ne pas surcompacter<br />

Imperfections superficielles 4 3 2 1 6 5<br />

Microbulles 4 1 3 2 5<br />

Déformation 3 2 1 4 5 4<br />

*Les pièces cassantes constituent un symptôme qui peut être causé par l’un des trois problèmes suivants ou leur combinaison :<br />

(1) Résine humide : une humidité excessive au cours de la transformation entraînera une dégradation du poids moléculaire.<br />

(2) Résine froide : si la résine est froide ou insuffisamment compactée, les lignes de soudure seront de mauvaise qualité.<br />

(3) Dégradation : des températures trop élevées ou des temps de séjour prolongés peuvent entraîner une dégradation thermique.<br />

24 <strong>Solvay</strong> Advanced Polymers


INDEX<br />

A<br />

Arrêt 13<br />

B<br />

Broches d’éjecteur 20<br />

Broches de succion 16<br />

Broyats 9,10,11<br />

Effets sur le processus de moulage 10<br />

Optimisation de l’emploi 11<br />

Types d’utilisation 11<br />

C<br />

Canaux chauds 16<br />

Moules 18<br />

Carottes directes 18<br />

Changement de grade 13<br />

Chrome 15<br />

Commutation 4,7<br />

Conception du moule 15<br />

Moule en métal 15<br />

Conditions de mise en œuvre 7<br />

Conditions de séchage 3<br />

Configuration de la presse<br />

Points de départ 7<br />

Contrôle de la température du moule 5<br />

Contrôle de la teneur en humidité 4<br />

Cycle<br />

Moulage 7<br />

D<br />

Débit d’injection 7<br />

Démoulage 9<br />

Dépannage 23<br />

Dépouille 20<br />

Dévêtissage<br />

Plaques 20<br />

Diaphragme<br />

Seuils 18<br />

Dimensions du seuil 19<br />

Durée et température de séchage 3<br />

E<br />

Éjecteurs 20<br />

Plaque fixe 21<br />

Éjection de la pièce 20<br />

Emplacement des seuils 19<br />

Équipement<br />

Mise en œuvre 5<br />

Moulage 5<br />

Séchage 3<br />

Éventation 17,19<br />

F<br />

Fourreau<br />

Température 7<br />

I<br />

Injection<br />

Presse de moulage 5<br />

Résine 7<br />

L<br />

Latéral<br />

Seuil 18<br />

M<br />

Maintenance<br />

Moule 22<br />

Presse d’injection 5<br />

Maintien 8<br />

Mise en œuvre<br />

Équipement 5<br />

Moulage<br />

Inserts 8<br />

Par compression 15<br />

Par soufflage 15<br />

Par transfert 15<br />

Tolérances 20<br />

Moules 15<br />

Canaux chauds 18<br />

Deux plaques 15<br />

Maintenance 22<br />

Métal 15<br />

Trois plaques 16<br />

N<br />

Nitrure de titane 15<br />

Nomenclature 2<br />

Noyaux<br />

Rétractables 21<br />

P<br />

Paramètres du cycle de moulage 7<br />

Phase de refroidissement 8<br />

Pièce<br />

Éjection 20<br />

Piège à goutte froide 15<br />

Plaque<br />

Éjecteur fixe 21<br />

Plaques de dévêtissage 20<br />

Polissage<br />

Moule 20<br />

Polissage du moule 20<br />

Presse<br />

Configuration de départ 7<br />

Presse de moulage 5<br />

Pression<br />

Contre 7<br />

Maintien 7<br />

Purge 12,13<br />

Exceptionnelle 13<br />

Interruption du cycle 13<br />

Routine 12<br />

R<br />

Recommandations sur les vis<br />

5<br />

Refroidissement 17,24<br />

Remplissage du moule 7<br />

Résine<br />

Séchage 3<br />

Routine<br />

Purge 12<br />

S<br />

Séchage 3<br />

Équipement 3<br />

Seuils 17,18,19<br />

Carottes 18<br />

Carottes directes 18<br />

Diaphragme 18<br />

En sous-marin 18<br />

Latéraux 18<br />

Tunnel 18<br />

Sous-marin<br />

Seuils 18<br />

Système de canaux chauds<br />

16<br />

Systèmes de canaux de<br />

distribution 17<br />

T<br />

Tampon 4<br />

Température<br />

Buse 7<br />

Fourreau 7<br />

Fusion 7<br />

Moule 7<br />

Température de la buse 7<br />

Tolérances<br />

Moulage 20<br />

Traitement de la surface du<br />

moule<br />

Chromage 15<br />

Nitrure de titane 15<br />

V<br />

Viscosité<br />

Effets de l’humidité 4<br />

État fondu 4


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