Article intéressant de Matériautech d'Allizé-Plasturgie
(l'article original peut être consulté ici : https://www.allize-plasturgie.org/fr/innovation-matieres-et-process/essais-matieres-avec-la-technologie-roctool )
Essais de matériaux avec Roctool sans souci
Pour répondre aux limitations actuelles des procédés de thermorégulation actuels, Roctool a développé une technologie qui peut sy substituer : 3iTech™. En partenariat Matériautech d'Allizé-Plasturgie et différentes équipes de SMP, Kistler, GMV Eschmann & Cadflow, plusieurs tests d'injection de matière ont été réalisés.
Dans le cadre d'une étude avec du polycarbonate recyclé (rPC) plusieurs tests ont été réalisés avec le moule démonstrateur GEM Haute Température conçu avec Roctool. La conception de ce moule a été spécialement conçue pour évaluer les performances de ce Heat & Cool technologie selon différents critères.
Heat & Cool
Le procédé 3iTech™ permet le cyclage thermique des outils d'injection. La technologie utilisée est l'induction, via l'intégration de réseaux d'inducteurs situés dans les moules. Cette technologie couvre une large gamme de températures (50°C à 400°C) en quelques secondes. Le refroidissement est assuré par des canaux d'eau intégrés situés derrière le réseau d'inducteurs. La température du moule peut être contrôlée pendant la phase d'injection, assurant la stabilité du procédé tout en améliorant la qualité des pièces injectées.
En effet, nous évaluons le remplissage de la pièce injectée sur 3 niveaux d'épaisseur (2.5mm, 1.5mm & 1mm) l'élimination des lignes de soudure et enfin l'amélioration de la qualité de surface avec une texture laser et une surface polie miroir.
Etudes réalisées avec deux capteurs de pression
Le moule est équipé de deux capteurs de pression d'empreinte Kistler, l'un en début de remplissage et l'autre en fin de remplissage. Deux Roctool des générateurs équipent l'outil, l'un pour la partie mobile et l'autre pour la partie fixe.
L'échauffement des deux parties du moule modifie sensiblement l'écoulement de la matière, imposant une baisse de la vitesse d'injection et limitant la température maximale de la cavité à 135°C afin d'éviter tout dommage matériel.
Une fois les différents paramètres d'injection réglés avec Roctool, le chauffage de l'injection a été désactivé en conservant les paramètres d'injection utilisés précédemment avec une température de régulation de l'outil de 80°C.
Le temps d'injection reste le même à 1.53 secondes. ce qui est cohérent puisque nous utilisons une presse à injection électrique. Sur les paramètres résultants enregistrés sur la presse, on observe une augmentation de 12% de la pression de commutation qui passe de 830 bars avec chauffage par induction à 930 bars en conventionnel. Simultanément, la pression cavité diminue en mode classique lors des phases de maintenance/refroidissement (courbes de pression cavité enregistrées et tracées sur le graphique joint). La pression de maintien appliquée est de 600 bars en conventionnel et avec Roctool technologie. La différence de pression entre le début et la fin du remplissage de la cavité est augmentée de 12 bars pour une température de cavité de 135°C à 41 bars pour une cavité à 80°C. Il en résulte un figeage des matériaux classiques entraînant une mauvaise répartition des pressions et donc une augmentation des contraintes internes dans la pièce injectée.
La quantité de matière injectée reste cependant la même puisque la masse des pièces n'a pas changé (15.31g et 15.34g). Cette observation permet de constater que si l'on se positionne sur une qualité de densification équivalente, la pression de maintien pourra être diminuée de quelques dizaines de bars en utilisant l'induction pour superposer les courbes de pression d'empreinte, ce qui aura pour effet d'abaisser la masse injecté.
La pente de la courbe de pression en fin de remplissage indique une vitesse de refroidissement beaucoup plus importante avec Roctool. Cela est dû à l'utilisation d'un thermorégulateur avec un débit de 25 l/min contre un débit préconisé de 100 l/min, débit qui aurait permis d'atteindre un temps de refroidissement efficace. On montre ici que le débit de régulation impacte plus la vitesse de refroidissement que la température du fluide.
Amélioration significative de l'apparence des pièces.
Au niveau de l'aspect des pièces injectées, Roctool supprime les lignes de soudure et les traces de gouttes froides en surface à proximité du point d'injection. La réplication de la texture laser est plus fine avec une amélioration de la brillance sur la zone polie, modifiant ainsi le rendu.
Partie gauche: Gemme réalisée par moulage conventionnel ;
Partie droite: Gemme réalisée avec Roctool sans souci
Les résultats sont encore plus probants avec des matériaux hautes performances comme le PPSU et le PEI avec fibres. En effet, pour le PEI avec fibres de verre, les fibres sont présentes en surface avec un moulage classique à 160°C, et sont éliminées avec Roctool technologie à 220°C. Cela donne une surface lisse et brillante.
En termes de rendu dimensionnel, nous avons soumis à GOM, société proposant des solutions de métrologie industrielle 3D de haute précision, deux Gems moulés en PPSU dans les mêmes conditions d'injection mais à deux températures de moule différentes : conventionnelle à 160°C et induction à 220°C . Sur le Gem injecté à 220°C, nous avons constaté une épaisseur moyenne inférieure de 0.02 mm dans les zones d'épaisseurs 1.5 et 1 mm et des dimensions en largeur et longueur de travail supérieures à 0.07 mm. Ces écarts mesurés entre les deux technologies d'injection comparées sont faibles, le matériau utilisé ayant une structure amorphe, mais traduisent néanmoins une tendance qu'il faudrait valider avec un matériau de structure semi-cristalline.
D'autres études comparatives seront prochainement menées sur d'autres matériaux hautes performances comme le LCP, le PPS et le PA de spécialité.
Matériautech d'Allizé-Plasturgie
Matériautech vous accompagne dans toutes vos problématiques de transformation de matière et vous aide à identifier les procédés adaptés.
