Introduction a La Plasturgie
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PRODUCTIVITE Introduction à la plasturgie
Document de formation; Productivité groupe VG le 10/06/02
Introduction à la Plasturgie
PRODUCTIVITE Introduction à la plasturgie
Document de formation; Productivité groupe VG le 10/06/02
I. La matière
II. Présentation des moules
III. La transformation
IV. La décoration
V. Le parachèvement
PRODUCTIVITE Introduction à la plasturgie
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I. La matièrea) Introduction
b) Caractéristiques
c) La coloration
d) Le conditionnement
e) La préparation avant transformation
f) Le recyclage
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a) Introduction
Les thermoplastiques: Se ramollissent sous l ’effet de la chaleur
Permet de réemployer le broyé
Tenue thermique: environs 130°C
Mise en œuvre assez simple
PA: PolyamidePMMA: Polymétacrylate de méthylePS: PolystyrènePP: PolypropylènePE: PolyéthylènePC: PolycarbonateSAN: Styrène acrylonitrile
ABS: Acrylonitrile butadiène styrènePET: polyéthylène téréphtalatePPO: Polyphényléne OxydePOM: Polyoxyméthyléne (polyacétale)PPS: polysulfure de phénylénePVC Polychlorure de vinylePBT Polybutyléne téréphtalate
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Les thermodurcissables: Durcis définitivement sous l ’effet de la chaleur
Tenue thermique et caractéristiques supérieurs aux thermoplastiques
Reprise de broyé impossible
Les élastomères: Matériaux dits élastiques
Reviennent à leur état initial lorsque l ’on supprime la contrainte
Ex: Santoprene
Dans le groupe PVL les matières transformées sont principalement des thermoplastiques.
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b) CaractéristiquesAbréviation T° de transformation T° Moule Retrait densite
PA 66 270°C à 290°C 60°C à 100°C 1,2% à 2,5% 1,14 g/cm3
PA 66 30FV 290°C à 310°C 90°C à 120°C 0,3% à 0,7% 1,37 g/cm3
PA 11 210°C à 240°C 40°C à 60°C 1% à 2,5% 1,04 g/cm3
PMMA 200°C à 270°C 40°C à 70°C 0,2% à 0,8% 1,18 g/cm3
PS 160°C à 280°C 10°C à 60°C 0,2% à 0,8% 1,04 g/cm3
PP 210°C à 300°C 20°C à 90°C 1% à 2,8% 0,90 g/cm3
PE hd 160°C à 300°C 20°C à 60°C 1,3% à 3,5% 0,95 g/cm3
PC 270°C à 320°C 85°C à 120°C 0,70% 1,20 g/cm3
SAN 190°C à 260°C 20°C à 60°C 0,2% à 0,5% 1,08 g/cm3
ABS 210°C à 270°C 30°C à 80°C 0,4% à 0,7% 1,05 g/cm3
PET 260°C à 280°C 130°C à 160°C 0,50% 1,60 g/cm3
PPO 250°C à 300°C 75°C à 95°C 0,5% à 0,7% 1,10 g/cm3
POM 190°C à 210°C 70°C à 110°C 2% à 2,5% 1,42 g/cm3
PPS 315°C à 370°C 130°C à 160°C 0,3% à 0,7% 1,60 g/cm3
PVC r 170°C à 205°C 40°C à 70°C 0,2% à 04% 1,40 g/cm3
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Le retrait:
Intervient lorsque le polymère se rétracte (refroidissement de la pièce)
A l ’origine du problème de retassure Phase de maintien
Chaque matière à un retrait différent
A prendre en compte dès l ’industrialisation Dimension de l ’empreinte
Température de transformation:
Fonction des composants de la matière
Attention à la dégradation de la matière ex: POM
Température du moule:
Détermine le temps de cycle et les caractéristiques finales de la pièce
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Charges, renforts ou additifs:
Objectif: Diminution des coûts
Renforcer les caractéristiques.
Additifs: Colorants, Antioxydants, Ignifugeants (V0)...
Ex:ABS V0, PC V0
Charges: Talc pour la diminution des coûts
Renforts: Fibres de verres ou de carbone… Ex: PA 30FV; PP 30GF...
Caractéristiques mécaniques et chimiques:
Propre à chaque matière
Résistance à: la traction, compression, Torsion, chocs…
Résistance au vieillissement, UV, Produits chimiques...
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Exemple de matières:
PC: Excellentes proprietes mécaniques (incassable), dureté, resistance aux chocs, Bonne Transparence, Resiste mal aux carburants et aux lessives, Jaunissement,… Luminaires, Lentille optique, carters de protection, appareillage electrique
PS: Facilité de mise en œuvre, bel etat de surface, collage et soudure aisés, excellente transparence Faible resistance aux chocs, electrostatique, jaunissement à la lumiere, mauvaise tenue thermique Équipement ménager, jouet, emballage, luminaires…
PP: tres bonne resistance à la flexion et à la fatigue (charniere), bonnes propriétés mécaniques, bonne resistance aux produits chimiques. Fragilité à basse température, sensible aux UV, mauvais vieillissement… Corps creux, pièces industrielles, bouchons…
PMMA: Transparence optique, usinage, collage facile, bonne tenus aux vieillissements, surface dure Pas de surmoulage d’insert métallique, faible resistances chimiques,… Luminaires, enseignes, industrie automobile, téléphone…
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c) La coloration
Thermoplastique coloré = Mélange de pigment et de thermoplastique
Coloration dans la masse: La pigmentation est réalisé lors de la fabrication
Simple à mettre en œuvre
Prix d ’achat élevé
Coloration par mélange maître: Concentré de colorant sous forme de granulés
Mélange du concentré et de la matière vierge
Faible coûts et simple à mettre en œuvre
Attention à la sur consommation
Coloration poudre et liquide: Pollution importante
Nettoyage des équipements non aisée
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d) Le conditionnementType de conditionnement Fonction de: Coût au Kg
Consommation
Le vrac: Grosses quantités transforméesStockage dans des silos de 30 à 100TAlimenté à la presse par la centrale matière.
Big-Bag ou carton: Quantité moyennes transformées
Stockage de 500Kg à 700Kg
Sac: Faible quantité
Manutention importante
Stockage en sac de 25Kg
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e) La préparation avant transformation
Reprise d ’humidité de la matière Rebuts
Séchage de la matière:
Étuve: Flux d ’air chaud en circuit ouvert
Dessiccateur: Flux d ’air chaud en circuit fermé
Réalisé en pied de presse ou à la centrale matière.
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f) Le recyclage
Matière broyé: Limite les coûts en matière
Diminue les caractéristiques mécaniques
Nouvelles réglementations: ex ISO 1400
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II. Présentation des moulesIntroduction
a) L ’alimentation de la pièce
b) L ’éjection de la pièce
c) Le nombre d ’empreinte
d) Tiroirs et noyaux
e) Régulation du moule
f) Fabrication d ’un outillage
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Introduction
Bague de centrage
Buse moule
Canal d'alimentationColonne de guidage
Empreinte femelle
Pièce avec carotte
Empreinte mâleBatterie d'éjection
Éjecteurs
Plateau mobilede la presse
Plateau Fixede la presse
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a) L ’alimentation de la pièce
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a) L ’alimentation de la pièce
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a) L ’alimentation de la pièce
Les canaux chauds:
Gain en temps de cycle
Gain en coût matière
Prix élevé
Module de régulation
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b) L ’éjection de la pièce
Évacuation de la pièce après solidification de celle ci
Forme de la pièce (éjecteur de forme)
Types d ’éjection: -Attelé et piloté par la page éjection de la presse-Commandé par un vérin et piloté par la page noyau de la presse
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c) Le nombre d ’empreinte
Fonction de: la quantité de pièces à produire
la précision de la pièces
des coûts de fabrication
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d) Tiroirs et noyaux
Éjecteur
Pièce à démouler
Tiroir
Position moulage Position démoulage
Mouvement réalisé mécaniquement: TIROIR
Mouvement réalisé à l ’aide d ’un vérin piloté par la presse:NOYAU
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e) Régulation du moule
Régulation de l ’empreinte d ’un cycle à l ’autre
En fonction de la matière: Réchauffeur Huile 120°C
Réchauffeur Eau 90°C
Réseaude l ’atelier 15°C
Frigo 5°C
Régulation Temps de cycle
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f) Fabrication d ’un outillage
Étude:
CAO/DAO (Catia; DMT...): Dessin de la pièce
Rhéologie (Mold-Flow): Écoulement de la pièce
Aciers & traitement de surface:
Matières chargées: Usure prématurée (Traitement balzer, trempe…)
Refroidissement: Optimisation du temps de cycle (Bronze berium)
Machines d ’usinages:
Fonction de la forme à usiner
Electro-érosion; Tournage; Fraisage...
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III. La Transformationa) La presse à injecter
b) Principe de l ’injection
c) Choix d ’une presse
d) Robotisation
e) Techniques complémentaires
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a) La presse à injecterEnsemble
Vis-FourreauPlateau mobile
Vérin de fermeture
Pupitre commandes
Emplacement du moule
TrémieColonnes de guidage
Plateau Fixe
Groupe de fermeture Groupe d'injection
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Le groupe de fermeture:• Mouvement du plateau mobile
(Guidage par les colonnes; Intérêt des presses sans colonnes)
• Verrouillage du moule = Opposition à la pression d ’injection
Défaut engendré: Bavure
Ensemble vis/fourreau:• Plastifie et transporte la matière vers l’avant de la vis: DOSAGE
• Échauffement (colliers chauffants)
• Injection
Élément important de la vis: LE CLAPET
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Différents type de fermeture:
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Description du cycle d ’injection:
PPT INJECTION
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b) Principe de l ’injection
Le remplissage (ou injection):Le polymère remplit l'empreinteLa vis = piston à l'aide du clapet.
Le maintien:Le polymère est comprimé dans le moule
Le refroidissement: Le polymère se solidifie par échange thermique avec le moule.
Le dosage: Pendant le refroidissement, on dose une nouvelle quantité de matière pour la pièce suivante.
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c) Choix d ’une presse
Le tonnage: Se détermine en fonction de la force de verrouillage nécessaire
Volume injectable: Détermine le diamètre de l ’ensemble vis/Fourreau
Pression d ’injection: En fonction de la matière
Encombrement du moule: Passage entre colonnes
(presse sans colonnes)
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d) Robotisation
Évacuation de la moulée
Opérations annexes: DécarottageConditionnementContrôle…
Gain en temps de cycle (cycles constants)
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e) Techniques complémentaires
Bi injection: Injection de deux matières sur une même pièce
Presse bi injection
Surmoulage d ’insert: Insert métallique ou plastique
Réalisé avec un ou plusieurs moules
Dans le cas ou cela est réalisé avec un moule: presse BI INJECTION
Bi inj
Presses Bi injection: Dispose de: 2 unités d ’injections
1 groupe de fermeture
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GAZ: PPT GAZ
AvantagesDiminue les retassuresGain en poids matièreDiminue le temps de cycle
InconvénientsCoûts d ’investissementsReproductibilité du gazAspect médiocre
COMPRESSION: PPT COMPRESSION
AvantagesDiminution de la force de fermetureDiminution des épaisseursSuppression des contraintes
InconvénientsPresse adaptéeCoût du moulePerte de temps de cycle
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SEQUENTIEL: PPT GAZ
AvantagesÉlimine les lignes de souduresrépartition de la matière plus homogène
InconvénientsCoûts d ’investissementspour le moule et le process
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III. La Décorationa) La sérigraphie
b) La tampographie
c) Le marquage à chaud
d) La peinture
e) In Mold
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a) La sérigraphie
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b) La tampographie
Objet
Encrier
Cliché
tampon
racle
Contre racle encre
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c) Le marquage à chaud
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d) La peinture
Mise en œuvre: Pulvérisation ou trempage
e) In Mold
Surmoulage d ’une étiquette décorée
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III. Le parachèvementa) Collage
b) Pose d ’inserts
c) La soudure
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c) La soudure
La matière plastique est chauffée localement
Type d ’apport de chaleur: Vibration
Haute fréquence
Ultrason