La fonction du système de refroidissement dans un moulage par injection plastique

La fonction du système de refroidissement dans un moulage par injection plastique

Le moulage par injection est un processus cyclique dans lequel le polymère fondu est forcé dans un moule métallique froid sous haute pression et refroidi jusqu'à ce qu'il soit suffisamment solide pour être éjecté du moule. Le refroidissement est une partie cruciale du cycle de moulage par injection car il a un impact majeur sur la qualité de la pièce et la productivité du moule.

De nombreux défauts tels que contraintes résiduelles, retrait et gauchissement sont causés par un refroidissement non uniforme. Ces défauts affectent la qualité de la pièce finale en apparence et en précision. Le refroidissement peut durer plus des deux tiers de l’ensemble du cycle d’injection et la conception d’un canal de refroidissement efficace peut réduire le temps de refroidissement et améliorer la productivité de l’injection. Par conséquent, la conception d'un système de refroidissement optimisé permettrait d'atteindre un temps de refroidissement minimum et un refroidissement équilibré (uniforme). Afin de mieux comprendre le processus de refroidissement par moulage par injection, l'analyse de refroidissement assistée par ordinateur a été utilisée comme un outil utile pour la conception de systèmes de refroidissement et l'évaluation des conditions de refroidissement.

Voici une brève description du développement de la simulation du refroidissement par injection de plastique. Les travaux pionniers de Dusinberre ont porté sur la prédiction des champs de température et de pression sur des géométries plutôt simples, et la méthode de la modélisation par différences finies à modèle transitoire unidimensionnel (FDM) a été utilisée pour calculer la distribution de la température. Plus tard, Keing, Kamai et Singh ont appliqué la méthode des éléments finis à deux dimensions (FEM) pour simuler le processus de refroidissement. Barone, Cauik, Burton et Rezayat ont d'abord appliqué la méthode des éléments de frontière (BEM) pour calculer le champ de température, mais cette analyse était limitée à une analyse bidimensionnelle. Comme la plupart des pièces moulées par injection ont une configuration géométrique complexe en trois dimensions, afin de calculer les distributions de température sur la base d'une analyse de refroidissement en trois dimensions, certains chercheurs ont utilisé du BEM dans le plan moyen pour simuler le refroidissement du moulage par injection.

Un logiciel d'analyse de refroidissement a été développé en utilisant l'approche BEM et la théorie du transfert de chaleur. A partir de ce programme d'analyse de refroidissement, la répartition de la température peut être calculée pour les pièces et les moules lors du moulage par injection. Le programme peut également calculer le profil de température de la pièce après son éjection du moule. Des expériences ont été menées pour vérifier l'exactitude du programme.

L’analyse du refroidissement du moulage par injection est adoptée pour prévoir la distribution de la température dans le moule et la pièce, en utilisant la théorie du transfert de chaleur et le BEM pour simuler le refroidissement du moule et de la pièce lors du moulage par injection, ainsi que le refroidissement continu de la pièce après son éjection. le moule. Les résultats expérimentaux obtenus avec une plaque d’ABS moulée par injection permettent de valider les prédictions numériques du logiciel d’analyse de refroidissement. Bien que les résultats de la simulation numérique soient acceptables, il reste encore beaucoup à faire. Pour obtenir des prévisions plus précises, il convient de prendre en compte les conditions limites thermiques réalistes pendant le refroidissement, le matériau cristallin et les propriétés du matériau en fonction de la température et du temps lors de la construction d'un modèle mathématique théorique.

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