Conception et analyse d'un grand moule d'injection pour casiers transparents de réfrigérateurs

Les moules d'injection de grande taille entraînent des coûts de fabrication élevés. Comparés aux moules d'injection classiques, ils sont plus encombrants et plus lourds. Leur fabrication, leur transport et leur installation sont complexes. La conception exige donc la prise en compte de nombreux facteurs.

Cet article présente une étude de cas de moules d'injection pour armoires transparentes de réfrigérateurs. Il s'agit d'un cas très classique.

Cette pièce en plastique est de type boîte à coque mince. Ses exigences de surface sont très élevées. Ses dimensions maximales sont de 405 mm × 368 mm × 195 mm, son épaisseur de paroi est de 2,50 mm et son poids est d'environ 1,1 kg. Une autre caractéristique de cette pièce en plastique est sa structure complexe à noyau. Elle présente quatre contre-dépouilles. Les contre-dépouilles -3 et -4 forment un angle de 46° avec l'ouverture du moule. Il s'agit d'un point délicat de la conception du moule. Le matériau plastique utilisé est du PS transparent avec un taux de retrait de 0,5 %.

La base du moule est non standard. Ses dimensions sont de 900 mm × 800 mm × 895 mm. Il s'agit d'un moule de grande taille. La structure détaillée est présentée ci-dessous.

La base du moule est non standard. Ses dimensions sont de 900 mm × 800 mm × 895 mm. Il s'agit d'un moule de grande taille. La structure détaillée est présentée ci-dessous.

Les pièces de formage de ce moule sont composées des inserts 3 et 9, des coulisseaux 10, 30 et 46, ainsi que de la came 39. Les inserts de chaque côté du moule mobile adoptent la structure des cales 8 et 33. L'angle de serrage de la cale est de 3°. Ceci permet de garantir la précision du moule et de faciliter l'installation et le démontage des inserts de grande taille.

Le mécanisme d'extraction latérale du moule comprend principalement quatre parties : trois à l'extérieur et une à l'intérieur. Deux des noyaux extérieurs adoptent la structure classique « axe d'angle + coulisseau ». Il comprend principalement l'axe d'angle -12, un coulisseau -10, un dispositif de verrouillage -7, une goupille de butée -14 et une bille de positionnement -15. L'autre noyau extérieur est une structure « vérin hydraulique + coulisseau ». Il comprend un vérin hydraulique -42, une butée -45 et un axe d'angle -46. Malgré un coût plus élevé, l'extraction et la remise en place du coulisseau oblique sont stables et fiables.

L'étirage oblique du noyau interne est la partie la plus délicate de ce moule. L'étirage vers le bas étant de 46°, les structures à cames conventionnelles ne permettent pas ce processus, sous peine de provoquer une déformation importante des pièces en plastique. Pour résoudre ce problème, la rainure de guidage de la base de la came est inclinée de 46° lors de la conception. Cette structure est simple et fiable. De plus, la partie supérieure inclinée est divisée, ce qui permet d'économiser de la matière et facilite le chargement, le déchargement et la maintenance. Cette partie de la structure comprend une came 39, une barre de liaison 47, un petit coulisseau 48 et une base de came 49.

Les grands moules utilisent de grands curseurs. Leur principe de mouvement est identique à celui des curseurs ordinaires. L'angle d'inclinaison de la goupille d'angle est de 15° à 25°. L'angle de verrouillage est supérieur de 2 à 3 degrés à celui de la goupille d'angle.

1. La goupille d'angle est retirée différemment. Voir figure L2 BB.

2. La forme est différente. Le centre est creusé et la surface de glissement est usinée pour lubrifier le réservoir de stockage d'huile.

3. Il est préférable de concevoir des vis artisanales sur le dessus du curseur. Elles sont faciles à travailler et à installer.

4. Ajouter un bloc de guidage central. Voir image L3.

5. Plus la distance de sécurité est grande, mieux c'est, s'il y a de la place. La distance d'emboutissage est généralement supérieure de 8 à 10 mm à la profondeur de la pièce en plastique.

6. Assurez-vous d'ajouter de l'eau pour refroidir. Comme indiqué L3.

7. Les deux côtés du coulisseau doivent être élargis et guidés par le bloc de pression trempé. Comme illustré L3.

8. Assurez-vous d'ajouter des blocs résistants à l'usure sur toutes les surfaces de friction, y compris le dessous du curseur. Comme illustré L3.

La conception du système de refroidissement influence directement le cycle de moulage du moule et la précision de la pièce en plastique. Ceci est particulièrement important pour les systèmes de refroidissement de grands moules. Ces derniers utilisent des canaux d'eau de refroidissement directs. Leur grand nombre et leur emplacement judicieux en font un classique.

Tous les canaux d'eau de refroidissement des inserts mobiles et fixes du moule sont disposés uniformément le long de la surface de la cavité. Cela permet un refroidissement rapide du moule. La température de chaque partie de la cavité est équilibrée, ce qui contribue à améliorer la précision et l'efficacité de production des pièces en plastique.

La came du moule est de grande taille et sa surface de contact avec la matière fondue est importante. Une grande quantité de chaleur est absorbée lors du moulage, et cette partie doit être évacuée à temps. Sinon, le cycle de moulage sera perturbé. Dans les cas les plus graves, la came peut se bloquer. La came du moule est suffisamment refroidie, comme illustré à la figure L4.

Même chose que pour la came. Le coulisseau de ce moule doit également être refroidi. La disposition du circuit d'eau est illustrée sur les figures L1, L2, L3.

Pour les grandes pièces en plastique transparent à parois minces, le système d'éjection est un point délicat. Ce système est composé des barres de démoulage 13, 28 et 34 et des vannes de gaz haute pression 37 et 38. La vanne de gaz haute pression, côté moule fixe, sert principalement à insuffler du gaz dans la cavité lors de l'ouverture du moule. Il est ainsi possible d'éviter que les pièces en plastique n'adhèrent à la surface de la cavité côté moule fixe. Il est important de noter que pousser la surface inférieure avec un éjecteur laissera des marques visibles. L'effet d'éjection est très faible et les pièces en plastique blanchissent, se déforment et s'usent facilement. L'utilisation d'une barre de démoulage et d'un système de poussée pneumatique est la meilleure solution.

Lors du moulage par injection, les pièces se déplacent et frottent les unes contre les autres. La conception du système de guidage garantit la précision du positionnement relatif du moule, ainsi que la sécurité et la fiabilité des pièces. Les éléments de guidage du moule comprennent un gabarit mobile (25), un manchon de guidage (27), une plaque de fixation de tige de poussée (21), un manchon de guidage (23), un petit coulisseau (48), une base (49), une pince et un bloc de guidage. Les éléments de positionnement comprennent un bloc de positionnement (35), une goupille de butée (14), une bille de positionnement (15) du coulisseau, une butée (45) et une rainure de positionnement conique sur la came.

La conception de grands moules requiert un ensemble complet de méthodes et de compétences. La rigidité du moule doit être prise en compte en termes de composantes de force. Pour le moulage par injection, la matière fondue doit remplir l'empreinte rapidement et de manière ordonnée. Pour garantir la qualité des pièces plastiques et l'efficacité de la production, le moule doit être maintenu à une température constante afin d'accélérer l'échange thermique.