L’aspect clé du moulage par injection haute brillance est le système de contrôle de la température du moule. Contrairement au moulage par injection général, la principale différence réside dans le contrôle de la température du moule plutôt que dans les exigences imposées aux machines de moulage par injection. Le système de contrôle de la température du moule pour le moulage par injection à haute brillance est communément appelé contrôleur de température du moule à haute brillance. Ce système fonctionne en tandem avec les machines de moulage par injection générales pour synchroniser les actions pendant le remplissage, le maintien de la pression, le refroidissement ainsi que l'ouverture et la fermeture du moulage par injection.
La technologie clé du système de contrôle de la température est la méthode de chauffage de la surface du moule, et la surface du moule à haute brillance obtient principalement de la chaleur des manières suivantes :
1. Méthode de chauffage basée sur la conduction thermique :La chaleur est conduite jusqu'à la surface du moule à travers des tuyaux internes du moule à l'aide d'éléments chauffants à l'huile, à l'eau, à la vapeur et électriques.
2. Méthode de chauffage basée sur le rayonnement thermique :La chaleur est obtenue par rayonnement direct de l'énergie solaire, d'un faisceau laser, d'un faisceau d'électrons, de lumière infrarouge, de flamme, de gaz et d'autres surfaces de moule.
3. Chauffage de la surface du moule grâce à son propre champ thermique: Ceci peut être réalisé grâce à une résistance, un chauffage par induction électromagnétique, etc.
Actuellement, les systèmes de chauffage pratiques comprennent une machine à température d'huile pour le transfert de chaleur d'huile à haute température, une machine à température d'eau à haute pression pour le transfert de chaleur à eau à haute température et à haute pression, une machine à température de moule à vapeur pour le transfert de chaleur à la vapeur, un chauffage électrique de la température du moule. machine pour le transfert de chaleur par caloduc électrique, ainsi que pour le système de chauffage par induction électromagnétique et le système de chauffage par rayonnement infrarouge.
(l) Machine à température d'huile pour le transfert de chaleur d'huile à haute température
Le moule est conçu avec des canaux de chauffage ou de refroidissement uniformes, obtenus grâce à un système de chauffage au mazout. Le système de chauffage à l'huile permet de préchauffer le moule ainsi que de le refroidir pendant le processus d'injection, avec une température maximale de 350°C. Cependant, la faible conductivité thermique de l’huile entraîne une faible efficacité, et le pétrole et le gaz générés peuvent affecter la qualité du moulage à haute brillance. Malgré ces inconvénients, l’entreprise utilise couramment des machines à température d’huile et possède une expérience significative dans leur utilisation.
(2) Machine à température d'eau à haute pression pour le transfert de chaleur de l'eau à haute température et à haute pression
Le moule est conçu avec des tuyaux bien équilibrés à l’intérieur et différentes températures d’eau sont utilisées à différentes étapes. Pendant le chauffage, de l'eau à haute température et de l'eau très chaude sont utilisées, tandis que pendant le refroidissement, de l'eau de refroidissement à basse température est utilisée pour ajuster la température de la surface du moule. L'eau sous pression peut augmenter rapidement la température jusqu'à 140-180 °C. Le système GWS d'Aode est le premier choix des fabricants de systèmes de contrôle de la température de l'eau à haute température et haute pression, car il permet le recyclage de l'eau chaude, ce qui entraîne de faibles coûts d'exploitation. Il s’agit actuellement du système le plus utilisé sur le marché intérieur et il est considéré comme la meilleure alternative à la vapeur.
(3) Machine de température de moule à vapeur pour le transfert de chaleur à la vapeur
Le moule est conçu avec des tuyaux équilibrés pour permettre l'introduction de vapeur lors du chauffage et le passage à de l'eau à basse température lors du refroidissement. Ce processus permet d'atteindre une température optimale de surface du moule. Cependant, l'utilisation de systèmes de chauffage à vapeur à haute température et haute pression peut entraîner des coûts d'exploitation élevés car cela nécessite l'installation d'équipements de chaudière et la pose de canalisations. De plus, étant donné que la vapeur n’est pas recyclable dans le processus de production, elle a un temps de chauffage relatif plus long que l’eau. Atteindre une température de surface du moule de 150°C nécessite environ 300°C de vapeur.
(4) Machine de température de moule de chauffage électrique pour le transfert de chaleur des tuyaux de chauffage électrique
Les éléments chauffants à résistance tels que les plaques chauffantes électriques, les cadres et les anneaux utilisent des tuyaux de chauffage électriques, le tuyau de chauffage électrique étant le plus couramment utilisé. Il se compose d'une coque de tube métallique (généralement en acier inoxydable ou en cuivre) avec un fil d'alliage chauffant électrique en spirale (en alliage nickel-chrome ou fer-chrome) réparti uniformément le long de l'axe central du tuyau. Le vide est rempli et compacté de magnésie, qui présente une bonne isolation et conductivité thermique, et les deux extrémités du tuyau sont scellées avec du gel de silice. Les éléments chauffants électriques sont utilisés pour chauffer l’air, les solides et divers liquides.
Actuellement, le système de chauffage des radiateurs électriques directement installés dans les moules est coûteux et les brevets de conception de moules doivent être payés. Cependant, les tuyaux de chauffage électrique chauffent rapidement et la plage de température peut être contrôlée jusqu'à 350°C. Avec ce système, la température du moule peut être chauffée à 300°C en 15 secondes puis refroidie à 20°C en 15 secondes. Ce système convient aux produits plus petits, mais en raison de la température plus élevée du fil chauffant chauffant directement, la durée de vie relative de la filière est raccourcie.
(5) Le système de chauffage par induction électromagnétique à haute fréquence augmente la température de la pièce selon le principe de l'induction électromagnétique.
L'effet cutané provoque la formation des courants de Foucault les plus puissants à la surface dupièces d'usinage, alors qu'ils sont plus faibles à l'intérieur et se rapprochent de zéro au cœur. En conséquence, cette méthode ne peut chauffer la surface de la pièce qu’à une profondeur limitée, ce qui rend la zone de chauffage petite et la vitesse de chauffage rapide – dépassant 14 °C/s. Par exemple, un système développé par l’Université Chung Yuan à Taiwan a atteint une vitesse de température supérieure à 20 °C/s. Une fois le chauffage de surface terminé, il peut être combiné avec un équipement de refroidissement rapide à basse température pour obtenir un chauffage et un refroidissement rapides de la surface du moule, permettant un contrôle variable de la température du moule.
(6) Système de chauffage par rayonnement infrarouge Les chercheurs développent une méthode qui utilise le rayonnement infrarouge pour chauffer directement la cavité.
La forme de transfert de chaleur associée à l’infrarouge est le transfert de chaleur par rayonnement. Cette méthode transmet l'énergie par ondes électromagnétiques, ne nécessite pas de fluide caloporteur et possède une certaine capacité de pénétration. Par rapport à d’autres méthodes, elle offre des avantages tels que les économies d’énergie, la sécurité, la simplicité de l’équipement et la facilité de promotion. Cependant, en raison de la faible capacité d’absorption de la flamme du métal brillant, la vitesse de chauffage pourrait être plus rapide.
(7) Système de réception de gaz
L'injection de gaz à haute température dans la cavité du moule avant l'étape de remplissage peut augmenter rapidement et précisément la température de la surface du moule jusqu'à environ 200°C. Cette zone à haute température proche de la surface du moule évite les problèmes de compatibilité dus à de fortes différences de température. Cette technologie nécessite des modifications minimes des moules existants et présente de faibles coûts de fabrication, mais exige des exigences élevées en matière d'étanchéité.
Cependant, le système de contrôle de la température présente encore quelques défis. Les méthodes de chauffage pratiques telles que le chauffage à la vapeur et à l'eau à haute température sont limitées, et le moulage par injection à haute brillance nécessite un système de contrôle de la température du moule séparé utilisé conjointement avec la machine de moulage par injection. De plus, les coûts d'équipement et d'exploitation sont élevés. L’objectif est de développer et de mettre en œuvre une production à grande échelle économiquement viable d’une technologie de contrôle variable de la température des moules sans affecter le cycle de moulage. Des recherches et développements futurs sont nécessaires, en particulier dans le domaine des méthodes de chauffage rapide pratiques et peu coûteuses et des machines de moulage par injection intégrées à haute brillance.
Le moulage par injection à haute brillance est une méthode couramment utilisée par les entreprises de moulage par injection, qui produisent des produits brillants. En augmentant la température d'interface du front d'écoulement de la matière fondue et le point de contact de la surface de la matrice, des pièces de moule complexes peuvent être facilement reproduites. En combinant des moules à surface très brillante avec des plastiques techniques spéciaux, des produits de moulage par injection très brillants peuvent être obtenus en une seule étape. Ceprocessus de tourest également connu sous le nom de moulage par injection à cycle thermique rapide (RHCM) en raison du chauffage et du refroidissement rapides, de la température variable du moule, de la température dynamique du moule et de la technologie alternée de contrôle de la température du moule froid et chaud. Il est également appelé moulage par injection sans pulvérisation, sans marque de soudure et moulage par injection sans trace pour éliminer le besoin de post-traitement.
Les méthodes de chauffage comprennent la vapeur, l'électricité, l'eau chaude, la température élevée de l'huile et la technologie de contrôle de la température du moule de chauffage par induction. Les machines de contrôle de la température des moules sont disponibles en différents types, tels que les machines à vapeur, surchauffées, électriques, à eau, à huile et à induction électromagnétique.
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Heure de publication : 02 septembre 2024