 Moulage par soufflage Le moulage par soufflage (moulage BrE ) est un processus de fabrication spécifique par lequel des pièces en plastique creuses sont formées et peuvent être assemblées. Il est également utilisé pour former des bouteilles en verre ou d'autres formes creuses. En général, il existe trois types principaux de moulage par soufflage: le moulage par extrusion-soufflage, le moulage par soufflage par injection et le moulage par soufflage par étirage-injection. Le processus de moulage par soufflage commence par faire fondre le plastique et le transformer en paraison ou, dans le cas de l'injection et du moulage par soufflage-étirage par injection (ISB), une préforme. La paraison est un morceau de plastique en forme de tube avec un trou à une extrémité à travers lequel l'air comprimé peut passer. La paraison est ensuite serrée dans un moule et de l'air y est soufflé. La pression de l'air pousse ensuite le plastique pour l'adapter au moule. Une fois le plastique refroidi et durci, le moule s'ouvre et la pièce est éjectée. Le coût des pièces moulées par soufflage est supérieur à celui des pièces moulées par injection mais inférieur à celui des pièces moulées par rotation. |
Histoire
Le principe du procédé vient de l'idée du soufflage du verre . Enoch Ferngren et William Kopitke ont produit une machine de moulage par soufflage et l'ont vendue à Hartford Empire Company en 1938. Ce fut le début du processus de moulage par soufflage commercial. Au cours des années 40, la variété et le nombre de produits étaient encore très limités et, par conséquent, le moulage par soufflage n'a décollé que plus tard. Une fois que la variété et les taux de production ont augmenté, le nombre de produits créés a rapidement suivi.
Les mécanismes techniques nécessaires à la fabrication de pièces creuses à l'aide de la technique de soufflage ont été mis en place très tôt. Parce que le verre est très cassant, après l'introduction du plastique, le plastique a été utilisé pour remplacer le verre dans certains cas. La première production de masse de bouteilles en plastique a eu lieu en Amérique en 1939. L'Allemagne a commencé à utiliser cette technologie un peu plus tard, mais est actuellement l'un des principaux fabricants de machines de soufflage.
Aux États-Unis , le nombre de récipients en plastique est passé de zéro en 1977 à dix milliards en 1999. Aujourd'hui, un nombre encore plus élevé de produits sont soufflés et devrait continuer d'augmenter.
Pour les métaux amorphes , également connus sous le nom de verres métalliques en vrac, le moulage par soufflage a été récemment démontré à des pressions et températures comparables au moulage par soufflage en plastique.
 Typologies Extrusion soufflage Dans l'extrusion soufflage (EBM), le plastique est fondu et extrudé dans un tube creux (une paraison). Cette paraison est ensuite capturée en la refermant dans un moule métallique refroidi. De l'air est ensuite insufflé dans la paraison, le gonflant sous la forme de la bouteille , du récipient ou de la pièce creux . Une fois le plastique suffisamment refroidi, le moule est ouvert et la pièce est éjectée. Continu et intermittent sont deux variantes du moulage par extrusion-soufflage. Dans le moulage par extrusion-soufflage en continu, la paraison est extrudée en continu et les pièces individuelles sont coupées par un couteau approprié. Dans le moulage par soufflage intermittent, il y a deux processus: l'intermittent droit est similaire au moulage par injection par lequel la vis tourne, puis s'arrête et pousse la fonte. Avec la méthode de l'accumulateur, un accumulateur rassemble du plastique fondu et lorsque le moule précédent a refroidi et suffisamment de plastique s'est accumulé, une tige pousse le plastique fondu et forme la paraison. Dans ce cas, la vis peut tourner de façon continue ou intermittente. Avec une extrusion continue, le poids de la paraison entraîne la paraison et rend difficile le calibrage de l'épaisseur de la paroi. Les méthodes de tête d'accumulateur ou de vis à mouvement alternatif utilisent des systèmes hydrauliques pour pousser la paraison vers l'extérieur en réduisant rapidement l'effet du poids et en permettant un contrôle précis de l'épaisseur de la paroi en ajustant l'espace de filière avec un dispositif de programmation de paraison. Les processus EBM peuvent être continus (extrusion constante de la paraison) ou intermittents. Les types d'équipements EBM peuvent être classés comme suit: Équipement d'extrusion continue systèmes de soufflage à roue rotative Machines d'extrusion intermittentes machines de tête d'accumulateur Des exemples de pièces fabriquées par le procédé EBM comprennent la plupart des produits creux en polyéthylène, des bouteilles de lait, des bouteilles de shampoing, des conduits automobiles, des arrosoirs et des pièces industrielles creuses telles que des tambours. Les avantages du moulage par soufflage comprennent: un faible coût des outils et des matrices; taux de production rapides; pouvoir mouler une pièce complexe; Des poignées peuvent être incorporées dans la conception. Les inconvénients du moulage par soufflage sont les suivants: limité aux pièces creuses, faible résistance, pour augmenter les propriétés de barrière, des parisons multicouches de différents matériaux sont utilisés, donc non recyclables. Pour faire des pots à col large, il est nécessaire de tailler. Coupe d'essorage Les conteneurs tels que les bocaux ont souvent un excès de matière en raison du processus de moulage. Ceci est coupé en faisant tourner un couteau autour du récipient qui coupe le matériau. Cet excès de plastique est ensuite recyclé pour créer de nouvelles moulures. Les coupe-bordures sont utilisés sur un certain nombre de matériaux, tels que le PVC, le HDPE et le PE + LDPE. Différents types de matériaux ont leurs propres caractéristiques physiques affectant le détourage. Par exemple, les moulures produites à partir de matériaux amorphes sont beaucoup plus difficiles à découper que les matériaux cristallins. Les lames revêtues de titane sont souvent utilisées plutôt que l'acier standard pour augmenter la durée de vie d'un facteur 30. |
 Moulage par injection-soufflage Injection soufflage d'une bouteille en plastique Le procédé de moulage par injection-soufflage (IBM) est utilisé pour la production d' objets en verre creux et en plastique en grande quantité. Dans le procédé IBM, le polymère est moulé par injection sur une broche centrale; la broche de noyau est ensuite tournée vers une station de moulage par soufflage pour être gonflée et refroidie. C'est le moins utilisé des trois procédés de moulage par soufflage, et est généralement utilisé pour fabriquer de petites bouteilles médicales et à usage unique. Le processus est divisé en trois étapes: injection, soufflage et éjection. La machine de moulage par injection-soufflage est basée sur un ensemble de corps et vis d'extrudeuse qui fait fondre le polymère . Le polymère fondu est introduit dans un collecteur à canaux chauds où il est injecté par des buses dans une cavité chauffée et une broche centrale. Le moule à cavité forme la forme externe et est serré autour d'une tige centrale qui forme la forme interne de la préforme. La préforme se compose d'un col de bouteille / pot entièrement formé avec un tube épais de polymère attaché, qui formera le corps. d'aspect similaire à un tube à essai avec un col fileté. Le moule de préforme s'ouvre et la tige de noyau est tournée et serrée dans le moule de soufflage creux et réfrigéré. L'extrémité de la tige centrale s'ouvre et laisse entrer de l'air comprimé dans la préforme, ce qui la gonfle à la forme de l'article fini. Après une période de refroidissement, le moule de soufflage s'ouvre et la tige de noyau est tournée en position d'éjection. L'article fini est retiré de la tige centrale et peut être testé en option avant d'être emballé. La préforme et le moule de soufflage peuvent avoir de nombreuses cavités, généralement de trois à seize en fonction de la taille de l'article et de la sortie requise. Il existe trois ensembles de tiges de noyau, qui permettent l'injection, le soufflage et l'éjection simultanés de préformes. Avantages: Il produit un col moulé par injection pour plus de précision. Inconvénients: convient uniquement aux bouteilles de petite capacité car il est difficile de contrôler le centre de la base pendant le soufflage. Aucune augmentation de la résistance de la barrière car le matériau n'est pas étiré biaxialement. Les poignées ne peuvent pas être incorporées. |
Procédé de moulage par injection-soufflage
Cela a deux méthodes principales différentes, à savoir le processus en une seule étape et en deux étapes. Le processus en une seule étape est à nouveau divisé en machines à 3 et 4 stations. Dans le procédé de moulage par injection-soufflage par étirage en deux étapes, le plastique est d'abord moulé en une "préforme" en utilisant le procédé de moulage par injection. Ces préformes sont produites avec les cols des bouteilles, y compris les fils (la «finition») à une extrémité. Ces préformes sont emballées et introduites plus tard (après refroidissement) dans une machine de soufflage-étirage à chaud. Dans le procédé ISB, les préformes sont chauffées (généralement à l'aide de radiateurs infrarouges) au-dessus de leur température de transition vitreuse, puis soufflées à l'aide d'air à haute pression dans des bouteilles à l'aide de moules de soufflage métalliques. La préforme est toujours étirée avec une tige centrale dans le cadre du processus.
Avantages: Des volumes très élevés sont produits. Peu de restrictions sur la conception des bouteilles. Les préformes peuvent être vendues en tant qu'objets terminés pour qu'un tiers les souffle. Convient aux bouteilles cylindriques, rectangulaires ou ovales. Inconvénients: coût d'investissement élevé. L'espace au sol requis est élevé, bien que des systèmes compacts soient devenus disponibles.
Dans le processus en une seule étape, la fabrication des préformes et le soufflage des bouteilles sont effectués dans la même machine. L'ancienne méthode à 4 stations d'injection, de réchauffage, d'étirage-soufflage et d'éjection est plus coûteuse que la machine à 3 stations qui élimine l'étape de réchauffage et utilise la chaleur latente dans la préforme, économisant ainsi des coûts d'énergie pour réchauffer et une réduction de 25% de l'outillage . Le processus a expliqué: Imaginez que les molécules sont de petites boules rondes, lorsqu'elles ont ensemble de grands espaces d'air et un petit contact de surface, en étirant d'abord les molécules verticalement puis en soufflant pour s'étirer horizontalement, l'étirement biaxial fait des molécules une forme de croix. Ces «croix» s'emboîtent, laissant peu d'espace à mesure que plus de surface est mise en contact, rendant ainsi le matériau moins poreux et augmentant la résistance de barrière contre la perméation. Ce processus augmente également la résistance pour être idéal pour le remplissage de boissons gazeuses.
Les avantages
Convient parfaitement aux faibles volumes et aux petites séries. Comme la préforme n'est pas libérée pendant tout le processus, l'épaisseur de la paroi de la préforme peut être façonnée pour permettre une épaisseur de paroi uniforme lors du soufflage de formes rectangulaires et non rondes.
Désavantages
Restrictions sur la conception des bouteilles. Seule une base champagne peut être réalisée pour les bouteilles gazeuses.