A quoi sert un moule cube ?
Les moules cubiques sont nés de l’obsession de la vitesse de l’industrie de l’emballage. Au milieu des-années 90, Rainer Armbruster de Foboha a examiné des moules rotatifs standard à deux-injections et a constaté des temps morts partout : attendre le refroidissement, attendre l'éjection, attendre. La conception du cube a résolu ce problème en plaçant quatre faces de travail sur un bloc rotatif central. Pendant qu'un visage injecte, un autre se refroidit, un autre s'éjecte et le quatrième se tient prêt. La machine n'attend jamais.
Les applications originales étaient toutes des emballages. Des fermetures rabattables-, des bouchons bicolores-, des couvercles à charnières-tout ce qui est produit en volumes suffisamment élevés pour justifier l'investissement en outillage. Un système à 32 cavités exécutant des cycles de 8,5 secondes peut extraire plus de 300 000 pièces par jour. Ce type de débit est important lorsque vous approvisionnez des entreprises de biens de consommation qui subissent des millions de fermetures par semaine.
Comment fonctionne réellement la technologie
Le cube se trouve entre deux moitiés de moule fixes. Chaque face porte des ensembles de cavités identiques. Lorsque le moule s'ouvre, le cube tourne de 90 degrés, présentant de nouvelles cavités en position d'injection tout en déplaçant les cavités qui viennent d'être remplies en position de refroidissement. Les cavités de refroidissement précédentes tournent jusqu'à l'éjection, où les pièces tombent librement. Tout se passe en même temps.
Pour les travaux à deux -composants, la configuration ajoute une deuxième unité d'injection-généralement positionnée au-dessus ou à côté de la pince. Le premier coup va dans une ligne de séparation, le cube tourne, le deuxième coup frappe les pièces du côté opposé. Le substrat et le surmoulage adhèrent encore chauds. La plupart des combinaisons impliquent du PP avec du TPE, bien que des assemblages PC/ABS et du PA avec des matériaux à prise souple-apparaissent régulièrement dans les intérieurs automobiles.
Qu'est-ce qui différencie cette table rotative d'une table rotative standard ? L'empreinte, surtout. Les moules cubiques doublent le nombre de cavités sans s'étendre plus largement sur le plateau. Un moule conventionnel 16+16à deux-injections peut nécessiter une machine de 500 tonnes. L'équivalent cube s'adapte à un tonnage plus petit avec de la place disponible.
Où ces moules gagnent leur Ke
L’emballage domine toujours. Le marché des fermetures rabattables justifie à lui seul des centaines de systèmes de cubes dans le monde. Arburg et Foboha ont présenté un modèle à 32-cavités bicolores-flip-fonctionné au K2016 qui atteignait des nombres de cycles inférieurs à 9 secondes que les outils rotatifs standards ne peuvent tout simplement pas égaler.
Mais la technologie a migré. BSH Hausgeräte (la division électroménager derrière Bosch et Siemens) a basculé sa production de rouleaux pour lave-vaisselle vers un système Reversecube en 2019. La configuration précédente utilisait deux machines distinctes et une chaîne de montage. Le cube a tout consolidé-en injectant la douille, en injectant le rouleau à partir de différents matériaux, en les assemblant dans-moule-en une seule cellule. Ils ont signalé une réduction du temps de cycle de 40 % et un gain d'espace au sol de 60 %. Ces chiffres ont attiré l’attention des départements d’ingénierie de fabrication.
Les intérieurs automobiles ont ensuite adopté la technologie. Boutons multi-matériaux, boutons avec-surfaces douces au toucher, composants de ventilation avec joints intégrés-tous candidats à la production de cubes. Le secteur des dispositifs médicaux a commencé à l'explorer pour les pistons de seringues et les assemblages en plusieurs parties-où les problèmes de contamination favorisent l'assemblage du moule- plutôt que la manipulation en aval.
Variantes de configuration à connaître
Le Reversecube de Foboha
Le Reversecube de Foboha divise le cube horizontalement en deux moitiés à rotation inverse. Chaque moitié traite différents matériaux à différentes températures-ce qui est impossible dans une conception monobloc-. Cela est important lorsque vous combinez du PA66 à 280 degrés avec un TPU qui se dégrade au-dessus de 220 degrés.
Le double cube
Le Double Cube empile deux cubes synchronisés entre les plateaux, créant trois lignes de séparation. La production double à nouveau, même si la complexité de l'outillage et les exigences de maintenance évoluent en conséquence. La plupart des magasins considèrent cela comme un territoire spécialisé.
Variantes du Compactcube
Les variantes du Compactcube simplifient le mécanisme pour les applications à faible volume-. Les avantages en termes de temps de cycle diminuent, mais la capacité multi-composants demeure. Il convient aux magasins qui ne peuvent pas justifier un investissement complet dans un cube, mais qui ont néanmoins besoin d'une capacité à deux prises- au-delà de ce qu'offrent les tables rotatives standard.
L’économie qui stimule l’adoption
La question n'est pas de savoir si les moules cubiques coûtent plus cher-qu'ils ne le sont, de manière substantielle. Un outil de cube à cavitation élevée coûte 2 à 3 fois le prix d'un moule rotatif équivalent. La question est de savoir où se produit le retour sur investissement.
Pour des volumes supérieurs à 20 millions de pièces par an, le calcul fonctionne généralement. Le temps de cycle diminue de 30-40 %. Les heures machine par pièce diminuent proportionnellement. Vous utilisez une cellule au lieu de deux. La main-d'œuvre nécessaire aux opérations d'assemblage diminue ou disparaît complètement lorsque l'assemblage dans le moule remplace le travail en aval. La consommation d'énergie par pièce diminue car le refroidissement se produit pendant l'injection plutôt que d'augmenter le temps de cycle.
Le seuil de rentabilité varie en fonction de la géométrie de la pièce, des coûts des matériaux et des taux de main-d'œuvre locaux. Les fabricants européens ont poussé l'adoption des cubes plus tôt que les magasins nord-américains, en partie parce que les coûts de main-d'œuvre plus élevés rendaient la prime d'automatisation plus facile à justifier. Les fabricants d'outils chinois fabriquent désormais des moules cubiques à des niveaux de prix qui ont modifié le calcul pour les applications à volume moyen-.
Limites pratiques
Les outils Cube nécessitent des machines-conçues à cet effet. Vous ne pouvez pas déposer un moule cubique dans une presse horizontale standard. Arburg, Engel et KraussMaffei fabriquent tous des plates-formes compatibles avec les cubes-, mais la base installée reste limitée par rapport aux équipements conventionnels. Si votre magasin ne dispose pas déjà d'une machine à cubes, le moule ne représente que la moitié de l'investissement.
Les combinaisons de matériaux sont confrontées aux mêmes contraintes de compatibilité que n'importe quel processus à deux-processus. La liaison chimique entre les couches dépend de la compatibilité moléculaire et des fenêtres de traitement. PP-à-TPE fonctionne de manière fiable. Du PC-au-silicone nécessite une gestion minutieuse de la température. Certaines combinaisons ne collent tout simplement pas, quel que soit l'équipement.
Quand envisager la technologie Cube
La conversation commence avec le volume. Si vos besoins annuels ne dépassent pas huit chiffres, les outils multi--standards sont probablement plus judicieux. En dessous de ce seuil, les avantages du cube sont engloutis par l’amortissement de la prime d’outillage.
Facteur suivant : les opérations d’assemblage. Si votre processus actuel implique le moulage de deux pièces séparément et leur assemblage en aval,-surtout si cet assemblage nécessite un alignement de précision-dans-l'assemblage du moule via un cube pourrait éliminer toute cette opération. Le projet de rouleaux pour lave-vaisselle BSH a réussi notamment parce qu'il a remplacé une chaîne de montage séparée.
Les contraintes d’espace au sol font parfois pencher la décision. L’utilisation d’une cellule cubique plutôt que de deux machines conventionnelles peut libérer un espace immobilier important, particulièrement précieux dans les installations déjà à pleine capacité.
La sensibilité au temps de cycle est particulièrement importante dans les applications de base où les marges sont minces et où les concurrents peuvent remporter des contrats avec des améliorations de coûts à un chiffre-. Si des cycles 35 % plus rapides se traduisent directement par-une réduction des coûts par pièce, le cube se justifie relativement rapidement.
Référence technique : ABIS Mold Engineering
Pour toute demande de projet impliquant le développement de moules cubiques, contactez l'équipe d'ingénierie auwww.abismould.com. ABIS est spécialisé dans les systèmes de moulage par injection multi-composants pour les emballages, les produits de consommation et les applications techniques.