Qu’est-ce que le moule empilé ?
Un moule empilé est essentiellement constitué de deux moules ou plus empilés verticalement et montés sur une machine d’injection. Cela semble simple, mais quiconque en a construit un connaît les maux de tête que cela implique.
Notre boutique a entrepris notre premier projet de moules empilés en 2019. Des récipients alimentaires fabriqués par le client nécessitaient environ 80 millions de pièces par an. Faire fonctionner deux machines n'était pas suffisant-l'espace au sol était restreint. Construire un outil massif-à un seul niveau signifiait passer à une presse de 2 000 T, bien au-delà de leur 1 250 T haïtienne existante. La solution était une pile à deux -niveaux, 32+32 cavités. La force de serrage réelle n'a augmenté que d'environ 100 tonnes par rapport à un outil à 32 empreintes à un seul niveau-, mais la production a doublé. Les calculs avaient du sens pour tout le monde.
La synchronisation est primordiale
Le point de défaillance numéro un sur les moules empilés est le mécanisme d’ouverture. Les deux lignes de séparation doivent s'ouvrir et se fermer exactement au même rythme. Même un petit décalage-nous parlons de fractions de millimètre-peut faire glisser des pièces, endommager les buses à canaux chauds ou pire encore.
La plupart des constructeurs utilisent une crémaillère et un pignon. Une grande boîte de vitesses se trouve au centre, avec des crémaillères reliées au plateau mobile et à la section centrale. Cela semble assez simple, mais les tolérances d'usinage des engrenages, l'alignement des crémaillères et la compensation de l'usure à long terme-ont tous leur importance. Prenez des raccourcis ici et les problèmes apparaissent rapidement.
Nous l’avons appris à nos dépens. Un outil a exécuté environ 500 000 cycles avant que le client ne signale un flash sur les pièces. Je l'ai ouvert et j'ai constaté que les racks étaient usés d'environ 0,15 mm, ce qui perturbait la synchronisation. La plaque centrale se déplaçait légèrement lors du serrage-. Nous avons changé le matériau du support de 40Cr au 20CrMnTi cémenté, dureté de surface supérieure à HRC58. Cela a réglé le problème pour de bon.
Certains clients posent des questions sur les vérins hydrauliques pour la synchronisation. Techniquement possible, mais les variations de température de l'huile affectent les débits et la précision en souffre lors de cycles rapides. À moins que l'outil ne soit trop gros pour une boîte de vitesses, restez mécanique.
Les canaux chauds deviennent compliqués
Les moules à un seul niveau-ont des chemins d'écoulement courts-peut-être 200 à 300 mm de la buse de la machine à la porte. Les moules empilés doublent ce chiffre, voire plus, car la matière fondue doit traverser toute la section centrale. Des trajets plus longs signifient une chute de pression plus élevée, un contrôle de température plus strict et un équilibrage plus difficile entre les niveaux.
Notre pratique standard consiste désormais à exécuter le système de canaux complet via Moldflow avant de couper l'acier. Les mesures clés sont la différence de temps de remplissage et la répartition de la pression de remplissage entre les niveaux. Une variation inférieure à 3 % est bonne. Plus de 5 % signifie retravailler les diamètres des canaux ou les spécifications des buses.
Un détail qui est négligé est le guidage des bagues d'injection. La buse principale se déplace avec la section centrale pendant l'ouverture du moule. Si le jeu de la bague est trop faible, des milliers de cycles modifieront la position de la buse et les surfaces d'étanchéité commenceront à fuir. Nous exécutons des ajustements H7/g6 sur des bagues de guidage avec des broches anti-rotation-.
Les canaux froids ne fonctionnent pas ici. Chaque tir génère des déchets aux deux niveaux, les volumes s'additionnent et les limaces froides perturbent la consistance du remplissage. Les moules empilés nécessitent des canaux chauds. Ce coût est inévitable.
Soutenir la section Centre
Lorsque le moule s'ouvre, la plaque centrale est suspendue dans les airs-. Les ancres seules ne peuvent pas le retenir.-les plaques pèsent au minimum plusieurs centaines de kilos, parfois plus d'une tonne. Sans un support approprié, la plaque s'affaisse, les axes d'orientation s'usent rapidement et l'ajustement de la ligne de joint se détériore.
L'approche éprouvée utilise quatre blocs de guidage montés sur les tirants de la machine, se déplaçant avec la section centrale. Les blocs ont des rouleaux ou des bagues en bronze en dessous pour réduire la friction. Certains magasins utilisent des supports à ressort-qui ressortent à une certaine distance d'ouverture, mais la fiabilité est discutable. Fatigue des ressorts avec le temps. Nous avons arrêté d'utiliser ce design il y a des années.
Où les moules empilés ont du sens
Toutes les pièces ne justifient pas un outil de pile. D’après ce que nous avons observé au fil des années, les bons candidats sont les pièces plates, les emboutissages peu profonds, les volumes annuels élevés et les cycles courts. Pensez aux couvercles de récipients, aux plateaux alimentaires jetables, aux bouchons cosmétiques. Les parois minces refroidissent rapidement, les cycles sont inférieurs à dix secondes et l'augmentation du rendement résultant de l'empilage est vraiment payante.
Les pièces profondes, les longues tractions de noyau ou les actions secondaires complexes ne conviennent pas. L'épaisseur de la section centrale est limitée - vous ne pouvez pas y emballer beaucoup de choses. Et si les volumes ne sont pas suffisamment élevés, le surcoût par rapport à un outil standard met trop de temps à se rétablir.
Encore une chose à vérifier avant de citer : la lumière du jour de la machine. Une pile à deux-niveaux nécessite environ le double de la course d'ouverture d'un outil à un seul-niveau, trois-niveaux nécessitent le triple. Confirmez que la presse du client peut le gérer. Construire un outil qui ne convient pas à la machine est une erreur coûteuse.
L'entretien est plus élevé
Il n'y a aucun moyen de contourner ce problème. Plus de complexité signifie plus d’entretien. Les engrenages de synchronisation nécessitent une inspection et une graisse régulières. Les bandes chauffantes et les thermocouples à canaux chauds tombent en panne plus souvent car le câblage dure plus longtemps avec plus de connexions. Les supports de la section centrale nécessitent un ajustement périodique de l'écart.
Nous demandons aux clients de planifier des inspections complètes tous les 200 000 à 300 000 cycles. Attendre que quelque chose tombe en panne coûte plus cher en temps d'arrêt que ne le fera jamais la maintenance préventive.
En fin de compte : les moules empilés échangent une complexité d’outillage plus élevée pour un rendement plus élevé. Pour les clients ayant des demandes de gros volumes, une géométrie de pièce simple et un appétit limité pour l'ajout de machines, cette approche mérite d'être sérieusement envisagée. Les clés sont une ingénierie initiale solide, une synchronisation-, des canaux chauds et des systèmes de support, tous bien faits.
Notes techniques compilées par l'équipe d'ingénierie d'ABIS MOLD, s'appuyant sur l'expérience de projet dans le développement de moules multi-empreintes et de moules à canaux chauds. Pour une discussion détaillée sur les-outils de moulage par injection à grand volume ou sur les solutions de moules en plastique personnalisées, nos ingénieurs sont disponibles pour discuter des détails.