Kistler - Fondements de la mesure de la pression dans l'empreinte

Fondements de la mesure de la pression dans l'empreinte

La mesure de la pression dans l'empreinte décrit avec une grande précision la phase de remplissage, de compression et de maintien de la pression dans le processus de moulage par injection.

La courbe de la pression dans l'empreinte
Au début de la phase de remplissage (1), la matière fondue pénètre dans la cavité. Dès que la matière atteint le capteur (2), sa pression peut être mesurée. La pression doit s'élever de manière quasiment linéaire à mesure que le temps de remplissage augmente. Lorsque le volume de la cavité est rempli, la fin de la phase de remplissage (3) est atteinte. La matière fondue est alors comprimée (phase de compression) pour assurer le formage des contours de la pièce moulée. Lorsque la pression maximale est atteinte dans l'empreinte (4), la phase de maintien de la pression commence. Cette phase a pour objet de compenser le retrait thermique du plastique – c'est-à-dire la réduction de son volume en raison du refroidissement – par un ajout de matière. Au cours de la phase de maintien, jusqu'à 10 % du volume de la pièce moulée sont injectés dans l'empreinte. Le refroidissement et la solidification de la pièce moulée qui se produisent au niveau de la paroi de l'empreinte freinent l'application de la pression. Etant donné que la viscosité augmente et que le flux dans les canaux se fige, l'écoulement de la matière fondue depuis l'antichambre de la vis vers l'empreinte se ralentit. La solidification progressive de la matière fondue (5) et son retrait thermique font baisser la pression interne jusqu'à la pression ambiante (6).

Pendant la phase de remplissage, les propriétés différentes des polymères amorphes ou semi-cristallins n'ont aucun impact sur la phase de remplissage tant que leur viscosité est identique et que leurs facteurs de compressibilité sont différents. Concernant les matières semi-cristallines, il conviendra, pour élever la pression, d'ajouter davantage de matière fondue dans le moule au début de la phase de maintien en pression que pour les matières amorphes. Lorsque le plastique refroidit pendant la phase de maintien, il convient d'ajouter à nouveau de la matière fondue dans l'empreinte afin de compenser le retrait volumétrique et d'éviter les retassures sur la pièce moulée.

Particularités des thermoplastiques amorphes
Avec les plastiques amorphes tels que le polystyrène (PS), l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), le styrène-acrylonitrile (SAN), le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le polycarbonate (PC) et le chlorure de polyvinyle (PVC), la pression interne du moule tombe à la pression ambiante au cours de la phase de maintien, parallèlement à la baisse de température de la pièce moulée, du fait l'accroissement de la viscosité et de la détérioration du transfert de pression qu'il entraîne entre l'antichambre de la vis et le moule.

Particularités des thermoplastiques semi-cristallins
Avec les plastiques semi-cristallins tels que le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polyamide (PA) et le polyoxyméthylène (POM), la pression interne du moule reste pratiquement constante après la compression et jusqu'à ce que la plage de fonte des cristallites soit atteinte et ce, en raison du transfert de pression qui s'effectue dans un premier temps correctement. Ensuite, la pression chute brusquement à cause du fort retrait volumétrique qui se produit pendant la cristallisation. La durée du maintien dépend, entre autres, de l'épaisseur de paroi de la pièce moulée, du degré de cristallisation de la matière ou des paramètres de transformation. Ainsi la plage de fusion des cristallites est-elle par exemple fonction de la pression qui règne à l'intérieur du moule.