LA REGULATION DE TEMPERATURE DES OUTILLAGES EN INJECTION Les objectifs de formation d'après le référentiel de formation du BTS Etre capable de définir la ou les fonctions des périphériques. A partir d'un cas concret, définir la chronologie et l'enchaînement des actions liées aux périphériques 1) La finalité du processus de thermorégulation des outillages: La thermorégulation a pour objet d'évacuer l'énergie calorifique (apportée par la matière)de l'outillage et de le maintenir à une température donnée. Ceci afin de permettre une solidification optimale de la matière dans le moule. Différents types de thermorégulation possibles et les applications: (voir cours sur le retrait des TP) - Thermorégulation avec un moule froid Ce type de thermorégulation est obtenu par une évacuation rapide de l'énergie calorifique du moule à T basse (< ou = à la T ambiante) Application: obtenir une solidification rapide dans un moule froid pour obtenir une cadence élevée ou pour bloquer le retrait (utilisée en général pour des matières amorphes). - Thermorégulation avec un moule chaud: Ce type de thermorégulation est obtenu par une évacuation rapide de l'énergie calorifique du moule à une température > à la température ambiante de 40 à 160 suivant les matières transformées ( voir tableau ci dessous ) Application: Obtenir une solidification lente dans un moule chaud pour améliorer la cristallinité, diminuer les tensions internes et le post retrait (utilisée en général pour des matières cristallines. Faciliter le remplissage du moule avec des matières visqueuses. - Thermorégulation avec un moule dont les parties ont des températures différentes Application: Créer un retrait différentiel. Le retrait est favorisé dans les zones de la pièce au contact de la partie chaude de l'outillage. Ceci permet entre autres la suppression des rotassures sur les surfaces de la pièce au contact des parties froides du moule. Matière T de moulage en C) T moule en C structure Matière T de moulage en C T moule en C structure PEhd 160-300 50-70 semi-cristalline PA6 et 66 235-280 60-95 semi-cristalline PEbd 260-310 30-70 Semi-cristalline PA6 + fv 270-310 60-120 Semi-cristalline PP 210-270 40-100 semi-cristalline POM 170-215 70-120 semi-cristalline PS 160-250 10-60 amorphe PC 270-320 80-120 amorphe PSB 170-260 10-60 amorphe PPS 300-340 40-160 semi-cristalline SAN 200-260 20-60 amorphe PBTP 225-270 50-95 amorphe ABS 200-280 30-80 amorphe PVC 160-205 40-70 amorphe PMMA 240-280 40-70 amorphe Remarque; La température du moule est l'un des paramètres de moulage les plus importants pour l'injection de pièces de précision obtenues à partir de matières semi-cristalines. En élevant la température du moule, on augmente le degré de crisrtalinité donc le retrait croît tandis que le post retrait décroît. 2)Les différents procédés de thermorégulation des outillages d'injection: 21) Thermorégulation avec débitmètre et réducteur de débit d'eau. Sujet: La régulation de T des outillages ATELIER - PLASTURGIE Page:1
Application: Ce procédé est utilisé lorsque l'on désire obtenir une température moyenne de l'outillage égale ou légèrement supérieure à la T du fluide de refroidissement disponible dans l'atelier. Dans l'atelier plasturgie du lycée Jean Perrin l'eau du groupe froid est à une T de 16 et à une pression de?. Procédé: On fait directement circuler l'eau du groupe froid ou l'eau courante dans les circuits de refroidissement du moule. Pour vérifier le débit et la T de l'eau en sortie du moule on utilise un débitmètre (débimètre, thermomètre et réducteur de débit) placé en série sur le retour du moule. Des débitmètres branchés sur le circuit du groupe froid sont installés sur toutes les presses de l'atelier. Schéma: SCHEMA D'UN MOULE REGULE PAR DES DEBITMETRES PM PF GROUPE FROID MOULE DEBIMETRE 1 Symboles utilisés Thermomètre Réducteur de débit réglable Raccord rapide sans clapet Source de pression Robinet d'isolement DEBIMETRE 2 Débitmètre Conseils d'utilisation: - Pour obtenir une T moyenne du moule supérieure à la T du fluide de refroidissement on peut limiter le débit du fluide dans le moule en agissant sur le limiteur de débit du circuit de sortie du moule. Sujet: La régulation de T des outillages ATELIER - PLASTURGIE Page:2
- Pour obtenir une mesure précise de la T du moule il faut la mesurer directement en surface de l'outillage entre deux cycles au moyen d'un thermomètre adapté ( thermomètre numérique avec une sonde aimantée ou sels à point de fusion contrôlé). - Lorsque l'on doit régulé un moule avec plusieurs circuits de refroidissement il est préférable de les brancher en parallèle avec un limiteur de débit et un débitmètre pour chaque circuit. Ceci permet d'augmenter le débit de refroidissement, de contrôler et de modifier la T des différentes parties du moule. Sujet: La régulation de T des outillages ATELIER - PLASTURGIE Page:3
22)Thermorégulation avec thermorégulateur: Application: Ce procédé est utilisé lorsque l'on désire obtenir une température moyenne de l'outillage supérieure à la T du fluide de refroidissement disponible dans l'atelier ou obtenir un débit important de circulation de fluide de refroidissement dans le moule. Procédé: On branche le circuit de refroidissement du moule sur un thermorégulateur. Ce thermorégulateur est composé d'une pompe et d'un réservoir relié au circuit du moule. Des résistances électriques situées dans le réservoir permettent de chauffer le moule à la T désirée avant le démarrage de la presse. Un échangeur calorifique eau/eau branché sur le groupe froid et disposé dans le réservoir permet l'évacuation de l'énergie calorifique apportée par la matière plastique. Donc il permet de maintenir le moule à la T désirée pendant le fonctionnement de la presse. Schéma: SCHEMA D'UN MOULE REGULE PAR UN THERMOREGULATEUR circuit de remplissage automatique du reservoir l'eau du groupe froid Echangeur calorifique eau / eau Thermocouple de contrôle de température MOULE eau du groupe froid en sortie du débimètre circuit groupe froid thermoregulateur PF PM Resistance élèctrique Réservoir du circuit moule-thermoregulateur Pompe à deux sens de flux M THERMOREGULATEUR Circuit thermorégulateur-moule Conseils d'utilisation: - Le circuit de liquide entre le thermorégulateur et le moule étant isolé du circuit de l'atelier on utilise un liquide de refroidissement de voiture anticorrosion antitartre et qui peut être utilisé jusqu'à des températures de 110 (eau 90, huile 140 ). Sujet: La régulation de T des outillages ATELIER - PLASTURGIE Page:4
22)Thermorégulation avec thermorégulateur: Conseils d'utilisation:(suite) -Lorsque l'on doit régulé un moule avec plusieurs circuits de refroidissement il est préférable de les brancher en parallèle et si possible avec un limiteur de débit et un débitmètre pour chaque circuit. Ceci permet d'augmenter le débit de refroidissement, de contrôler et de modifier la T des différentes parties du moule. -Pour limiter les pertes calorifiques sur des moules chauds il est conseillé de prévoir des plaques isolantes entre le moule et les plateaux de la presse. Remarque: il existe d'autres types de thermorégulation. Etant moins courants ils seront simplement mentionnés ci dessous. - - thermorégulation avec un groupe froid intégré au thermorégulateur ( de type pompe à chaleur eau /air) pour obtenir des T de moule inférieur à la température du fluide de refroidissement de l' atelier ou lorsque l'on ne dispose pas de circuit de fluide de refroidissement dans l'atelier. - Dans quelques rares cas (T > 140 ) les moules sont chauffés par des cartouches chauffantes disposées dans le moule. Sujet: La régulation de T des outillages ATELIER - PLASTURGIE Page:5