La capacité d'injection définit le volume maximal de plastique fondu qu'une machine peut produire par cycle. Un calcul précis permet d'éviter les injections incomplètes, le surremplissage et le gaspillage de matière, tout en garantissant que la machine corresponde au volume de la cavité du moule.
La capacité d'injection correspond au volume maximal de matière fondue déplacé par la vis lors d'une course complète. Deux méthodes de calcul existent : la capacité volumétrique, basée sur la géométrie de la vis, et la capacité massique, basée sur la densité du matériau.
La méthode volumétrique calcule le volume cylindrique entre les positions de la vis. La méthode pondérale convertit le volume en masse à partir de la densité, ce qui permet d'obtenir la spécification de poids d'injection publiée dans les fiches techniques de la machine.
La capacité d'injection volumétrique est égale à la course de la vis multipliée par la section transversale du cylindre. La course de la vis représente la distance linéaire parcourue par la vis entre sa position de récupération et sa position d'injection maximale. La section transversale du cylindre est égale à π multiplié par le carré du rayon intérieur du cylindre.
Le diamètre intérieur du cylindre doit correspondre au diamètre extérieur de la vis, avec un jeu de 0.05 à 0.15 mm. Ce jeu permet la rotation de la vis tout en assurant l'étanchéité. Le calcul de la surface utile utilise le diamètre intérieur du cylindre et non celui de la vis, car le matériau fondu remplit l'espace annulaire lors de l'injection.
La capacité d'injection pondérale est égale à la capacité volumétrique multipliée par la masse volumétrique du matériau. Les polymères ayant des masses volumiques différentes, une même machine peut produire des injections de masses différentes selon les matériaux. À capacité volumétrique identique, le PP (0.90 g/cm³) produit des injections plus légères que le PC (1.20 g/cm³).
Les fiches techniques des machines indiquent le poids des plombs en utilisant la densité PS comme référence. Les utilisateurs recalculent le poids réel des plombs en multipliant la capacité nominale PS par le rapport entre la densité du matériau cible et la densité de référence PS.
Obtenir le diamètre intérieur du canon D'après les spécifications de la machine. Cette valeur varie généralement de 30 mm pour les petites machines à 120 mm pour les grands châssis. À indiquer en millimètres.
Calculer la section transversale du canon en utilisant la formule : l’aire (cm²) est égale à pi multiplié par (diamètre/2)² divisé par 100. Convertissez le diamètre de mm en cm avant de mettre au carré.
Déterminer la course maximale de la vis D'après la fiche technique de la machine : la course de la vis varie de 60 à 300 mm selon la taille de la machine. Une course plus longue permet un débit volumétrique plus important par cycle.
Calculer la capacité volumétrique d'injection Utilisation : volume (cm³) = aire (cm²) × course (cm). Convertissez la course de la vis de mm en cm avant la multiplication.
Sélectionner la densité du matériau cible D'après la fiche technique du matériau. Les densités courantes sont les suivantes : PP à 0.90, PE à 0.95, PS à 1.05, ABS à 1.07, PA à 1.14 et PC à 1.20 g/cm³.
Calculer la capacité de tir en poids Utilisation : le poids de la pièce injectée (g) est égal à la capacité volumétrique (cm³) multipliée par la masse volumique du matériau (g/cm³). Comparez cette valeur au volume total de la cavité du moule plus le volume du système d’alimentation.
Vérifier le rapport capacité/cavité Le taux de fonctionnement se situe entre 40 et 80 %. Un fonctionnement en dessous de 40 % entraîne un gaspillage d'énergie. Un fonctionnement au-dessus de 80 % risque de provoquer des tirs incomplets en raison d'un temps de récupération insuffisant.
Inadéquation en sous-capacité Ce problème survient lorsque la capacité d'injection est inférieure au volume total de la cavité et du canal d'alimentation. La machine ne peut alors pas remplir complètement le moule, ce qui entraîne des injections incomplètes et des défauts dimensionnels.
Inadéquation de surcapacité Ce phénomène se produit lorsque la capacité d'injection dépasse largement le volume du moule. L'excédent de matière fondue reste dans le cylindre entre les cycles, ce qui entraîne une dégradation du matériau due à une exposition prolongée à la chaleur et à un temps de refroidissement accru par cycle.
Plage de capacité optimale Le volume de remplissage réel du moule est estimé entre 40 et 80 % de la capacité nominale. Cette plage assure une marge de récupération adéquate sans excès de matière fondue résiduelle dans le canon.
Considérations relatives aux cavités multiples Additionnez le nombre de cavités multiplié par le volume d'une seule cavité plus le volume total du canal d'alimentation pour déterminer la capacité d'injection requise par cycle.
|
Cadre de la machine |
Diamètre du cylindre |
Course maximale de la vis |
Capacité volumétrique |
Poids du plomb (PS réf.) |
|---|---|---|---|---|
|
50 tonne |
30 mm |
80 mm |
56.5 cc |
59 g |
|
100 tonne |
45 mm |
120 mm |
190.9 cc |
200 g |
|
200 tonne |
60 mm |
180 mm |
508.9 cc |
534 g |
|
400 tonne |
80 mm |
240 mm |
1206.4 cc |
1267 g |
|
800 tonne |
100 mm |
280 mm |
2199.1 cc |
2309 g |
|
1500 tonne |
120 mm |
300 mm |
3392.9 cc |
3563 g |
Multipliez le poids d'injection nominal pour le PS par le rapport entre la densité de votre matériau et 1.05 g/cm³. Pour le PP, multipliez par 0.90/1.05, ce qui donne 0.857. Une machine nominale de 200 g pour le PS produit 171 g de PP par cycle d'injection.
La machine produit des pièces incomplètes, avec un remplissage partiel des cavités. L'augmentation de la pression d'injection ne compense pas le volume de matière fondue insuffisant. La solution consiste soit à utiliser une machine plus grande, soit à réduire le volume total des cavités en supprimant certaines d'entre elles du moule.
La capacité d'injection en volume reste constante quelle que soit la température. La capacité massique diminue légèrement à des températures de fusion plus élevées en raison de la diminution de la densité du polymère due à la dilatation thermique. La différence pratique est inférieure à 2 % dans les plages de températures de transformation habituelles.
La profondeur de spire et le taux de compression déterminent le volume de matière fondue disponible par course. Les vis à usage général à compression modérée offrent la capacité nominale. Les vis à haute compression pour matériaux techniques peuvent fournir un volume utile inférieur de 5 à 10 % en raison de canaux de dosage plus profonds.
Un fonctionnement à moins de 20 % de la capacité nominale d'injection entraîne un temps de séjour excessif du métal en fusion dans le canon. La dégradation du matériau due à un chauffage prolongé provoque une décoloration, une diminution des propriétés mécaniques et un risque de dégagement de gaz. L'utilisation minimale recommandée est de 40 % de la capacité nominale.
Le calcul de la capacité d'injection nécessite le diamètre du cylindre, la course de la vis et la densité du matériau, calculés à l'aide d'une formule volumétrique simple. L'adéquation de la capacité calculée au volume du moule, pour un taux d'utilisation de 40 à 80 %, garantit une production efficace sans risque d'injection incomplète ni de dégradation du matériau.
Machines PNJ NPC Machinery propose des presses à injecter de précision avec des capacités d'injection clairement spécifiées pour différentes tailles de châssis. Demandez un devis rapide auprès de NPC Machinery pour connaître le poids d'injection et le volume de cavité requis, ou contactez l'équipe d'ingénierie de NPC Machinery pour obtenir une assistance gratuite au dimensionnement sur mesure en fonction de vos matériaux et spécifications de moule.
En continuant à utiliser le site, vous acceptez nos politique de confidentialité Conditions Générales.
