La conception d'un moule à multiples cavités est le levier le plus efficace pour augmenter la production d'extrusion sous pression (EBM) sans ajouter d'espace de stockage, mais c'est également le point où les problèmes de qualité se multiplient en silence si le moule, la tête de tronc et le système de serrage ne sont pas conçus en tant qu'une seule unité. Un moule à plusieurs cavités bien équilibré peut augmenter le nombre de bouteilles par heure de quatre à douze fois par rapport à un moule à une seule cavité, mais seulement lorsque le nombre de cavités, la force de serrage de la machine, les sorties de la tête de tronc, le matériau du moule, le circuit de refroidissement et la géométrie de pinçage sont adaptées à la résine et à la masse de la bouteille. Ce guide explique la logique d'ingénierie derrière la conception des moules EBM à multiples cavités et donne les intervalles numériques, les données du matériau et les méthodes de vérification qui différencient un moule productif d'un générateur d'éléments à jeter.
Pourquoi les moules EBM à plusieurs cavités augmentent la productivité
Les moules EBM à plusieurs cavités multiplient la production en formant plusieurs flacons à partir d'une même disposition de partisans dans un seul déplacement de serrage, de sorte que le coût fixe dominant du cycle, le Mouvement de fermeture et d'ouverture du moule, est amorti sur chaque cavité en même temps. Dans le moulage par extrusion et soufflement en continu, l'extrudeur et la tête de forge fonctionnent sans cesse, le partisans ou les partisans sont captés par les demi-moules de fermeture, et chaque cavité souffle son propre récipient en parallèle ; la machine produit donc deux, quatre, six, huit ou même douze flacons par cycle au lieu d'un. Le plafond pratique du nombre de cavités n'est pas l'ambition du mouleur, mais la convergence de quatre limites physiques : la force de serrage disponible sur les plaques, le nombre et l'équilibre des sorties de la tête de forge, le poids du flux de résine que la vis et l'accumulateur peuvent fournir, et la capacité de refroidissement que l'on peut intégrer dans le bloc du moule.
Apollo, une usine Wanplas qui a plus de 20 ans d'expérience en extrusion par blow-molding et qui dispose de plus de 4 000 machines fonctionnant dans plus de 90 pays, construit la série ABLB pour les contenants allant de 200 millilitres à 20 litres, la série ABLD pour les contenants lourds allant de 20 litres à 1 500 litres, ainsi qu'une série entièrement électrique qui couvre le même volet de 200 millilitres à 20 litres, dans laquelle la production sans hydraulique et consommant moins d'énergie est privilégiée. Sur la plate-forme ABLB, un moule à 2 à 6 cavités est habituellement utilisé pour les bouteilles de consommation courante et de produits de beauté, tandis que la plate-forme ABLD pour les bidons et les cuves est normalement à une ou deux cavités parce que la masse de parison et la force de serrage par cavité sont beaucoup plus élevées. La question de conception n'est jamais simplement de savoir combien de cavités peuvent être taillées, mais combien de cavités peuvent être refroidies, alimentées et serrées tout en atteignant le poids de la bouteille, la répartition de la paroi et la tolérance dimensionnelle que exige l'application.
Le calcul économique est clair : un outil à 4 cavities multiplie approximativement par quatre le nombre de bouteilles par heure d'un outil à une seule cavité à un temps de cycle identique, et un outil à 12 cavities peut porter la production horaire au-delà de plusieurs milliers de bouteilles pour les récipients légers de moins d'un litre. Mais la production par cavité chute si le refroidissement ou l'équilibre du parison est négligé, et le taux de déchets augmente si la variation de l'épaisseur de paroi ou les bornes s'enflament. Chaque rubrique ci-dessous est donc écrite autour d'une seule règle : ajouter des cavités aussi rapidement que la tête d'outil, le système de serrage, le refroidissement et le matériau de moule peuvent les supporter. Wanplas, en tant que marque parentale, applique la même discipline de multicavités dans toutes ses usines spécialisées, avec Kerke qui fournit des extrudeurs à double vis pour la montage des produits de base et le recyclage des filets qui alimentent les installations à extrusion par matricage, et Polyretec qui fournit des lignes de lavage et de granulation qui retournent les bouteilles post-consommation en copeaux utilisables.
logique de sélection du nombre de cavités
Le nombre de cavités est déterminé en revenant de l'objectif de bouteilles par heure, puis en vérifiant que la machine peut fournir la résine, la force de serrage et les sorties de la tête de matrice pour ce nombre de pièces parallèles. La relation indicative est que la production horaire est égale au nombre de cavités multiplié par le nombre de cycles par heure, où les cycles par heure sont égaux à 3 600 secondes divisés par le temps de cycle en secondes. Le temps de cycle dans le procédé EBM est la somme du temps de livraison de l'extrusion ou du parison, du temps de fermeture du moule, du temps d'injection et de refroidissement et du temps de fermeture du moule plus de l'éjection de la pièce, le refroidissement étant normalement le composant le plus important pour les bouteilles à parois minces. Une machine à 4 cavités à un cycle de 12 secondes produit environ 1 200 bouteilles par heure, tandis qu'un cycle à 12 cavités produit environ 3 600 bouteilles par heure, sous la condition que la tête de matrice et le refroidissement suivent le rythme.
La contrainte critique est la surface projetée. La force de tenue doit dépasser la surface totale propulsée projetée sur le plan de séparation, multiplié par la pression de souffle, plus une marge de sécurité, car un manque de pression permet à la fusion de se répandre sur le flashage. Alors que des cavités sont ajoutées, la surface projetée totale croît en raison du nombre de cavités, de sorte qu'une machine adaptée pour un moule à deux cavités risque de ne pas avoir la distance contraire nécessaire au bloc plus large et la force de serrage permettant de colmater le bloc à 12 cavités. La tête d'aiguillage doit également présenter le bon nombre de sorties à l'intervalle adéquat, car une extrudeuse continue avec deux sorties ne peut pas remplir un moule à six cavités sans parisons缺乏 ou mal positionnés.
| Nombre de cavités. | Volume typique de la bouteille | Bande de force de compression requise | Correspondance de la bouche de coulage | Productivité indicative (bph) | Coût relatif de l'outillage |
|---|---|---|---|---|---|
| Single | 5 à 1500 L | Faible | 1 sortie. | 200 à 600 | Faible |
| 2 | 500 ml à 20 l, | Faible à moyen | 1 à 2 sorties | 400 à 1200 conteneurs/h. | Faible à moyen |
| 4 | 200 mL à 10 L | Moyen | 2 à 4 sorties | 900 à 2400 | Moyen |
| 6 | De 200 ml à 5 l | Moyen à haut niveau | De 3 à 6 sorties | De 1 400 à 3 600 | Moyen à haut niveau |
| 8 | 100 ml à 2 L | Élevé | 4 à 8 sorties. | 2000 à 4800 | Élevé |
| 12 | 50 ml à 1 l | Très élevé | 6 à 12 orifices | 3000 à 7200 | Très élevé |
La composition du temps de cycle importe tout autant que le nombre de cavités. Une bouteille à paroi fine en PEHD de 8 cavités représentative peut être livrée en parison pendant 2,5 secondes, refermée en 0,8 seconde, soufflée et refroidie en 6 secondes puis ouverte et éjectée en 1,2 seconde, soit environ 10,5 secondes, ou approximativement 340 cycles par heure, ce qui donne environ 2 700 bouteilles par heure. Si le refroidissement est réduit à 4 secondes en adaptant le corps du moule en aluminium à haute conductivité et en abaissant la température de l'eau à 9 degrés Celsius, le cycle tombe à 8,5 secondes et la cadence grimpe au-delà de 3 300 bouteilles par heure pour un même nombre de cavités. La leçon est qu'entre le nombre de cavités et le processus de refroidissement existe un lien : plus il y a de cavités, plus le temps de cycle doit être réduit de façon à que le circuit de refroidissement puisse geler rapidement chaque parison.
Le poids de la bouteille est le deuxième facteur de couplage. Les bouteilles plus lourdes nécessitent plus de résine par cavité, une durée de production plus longue et un temps de refroidissement plus long. Par conséquent, une bouteille de produits chimiques pesant 500 grammes n'aura jamais une cavité de 12, alors qu'une bouteille de produits pour la beauté pesant 25 grammes le peut. En règle générale, la vis et l'accumulateur doivent fournir le volume total, multiplié par le nombre de cavités et par le poids de la bouteille, plus la quantité de matière relâchée et les déchets au niveau du col, dans la fenêtre de livraison de la maturité ; si non, le fabricant devra réduire le nombre de cavités, augmenter la taille de l'extrudeur ou passer à une tête d'accumulateur capable de stocker la matière fondue et de la relâcher en une seule et rapide impulsion.
Correspondance du volée de moule et de la cavité.
La tête de coulée est le cœur de la distribution des parisons et sa géométrie d'égout est identique à la disposition des cavités, en nombre et en distance centrale, car un parison placé en biais dans une cavité produit une paroi mince d'un côté et une troisième épaisseur de laverre de l'autre. Les têtes d'extrusion continues alimentent le parison directement dans le moule de fermeture et sont préférées pour les bouteilles fines, élevées en vitesse et de petite capacité, tandis que les têtes accumulateurs stockent une charge de matière fondue mesurée dans une chambre actionnée par un pistoncet et la libèrent sous forme d'un seul parison épais, ce qui est essentiel pour les récipients de grande contenance compris entre 10 et 20 litres environ, pour les parois épais dans des applications industrielles ainsi que pour les matériaux propices à la déformation des parisons. Pour les outils à plusieurs cavités, le choix se porte entre une tête de grande taille alimentant un collecteur qui se divise en plusieurs sorties, ou une tête de multiples sorties dédiée, chaque sortie étant programmée avec un intervalle de coulée.
La distance entre les centres des orifices adjacents, ou pasto longitudinal, doit correspondre à la distance centrale des cavités du moule dans des limites de tollérance strictes, habituellement de 0,1 à 0,2 millimètre, et sinon le parison ne pénètre pas pleinement dans chaque cavité. Un moule à 4 cavités d'une distance entre centres de 90 millimètres implique une tête de matrice dotée d'orifices disposés exactement à 90 millimètres l'un de l'autre ; la même chose est vraie lorsque le moule a 8 cavités, et que la distance entre centres peut diminuer jusqu'à 55 à 70 millimètres, de sorte que la tête est plus difficile à équilibrer. L'équilibre rhéologique consiste à amener chaque orifice à délivrer la même quantité de parison, la même épaisseur de paroi et la même température, même si les chemins de circulation sont différents. Cela est obtenu par une géométrie symétrique du ressort, des longueurs d'appui égales, et, lorsque cela est nécessaire, par des intervalles de coulée réglables individuellement ou des couronnes de restriction de flux à chaque orifice.
| Type de tête de matriau | Configuration de l'outlet. | Gamme de cavités optimale | Risque de rainure de parison | Méthode de balance du débit |
|---|---|---|---|---|
| Sortie simple continue | 1 orifice, parison unique | 1 à 2 | Moyen | Gache à un seul trou, programmée |
| Multi-fourni en continu | 2 to 12 outlets | 2 à 12 pouces | Faible à moyen | Écart entre les sorties, guide symétrique. |
| Cap accumulateur | 1 grande ou 2 outlets. | 1 à 2 | Faible | Tir du piston, passage unique |
| Accumulateur à plusieurs têtes | 2 à 4 têtes | 2 à 4 | Faible | Volume de tirs correspondant par tête |
L’équilibre de flux est vérifié en pesant le préformé à chaque orifice avant le positionnement du moule : la masse de chaque préformé doit être comparable à environ 1 % et tous les outliers sont corrigés en ajustant l’espace entre les parois du moule ou le filet d’écoulement. L’équilibre rhéologique implique également une uniformité de température, car un orifice plus chaud produit une préformé plus fin ; la température de fusion est donc maintenue dans une bande étroite sur toute la tête grâce à un tuyau bien conçu et une vis à couple contrôlé. Les machines ABLB et ABLD d’Apollo utilisent des têtes de matrices programmées où l’espace entre les orifices peut être réglé à partir du système de commande, ce qui permet à l'ingénieur d'ustensile d'ajuster le poids du préformé par cavité lors de la mise en service et non de retailler la tête plusieurs fois.
Une défaillance subtile mais fréquente consiste à combiner une étagement d'une tête et un étagement du moule qui, sur papier, semblent égaux mais diffèrent de quelques millièmes de millimètre après expansion thermique. La tête se réchauffe jusqu'à température de fusion tandis que le moule reste froid, ce qui fait que l'étagement apparent change ; les fabricants de couteaux doivent donc fixer l'étagement du moule froid un peu plus serré que l'étagement chaud de la tête, ou vérifier l'alignement avec un support à température de fonctionnement. Apollo, comme fabrique Wanplas, fournit des ensembles de tête et de moule correspondant pour que l'étagement et le nombre de sorties soient validés en commun plutôt qu'achetés séparément.
Choix des matériaux de moulage
Goutte fine, médical, cosmétique
Le cuivre beryllium, grade C17200, est utilisé pour les pièces d'insertion nécessitant à la fois une dissipation thermique et une résistance à l'usure, notamment les inserts à frôler et au col. Il conduit la chaleur à un débit allant de 105 à 110 W par mètre kelvin et s'hardit jusqu'à 36 à 42 HRC après traitement de précipitation, ce qui lui permet de resister à la cisaillement et au frottement répétés au niveau du secteur de frôlement des parisons bien plus longtemps que l'aluminium, tout en refroidissant rapidement. L'acier P20 pré-hardie, l'acier 4140 et les aciers inoxydables sont réservés aux applications à long cycle de vie, abrasives ou corrosives, notamment pour les bouteilles à bon marché en charge, ou pour le PVC, qui libère des produits de décomposition acides ; l'acier compromet la vitesse de refroidissement au profit de la dureté et de la durée de vie, ce qui le oblige à être utilisé de manière sélective, en tant qu'insert plutôt que pour l'ensemble de la pièce.
| Matériau | Conductivité thermique (W/m·K) | Résistance. | Résistance à l'usure. | Machinabilité | Coût relatif | Utilisation type dans un moule EBM |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aluminium 7075 | 130 à 160 | HB 150 à 175 | Faible à moyen | Élevé | Faible à moyen | Corps de la cuve, bloc principal |
| BeCu C17200 | 105 to 130 | HRC 36 à 42 | Moyen à haut niveau | Moyen | Moyen à haut niveau | Mécanisme de fermé, inserts sur le cou. |
| Acier P20. | 29 à 35 | HRC 28 à 35 | Élevé | Moyen | Moyen | Base, cavités à long cours |
| Acier 4140 | 38 à 42 | HRC 28 à 36 | Élevé | Moyen | Moyen | Structure, plaques de support |
| BeCu C17200 | 25 to 30 | HRC 38 à 50 | Très élevé | Faible | Systèmes haut de gamme ou supérieurs. | PVC, corrosif, médical. |
L'approche hybride domine les outils à plusieurs cavités modernes : un corps en aluminium pour un refroidissement rapide des masses, avec des inserts en cuivre de beryllium ou en acier trempé au cou et au point de contrainte où le moule est soumis à un maximum de contraintes mécanique et thermique. Cela permet de réduire la durée de cycle tout en prolongeant la durée de vie de l'outil aux points d'usure, et les inserts sont remplaçables, de sorte que le bloc ne doit pas être transformé en déchet lorsqu'une cavité est usée. Pour les composés souples sans PVC et phthalate qui se décomposent en produits acides, des cavités en inox sont choisies malgré leur refroidissement lent, et le refroidissement est compensé par des lignes d'eau plus larges et une température d'eau plus basse. Apollo recommande cette stratégie d'insertion sur les séries ABLB et entièrement électriques, car elle permet au client de changer les normes de fond de flacon en remplaçant uniquement l'insert du cou plutôt que l'ensemble de la cavité.
L'étiquetage des coûts suit la convention du groupe Wanplas, qui utilise des catégories relatives plutôt que des valeurs absolues : l'aluminium s'inscrit dans la catégorie « bas à moyen », avec un coût et une disponibilité élevés ; le cuivre berrylique dans la catégorie « moyen à haut » ; les aciers P20 et 4140 dans la catégorie « moyen » ; et les aciers inoxydables dans la catégorie « haut à premium ». Le choix le plus approprié n'est rarement celui du matériau le moins cher, mais celui dont la vitesse de refroidissement et la durée de vie sont les plus adaptées au volume de production, car un mouxement endommagé enfreint un dispositif de 12 cavités entières.
Système de refroidissement et refroidissement conforme,
Le refroidissement représente l'étape limitante de la plupart des cycles EBM, et dans un moule à plusieurs cavités, on doit parvenir à refroidir toutes les cavités de façon uniforme tout en adaptant suffisamment de conduites d'eau à un bloc permettant un nombre fini de cavités. L'objectif est d'obtenir un débit turbulent, car l'eau turbulente transfère la chaleur beaucoup plus efficacement que le débit laminar ; le critère standard est un nombre de Reynolds supérieur à 4000 dans la conduite de refroidissement, ce qui est atteint en sélectionnant ensemble le diamètre de la conduite et le débit. La température de l'eau est maintenue basse, généralement comprise entre 8 et 15 degrés Celsius, et est fournie par un appareil de refroidissement dimensionné en fonction de la charge de chaleur totale, qui peut être substantielle dans le cas d'un outil à plusieurs cavités, car le parison pénètre dans le moule sous forme d'un matériau fondu chaud et doit être congelé pour acquérir une forme stable avant son éjection.
Le refroidissement conforme consiste à tracer le trajet de la ligne d’eau afin de suivre le contour de la bouteille plutôt que de percer des trous droits, ce qui réduit la distance entre la surface du moule et le liquide de refroidissement et disperse la chaleur de manière uniforme. Dans un bloc d'aluminium 7075, cela se fait par fabrication additive ou par forage de trajectoires courbées ; dans l'acier, il s'agit généralement de canaux quasi-conformes forés au canon. Le résultat est que la poignée fine, la base épaisse et l'épaulement de chaque bouteille atteignent ensemble la température d'expulsion, ce qui évite les points locaux de faiblesse entraînant la déformation à l'expulsion. Chaque cavité doit recevoir le même débit, c'est pourquoi les lignes sont souvent alimentées en parallèle depuis un collecteur avec des limiteurs de débit, ou dans une série soigneusement équilibrée où la chute de pression est prise en compte pour que la dernière cavité ne soit pas soumise à une privation.
| Paramètre de refroidissement | Gamme recommandée | Pourquoi cela importe |
|---|---|---|
| Effet sur la production | 8 to 15 °C | Une température plus basse augmente le flux thermique et améliore la stabilité dimensionnelle |
| Numéro de Reynolds en ligne. | Supérieure à | Assure un flux turbulent pour un transfert de chaleur élevé |
| Diamètre de la ligne. | 8 à 12 mm en moyenne | Les balances de débit, de chute de pression et de proximité de surface |
| Espacement entre la ligne et la surface | 10 à 15 mm | Un espacement plus étroit refroidit plus vite mais affaiblit la pièce |
| Température de l'eau d'alimentation | Gardez un équilibre entre les cavités | Une chute inégale entraîne la formation de cavités chaudes et la torsion |
| Parallèle ou série. | 4. Parallèle préférentiel. | Le parallélisme assure un débit égal ; la série nécessite un compensation de la pression |
Le dimensionnement de la chappe à glace commence par la chaleur qu'il faut éliminer toutes les heures : la masse de résine par cycle, multipliée par le nombre de cavités, par la chaleur spécifique et par la différence de température entre la fusion et l'éjection, divisé par le temps du cycle, plus une marge pour les pertes du moteur et de l'environnement. L'utilisation peu adaptée de la chappe à glace est le motif le plus couramment invoqué pour expliquer l'échec d'une ligne à 12 cavités face à une ligne à 4 cavités, car l'eau s'échauffe en circulant et les cavités les plus proches refroidissent plus vite. La perte de pression dans chaque circuit doit être calculée de façon à ce que la pompe puisse délivrer le débit de conception à chaque cavité ; dans les configurations parallèles, une manifold comportant des vannes à aiguilles à réglage individuel permet au technicien d'équilibrer le débit, alors que, dans les configurations en série, la perte cumulative peut privées des cavités les plus éloignées de flux s'il n'y a pas augmentation de la section de la ligne. Pour les assemblages de série entièrement électriques, Apollo propose une recommandation de chappe à glace dédiée pour le moule, de façon à ce que la capacité de refroidissement soit spécifiée en même temps que le nombre de cavités plutôt qu'en dernière instance.
L'équilibre transvary de la cavité est vérifié par des thermocouples ou des vérifications par infrarouge à la base, à l'épaule et sur le côté de chaque cavité. Si une cavité est plus chaude de quelques degrés, elle expulse du produit mou, se déforme ou présente une zone mince. Dans ce cas, il suffit d'ouvrir le régulateur ou d'ajouter un canal conformal localement. Les moules à plusieurs cavités comprennent toujours des dispositions pour l'équilibre par circuit, et les fabricants expérimentés documentent le réglage de restriction de chaque circuit afin que le moule puisse être reconstitué de manière identique après la maintenance.
Design de pincement automatique et contrôle du flash
La coupure est le bord tranchant où les deux moitiés du moule se rejoignent et soudent le faisceau pour obtenir une bouteille étanche, tout en éliminant l'excédent sous forme de saletés. Sa géométrie détermine à la fois la force de soudure sur la couture inférieure et la quantité de saletés à enlever. Le bord de cuissage, la surface plane qui soutient l'arête de coupe, a une largeur généralement comprise entre 0,6 et 1,5 millimètres ; un bord plus étroit coupe plus proprement et laisse moins de saletés, mais s'use plus vite et risque de ne pas assurer un soudage complet, tandis qu'un bord plus large est plus robuste mais produit plus de saletés et une couture plus épaisse. L'angle de l'arête de coupe, généralement compris entre 15 et 30 degrés, fixe la mesure dans laquelle le faisceau est coupé, et la poche de saletés, une rainure en relief située derrière ce bord, doit être assez profonde pour accueillir les saletés enlevées, sans que les moitiés du moule touchent le fond et ne poussent les saletés à reflux dans la bouteille.
Dans un moule à plusieurs cavités, chaque land doit être fini avec la même largeur, l'angle et la hauteur, car toute cavité ayant un land plus élevé ou une edge plus rugueuse laissera une découpe plus épaisse ou une soudure moins robuste que ses voisines. C'est pour cette raison que les inserts de boutonnement sont fabriqués en cuivre de beryllium ou en acier trempé et sont remplaçables individuellement : lorsque l'edge d'une cavité s'use, seul cet insert est modifié et l'équilibre entre les cavités est préservé. La base de la bouteille, qui porte la soudure, doit également répondre aux exigences de pression et de chute de l'application, c'est pourquoi le design de boutonnage est vérifié à l'aide du support de base de la bouteille et de la charge au fond, et non à l'aide d'une edge ajoutée pour des raisons esthétiques.
| Fonction de fermeture par pincement | Valeur type | Utilisation classique |
|---|---|---|
| Land width | 0,6 à 1,5 mm | Les coupes plus étroites sont plus propres, et celles plus larges sont plus résistantes. |
| Angle de l'arête de coupe. | 15 à 30 degrés | Définit l'agressivité du colage et l'épaisseur du flash. |
| Profondeur des poches à flash. | 1,5 à 4 mm | Les découpes doivent être dégrossies sans le fond. |
| Dureté de l’insert | HRC 36 à 50 | Diminution de pression par circuit |
| Harmonisation des cavités | Dans les 0,05 mm | Empêche le flash inégale sur toute la masse. |
L'épaisseur du recouvrement est directement liée à l'état du moule et à l'équilibrage de la fixation. Un recouvrement mince et uniforme qui se détache proprement est le but recherché ; un recouvrement épais dans une chambre signalera une surface usée, une erreurs dans le réglage de l'écart ou un déficit moyen dans la fixation. Puisque le recouvrement est du remaniement qui doit être séparé et peut être recyclé par une étape de pelottage, un recouvrement important augmente également le coût de la manipulation des matériaux, de sorte que la coupe est ajustée pour un recouvrement minimal conforme à un soudage de qualité. Apollo configure les moules ABLB avec des inserts de coupe remplaçables de sorte que la chambre usée est restaurée en quelques minutes et l'ensemble du bloc de 4 à 12 chambres reste équilibré.
Dépression et extraction de l'air.
Lorsque le prototype est soufflé contre la pare murale du moule, l'air emprisonné entre la masse fondante et la surface de la cavité doit s'échapper, ou il bloquera la contact de la masse fondante avec l'acier et laissera une zone lisse, courte ou bosselée, située le plus souvent sur l'épaule et la poignée. La ventilation est assurée par des rainures profondes de ventilation creusées le long de la ligne de séparation et autour des surfaces profondes, par des vis de ventilation dans les poches aveugles et sur des pièces exigeantes, par l'assistance vaccaire qui évacue activement la cavité avant ou pendant le soufflage. La profondeur de la ventilation est très faible, généralement de 0,02 à 0,05 millimètres, car une rainure plus profonde permettrait à la masse fondante de s'écouler et de se figer sous forme de sparadrap, tandis qu'une rainure moins profonde se bouche et bloque la ventilation.
Dans les moules à plusieurs cavités, il faut que l’évacuation soit répétée et équilibrée pour chaque cavité, car une obstruction au système d’évacuation dans une cavité donne lieu à un défaut uniquement dans cette cavité et risque d’être confondue avec un problème de matière ou de monté. Les guide-vent sont utilisés sur les nervures profondes, les rabouts et l’intérieur des poignées, où un rainuri de séparation ne peut atteindre. Ils sont petits, remplaçables et doivent être entretenus en état de propreté. Le moulage assisté par aspiration permet de vider l’air à travers le réseau de ventilations par un pompe, ce qui est particulièrement utile pour les formes complexes, les surfaces texturées et les bouteilles à paroi mince à haute vitesse, où il n’y a presque pas de temps pour qu‘air écarte naturellement. Le niveau de vide et le chronométrage sont réglés de façon à ce que la cavité soit dépourvue d’air avant que le monté n’entre en contact avec la paroi, et le système est dimensionné en fonction du volume total de la cavité dans tous les moules.
L'entretien des coulements est une étape quotidienne des opérations à plusieurs cavités. Les additifs de résine, les charges et les agents de glissement s'accumulent dans les coulements et augmentent la teneur en défaut de surface dans les cavités concernées, de sorte qu'une période de nettoyage planifiée assure un dysfonctionnement équivalent dans toutes les cavités. Les moules à bouteilles de séchoir de l'entreprise Apollo, qui fabriquent souvent des composés hautement chargés, sont conçus avec des rainures de coulements spacieuses, facilement accessibles, afin qu'il soit possible de les nettoyer pendant la vérification quotidienne de l'outillage, au lieu d'attendre le début d'un lot de rebuts.
Configuration de la pointe de soufflage
La tige de soufflage injecte de l'air comprimé dans le parison pour le dilater contre la cavité. Sa position et sa conception influent sur la qualité du col, le refroidissement et le temps de cycle. La soufflage supérieure s'introduit par le col du biberon depuis le haut, ce qui est simple et permet de laisser le col ouvert pendant le remplissage. C'est la norme pour la plupart des flacons EBM. La soufflage inférieure s'introduit par la base, ce qui évite l'utilisation d'un mandrin pour le col et est utile pour les verres à grand bec ou les verres à main où le col doit rester libre. La soufflage à aiguille utilise une tige qui coupe la face latérale ou la base du parison et se retire, laissant une petite marque. Elle est utilisée lorsque la finition du col doit être moulée sans défauts par un insert spécial pour le col au lieu de la tige de soufflage.
La calibration du cou est le processus de dimensionnement de la finition du flacon en fonction d'une dimension interne et externe précise à l'aide d'un axe de soufflage calibrated ou d'une enclave de cou, car le cou porte le bouchon et doit supporter le couple et former l'étanchéité. L'axe de soufflage est souvent refroidi à l'intérieur afin que le cou se gèle rapidement et conserve sa dimension, et le flux et le temps de soufflage sont réglés de manière à faire atteindre le parison au mur de la cavité sans provoquer de surétirement ni de zones fines. Le temps de soufflage est très bref, souvent d'une fraction de seconde pour les flacons de petite taille, mais le volume et la pression de l'air doivent être suffisants pour former pleinement chaque cavité simultanément ; dans un moule à 12 cavités, l'alimentation en air et le collecteur doivent fournir une pression égale à la cavité la plus éloignée ou les flacons externes seront insufflantés (ou « insufflés très légèrement »).
| Type de tige de soufflage | Entry point | Finition du col | Inox 420/630 |
|---|---|---|---|
| Top blow | Par la gorge | Calibré par le prong. | La plupart des emballages pour les soins personnels, de l'eau et du lait. |
| Blow du fond | Par la base | Insert en forme de cou sur une partie distincte | Verres à grand bec, verres à main et bidons jetables |
| Brise à l'aiguille | Perçage latéral ou de base | Finition moulée propre | BéCu ou acier pour la résistance à l'usure |
Le refroidissement par soufflage est un allongeur de cycle caché : une poutre refroidie surgelera le cou, permettra au signal de l'étiquette de passer proprement et réduira l'ovalité qui, dans le cas contraire, rejeterait le flacon à l'apport. L'air soufflé lui-même est souvent décomposé en deux phases, un souffle préalable à une pression moindre pour mettre en place le parison, suivi d'un souffle final à une pression plus élevée, ce qui réduit les points minces au niveau des coins et des poignées. Dans les cavités, les longueurs des poutres et les lignes de refroidissement doivent être conformes afin que tous les cou se surgelent à la même vitesse ; une poutre chaude produira un cou mou et trop grand par rapport aux autres.
Distribution de la force de compression et déformation de la plaque
L'unité de serrage doit maintenir les deux moitiés du moule ensemble contre la pression de détente sur toute la surface de la plaque, et dans un bloc à plusieurs cavités, la force n'est pas parfaitement uniforme. L'espacement des barres de tension détermine la largeur maximale du moule, et la force de verrouillage doit être répartie de manière à ce que les cavités centrales et les cavités latérales subissent la même pression ; si la plaque bouge, les cavités centrales se dilatent légèrement et montrent de la projection, tandis que les bords restent fermes, ou vice versa. Le critère de conception est la déformation de la plaque inférieure à 0,05 millimètres sous le chargement complet de serrage et de détente, car même quelques centièmes de millimètre d'ouverture sont suffisants pour obtenir une projection sur les cavités concernées.
La déviation est réglée par l'épaisseur des plaques de plancher, le diamètre et le nombre des bagues de liaison, ainsi que la rigidité des plaques de soutien du moule. Un moule à 12 cavities est une masse large et lourde, il est donc nécessaire de choisir des plaques de plancher robustes et un support en acier résistant aux courbatures, car saisir trop fort ici est une cause classique des flashes aux coins des cavités, que toute régulation de la tête d'empreinte ne peut par conséquent corriger. La répartition de la force de serrage est également la raison pour laquelle la disposition des cavities est symétrique par rapport au centre de la plaque de plancher, de façon à équilibrer la force de serrage appliquée par les quatre bagues de liaison avec la force d'ouverture exercée par la pression du chargement. Apollo dimensionne le système de serrage des machines ABLB et ABLD avec marge, afin que l'ajout de cavities dans la largeur maximale autorisée des plaques de plancher ne dépasse pas la limite de repli.
Le flash inégale est le symptôme visible. Si le flash est important uniquement au niveau de la rangée centrale, suspectez une courbure du mandrin ; si le flash est intense uniquement sur un bord, suspectez un déséquilibre de la précharge du barillet de liage ou un amortisseur usé ; si le flash se présente uniquement dans une cavité, suspectez un pincement de la cavité ou un objet bloqué. Le problème est mécanique, et n'a donc rien à voir avec le process : faites rigidifier le mandrin ou la plaque d'appui, refixer les barillets de liage ou équilibrez la matrice, avant de modifier la température. Étant donné que la pression de soufflage agit sur toute la surface projetée, il est simple de vérifier la relation : la force d'encliquetage requise est égale à la surface projetée multipliée par la pression de soufflage, par un facteur de sécurité, et la somme de toutes les cavités doit rester inférieure de beaucoup au taux de la machine.
Cohérence de l'épaisseur des murs au sein des cavités
Le test de la qualité déterminant dans un moule à plusieurs cavités est de vérifier si chaque cavité produit la même bouteille, et la métrique la plus stricte est la cohérence de l’épaisseur des parois. L’objectif est que la déviation de l’épaisseur des parois entre les différentes cavités soit inférieure à plus ou moins 5 %, vérifiée de deux manières : par le pesage de la bouteille de chaque cavité et le calcul du coefficient de variation, qui doit être inférieur à 1,5 %, et par la section de bouteilles provenant de chaque cavité et la vérification de l’épaisseur des parois à l’aide d’un calibre d’épaisseur par ultrasons ou par rayons X. Le pesage est rapide et permet de détecter les déséquilibres grossiers ; la section et la vérification permettent de détecter les zones fines localisées que le pesage seul ne parvient pas à identifier, comme un épaule mince dans une cavité qui continue de peser la même que celles qui l’entourent.
L'équilibrage de la paroi commence à partir du parison. La tête de la matrice doit délivrer un poids de parison et une paroi égales à chaque ouverture, et le programmeur de parison doit distribuer la matière de sorte que les points de stress de la bouteille – la base, la poignée et l'épaulement – obtiennent suffisamment sans surcharger les sections faciles. Dans l'extrusion continue, le parison est souvent programmé avec une paroi variable le long de sa longueur, plus épaisse là où la bouteille a besoin de résistance et plus fine là où il est possible de réduire le poids, et ce programme doit se traduire de la même façon pour toutes les cavités. Le coefficient de variation inférieur à 1,5 pour cent est obtenu par l'équilibrage des ouvertures de la tête, le matching du refroidissement des cavités et la vérification sur la machine réelle plutôt que de se fier au modèle CAO.
| Méthode de vérification | Qu'est-ce qu'il mesure | Cible d'acceptation | Fréquence |
|---|---|---|---|
| Poids de chaque cavité | Équilibre de masse du flacon | CV inférieur à 1,5 pour cent | À chaque installation, puis par poste de travail |
| Section et scannage | Paroi locale à la base, au niveau de l'épaulement et de la poignée. | D'un excédent ou d'un déficit de 5 %. | Article premier, puis hebdomadaire. |
| Poids du parison par ouverture | Équilibre de la tête de la matrice | Masse à l'intérieur d'une marge de 1 pour cent | Au moment de la mise sous pression de l'embout |
| Charge supérieure et chute | Functional strength | Conformément aux spécifications de l'application | Par changement de matériau |
Lorsque une cavité dérive, l'ordre habituel d'investigation est le bilan de sortie de la tête du moule, puis le bilan de refroidissement, puis l'usure à la cavité intermédiaire, puis le refroidissement du palpeur. Comme ces quatre facteurs sont liés, le concepteur peigne enregistre les réglages validés, les écarts de sortie, les positions de restriction, les largeurs de surface contrainte et les longueurs de palpeur, afin que le moule puisse être reproduit après la maintenance et qu'une nouvelle cavité ajoutée plus tard corresponde à celles existantes. Apollo fournit des moulages ABLB et entièrement électrifiés avec un rapport sur le premier article comprenant le poids par cavité et un scan de paroi afin que le client puisse commencer à partir d'une base correcte.
Compensation de rétractation
Chaque plastique se raccourcit à mesure qu'il refroidit du mélange liquide vers le solide, donc la cavité du moule doit être taillée plus grande que la bouteille cible en fonction du taux de renchérissement du matériau, ou la pièce finie sera de taille insuffisante. Le renchérissement est anisotrope dans les résines semi-cristallines car l'orientation moléculaire résultant de l'injection aligne le matériau, mais pour l'établissement des dimensions du moule, la formule pratique est dimension du moule égale à la dimension cible divisée par une moins le taux de renchérissement. Le HDPE se raccourcit de 2 à 4 pour-cent, le PP de 1,5 à 2,5 pour-cent, le PVC de 0,3 à 0,8 pour-cent, et le PC de 0,5 à 0,8 pour-cent, selon que la valeur exacte varie en fonction du poids moléculaire, des charges et de la vitesse de refroidissement. Les résines amorphes telles que le PVC et le PC se raccourcissent beaucoup moins que les résines semi-cristallines PE et PP.
Dans un moule à plus de cavités, la compensation du rétractement doit être appliquée de manière identique à chaque cavité et le refroidissement doit être équilibré afin que chaque cavité refroidisse à la même vitesse, car un refroidissement inégal modifie le rétractement réel de la cavité en la cavité et réintroduit de nouvelles variations de taille. Les dimensions du col et du filet sont les plus sensibles en terme de tolérance, donc l'insert du col est coulé à la taille compensée et maintenu au sein d'une tolérance serrée. Le corps peut absorber plus de variations. La valeur de rétractement utilisée pour la découpe est extraite des données fournie par le fournisseur de résine pour la qualité précise et le processus prévu, puis confirmée par mesure des premiers articles et ajustement du moule lorsque la bouteille est trop grande ou trop petite.
| Matériau | Échelle de retrait. | Classe de cristallinité | Note sur le compensation de la matrice |
|---|---|---|---|
| HDPE | De 2 à 4 pour cent | Semi-cristallin | Compensation la plus grande, orientation de l'horloge |
| PP | 1,5 à 2,5 % | Semi-cristallin | Inférieure à celle du polyéthylène haute densité, mais encore significante. |
| PVC | 0,3 à 0,8 % | Amorphique. | Petite compensation, contrôle serré des coudes |
| PC. | De 0,5 à 0,8 pour cent | Amorphique. | Grades petites, médicales et optiques |
| PETG. | 0,4 à 0,7 % | Amorphique. | Flacons cosmétiques minces et transparents |
Post-shrinkage, the small additional change that occurs hours or days after molding as the part fully relaxes, is also accounted for in tight-tolerance applications by measuring bottles after a stabilization period rather than straight from the machine. For food and pharmaceutical bottles the neck finish is checked against the cap specification after stabilization so the seal is reliable on the filling line. Apollo processes PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU and PETG on its machines, and the mold cutting data is graded by material so a customer switching resin gets the correct shrinkage compensation rather than reusing a PE mold for a PP bottle.
Méthodes et normes de validation de la qualité
Un moule à multiples cavités est seulement aussi bon que sa cavité la plus mauvaise, alors les tests de validation sont effectués sur chaque cavité, et non seulement sur un seul échantillon. Les tests de chute confirment que la bouteille résiste à la chute à laquelle elle sera confrontée lors du remplissage, du transport et de la vente au détail, la bouteille étant remplie et bouchée selon les conditions d'application. Les tests de charge en partie haute mesurent la force de compression que la bouteille empilée résiste avant d'hamper, afin de protéger les bouteilles lors du transport en palette. Les tests de fuite et d'étanchéité confirment que la bouteille retient la pression ou le vide sans perte, d'habitude en pressurant la bouteille vide et en surveillant la décomposition, ou en la plongeant sous l'eau et en recherchant les bulles. La déviation de capacité est vérifiée en la remplissant à ras ou à une ligne de référence et en comparant le volume avec le volume nominal. Le contrôle du dépouillement de la paroi cartographie la paroi aux points critiques pour s'assurer que aucune cavité ne présente un endroit très mince en dessous du minimum de la conception.
Ces tests sont menés en fonction de normes documentées. L'ASTM D2911 couvre les dimensions des flacons en polyéthylène moulés sous pression et constitue la référence pour la taille des flacons et des coulements. L'ISO 9001 réglemente le système de gestion de la qualité dans le cadre duquel les moules et les machines sont construites et la production contrôlée. En termes de contact avec les aliments, la FDA 21 CFR 177.1520 spécifie les exigences pour le polyéthylène utilisé dans les articles en contact avec les aliments, et l'UE 10/2011 établit le règlement-cadre sur les matériaux plastiques et les articles destinés à entrer en contact avec les aliments dans l'Union européenne. Le marquage CE s'applique aux machines dès leur mise sur le marché. Ces références ne sont pas incluses dans le corps de l'article ; elles sont citées sous forme de texte simple pour permettre au lecteur de localiser le document qui les réglemente. Apollo, une usine Wanplas, construit ses machines et ses moules EBM conformément à ces référentiels et fournit les déclarations pertinentes avec l'équipement.
| Validation de l'essai | Ce qu’il démontre. | Norme ou référence typique |
|---|---|---|
| Test d'arrachement | Suivi des impacts de la bouteille remplie | Spécification du client, enregistrement ISO 9001 |
| A charge par le haut. | Résistance à la compaction de la pallette | Exigence de l'application |
| Vidange et étanchéité | Intégrité de la pression ou du vide. | Contexte de la norme FDA 21 CFR 177.1520 |
| Déviation de la capacité | Précision du volume de remplissage. | Nominal, avec tolérance |
| Sonde de mesure de l'épaisseur des parois | Pas de point mince en dessous du minimum | Mini-mesure de conception par alvéole |
| Verification dimensionnelle. | Taille du flacon et du cou | ASTM D2911 |
| Contact avec les aliments | Conformité du matériau. | 10. FDA 21 CFR. |
La discipline qui sépare un moule multicoque prêt à la production d'un prototype consiste à répéter chaque test sur des flacons provenant de chaque cavité dans un même lot, puis à comparer les résultats. Un seul flacon qui passe prouve que le design fonctionne ; douze flacons provenant de douze cavités et tous réussis prouvent que le moule est prêt à la production. C'est pourquoi Apollo embarque les moules dans un ensemble de premier article par cavité plutôt que dans un seul échantillon d'exposition, et pourquoi l'engagement de qualité du groupe Wanplas garantit la machine livrée selon les spécifications convenues.
Matrice de dépannage des défauts
Les moules à plusieurs cavités concentrent les défauts, c'est pourquoi il est essentiel d'établir une excellente matrice de dépannage qui relie chaque symptôme à la cause profonde associée à la cavité. Les problèmes les plus fréquents sont le jet lourd sur certaines cavités, la variation de poids entre les cavités, le piquage, la base mince du flacon, la dimension du col qui ne respecte pas la tolérance, la déformation à l'éjection et l'accumulation de dépôt dans le moule. Chaque cas se rapporte à un sous-système différent : le jet à la pression ou au pincement, la variation de poids au capuchon ou au refroidissement, le piquage au bord de pincement ou à la température de parison, la base mince au programme de parison ou au refroidissement, l'erreur du col à la fixation à souffler ou à la contraction, la déformation au refroidissement ou à l'éjecteur, ainsi que l'accumulation de dépôt au matériau ou au drainage.
| Défecte | Cause la plus probable au niveau des cavités | 1520, UE 10/2011 |
|---|---|---|
| Emmoutillage trop épais dans certaines cavités | Déformation de la masse lors du retrait, déviation de la plaque, déséquilibre lors du serrage | Remplacer l'insert, rigidifier le plateau, nouveau serrage des barres de fixation. |
| La masse varie entre les cavités. | Inégalité de la sortie de la tête de la matrice, refroidissement inégal | Comparaison de poids, orifice d'équilibrage, rejet d'eau |
| Première action | Bord lisse, température de réchauffage élevée, fermeture lente. | Afin de raffiner le terrain, abaisser la température de fusion, augmenter la vitesse de fermeture |
| Base de flacon mince. | Le programme de parison court à la base, le refroidissement à la base est faible. | Ajout de la paroi de base dans le programme, augmentation du refroidissement de la base |
| Dimension de la gorge hors de la tolérance | Usure des pinces, erreur de retrait, pinces chaudes. | Récalibrer la vis, recouper le cou, refroidir la vis. |
| Déformation à l'éjection. | Ouverture prématurée, refroidissement inégal, éjecteur / vaporisateur bloqué | Allonger le temps de refroidissement, équilibrer les circuits et vider l'éjecteur |
| Déposition et brouillard de la matrice | Acuilage des additifs, obstructions des conduits d'evacuation, dégradation du matériau. | Nettoyer les conduits d'air, réduire la température, revoir la composition |
Le thème récurrent est que les défauts à plusieurs cavités sont rarement correctés par un changement global des processus ; ils sont corrigés en identifiant la seule cavité ou sous-système qui est différent et en rétablissant l'équilibre. C'est pourquoi les paramètres validés, les écarts des sorties, les positions des réducteurs, les largeurs des zones de pincement, les longueurs des broches et les restrictions de refroidissement sont enregistrés par cavité et par circuit. Les ingénieurs d'Apollo utilisent ce registre lors de l'installation et de la mise en service pour amener rapidement un nouveau moule à multi-cavités à la production optimale, et la politique en matière de pièces de rechange et de support sur site du groupe Wanplas assure le fonctionnement du moule après la livraison.
Questions fréquemment posées
Combien de cavités devrais-je choisir pour un projet de flacon EBM ?
Le nombre de cavités est déterminé par le débit horaire cible, le poids de la bouteille et la force de serrage et les sorties de la tête de moulage disponibles. Pour les bouteilles de 200 millilitres à 5 litres, un moule à 2 à 6 cavities sur une machine d'extrusion continue est typique, tandis que 8 à 12 cavités conviennent aux contenants d'un faible poids et à haute capacité inférieurs à 1 litre. Confirmez toujours que la machine peut fournir la résine, la force de serrage et le nombre de sorties avant de spécifier le nombre de cavités.
Quel est le rapport entre le nombre de cavités et la force de mise en pression ?
La force de serrage nécessaire dépend de la surface projetée totale de toutes les cavités et de la pression de gazonnage. Chaque cavité ajoutée élargit l'ouverture de la semelle et augmente la surface projetée totale ; les moustriers doivent donc vérifier l'espace entre les barres de serrage et la force de blocage de la machine avant de spécifier des cavités supplémentaires. Un manque de force de serrage se manifeste directement sous forme de copeaux sur les cavités affectées.
Un coque d'extrusion continu peut-il supporter un moule à 8 cavités ?
Une tête d'extrusion continue ne peut alimenter des moules à plusieurs cavités que lorsqu'elle possède le nombre de sorties d'insertion correspondant et la distance d'installation appropriée. Pour des débits très élevés avec des parisons volumineux, on préfère une tête d'accumulateur ou une tête à plusieurs sorties avec un courant égalisé. Le nombre de sorties et le nombre de cavités doivent être égaux, et leurs distances d'installation doivent être identiques.
Pourquoi utiliser de l'aluminium 7075 au lieu de l'acier pour les moules EBM ?
L'aluminium 7075 conduit la chaleur à la rate de 130 à 160 watts par mètre-kelvin ; ce qui est trois à cinq fois plus rapide que l'acier. Il facilite le temps de refroidissement et de cycle ; en outre, sa légèreté et son coût moindre permettent de le préférer à l'acier chez les moules de production à multiples cavités. Les zones à usure telles que la zone d'évitement et celle du col font appel à des inserts en cuivre beryllium ou en acier.
Comment éviter l'incohérence du trempage sur les différentes cavités ?
L'incohérence de flash est généralement due à une distribution inégale de la force de serrage, à la déformation de la table supérieure à 0,05 millimètre ou à des plateaux de pincement mal alignés. Équilibrez la force de serrage, rigidifiez la table, et finissez toutes les bords de pincement à la même largeur et à l'angle exacts. Les inserts remplaçables gardent chaque cavité à l'alignement exact tandis que l'outil s'use.
Quelle température d'eau de refroidissement est la meilleure pour les moules EBM à plusieurs cavités ?
L'eau réfrigérée entre 8 et 15 degrés Celsius est standard pour les moules EBM, car une température plus basse améliore la vitesse de refroidissement et la stabilité dimensionnelle. L'eau doit circuler turbulents avec un nombre de Reynolds supérieur à 4000 pour que chaque cavité soit refroidie de manière uniforme, et le chiller doit être dimensionné pour la charge thermique totale de toutes les cavités.
Comment vérifier la cohérence de l'épaisseur des parois dans toutes les cavités ?
Pesez chaque bouteille de cavité et calculez le coefficient de variation, qui doit rester inférieur à 1,5 %, puis prenez des sections transversal des différentes cavités et scannez-les à l'aide d'un sonde d'épaisseur ultrasonique ou de rayons X. L'objectif est que la déviation de l'épaisseur des parois à travers les cavités reste entre plus ou moins 5 %. Le poids capte les déséquilibres grossiers ; le scan détecte les points faibles locaux.
Comment la récession de la matrice est-elle compensée dans les modèles à plusieurs cavités ?
La cavité du moule est taillée plus grande que la bouteille cible en raison du taux de retrait du matériau. Le HDPE se contracte de 2 à 4 pour cent, le polypropylène de 1,5 à 2,5 pour cent, le PVC de 0,3 à 0,8 pour cent et le polycarbonate de 0,5 à 0,8 pour cent. Par conséquent, la dimension du moule est calculée en divisant la taille cible par un moins le taux de retrait. Le refroidissement doit être équilibré afin que chaque cavité se contracte de façon identique.
Quels normes s'appliquent aux flacons EBM en contact avec les aliments ?
Les bouteilles en contact avec les aliments doivent être conformes aux dispositions de la norme FDA 21 CFR 177.1520 pour le polyéthylène et à la directive EU 10/2011 pour les matériaux destinés à entrer en contact avec les aliments, tandis que le système de production est typiquement géré conformément à la norme ISO 9001 et que la référence dimensionnelle suit la norme ASTM D2911. La marque CE s'applique au matériel mis sur le marché. Ces référentiels sont cités sous forme de citations simples, et non de liens hypertextes.
Comment réduire le temps de cycle lors du scellement de 2 à 8 cavités ?
Doubler les cavités ne permet pas de diviser par deux le coût par flacon, à moins que le refroidissement et la distribution du remplissage ne restent intacts. Utiliser des corps de moules en aluminium à haute conductivité, un refroidissement conformal, de l'eau glacée à environ 8 degrés Celsius et un capot avec un débit multiparamètres équilibré pour protéger le temps de cycle. Vérifiez également que le poinçon et l'accumulateur peuvent livrer le plus grand volume total dans la fenêtre de remplissage.
Quand dois-je utiliser une tête à accumulateur plutôt qu'une extrusion continue ?
Utiliser une tête d'accumulateur pour les grands réservoirs de plus de 10 à 20 litres, pour les pièces industrielles à parois épaisses, et lorsqu'on doit n'en extruder la masse continuellement sans que celle-ci ne sagisse. L'extrusion continue reste le choix pour les petites bouteilles à parois fines, à vitesse élevée, où le temps de cycle et le contrôle de la masse imposent les plus grandes mises en œuvre.
Comment la non-alignement de la profondeur entre la tête de coulée et le moule peut-il entraîner des défauts ?
La distance centrale entre les sorties des matrices doit être égale à la distance centrale des cavités dans la matrice. Si le pas est incorrect, les portions de la matrice sont posées en décalage, ce qui produit des zones minces, une répartition inégale des parois et un mauvais alignement des pinces, ce qui augmente le taux d'éléments à rejeter. Le pas froid de la matrice est souvent réglé légèrement plus serré que le pas du capuchon chaud pour permettre l'expansion thermique.
Conclusion.
La conception de moules à plusieurs cavités pour le soufflage par extrusion consiste à faire en sorte que de nombreuses cavités fonctionnent comme une seule : même parison, même refroidissement, même serrage, même paroi, même dimension. Le gain de production est réel et important : un outil à quatre cavités peut quadrupler le nombre de bouteilles par heure, et un outil à douze cavités peut dépasser plusieurs milliers de bouteilles par heure pour les contenants légers, mais uniquement lorsque le nombre de cavités est adapté à la force de serrage, aux sorties des mâchoires de matrice et à l'espacement, lorsque le matériau du moule est en équilibre entre la vitesse de refroidissement et l'usure, lorsque le circuit de refroidissement est turbulent et équilibré, lorsque le pincement et la ventilation sont terminés et entre tenus pour chaque cavité, et lorsque le retrait est compensé pour la résine spécifique. La validation s'ensuit, par des tests de chaque cavité, et non d'une seule, en ce qui concerne la chute, la charge supérieure, les fuites, la capacité, l'épaisseur de paroi et les normes dimensionnelles telles que ASTM D2911, ISO 9001, FDA 21 CFR 177.1520 et UE 10/2011.
Apollo, une Usine Wanplas avec plus de 20 ans d'expérience dans le moulage par soufflage avec extrudeur et plus de 4 000 machines dans plus de 90 pays, conçoit des mats à multi-cavités pour la série ABLB, ABLD et entièrement automatique, avec des fusibles adaptés, des inserts amovibles en cuivre au béryllium et en acier, un refroidissement conforme, et des rapports de préparation de chaque cavité. Pour l'alimentation des résines et la valorisation des rebuts, l'usine Kerke du groupe Wanplas assure des extrudeurs à vis jumelés et Polyretec fournit des lignes de lavage et de pelletisation, tandis que YuDa et Aibim couvrent le PET et le moulage par injection coupée. Lorsque vous spécifiez un mat à EBM multi-cavit, commencez par la durée de production en bouteilles par heure, vérifiez chaque contrainte de la machine et validez chaque cavité, car dans la production multi-cavités, la cavité la plus faible détermine la production réelle et la qualité réelle.
