outils de moulage par injection : La modélisation virtuelle facilite la prise de décision lors de la fabrication des moules

Bild 2 – Darstellung du pression de fusion dans deux cavités avec des noyaux en carbure de tungstène (à gauche), ou en 1.4034 (à droite) – La partie supérieure montre le niveau de remplissage, où le déséquilibre du flux de fusion peut être observé pour la première fois. À la fin de la phase de remplissage (dans la partie inférieure), ce phénomène est clairement visible. / Figure 2 – Démonstration de la pression de fusion dans deux cavités avec des noyaux en carbure de tungstène (à gauche) et en acier inoxydable 420 (à droite) – La section supérieure montre le moment du remplissage où le déséquilibre est visible pour la première fois. À la fin du remplissage (section inférieure), ce phénomène peut être vu clairement.

Bild 2 – Darstellung du pression de fusion dans deux cavités avec des noyaux en carbure de tungstène (à gauche) et en 1.4034 (à droite) – La partie supérieure montre le niveau de remplissage, où le déséquilibre du flux de fusion peut être observé pour la première fois. À la fin de la phase de remplissage (dans la partie inférieure), ce phénomène est clairement visible. / Figure 2 – Démonstration de la pression de fusion dans deux cavités avec des noyaux en carbure de tungstène (gauche) et en acier inoxydable 420 (droite) – La section supérieure montre le moment du remplissage où le déséquilibre est visible pour la première fois. À la fin du remplissage (section inférieure), ce phénomène peut être observé clairement.

Avec SIGMASOFT® , il est possible de simuler, en plus des prévisions de retrait, les déplacements des pièces d'insertion ainsi que la déformation des pièces de l'outil, comme par exemple les noyaux, pendant le processus d'injection. Basé sur le flux de fusion déséquilibré dans la cavité et les propriétés mécaniques des matériaux utilisés, SIGMA simule la déformation de noyaux issus de deux types différents de matrices d'outils en comparaison.

Une des décisions les plus importantes que les fabricants d'outils doivent prendre quotidiennement lors de leur planification est de déterminer quel acier utiliser pour quelle géométrie d'outil, afin de pouvoir le commander à temps. Que ce soit la conductivité thermique de l'insert de cavité, le diamètre des poussoirs ou la résistance mécanique du noyau de l'outil, SIGMASOFT® Virtual Molding facilite la prise de décision.

Dans SIGMASOFT®, tous les matériaux d'outil tels que l'acier, l'isolation, etc., sont simulés en tenant compte de leurs propriétés thermiques ainsi que mécaniques. Sur la base des propriétés thermiques, telles que la conductivité thermique et la capacité thermique spécifique, une simulation de processus, par exemple la phase de chauffage et la mise en régime de l'outil sur plusieurs cycles, est effectuée avec un minimum d'effort. De plus, SIGMASOFT®, en plus de prévoir le retrait et le déformation des pièces en plastique, simule également le déplacement des pièces d'insertion ainsi que la déformation du noyau. Ces calculs se basent sur d’éventuelles différences dans le flux de fusion lors du remplissage de la cavité (remplissage déséquilibré) et sur les propriétés mécaniques des matériaux utilisés.

SIGMA Plastic Services Inc. (IL), la filiale américaine de SIGMA Engineering GmbH, en collaboration avec deux entreprises locales, CAVAFORM (FL) et Crafts Technology (IL), mène un projet intéressant concernant la déformation du noyau lors de l'utilisation de deux matériaux différents. Il s'agit d'un moule 16-cavités pour l'injection de tubes de centrifugeuse. Dans cet outil, huit noyaux en carbure de tungstène et huit noyaux en 1.4034 (l'acier suédois) sont installés côte à côte pour la conception intérieure du tube. Des études simulées du remplissage de la cavité montrent un flux déséquilibré de la fusion dans la cavité, causé par la géométrie asymétrique de la vis dans la zone du couvercle du tube, et qui apparaît à un niveau de remplissage d'environ 85% (image 2). Ce déséquilibre génère une force qui entraîne la déformation du noyau pendant le processus de remplissage. En raison du module d'élasticité plus faible du 1.4034, les noyaux en cet acier se déforment trois fois plus que ceux en carbure de tungstène (image 1).

Il s'agit d'un exemple parmi d'innombrables détails dans l'outil d'injection, que même des fabricants d'outils expérimentés peuvent parfois négliger. Grâce à une utilisation réfléchie, SIGMASOFT® Virtual Molding offre un aperçu détaillé du processus d'injection. Des cas comme celui présenté peuvent être simulés avec peu d'effort, en se basant uniquement sur des phénomènes thermophysiques et mécaniques modélisés dans le logiciel de simulation. Ainsi, les modifications apportées à l'outil peuvent être envisagées et évaluées en amont, avant même la commande des pièces d'outil standard. La simulation fournit une base de décision solide et soutient la conception de l'outil dès le départ.