Exploration de la stratégie de sélection des broches d'injecteur pour les moules
Table des matières
Le composant le plus couramment utilisé dans le système d'éjection du moule est la goupille d'éjection, y compris le cylindre d'entraînement et la goupille d'éjection plate. La taille des pièces, l'angle de dépouille, la complexité de la forme, la hauteur de la paroi verticale et le type de plastique formé contribuent à déterminer le type, la position et la quantité appropriés de goupilles d'éjection. En raison de son utilisation très répandue, la sélection des goupilles d'éjection est souvent négligée. Il est donc important de bien comprendre la stratégie de sélection des éjecteurs afin d'éviter de nombreux problèmes au cours du processus de moulage ultérieur, notamment un mauvais éjecteur, la flexion ou la rupture de l'éjecteur, la déformation du produit, etc.
Connaissance de base de la broche d'injecteur
Pour obtenir des performances optimales, la goupille d'éjection doit posséder certaines caractéristiques de base, notamment une bonne solidité, une bonne ténacité et une bonne résistance à l'usure. Des caractéristiques plus spécifiques à l'application comprennent le durcissement thermique (la capacité des matériaux à conserver leur dureté à des températures élevées), ainsi que la résistance à la corrosion et le pouvoir lubrifiant qui varient en fonction du type d'application de moulage. La précision géométrique est une autre exigence fondamentale pour la performance et la durée de vie de la broche d'éjection. La fabrication des goupilles supérieures doit respecter des tolérances et des spécifications strictes. L'arrondi, la rectitude et la qualité de l'état de surface sont essentiels à la fonctionnalité de la goupille - par exemple, une mauvaise précision géométrique peut entraîner un clignotement prématuré ou des rayures sur le produit. La combinaison des matériaux, des techniques de traitement et des revêtements détermine si le goujon éjecteur convient à une application spécifique. Toutefois, l'amélioration d'une ou de plusieurs de ces caractéristiques peut nécessiter le sacrifice d'autres caractéristiques.
Avantages des matériaux
La connaissance des matériaux et des propriétés utilisés pour fabriquer les goupilles d'éjection aidera les concepteurs et les fabricants de moules à faire des choix plus judicieux. Voici quelques-uns des matériaux les plus couramment utilisés et leurs caractéristiques
Acier H13
Le H13 est un acier à outils de travail à chaud au chrome et au molybdène, doté d'une résistance et d'une ténacité excellentes. Parmi les différents matériaux couramment utilisés, ses valeurs de trempe thermique et de résistance aux chocs thermiques sont les plus élevées, avec une valeur de dureté allant jusqu'à 54 HRC (légèrement inférieure à celle de certains autres aciers entièrement trempés). Toutefois, ses lacunes en matière de résistance à l'usure et à la corrosion peuvent être compensées par un traitement de surface. En raison de sa combinaison unique de performances requises, le H13 pourrait être l'un des matériaux les plus utilisés dans la fabrication mondiale de goupilles.
Acier à outils à froid entièrement trempé
La broche d'éjection, la pièce d'éjection et le tube d'éjection peuvent également être fabriqués en O1, A2 et autres aciers à outils à froid à haute teneur en carbone. Ce type de matériau peut atteindre une dureté d'environ 60 HRC après un traitement de durcissement complet, avec une bonne résistance à l'usure, et convient au moulage de plastiques généraux et de divers matériaux qui ne nécessitent pas de températures de moulage élevées.
Acier à outils haute température entièrement trempé
L'acier M2 appartient à la catégorie des aciers rapides (HSS), avec une excellente résistance et une ténacité modérée. Comme le H13, il présente un durcissement thermique et une résistance aux chocs thermiques élevés. Après un traitement de durcissement complet, la dureté de l'acier M2 peut atteindre 64 HRC, avec une excellente résistance à l'usure. Une autre caractéristique est qu'il peut conserver des arêtes vives.
Acier inoxydable
Lors du formage de matériaux hautement corrosifs, les goupilles d'éjection en acier inoxydable constituent un choix judicieux. Selon les différentes qualités d'acier, la valeur de dureté après un traitement de durcissement complet peut atteindre 50-60 HRC. Pour obtenir une dureté et une résistance à l'usure élevées, l'acier inoxydable martensitique est couramment utilisé (remarque : sa résistance à la corrosion n'est pas la plus élevée de la famille des aciers inoxydables). Toutefois, en raison de ses performances globales en matière de résistance, de ténacité et de dureté, il convient mieux comme matériau pour les goupilles supérieures.
Alliage de cuivre
L'alliage de cuivre est principalement utilisé pour la fabrication de broches à âme. Dans certaines conditions extrêmes, lorsque la conductivité thermique rapide devient une priorité, il peut également être utilisé pour fabriquer des broches d'éjection (y compris le cuivre au béryllium et les alliages de cuivre sans béryllium [à des fins médicales]). Toutefois, les alliages de cuivre présentent certaines limites en raison de leur texture molle et de leur faible résistance.
Goupille d'éjection à revêtement semblable au diamant (DLC)
Les goupilles à revêtement similaire au diamant (DLC) sont un choix idéal pour les salles blanches et les applications médicales, car elles peuvent fonctionner sans lubrification. Ce type de goupille d'éjection est généralement fabriqué en acier à outils travaillé à froid et présente une dureté d'environ 60 HRC après un traitement de trempe complète. Le revêtement présente une excellente résistance à l'usure et à l'adhérence, avec un coefficient de frottement extrêmement faible (0,1-0,15) et une température de travail pouvant atteindre 350 °C. En outre, la dureté superficielle du goujon éjecteur DLC est d'environ 3 000 HV, ce qui dépasse de loin tous les autres types de goujon éjecteur mentionnés dans cet article. Toutes ces caractéristiques en font un choix performant et durable.
Goupille d'éjection en acier inoxydable
Les goupilles supérieures en acier inoxydable constituent le meilleur choix pour le moulage de matériaux hautement corrosifs tels que le PVC, et conviennent également très bien aux applications médicales et autres salles blanches. La sélection des qualités d'acier des différents fournisseurs peut varier, il est donc nécessaire d'évaluer d'autres propriétés pour aider à choisir le type qui convient à l'application en cours. En cas d'utilisation à haute température, il est nécessaire de confirmer l'applicabilité avec le fabricant, car les températures élevées peuvent réduire la résistance à la corrosion et la dureté.
Sélection de la broche d'injecteur
La compréhension des caractéristiques et des types de matériaux de la goupille d'éjection constitue une base solide pour la sélection des matériaux lors de la conception du moule. Toutefois, compte tenu des nombreuses options proposées par les fournisseurs aujourd'hui, il reste encore des informations à apprendre, qui peuvent également être déroutantes. Voici une classification des produits les plus courants en matière de goujons d'éjection, avec leurs composants et leurs avantages :
Goupille d'éjection en nitrure H13 entièrement trempée
La dureté du noyau de ce type de goujon éjecteur est généralement comprise entre 48 et 55 HRC, et la dureté de la surface atteint 65 à 74 HRC. La nitruration ionique est l'un des procédés de traitement de surface les plus courants. Ce goujon éjecteur a une large gamme d'applications et peut être utilisé dans des scénarios à haute et basse température, avec une température de travail proche de 1112 ° F (600 ° C), ce qui le rend également adapté aux moules de moulage par injection de métal (MIM) et aux moules de coulée sous pression. Il convient de noter que lors du traitement des goupilles supérieures traitées au nitrure, il faut éviter les micro-éclats et préférer les procédés de rectification et d'usinage par décharge électrique (EDM). Goupille d'éjection en acier à outils entièrement trempé à froid
Ce type de goupille d'éjection en acier présente une bonne résistance à l'usure et convient parfaitement aux applications dans les moules à moyenne et basse température. Les goupilles non traitées ou non revêtues sont un choix économique qui combine de bonnes performances et une bonne durée de vie. Il convient de noter que les goupilles supérieures fabriquées dans ce type d'acier commencent à recuire ou à se ramollir à des températures élevées.
Goupille d'éjection en acier M2 de haute dureté
Ce type de goupille d'éjection multifonctionnelle ne nécessite généralement pas de revêtement ou de traitement supplémentaire, mais constitue une option performante et durable adaptée à tous les types de moulage de résine. La dureté thermique élevée de l'acier le rend adapté aux scénarios de formage à froid et à chaud, et sa capacité à conserver des arêtes vives lui permet d'être formé sans bavures pendant longtemps dans des moules de haute précision (tels que les moules pour connecteurs). Grâce à sa grande résistance, la broche d'éjection peut être fabriquée dans des diamètres ou des tailles plus petits, ce qui la rend adaptée au moulage de micro-pièces. Sa dureté est constante du noyau à la surface et il peut être utilisé avec le tube supérieur comme goupille de noyau.
Placage (blindage ou chromage) Goupille d'éjection H13
Le processus de chromage peut augmenter la dureté de la surface du goujon éjecteur H13 jusqu'à environ 70 HRC. Le revêtement est extrêmement fin mais possède une structure dense, qui offre non seulement une excellente résistance à l'usure mais aussi une meilleure résistance à la corrosion. Le coefficient de frottement est extrêmement faible (environ 0,20-0,25), ce qui rend la goupille d'éjection durable. Ces caractéristiques font de la goupille d'éjection revêtue de H13 un choix idéal pour les moules à haut rendement et les salles blanches. Il convient de noter que la température de travail du revêtement peut être inférieure à celle du matériau de base H13. Par exemple, la température de travail d'un certain type de goupille d'éjection est d'environ 842 ° F (450 ° C), et le revêtement peut ne pas convenir au moulage en PVC. En raison des différences possibles dans les processus de revêtement entre les différents fournisseurs, il est préférable de confirmer si ces facteurs sont applicables.
Goupille d'éjection H13 en nitrure noire
En tant que type de produit relativement nouveau, la dureté du noyau de la broche d'éjection H13 en nitrure noir est de 50 HRC, et la dureté de la surface est d'environ 70 HRC. En outre, la résistance à l'usure et à la corrosion est améliorée. Le traitement de nitruration améliore également la résistance à la fatigue, ce qui lui permet de maintenir des performances élevées même dans des conditions difficiles. Sa température de fonctionnement est proche de 600 °C, ce qui convient aux moules de coulée sous pression (en particulier dans les scénarios présentant des problèmes de collage) et au moulage par injection de métal (MIM). Grâce à l'amélioration des performances antiadhésives, la durée de vie de la broche d'éjection est considérablement prolongée et l'usure du moule ou de la cavité par le trou d'épingle est également réduite de manière significative. Enfin, ce type de goupille d'éjection est durable et peut fonctionner sans lubrification, ce qui la rend idéale pour les environnements de salles blanches tels que les moules pour les produits médicaux, alimentaires et d'emballage. Soyez prudent pendant le traitement pour éviter les microfissures.
Précautions supplémentaires pour les broches d'injecteur
Il convient de noter que de nombreuses goupilles d'éjection courantes présentent un écart de diamètre près de la tête pour des raisons liées au processus de fabrication, et que la zone près de la tête est plus molle en raison du traitement de recuit. Il s'agit d'une pratique courante dans l'industrie, de sorte que ce type de goupille d'éjection n'est pas adapté à une utilisation comme goupille à noyau court.
La goupille standard en H13 présente différentes duretés et est parfois utilisée comme goupille supérieure. Elles n'ont subi aucun traitement de revêtement ou de nitruration et peuvent donc être usinées, revêtues ou nitrurées ultérieurement. Cependant, les tolérances de la goupille centrale et de la goupille d'éjection en pouces sont différentes, de sorte que la taille du trou doit être ajustée en conséquence.
Les goupilles supérieures dont l'âme est moins dure sont sujettes au gaufrage, ce qui peut endommager les trous d'épingle dans l'âme ou la cavité. Des goupilles supérieures entièrement trempées peuvent contribuer à atténuer ce problème. La conception raisonnable du système d'éjection du moule est cruciale pour son efficacité de production, sa durée de vie et ses performances (y compris la vitesse de moulage et le fonctionnement ininterrompu). Les informations fournies dans cet article peuvent servir de guide fiable pour vous aider à faire le bon choix de goupille d'éjection.
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