Quels sont les problèmes courants et les solutions dans les machines de moulage par injection plastique ?

La machine de moulage par injection plastique, en tant qu'équipement de base de l'industrie manufacturière moderne, est largement utilisée dans les industries automobile, électronique, médicale et autres. Ces machines produisent efficacement des produits structurellement complexes en chauffant et en fondant des plastiques thermoplastiques ou thermodurcis, qui sont ensuite injectés dans des cavités de moule sous haute pression. Cependant, au cours du processus d'utilisation, l'équipement rencontrera souvent des problèmes tels qu'un réglage incorrect des paramètres de processus, un défaut de conception du moule, une défaillance mécanique, etc., affectant l'efficacité de la production et la qualité du produit. Dans cet article, les problèmes courants des machines de moulage par injection de plastique sont systématiquement résumés et la solution est fournie avec des cas typiques, qui peuvent servir de référence technique pour l'industrie.

1. Remplissage incomplet (plan court)
Phénomène : Le produit n'est pas entièrement rempli de la cavité du moule, ce qui indique un manque de certains matériaux ou des dimensions globales sous-dimensionnées.
Raison:

• Paramètres de processus : pression d'injection insuffisante (moins de 70 MPa), vitesse d'injection lente (moins de 1 s/shot) et basse température du canon (moins de 230 degrés).
• Conception du moule : coureurs excessivement étroits, la section de la porte est petite, la mauvaise ventilation fait que l'air de la cavité reste.
• Caractéristiques du matériau : mauvaise fluidité de la résine (par exemple, matériau PC à haute viscosité-), teneur en humidité excessive des matières premières (séchage insuffisant).

Solutions :

• Ajustement du processus : augmentation progressive de la pression d'injection jusqu'à 100-150 MPa, augmentation de la vitesse d'injection à 3-5 sec/sec et ajustement de la température du canon à 250-300 degrés, en fonction des propriétés du matériau.
• Optimisation du moule : agrandissez les diamètres des canaux (supérieur ou égal à 8 mm recommandé), augmentez le nombre de portes ou de portes de ventilateur de direction et augmentez la rainure d'échappement à l'extrémité de la cavité (profondeur 0.02 -0.05 mm).
• Manipulation des matériaux : utilisez des matières premières de qualité spéciale (telles que le PC-110 à haut débit) et suivez un processus de séchage strict (séchage sous vide supérieur ou égal à 4 heures supérieures ou égales à 115 degrés).

Étude de cas : Dans la production d'habitacles de voiture, le petit diamètre du portail (2 mm) présente un petit plan du bord. En élargissant le diamètre de la grille à 4 mm et en ajustant la pression d'injection à 120 MPa, le taux de défauts a diminué de 15 % à moins de 2 %.
2. Bulles et vides dans les produits
Phénomène : Des bulles ou des trous apparaissent à l’intérieur ou à la surface du produit, affectant les propriétés mécaniques et esthétiques.
Raison:

• Facteurs matériels : teneur élevée en humidité dans les matières premières (par exemple, le PA6 ne sèche pas à moins de 0,2 % d'humidité), élimination incomplète des substances volatiles.
• Paramètres du processus : Pression d'injection insuffisante (<80 MPa), short retention time (<2 ss), excessive barrel temperature (>300 degrés, entraînant une dégradation du matériau).
• Conception du moule : un placement incorrect des portes entraîne un remplissage inégal des systèmes de ventilation obstrués par la fonte.

Solutions :

• Manutention des matériaux : pré-séchage des matières premières à l'aide de séchoirs à tamis moléculaire (point de rosée inférieur ou égal à -40 degrés) avec une pression de retour de 5 à 10 MPa pour éliminer les substances volatiles.
• Optimisation du processus : augmentez la pression d'injection à 100-130 MPa, prolongez le temps de rétention à 5-8 s et réduisez la température du canon à 260-280 degrés.
• Amélioration du moule : des rainures d'échappement (largeur 3 à 5 mm) au niveau de la ligne de démarcation sont ajoutées et le placement de la porte de la section à paroi épaisse-du produit est optimisé.

Étude de cas : Lors de la production de connecteurs électroniques, des bulles internes sont créées en raison de la teneur excessive en humidité de la matière première (0,5 %). Les problèmes de bulles ont été résolus en augmentant l'étape de séchage à 120 ºC (4 heures) et en ajustant la pression d'injection à 120 MPa.
3. Flash sur le produit (bavures)
Phénomène : Trop d'écailles apparaissent sur les lignes de tri des produits ou sur les surfaces des noyaux, nécessitant une réparation secondaire.
Raison:

• Facteurs d'équipement : force de serrage insuffisante (< pressure required for product), increased clearance due to wear of clamping mechanisms.
• Process Parameters: High injection pressure (>150 MPa) and high barrel temperature (>300 degrés, réduisant la viscosité du matériau).
• Mold Defects: Uneven parting surfaces (gap >0,05 mm), poteaux/douilles de guidage très usés.

Solutions :

• Entretien de l'équipement : calibrer la force de serrage à 1,2 fois la pression requise (par exemple, régler la force de 600 de 500 tonnes de produit à 600 tonnes) et remplacer les composants de serrage usés.
• Ajustement du processus : réduisez la pression d'injection à 100 - 120 MPa et contrôlez la température du canon à 250-270 degrés.

Réparation du moule : La planéité de la surface de joint est vérifiée à l'aide d'une MMT et réparée par meulage ou placage (rugosité de surface inférieure ou égale à 0,8 μm).
Étude de cas : Des ampoules flash apparaissent dans la production de boîtiers d'appareils électroménagers en raison d'une force de serrage insuffisante (des machines de 450 tonnes sont utilisées dans des produits de 500 tonnes). En passant à une machine de 600 t et en optimisant la pression d'injection à 110 MPa, le taux d'éclair est passé de 8 % à moins de 0,5 %.

1. La vis n'a pas réussi à tourner ou à se rétracter
Phénomène : Lors de l'injection, les vis se coincent ou ne parviennent pas à se plastifier et à se contracter complètement.
Raison:

• Barrel Issues: High temperature at the back of the barrel (>300 degrés) provoque la carbonisation du matériau et le blocage des vis.
• Mechanical Failures: Too much roughness on the screw surface (Ra >1,6 μm), l'usure des roulements ou l'endommagement des engrenages d'entraînement.
• Commande électrique : La protection contre les surcharges est déclenchée dans le moteur d'entraînement à vis ou dans les interrupteurs de fin de course mal alignés.

Solutions :

• Nettoyage et entretien : Retirez les vis après la fermeture, retirez le matériau carbonisé avec une brosse en cuivre et repolissez la surface des vis (Ra inférieur ou égal à 0,8 micron).
• Contrôle de la température : réduisez la température à l'arrière du canon à 260-280 degrés et augmentez le débit du liquide de refroidissement à 15 L/min.
• Contrôle électrique : Vérifiez l'alimentation triphasée-du moteur (fluctuation de tension inférieure à 5 %) et recalibrez la position du fin de course (erreur<0.1 mm).

Étude de cas : Lors de la production de dispositifs médicaux, la vis s'est coincée en raison de la température élevée dans le cylindre (320 degrés). Les opérations normales ont repris en abaissant les températures à 270 degrés Celsius et en augmentant le débit du système de refroidissement.
2. Fuite des buses et des douilles d’injection
Phénomène : du matériau fondu s'échappe de l'interface de la buse-buse d'injection pendant l'injection.
Raison:

• Alignment Errors: Axial misalignment between nozzle and sprue bush (>0,1 mm).
• Défauts de conception : le rayon sphérique convexe de la douille d'injection est trop petit (moins de 0,5 mm du rayon de la buse) ou les surfaces convexes de la buse sont usées.
• Temperature loss: nozzle temperature is too high (>280 degrés), améliorant la fluidité du matériau.

Solutions :

• Correction mécanique : la coaxialité de la buse-buse d'injection est vérifiée à l'aide de comparateurs à cadran et la bague de positionnement du moule est ajustée pour la correction (erreur inférieure ou égale à 0,05 mm).
• Remplacement des composants : remplacez la bague de buse par des rayons sphériques convexes standard (douille 12 mm et buse 11,5 mm) et restaurez les surfaces convexes de la buse (rugosité de surface Ra inférieure ou égale à 0,4 μm).
• Contrôle de la température : réduisez la température de la buse à 250 -270 degrés et améliorez la précision du capteur de température (± 1 degré).

Étude de cas : lors de la production d'abat-jour automobiles, des fuites peuvent survenir en raison d'un désalignement de la buse-douille d'injection (0,2 mm). Les problèmes de fuite ont été résolus en ajustant la bague de positionnement du moule et en remplaçant la douille d'injection.

1. Bourrage et dommages causés par les moisissures
Phénomène : La matrice ne peut pas être séparée lors de l'ouverture, entraînant un fonctionnement forcé et une rupture du noyau.
Raison:

• Thermal Expansion/Contraction: mold temperature is not uniform (difference >20 degrés ), provoquant un stress thermique local.
• Insufficient Lubrication: Lack of regular lubrication of Guide posts/bushings (dry friction coefficient >0.15).
• Intrusion de contaminants : débris résiduels (taille de particules supérieure à 0,5 mm) dans la cavité obstruant le mouvement.

Solutions :

• Contrôle de la température : équilibrage de la température du moule (différence inférieure ou égale à 5 degrés) avec le contrôleur de température du moule, augmentant la section transversale du canal de refroidissement (diamètre supérieur ou égal à 10 mm).
• Entretien de la lubrification : Un lubrifiant au bisulfure de molybdène est pulvérisé sur les poteaux/bagues de guidage toutes les 8 heures (coefficient de frottement inférieur ou égal à 0,05).
• Gestion propre : Installer des séparateurs magnétiques pour filtrer les débris métalliques dans l’eau de refroidissement et nettoyer régulièrement les cavités (à l’aide d’air comprimé).

Étude de cas : lors de la production de boîtiers de produits 3C, un blocage de moule s'est produit en raison de températures inégales (120 degrés, en dessous de la température locale) . 80 degrés ailleurs). En améliorant le contrôleur de température de la matrice pour un contrôle précis (± 2 degrés), la durée de vie de la matrice est prolongée à plus de 500 000 cycles.

2. Mauvaise ventilation des moisissures
Phénomène : Produits présentant des marques de brûlure, des stries argentées ou des obturations incomplètes.
Raison:

• Défauts de conception : dimensions inadéquates de la fente d'échappement (largeur<3 mm, depth <0.02 mm).
• Processing error: Too much surface roughness (Ra >1,6 μm) pour la séparation des types entraîne une étanchéité.
• Blocage des matériaux : des matériaux à faible-viscosité (tels que le PP) pénètrent dans l'évent et se solidifient.

Solutions :

• Optimisation de la fente d'échappement : rainure d'échappement ajoutée à l'extrémité de la cavité (largeur 5 mm, profondeur 0,03 mm) et systèmes de ventilation sous vide (vide inférieur ou égal à -90 kPa).
• Traitement de surface : surfaces de séparation Superfinish (Ra inférieur ou égal à 0,4 micron) recouvertes de revêtements en polytétrafluoroéthylène (PTFE) pour réduire la friction.
• Gestion des matériaux : augmentez la pression de retour des matériaux à faible viscosité (-- 15 MPa) pour éviter les infiltrations et nettoyez les évents toutes les 24 heures.

Étude de cas : Dans la production de lentilles optiques, des stries argentées apparaissent en raison d'une mauvaise ventilation. Le rendement du produit est passé de 70 % à 95 % en augmentant l'évent sous vide et en optimisant les dimensions des fentes.

1. Stratégies de maintenance des équipements
Inspection quotidienne : Vérifiez les niveaux d'huile hydraulique (erreur inférieure à 5 %), le débit d'eau de refroidissement (supérieur ou égal à 10 L/min) et les connexions électriques (taux de desserrage inférieur à 1 %).
Entretien périodique : les filtres à huile hydraulique sont remplacés toutes les 500 heures (processus de filtration inférieur ou égal à 10 microns) et les vis/tambours sont inspectés toutes les 2000 heures (écart inférieur ou égal à 0,1 mm).
Gestion des pièces de rechange : Stocker les usures critiques (telles que les joints, les serpentins de chauffage) pour assurer un taux de rotation des stocks supérieur ou égal à 90 %.
2. Mises à niveau intelligentes
Surveillance de l'état : installation de capteurs de vibrations (plage de fréquence de 10 à 1 000 Hz) et de capteurs de température (précision de ±0,5 degrés) pour une surveillance en temps réel-de l'état des vis et du barillet.
Data analysis: Process parameters (injection pressure, retention time) were collected through MES systems and machine learning algorithms were used to predict failure (accuracy >85%).
Maintenance à distance : le guidage à distance expert utilisant la technologie 5G + AR réduit le temps de réponse aux pannes à<30 minutes.
Étude de cas : grâce à la mise en œuvre d'un système de maintenance intelligent, une entreprise d'électroménager a augmenté l'efficacité globale de ses équipements de 15 % et réduit les coûts de maintenance de 2 millions de yuans par an.
Conclusion:
Le fonctionnement stable des machines de moulage par injection plastique dépend d’un contrôle précis des paramètres du processus, d’une conception raisonnable des moules et de la maintenance des équipements scientifiques. En analysant systématiquement les problèmes courants (par exemple, remplissage incomplet, crue soudaine, blocage de moules, etc.) et en mettant en œuvre des solutions ciblées (telles que l'optimisation des processus, l'étalonnage mécanique, la mise à niveau intelligente, etc.), l'efficacité de la production et la qualité des produits peuvent être considérablement améliorées. À l’avenir, avec les progrès de l’Industrie 4.0 et de la fabrication intelligente, la prévision des pannes d’équipement et la maintenance automatique deviendront des tendances du secteur, créant ainsi une plus grande valeur pour les entreprises.