Quels types de plastiques peuvent être traités par les machines de moulage par injection ?

En tant qu'équipement de base du traitement du plastique, les machines de moulage par injection atteignent une précision et une efficacité élevées en chauffant des plastiques thermoplastiques ou thermodurcis jusqu'à ce qu'ils fondent et en injectant des cavités de moule. Elle traite une large gamme de produits, des produits du quotidien aux composants industriels, couvrant plus de 20 types de plastique. Dans cet article, les types de plastiques utilisés dans les machines de moulage par injection sont analysés systématiquement sous quatre aspects : la classification des matériaux, les caractéristiques de performance, l'adaptabilité du traitement et les scénarios d'application typiques.

Les matières plastiques de base représentent plus de 70 % de la consommation mondiale de plastique et se caractérisent par une production élevée, un faible coût et des performances de traitement stables. Ce sont les principaux matériaux utilisés dans les machines de moulage par injection.
1.1 Polyéthylène
Le polyéthylène (HDPE) et le LDPE sont les deux types de plastiques offrant le rendement le plus élevé. La chaîne moléculaire du polyéthylène haute densité (HDPE) est étroitement disposée, présente une bonne rigidité et résistance chimique et est souvent utilisée dans la fabrication de grands conteneurs tels que des boîtes de retournement et des poubelles. Le polyéthylène basse densité (LDPE) présente une bonne flexibilité en raison de sa structure ramifiée et est largement utilisé dans les produits flexibles tels que les films et les sacs d'emballage. Pendant le moulage par injection, le PEHD doit maintenir la température dans le fût entre 220 degrés C et 260 degrés pour éviter toute dégradation, tandis que le LDPE peut être traité à des températures comprises entre 180 degrés C et 220 degrés.
1.2 Polypropylène (PP)
Le polypropylène a la densité la plus faible des plastiques (0,9-0,91 g/cm3), une excellente résistance à la fatigue et à la chaleur (point de fusion 160 -170 degré) et est le matériau préféré pour les pare-chocs et les boîtiers d'appareils. Lors du moulage par injection, le polypropylène se déforme facilement en raison des différents taux de cristallisation. Il est donc nécessaire d'optimiser la température du moule (80 à 100 degrés recommandés) et de maintenir la pression (pression d'injection recommandée de 60 à 80 %) pour contrôler le retrait.
1.3 Polystyrène
Le PS est connu pour ses excellentes propriétés optiques (transmission de la lumière de 88-92 %), mais sa fragilité et sa résistance à la chaleur (température de déflexion thermique de 70 à 90 degrés) limitent son application. Le polystyrène choc (HIPS) est un polymère de butadiène trois à cinq fois plus résistant que le PS et largement utilisé dans les boîtiers de jouets et les claviers d'ordinateur. La technologie de moulage par injection par échappement résout efficacement le problème des résidus volatils dans le traitement du PS et améliore la qualité de surface du produit.
1.4 Acrylonitrile-Butadiène-Copolymère de styrène (ABS)
L'ABS combine la résistance chimique de l'acrylonitrile, la ténacité du butadiène et la transformabilité du styrène pour devenir le plastique technique le plus largement utilisé. Le Vicat a une température de ramollissement de 100 -105 degrés et une résistance aux chocs 3 à 4 fois supérieure à celle du PS. Il est particulièrement adapté à la fabrication de boîtiers électroniques et de pièces intérieures de voitures nécessitant une résistance aux forces externes. Le moulage par injection bicolore permet de combiner l'ABS avec d'autres matériaux, tels que le PC, pour répondre à diverses exigences de conception de produits.

Les plastiques techniques ont d'excellentes propriétés mécaniques, stabilité thermique et résistance chimique. Aussi cher soit-il, il joue un rôle irremplaçable dans la fabrication haut de gamme.
2.1 Polyamide (PA, nylon)
De la famille PA, le PA6 et le PA66 sont les plus largement utilisés en raison de leurs propriétés mécaniques et de traitement équilibrées. La plage de point de fusion est de 220 à 265 degrés, le taux d'absorption d'eau peut atteindre 2 à 3 % et la stabilité de la taille est évidemment affectée par l'humidité. Le PA amélioré en fibre de verre (GFPA) augmente la résistance à la traction jusqu'à plus de 200 MPa et la température de déflexion thermique jusqu'à plus de 200 degrés, ce qui le rend idéal pour les composants mécaniques de précision tels que les engrenages et les roulements. Lors du moulage par injection, un contrôle strict des températures du fût (PA6 : 240-260 degrés ; PA66 : 270-290 degrés) et des conditions de séchage (120 degrés + 4 heures de séchage) est essentiel.
2.2 Polycarbonate (PC)
Connu sous le nom de « colle pare-balles », le PC a montré une résistance aux chocs 300 fois supérieure et une transmission lumineuse de 89 89 % du verre 89, mais une faible résistance à l'abrasion (la surface n'était que de 2H). Les alliages PC/ABS mélangés à l'ABS ont considérablement amélioré les performances globales du produit et sont devenus un matériau standard pour les boîtiers d'ordinateurs portables et les tableaux de bord des voitures. Pendant le moulage par injection, une pression d'injection élevée (80-120 MPa) et une injection rapide (vitesse d'injection supérieure ou égale à 100 mm/s) sont nécessaires pour éviter le gel de la matière fondue, et des températures de moule de 80 à 100 degrés sont recommandées.
2.3 Polyoxyméthylène (POM)
Le POM est connu sous le nom de « super acier » avec une dureté (dureté Rockwell M85-105), une résistance à l'abrasion proche du métal et une excellente stabilité dimensionnelle (coefficient de dilatation linéaire de seulement 6 × 10−5/degré). En ajoutant du lubrifiant polytétrafluoroéthylène (PTFE), le coefficient de frottement peut être réduit à moins de 0,1, c'est un matériau idéal pour les engrenages, les curseurs et autres composants de transmission. Lors du moulage par injection, la température dans le fût doit être contrôlée entre 190 et 210 degrés Celsius pour éviter la décomposition du gaz formaldéhyde.

Les plastiques thermodurcis se solidifient par des réactions chimiques pendant le moulage, formant une structure de réticulation irréversible, adaptée aux conditions spéciales nécessitant une résistance chimique et à haute température.
3.1 Plastiques phénoliques (PF)
PF est le premier plastique thermodurcissable industrialisé avec une excellente isolation électrique, une excellente résistance à la chaleur (température continue de 150 degrés) et un caractère ignifuge (indice d'oxygène supérieur ou égal à 30 %), mais une fluidité de traitement fragile et médiocre. En ajoutant des agents de renforcement et des améliorants d'écoulement, il peut fabriquer des interrupteurs et des prises électriques. Pendant le moulage par injection, les températures du fût doivent être contrôlées entre 70 et 90 degrés, les températures du moule entre 150 et 180 degrés et les pressions d'injection entre 120 et 150 MPa pour surmonter la résistance à haute viscosité.
3.2 Résines époxy (EP)
L'EP est connu pour son excellente adhérence (résistance au cisaillement supérieure ou égale à 20 MPa) et sa résistance chimique et est largement utilisé dans les emballages électroniques et les matrices composites. En ajoutant des charges inorganiques (telles que de la poudre de silice), le retrait peut être considérablement réduit (de 2 % à moins de 0,1 %) et la précision dimensionnelle peut être améliorée. Le moulage par injection nécessite des vis spécialisées (rapport d'aspect supérieur ou égal à 20 : 1) et des systèmes de moulage par injection à haute -pression (pression supérieure ou égale à 200 MPa), avec des températures de moule contrôlées entre 120 et 150 degrés.

Les plastiques spéciaux offrent des propriétés spéciales grâce à la conception de structures moléculaires pour répondre aux-demandes haut de gamme dans les domaines aérospatial, médical et autres.
4.1 Polytétrafluoroéthylène
Le PTFE (PTFE) possède la plage de températures de fonctionnement la plus large (-200 à 260 degrés), la stabilité chimique la plus élevée (résistance à la corrosion par l'eau royale) et le coefficient de frottement le plus bas (0,04). Cependant, sa viscosité à l'état fondu extrêmement élevée (1 010-1 012 Pa. S) rend le moulage par injection traditionnel difficile. Le pressage à froid, le frittage ou la modification du polytétrafluoroéthylène (tel que les fibres de verre chargées) sont nécessaires pour réduire la viscosité à l'état fondu. Les produits en PTFE modifié sont largement utilisés dans les joints et les supports de roulements.
4.2 Polyétheréthercétone
Le PEEK a une température à long-terme de 240 degrés, une résistance à la température à court-terme de 315 degrés et une résistance à la traction de 90-100 MPa. Le PEEK renforcé de fibres de carbone-- améliore le module d'élasticité à 140 GPa, proche du niveau de l'alliage d'aluminium, et est largement utilisé dans les structures aérospatiales et les implants médicaux. Le moulage par injection nécessite des vis spécialisées à haute température (température du baril de 380 à 420 degrés) et des systèmes à haute pression (pression supérieure ou égale à 250 MPa), avec des températures de moule contrôlées entre 180 degrés C et 200 degrés.
V. Tendances en matière de technologie de transformation
Avec le développement de la science des matériaux et de la technologie des équipements, les capacités de traitement des machines de moulage par injection se développent :
Moulage composite multi-matériaux : la liaison laminée de PC/ABS, PA/GF et d'autres composites peut être réalisée par la technologie de co-injection pour améliorer les performances globales du produit.
Moulage par micro-injection : Développement de vis d'ultra-précision (diamètre inférieur ou égal à 10 mm) et de systèmes de contrôle à haute-réponse pour produire des microcomposants tels que des engrenages et des connecteurs pesant moins de 0,1 g.
Moulage par injection auxiliaire de gaz : le remplissage auxiliaire de gaz d'azote à haute pression est utilisé pour réduire les marques d'évier causées par les différences d'épaisseur de paroi du produit. Il convient aux panneaux de porte de voiture, aux boîtiers de gros appareils électroménagers et à d'autres composants à parois épaisses-.
Traitement des plastiques de source bioénergétique : s'adapter aux caractéristiques de l'acide polylactique, de la polyhydroxyapatite et d'autres matériaux, développer des structures de vis spéciales et un système de contrôle de la température, promouvoir l'industrialisation des matériaux de protection de l'environnement.
Conclusion:
Les machines de moulage par injection sont passées des plastiques de base traditionnels aux plastiques techniques, aux plastiques thermodurcissables et même aux plastiques spéciaux, couvrant les besoins de production depuis les pièces de précision à l'échelle micrométrique jusqu'aux composants structurels de grande taille à l'échelle micrométrique. Avec le développement de la technologie de modification des matériaux et de l'intelligence des équipements, les processus de moulage par injection continueront de jouer un rôle central dans la fabrication haut de gamme, poussant l'industrie du plastique vers un développement haute performance, haute performance, multifonctionnel et durable.