Conception de moules de moulage sous pression : maîtriser le système d'injection et le contrôle de l'injection

Dans les deux articles précédents, nous avons analysé le métronome du moule (le système de refroidissement) et son canal de ventilation (le système d'aération). Nous avons créé l'environnement thermique idéal pour la solidification et dégagé le passage des gaz.

Cependant, le succès de ces préparations dépend entièrement de l'élément final, le plus complexe et le plus critique : le système d'injection. C'est cette voie de précision qui guide le métal en fusion dans la cavité, et sa conception détermine la réussite du remplissage et la qualité finale de la pièce moulée.

Partie III : Le système de porte — L'autoroute de précision pour le métal en fusion

Le système d'injection désigne l'ensemble du réseau de canaux par lequel circule le métal en fusion, depuis le fourreau de la machine jusqu'à la cavité de la pièce. Son objectif principal est de remplir complètement la cavité dans les plus brefs délais, de manière stable, ordonnée et contrôlée, tout en évitant les défauts tels que les turbulences, le piégeage de gaz, l'érosion du moule et la solidification prématurée.

1. Considérations clés en matière de conception

• --Conception du système de coureurs :Le canal d'injection est l'artère principale reliant le manchon d'injection aux portes d'injection. Sa conception est guidée par le principe de minimisation de la pression et des pertes thermiques. Un canal d'injection bien conçu présente généralement une section trapézoïdale pour un meilleur rapport surface/volume, des transitions d'arc douces à tous les virages pour éviter les turbulences et une section progressivement décroissante pour maintenir la pression et accélérer l'écoulement vers les portes.

• --Conception intégrée à la porte :La porte d'entrée est la vanne finale avant que le métal n'entre dans la cavité et constitue la partie la plus exigeante techniquement de la conception du système de porte.

• Emplacement:L'emplacement de la porte est une décision stratégique qui détermine l'ensemble du schéma de remplissage. Elle doit être positionnée de manière à alimenter en premier les sections les plus épaisses de la pièce, à éviter tout contact direct avec les noyaux fragiles et à favoriser un front d'écoulement unique et continu qui pousse le gaz vers les évents et les débordements.

• Taille et vitesse :La section transversale de la porte est calculée avec précision. Elle doit être suffisamment petite pour accélérer le métal à une vitesse très élevée (30 à 60 m/s), mais suffisamment grande pour éviter un gel prématuré ou un cisaillement excessif. La vitesse de la porte est le paramètre de calcul principal dans la conception du système de porte.

• --Le rôle de la simulation :Pour les pièces complexes, perfectionner la conception d'un système d'injection par la seule expérience n'est pas fiable. La conception de moules de fonderie sous pression modernes et haut de gamme repose systématiquement sur la simulation IAO. Les logiciels d'analyse de flux de moules (comme MAGMASOFT ou FLOW-3D) permettent aux concepteurs de visualiser le processus de remplissage, les variations de température et les défauts potentiels, leur permettant ainsi d'optimiser numériquement le système d'injection avant la découpe de l'acier.

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2. La synergie entre la conception du moule et les performances de la machine de moulage sous pression

Un système d'injection parfaitement conçu n'est qu'un plan statique. Sa concrétisation dépend entièrement des performances dynamiques de la machine de moulage sous pression. Un excellent moule doit être associé à une excellente machine.

• --La ​​synergie de base : réplication précise des performances d'injection

• L'ensemble du système d'injection est mathématiquement conçu pour fonctionner avec une vitesse de remplissage et un profil de pression spécifiques. Un moule brillant échouera siMachine de moulage sous pressionIl est impossible de produire ce profil avec précision et répétabilité. Le système de contrôle d'injection de la machine est le moteur du moule.Les machines de moulage sous pression de DASEONsont équipés de systèmes avancés de contrôle d'injection en boucle fermée et en temps réel. Cette technologie garantit que la courbe d'injection réelle de chaque injection correspond parfaitement à la courbe cible définie. Cette précision de répétabilité élevée garantit le respect de la vitesse d'injection calculée, minimisant ainsi les turbulences et garantissant une qualité constante des pièces, pierre angulaire d'une production de grande série et de haute qualité.

• --La ​​machine de moulage sous pression comme outil de diagnostic

• De plus, le système de contrôle intelligent de DASEON assure la surveillance et l'affichage en temps réel de la courbe d'injection complète. Un ingénieur procédé expérimenté peut analyser les variations subtiles de cette courbe (par exemple, le moment du pic de pression, les points de commutation de la vitesse) afin de diagnostiquer d'éventuels problèmes au niveau du système d'injection, comme un blocage prématuré de l'injection ou une obstruction du canal d'injection. Ainsi, la machine de coulée sous pression, autrefois simple presse, devient un partenaire intelligent pour l'optimisation des procédés.

Conclusion de la série

Cette série en trois parties explorant les mécanismes essentiels du refroidissement, de la ventilation et de l'injection de coulis montre clairement qu'il ne s'agit pas de systèmes isolés, mais d'un tout interconnecté et unifié. Un moule performant est le fruit de principes scientifiques, d'une riche expérience en ingénierie et d'outils numériques modernes comme l'analyse des flux de moules.

Plus important encore, il est essentiel de reconnaître la synergie indissociable entre le moule et la machine. Seule l'association d'une conception experte de moules de moulage sous pression et d'une machine de moulage sous pression de pointe dotée d'un contrôle d'injection de haute précision permet d'exploiter pleinement le potentiel de la conception. Cette combinaison constitue le fondement même d'un moulage sous pression moderne et de haute qualité.