Moulage par injection de polypropylène PP

Moulage par injection de polypropylène ou moulage par injection de PP, est une technique de fabrication par moulage utilisant le polypropylène, qui est un type de matériau polymère thermoplastique exposé à la chaleur jusqu'à ce qu'il devienne fondu. Le processus force le polymère fondu à faible viscosité à s'écouler dans des moules spécialement conçus à cet effet. En refroidissant, le liquide se transforme en plastique solide et prend la forme du moule. Cette technique est plus efficace lorsqu'elle est utilisée sur le polymère dans sa forme transformée. Elle permet de créer des géométries qui seraient autrement difficiles à réaliser. Curieux de connaître le polypropylène lui-même ? Voyons maintenant plus en détail le polypropylène et ses utilisations, ainsi que les raisons de sa popularité dans le moulage par injection.

Dans cet article, nous vous donnerons une description complète du moulage par injection de polypropylène et discuterons des points forts du matériau PP en considérant ses applications dans tous les secteurs de fabrication.

Types de polypropylène utilisés dans les applications de moulage

Les types de propylène les plus courants utilisés dans les applications de moulage comprennent :

1. Homopolypropylène (PP-H)

Le PP-H, ou homopolypropylène, est le type de polypropylène le plus utilisé, caractérisé par une rigidité et une résistance élevées en raison de sa structure cristalline. Il est couramment utilisé dans les applications où le matériau sera exposé à une force importante, comme c'est le cas pour les conteneurs, les pièces automobiles, etc. Le PP-H présente une bonne résistance chimique et thermique, c'est pourquoi il est utilisé dans des produits tels que les seaux et autres ustensiles ménagers. Cependant, il est moins flexible et donc moins efficace dans les applications plus flexibles.

2. Polypropylène copolymère aléatoire (PP-R)

Le PP-R est un polypropylène copolymère aléatoire qui ne contient qu'une petite quantité d'éthylène, ce qui augmente sa flexibilité et sa résistance aux chocs. Le PP-R est donc adapté à une utilisation dans les systèmes de tuyauterie, les pièces automobiles et tout autre bien de consommation censé avoir un long cycle de vie. En raison de ces propriétés, il est couramment utilisé dans les conduites et les conteneurs d'eau chaude et froide où la résistance et la flexibilité sont une exigence.

3. Copolymère séquencé polypropylène (PP-B)

Le PP-B est un polypropylène copolymère séquencé qui présente une structure séquencée avec de l'éthylène, ce qui lui confère une meilleure résistance aux chocs et une meilleure élasticité que le PP-A. Ce type est utilisé dans l'industrie automobile, dans la fabrication de matériaux d'emballage antichoc et d'autres produits de consommation à usage intensif. Le secteur automobile et les industries de l'emballage de protection sont idéaux pour le PP-B en raison de sa flexibilité et de ses propriétés d'amortissement dans les applications soumises à des contraintes.

Moulage par injection de polypropylène : comment ça marche ? 

Moulage par injection de plastique PP L'avantage de la production en masse de pièces en plastique identiques est qu'il est possible de produire en même temps des volumes importants, allant de mille à des millions de pièces identiques. En effet, le moule prévu est réutilisé plusieurs fois dans le processus de fabrication de la pièce. Le moulage par injection de polypropylène est donc une autre option appropriée pour répondre à la forte demande et garantir que les produits fabriqués sont de qualité égale, simultanément.

Conditions de procédé pour le moulage par injection de propylène

Tableau 1 : Paramètres opérationnels pour le moulage par injection de plastique PP.

Paramètre	Spécification
Exigence de séchage	Sécher à 80-90°C (176-194°F) pendant 2 heures ; le taux d'humidité doit être inférieur à 0,1%.
Plage de température de fusion	220-280°C (428-536°F)
Plage de température du moule	20-80°C (68-176°F)
Température de déflexion thermique (HDT)	100°C (212°F) à 0,46 MPa (66 PSI)
Température d'injection	32-66°C (90-150°F)
Résistance à la traction	32 MPa (4700 PSI)
Résistance à la flexion	41 MPa (6000 PSI)
Densité	0,91 g/cm³
Pression de moulage par injection	Jusqu'à 180 MPa
Taux de rétrécissement	1.5-2.0%

Comparaison des différentes qualités de polypropylène pour le moulage par injection

Comparons, différent polypropylène moulé par injection nuances pour le processus de moulage.

Tableau 2 : Spécifications techniques des différentes qualités de plastique polypropylène moulées par injection.

Type de polypropylène	Résistance à la traction	Allongement à la rupture	Rigidité à la flexion	Résistance à la chaleur	Caractéristiques notables
Pro-fax 6323	4 930 psi	11%	210 000 psi	199,0 °F	Usage général, résiste aux fissures de contrainte
Télécopieur Pro SG702	2 900 psi	6%	150 000 psi	180,0 °F	Résistant aux chocs, adapté à une utilisation automobile
Pro-fax 6523	4 790 psi	12%	200 000 psi	190,0 °F	Rigidité, idéale pour l'emballage alimentaire
Pro-fax PD702	4 500 psi	12%	170 000 psi	190,0 °F	Conserve bien les dimensions, facile à traiter
FHR P5M6K-048	3 900 psi	11%	153 000 psi	183,0 °F	Clarté améliorée, visuellement attrayant

Lignes directrices de conception pour les pièces moulées par injection en polypropylène

Le moulage du polypropylène est facile, mais pour obtenir le meilleur résultat, il faut suivre certains principes de conception. Cette section se concentre sur les recommandations pratiques nécessaires pour produire des composants en polypropylène durables et performants.

Facteurs clés des charnières Living

Lors de la conception de charnières en polypropylène, il est préférable de travailler avec une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 0,51 mm. Pour des performances optimales, les rayons doivent être larges et la charnière doit avoir un épaulement plat. Cette approche de conception offre la flexibilité et la résistance nécessaires pour résister à l'utilisation de la charnière lorsqu'elle est utilisée plusieurs fois.

Directives relatives à l'épaisseur des parois

Dans le cas des pièces en polypropylène, l'épaisseur des parois du produit ne doit pas dépasser 0,635 mm à 3,81 mm d'épaisseur. Les pièces épaisses doivent également présenter des changements d'épaisseur réguliers d'un niveau à l'autre pour éviter les défauts tels que les affaissements. De plus, les nervures doivent de préférence avoir une épaisseur inférieure à la moitié de celle des parois adjacentes pour assurer la résistance et éviter la formation de vides structurels.

Rayons dans la conception

Les rayons dans la conception du moule contribuent également à réduire les concentrations de contraintes. Ils ont donc un impact significatif sur le cycle de vie de la pièce. Le rayon suggéré doit être d'au moins vingt-cinq pour cent de l'épaisseur de la paroi. Le rayon de courbure doit être de 75% de l'épaisseur de la paroi, ce qui confère à la fois résistance et finition de surface.

Recommandations relatives à l'angle de tirage

Le polypropylène peut supporter des angles de dépouille très faibles, aussi petits qu'un degré, ce qui est suffisant pour la plupart des pièces. Mais si votre pièce présente des surfaces texturées, il est recommandé d'augmenter l'angle de dépouille jusqu'à cinq degrés en fonction de la profondeur de la texture. Dans le cas de matériaux en polypropylène chargé, il peut être nécessaire d'avoir un angle de dépouille allant jusqu'à dix degrés pour faciliter l'éjection de la pièce et améliorer la qualité de la pièce finale.

Définition des tolérances des pièces 

Les exigences de tolérance des pièces en polypropylène peuvent être classées en tolérance commerciale ou tolérance fine. Les tolérances commerciales sont relativement plus grandes et moins chères que les tolérances fines qui sont précises mais coûteuses. Par exemple, une tolérance commerciale pour une pièce de 20 mm sera de l'ordre de ± 0,125 mm, tandis que la tolérance fine pour la même pièce est d'environ 0,075 mm. Il est donc essentiel de comprendre que si des tolérances plus strictes sont souhaitées, elles peuvent avoir un impact important sur le coût de production.

Transformation du polypropylène

Le polypropylène a un point de fusion compris entre 160 et 170 °C, ce qui signifie qu'un contrôle correct de la température est nécessaire lors du traitement du matériau. De plus, il est essentiel de sécher le granulés de polypropylène pour le moulage par injection Pour des résultats optimaux et des pièces sans évasement, l'humidité doit être maintenue en dessous de 0,02%.

Moulage par injection

Les Moulage par injection de PP La température doit être d'environ 220°C et 280°C tandis que la température du moule est comprise entre 30°C et 80°C. Ces conditions sont les suivantes pour avoir un écoulement et une solidification appropriés. Le temps de cycle est une autre considération critique. En général, il fait référence au temps nécessaire pour terminer un cycle et il doit être réduit pour éviter la déformation, et un refroidissement efficace est important. De plus, les canaux de refroidissement doivent être conçus de manière à permettre une répartition égale de la chaleur sur toute la surface.

Traitement par extrusion

L'extrusion est réalisée en faisant fondre du polypropylène à une température comprise entre 210°C et 250°C. Le contrôle de la température et la vitesse de refroidissement sont deux facteurs critiques qui doivent être bien contrôlés pour permettre la formation des propriétés de produit souhaitées.

La filière d'extrusion est un élément essentiel du processus. Elle doit être conçue pour éviter le gonflement de la filière et contrôler le flux du matériau extrudé afin d'obtenir la qualité souhaitée du produit final.

Moulage par soufflage

Le procédé de moulage par soufflage consiste à chauffer le polypropylène, puis à le transformer en paraison et à le souffler dans un moule. La température et la pression de gonflage doivent être strictement maintenues pour produire la forme souhaitée du produit. Le refroidissement de la pièce par éjection est nécessaire pour conserver la forme et les dimensions de la pièce. La vitesse de refroidissement doit dépendre de la taille et de la complexité de la pièce en question.

Contrôle qualité :

Les deux domaines qui revêtent une importance particulière sont :

• Mesures sanitaires et de stockage La pureté du polypropylène dépend des procédures de manipulation et de stockage et de l’équipement propre.
• Contrôle de la qualité Des contrôles périodiques pendant le traitement permettent de garantir que le matériau et les produits finis sont de qualité et de niveau adéquats et répondent aux exigences.

Quels sont les avantages du moulage par injection de propylène ?

Voici les avantages du moulage par injection de polypropylène :

• Abordabilité:Le moulage par injection de polypropylène est relativement bon marché, surtout pour les productions qui nécessitent de grandes quantités. Le procédé présente un faible coût de matière et peu de gaspillage puisque la matière excédentaire peut être réutilisée dans le système. Cette efficacité signifie que de grands volumes de production sont proposés à des prix unitaires moins élevés que dans le cas de volumes de production plus petits.
• Temps de cycle court : Le procédé de moulage par injection permet de produire de grandes quantités de pièces dans les plus brefs délais. Le polypropylène possède de bonnes propriétés thermiques et les moules peuvent donc être remplis et refroidis rapidement, ce qui améliore les taux de production et les délais de livraison.
• Résistance chimique supérieure:Le polypropylène est très résistant à un grand nombre de produits chimiques tels que les acides, les alcalis et les solvants organiques. Cette propriété le rend adapté à une utilisation dans des applications dans des conditions extrêmes, notamment pour les pièces automobiles et les cuves chimiques.
• Impact minimal : Le polypropylène a une résistance aux chocs inférieure à celle du PEHD. Cependant, le polypropylène copolymère a une bonne résistance aux chocs. Cela en fait un choix privilégié pour les produits qui nécessitent une résistance mécanique et une résistance aux chocs, par exemple les produits automobiles et les biens de consommation durables.
• Stabilité dimensionnelle:Une fois refroidi, le polypropylène présente une grande stabilité dimensionnelle. Cette stabilité est essentielle pour garantir que les pièces moulées s'adaptent correctement et remplissent leurs fonctions sans nécessiter de modifications supplémentaires.
• Faible absorption d'humidité:Le polypropylène a une faible capacité d'absorption de l'humidité, voire aucune. Par conséquent, la résistance et les dimensions du matériau ne changent pas lorsqu'il est exposé à différents niveaux d'humidité. Cette propriété le rend adapté aux applications où le matériau est exposé à l'humidité la plupart du temps.
• Caractéristiques du débit : Grâce à ses caractéristiques d'écoulement favorables, le polypropylène est plus facile à traiter et le processus de moulage est ainsi facilité. Il permet de produire de grandes quantités de produits moulés et permet également de surmonter les problèmes typiques du moulage, tels que le gauchissement ou le manque de remplissage.

Quelles sont les limites du moulage par injection de propylène ?

Certains des inconvénients du moulage par injection de polypropylène comprennent les suivants :

• Conductivité thermique élevée:Le polypropylène a une faible résistance à la chaleur et ne peut donc pas être utilisé dans les zones à haute température. Le polypropylène a une faible stabilité thermique et les pièces qui en sont constituées peuvent se déformer ou perdre leur résistance à des températures supérieures à 100 °C (212 °F).
• Stabilité aux UV Le polypropylène est peu résistant aux rayons UV et, lorsqu'il est exposé aux rayons UV pendant une longue période, il subit une dégradation en prenant une couleur indésirable, en devenant cassant et en présentant de faibles propriétés mécaniques. Cette limitation rend nécessaire l'utilisation de stabilisateurs UV ou de revêtements, en particulier lorsque le produit doit être utilisé à l'extérieur.
• Taux de rétrécissement élevé:Dans la mesure où le polypropylène rétrécit de 1,5% à 2,0%, les pièces fabriquées à partir de ce matériau peuvent se déformer ou subir des changements dimensionnels si elles ne sont pas bien contrôlées. Cela peut également influencer la qualité du produit final car les performances du produit peuvent être compromises lorsque la précision est requise.
• Ne convient pas aux applications à forte contrainte:Bien que le polypropylène ait une bonne résistance aux chocs, il n'offre pas une résistance et une rigidité élevées. Dans les applications où des charges de traction ou de flexion élevées sont appliquées sur la pièce, le PP peut ne pas offrir une résistance suffisante.
• Capacité limitée à produire de petites fonctionnalités : Bien que le polypropylène ait de nombreuses utilisations, il n'est pas facile de produire de très petits détails complexes. Les caractéristiques d'écoulement du matériau et ses propriétés de refroidissement peuvent réduire le niveau de détail dans les conceptions très fines.
• Moins de couleurs disponibles : Le polypropylène offre moins de choix de couleurs que les autres plastiques du marché. Il n'est possible d'obtenir des nuances spécifiques ou même souhaitées qu'à l'aide de colorants ou d'autres types de traitements.

Pièces courantes fabriquées par moulage par injection de polypropylène

Le moulage par injection de propylène produit généralement les pièces suivantes :

• Panneaux du tableau de bord
• Boîtes à gants
• Boîtiers de rétroviseurs
• Contenants en plastique
• Ustensiles de cuisine
• Contenants alimentaires
• Caisses et palettes
• Boîtiers pour dispositifs médicaux : de nombreux moulage par injection médicale pièces fabriquées à partir de matériau PP.
• Tuyaux de plomberie
• Jouets : De nombreux jouets moulés par injection de plastique sont fabriqués à partir de matériaux ABS et PP.

Portails et glissières dans l'outil de moulage par injection de polypropylène

Dans le moulage par injection de polypropylène, les portes et les canaux constituent certains des éléments les plus importants qui contrôlent le flux de matière fondue dans la cavité du moule. La conception de ces éléments doit permettre un remplissage correct et la qualité des pièces finies doit être très élevée.

Conception de la grappe

La buse sert de conduit pour le polypropylène fondu, reliant la machine de moulage par injection à la cavité du moule. Il s'agit d'une conception cylindrique avec une partie sphérique à l'extrémité qui s'insère correctement dans la buse de la machine. Cela est essentiel pour éviter les fuites et assurer un flux fluide des matériaux dans le système et l'équipement.

Système de coureurs

Le polypropylène fondu circule dans les canaux depuis la carotte jusqu'à la cavité du moule. Les moules à cavités multiples conçoivent leurs canaux avec des branches pour répartir uniformément le matériau. Nous suggérons d'utiliser des bouchons froids aux jonctions pour éviter un raidissement précoce et assurer un écoulement libre. Les diamètres des canaux varient de 4 à 7 mm pour assurer un écoulement et un refroidissement optimaux du moule. 

Fonctionnalité de la porte

Les portes sont la dernière ouverture par laquelle le polypropylène fondu peut s'écouler dans la cavité du moule. Les dimensions et le type de porte déterminent la manière dont le matériau est transporté tout au long du processus de fabrication et la qualité de la pièce finale. Il s'agit de portes à broches et de portes à bords, et elles sont choisies en fonction du type de moule à fabriquer. La porte doit permettre un écoulement facile des matériaux dans le moule tout en réduisant la formation de défauts de surface.

Dimensionnement et placement des portes

Les petites portes sont généralement utilisées pour minimiser le frottement et empêcher l'usure du matériau. L'épaisseur de la zone de porte, c'est-à-dire la partie de la porte qui rejoint la cavité, doit être aussi fine que possible afin de pouvoir être facilement remplie. L'emplacement de la porte est important, généralement situé dans la partie la plus épaisse du moule pour obtenir une répartition uniforme du matériau et minimiser les défauts.

Considérations de conception

Certains problèmes courants tels que les retassures et le remplissage de mauvaise qualité peuvent être résolus grâce à des systèmes de distribution et de distribution appropriés. Pour améliorer l'efficacité de la production et la qualité des pièces, il est efficace de mettre à jour les conceptions à intervalles réguliers en fonction des meilleures pratiques et des retours d'expérience sur le processus.

Applications industrielles du moulage par injection de propylène

Le moulage par injection PP trouve souvent ses applications dans divers secteurs de fabrication ;

Emballage alimentaire

Le polypropylène est largement utilisé dans les emballages alimentaires car il est sûr et a une durée de vie plus longue. Les contenants à emporter et les produits de conservation des aliments tels que les gobelets et les récipients sont fabriqués à partir de mousse PP pour l'isolation thermique et la protection. Le matériau PP est utilisé dans la fabrication de gobelets et de bouteilles en plastique pour les boissons et les produits alimentaires car le matériau ne réagit pas avec l'humidité ou les substances chimiques.

Biens de consommation

Dans l'industrie des biens de consommation, le polypropylène est privilégié pour sa résistance et sa capacité à être moulé. Le PP est utilisé dans les petits appareils électroménagers comme les mixeurs et les sèche-cheveux car il offre une résistance aux chocs et une facilité de moulage. Le polypropylène est sûr et durable et il est souvent utilisé dans moulage par injection de jouetsDe plus, la durabilité du polypropylène est également utilisée dans les produits ménagers tels que les bacs de rangement et les ustensiles de cuisine.

Automobile

L'industrie automobile est l'un des principaux utilisateurs de polypropylène, car ce matériau est léger et possède un haut degré de résistance. Le PP est utilisé dans les pièces de garniture intérieure telles que les tableaux de bord et les panneaux en raison de la polyvalence du matériau en termes d'apparence et de durabilité. Il existe également des boîtes à gants et des boîtiers de rétroviseurs en polypropylène pour offrir la résistance et la protection contre les chocs nécessaires.

Textiles

Il est bien connu que les fibres de polypropylène sont essentielles dans différents domaines du textile en raison de leur solidité et de leur résistance aux taches. Les tapis en fibres PP sont capables de résister à l'usure et aux taches. Le PP est utilisé pour les meubles et les intérieurs automobiles car il ne s'use pas facilement et est facile à nettoyer. En raison de ses excellentes caractéristiques, les fibres de polypropylène sont utilisées dans la production de vêtements qui évacuent l'humidité, offrant confort et performance.

Films d'emballage

Les films en polypropylène sont l'un des types de films d'emballage les plus importants en raison de leur résistance et de leur flexibilité. Les applications des films BOPP (polypropylène biaxialement orienté) sont dans l'emballage en raison de leur grande clarté, de leurs excellentes propriétés mécaniques et de leurs propriétés de barrière contre l'humidité et l'oxygène. Les films CPP (polypropylène coulé) sont utilisés pour la thermoscellabilité dans les applications d'emballage flexible pour une variété de produits.

Tuyaux et raccords

Les tuyaux en polypropylène sont utilisés dans la plomberie et les pratiques industrielles car ils sont chimiquement inertes et peuvent être facilement installés. Les tuyaux de plomberie en PP sont utilisés pour l'eau chaude et froide en raison de leur solidité et de leur résistance à la corrosion. Dans les applications industrielles, les tuyaux en polypropylène sont utilisés dans les systèmes de traitement des produits chimiques et des déchets, et le matériau est bien doté de la résistance et de la capacité à résister à des conditions agressives.

Résumé

Cet article donne plus d'informations sur polypropylène (PP) en tant que plastique technique, y compris les différents types disponibles, les propriétés du PP et les complexités du processus de moulage par injection. Il examine également les défis associés à la sélection du bon équipement, à la résolution des problèmes liés à la conception du produit et à la discussion des principes fondamentaux de la conception des moules. Dans le même esprit, l'article aborde certains des principaux défauts susceptibles de se produire pendant la production et comment les corriger.

Pour s'assurer d'obtenir le meilleur matériau PP et la meilleure production de moulage par injection, il est judicieux de demander conseil à un fournisseur expérimenté. Un fournisseur expérimenté peut fournir des recommandations sur les moulages par injection de plastique PP les mieux adaptés aux exigences fonctionnelles de votre produit et à l'apparence du produit final, garantissant ainsi la réussite du projet.

FAQ – Moulage par injection de polypropylène

Q1. Quelles sont les principales catégories de palettes en polypropylène pour le moulage par injection ?

Ils comprennent l'homopolypropylène (PP-H) pour la rigidité, le polypropylène copolymère aléatoire (PP-R) pour la flexibilité et le polypropylène copolymère séquencé (PP-B) pour la résistance aux chocs.

Q2. Que faut-il faire au polypropylène avant le moulage ?

Le polypropylène doit être séché à 80-90°C pendant au moins 2 heures pour amener la teneur en humidité en dessous de 0,1%. Une réduction de la qualité du moulage est obtenue pour éviter la formation de produits de mauvaise qualité.

Q3. Quels sont les problèmes qui peuvent survenir lors du moulage par injection de polypropylène ?

Les imperfections les plus courantes sont les affaissements, les lignes d'écoulement, les problèmes d'aération, les déformations et le remplissage incomplet. Ces problèmes peuvent être résolus en ajustant l'épaisseur de la paroi, en augmentant la rainure d'aération, la température du moule et la pression d'injection.