Lignes de soudure en moulage par injection : causes, effets et prévention

Lignes de soudure de moulage par injection 

Texte alternatif : Image de l’article principal intitulé « Lignes de soudure en moulage par injection : causes, effets et prévention », présentant un gros plan d’une pièce en plastique gris moulée par injection, sur laquelle on aperçoit une ligne de soudure.

Les lignes de soudure constituent l'un des défis les plus persistants du moulage par injection. Elles affectent à la fois l'intégrité structurelle et l'aspect visuel de la pièce moulée. moulage par injection L'expérience montre que l'élimination de ces défauts se traduit par une plus grande satisfaction des utilisateurs et, au final, par de meilleures performances pour les entreprises. 

Ce phénomène est entouré de nombreux aspects, notamment ses causes, des conseils pour éviter le problème et l'aspect d'une ligne de soudure. 

Grâce à des solutions comme le contrôle des paramètres, une meilleure conception des moules et des techniques d'ingénierie avancées, les lignes de soudure dans le moulage par injection plastique ne devraient plus constituer un problème majeur. Une entreprise spécialisée et expérimentée en moulage par injection peut fournir des pièces robustes, durables et sans défaut. 

Ce guide complet aborde toutes ces informations afin de vous permettre d'exiger des services de qualité et de trouver un partenaire qui vous offre précisément cela. 

Qu'est-ce qu'une ligne de soudure en moulage par injection ?

Une ligne de soudure en moulage par injection est un point faible ou une ligne visible sur une pièce, parfois appelée familièrement ligne de moulage. C'est un défaut de moulage courant. Parmi les autres défauts, on peut citer les bavures, les déformations, les retassures, les injections incomplètes et les lignes d'écoulement. 

On peut aussi le décrire comme un type de joint, souvent classé parmi les défauts de moulage par injection de type « lignes de tricot », qui se forme au point de rencontre de plusieurs fronts d'écoulement de plastique fondu. Il se forme lorsque ces fronts d'écoulement dans la cavité du moule ne fusionnent pas complètement. 

La liaison moléculaire incomplète crée un point faible, souvent visible sous forme de lignes de soudure lors du moulage par injection. Ces lignes de soudure affectent l'aspect esthétique et la résistance mécanique de la pièce en plastique. 

À quoi ressemble une ligne de soudure ?

Puisqu'une ligne de soudure résulte de fronts d'écoulement se déplaçant en sens opposés, elle se présente comme une fine discontinuité linéaire à la surface de la pièce, parfois appelée ligne de moulage. Si le polymère est renforcé, on peut observer une ligne de décalage dans l'orientation des fibres. 

Dans les formations extrêmes, une ligne de soudure apparaît comme une ligne en creux ou en relief. 

Lignes de soudure de moulage par injection

Comment se forment les lignes de soudure en moulage par injection (Causes des lignes de soudure en moulage par injection)

Les lignes de soudure peuvent être causées par une faible pression d'injection, une faible vitesse d'injection, une faible chaleur, les propriétés du matériau, une mauvaise conception du moule et la présence d'additifs. 

Faible pression d'injection 

Une pression d'injection insuffisante entraîne une faible force de compactage aux points de fusion et peut favoriser l'emprisonnement d'air en cas d'évacuation inadéquate. La zone de soudure devient mécaniquement fragile. Des fissures inattendues peuvent alors facilement apparaître. 

Si une pièce moulée par injection présente des défauts au niveau des trous, des encoches ou des nervures, une pression d'injection insuffisante en est probablement la cause. Cependant, d'autres causes possibles incluent une température de fusion trop basse et un mauvais positionnement du point d'injection. 

Faible vitesse d'injection 

Si la vitesse d'injection est trop faible, les bords d'écoulement refroidissent prématurément. Ceci se manifeste par des lignes de joint et des lignes d'écoulement dans le moulage par injection, toutes deux liées à un flux de matière irrégulier. Pour les pièces structurelles, cette ligne de joint n'est pas seulement inesthétique ; elle représente un point de moindre résistance à la traction. 

Basse température de fusion et basse température du moule 

Une température de moule et une température de fusion trop basses sont indésirables. Elles favorisent la formation de lignes de soudure, respectivement par solidification rapide du front d'écoulement et par viscosité élevée. L'adhérence étant incomplète à l'interface, les pièces peuvent subir des défaillances prématurées, notamment en cas de mauvaise ventilation. 

formation de la ligne de soudure

C'est un véritable cauchemar pour les entreprises en raison des risques de réclamations sous garantie et de rappels de produits. 

Propriétés matérielles 

Les polymères réagissent différemment aux défauts des lignes de soudure. Par exemple, les plastiques renforcés de fibres de verre ont tendance à présenter des lignes de soudure fragiles lors du moulage par injection. Il est important d'en tenir compte lors du choix d'un matériau pour garantir l'intégrité structurelle.   

Le tableau suivant compare la sensibilité des lignes de soudure dans différentes résines.

Mauvaise conception du moule

Les fabricants peuvent influencer la formation et l'emplacement des lignes de soudure lors du moulage par injection grâce à la conception. Lorsque les éléments de conception – points d'injection, transitions d'épaisseur de paroi, inserts, etc. – sont mal positionnés, ces défauts peuvent apparaître. 

Un mauvais positionnement d'une vanne, par exemple, peut provoquer la convergence des fronts d'écoulement aux points de forte contrainte. On imagine aisément les conséquences de cette faiblesse structurelle sur un élément porteur. 

Additifs

Les additifs couramment utilisés dans les matériaux de moulage par injection comprennent des charges, des retardateurs de flamme et des colorants. Ils peuvent affecter les interfaces d'écoulement, notamment en interférant avec la mobilité des chaînes polymères. 

Certaines lignes de soudure sont plus visibles en raison de la présence de ces types d'additifs. 

Les poches d'air

Les poches d'air, souvent dues à une ventilation insuffisante, sont simplement de l'air emprisonné qui empêche un contact optimal entre les fronts de fusion. Une ventilation adéquate est un moyen efficace de prévenir ce défaut de moulage par injection.

Vous pouvez également vous référer à notre Tableau des défauts de moulage par injection pour une comparaison rapide des types de défauts courants et de leurs causes.

Effets des lignes de soudure en moulage par injection (pourquoi il faut les éviter)

La convergence des flux de fusion peut former des lignes de soudure, dont les effets peuvent être superficiels ou majeurs. Professionnel services de surmoulage Éviter les défauts de moulage par injection tels que les lignes de soudure et les lignes de tricotage afin de préserver l'esthétique, la solidité et la fonctionnalité des pièces. 

Effets esthétiques

Une ligne de soudure mal positionnée peut nuire gravement à l'esthétique d'une pièce moulée par injection. Les lignes de soudure sont considérées comme défauts de moulage par injection Ces défauts sont visuellement inesthétiques, à l'instar des lignes de moulage par injection. En effet, ils peuvent nuire à l'aspect final. Un objet poli peut paraître moins lisse à cause de ces marques. 

Effet esthétique

Force de la partie

Une ligne de soudure en moulage par injection constitue un problème sérieux car elle peut réduire la résistance mécanique de la pièce. Les points où le plastique fondu n'adhère pas complètement sont des points faibles. 

Problèmes fonctionnels

Les performances des pièces moulées par injection dépendent fortement de la précision dimensionnelle et de l'ajustement. Les lignes de soudure affectent ces éléments et, de ce fait, réduisent la fonctionnalité de la pièce. Cela signifie que si, par exemple, une pièce présente de tels défauts, des difficultés peuvent survenir lors de l'assemblage. 

Conseils pour éviter les lignes de soudure en moulage par injection

Pour contrer les lignes de soudure et leurs effets sur les pièces moulées par injection, il est conseillé d'utiliser des pièces de haute qualité, d'appliquer la pression recommandée, d'utiliser la température adéquate et de faire appel à un expert pour la conception du moule.  

Paramètres du processus de moulage par injection à contrôler

Utilisez des plastiques de haute qualité

Pour le moulage par injection, il est recommandé d'utiliser des plastiques de haute qualité. Ces plastiques ne contiennent pas d'additifs susceptibles de perturber l'écoulement du matériau en fusion et sont donc moins susceptibles de présenter des lignes de soudure. 

Appliquez la pression recommandée 

Une pression suffisante est nécessaire pour assurer la fusion homogène du plastique en fusion. La pression adéquate garantit un écoulement du plastique à la force et à la vitesse appropriées et contribue à prévenir la formation de lignes de soudure. 

Maintenir la bonne température 

Si la température du plastique fondu est inférieure à la température recommandée, il risque de se solidifier avant de se mélanger efficacement aux autres fluides. Par conséquent, le maintien de la température prévue est essentiel pour éviter la formation de lignes de soudure. 

Conception appropriée du moule 

processus de conception de moules

Un bon écoulement du matériau dépend également de la conception du moule. Les parois trop épaisses sont particulièrement déconseillées car elles peuvent engendrer des débits irréguliers et des vitesses de refroidissement différentes. 

Un moule bien conçu intègre des éléments tels que ;

• Systèmes de coureurs équilibrés
• Ventilation suffisante aux points de convergence des flux
• Épaisseur de paroi constante 
• Application des outils modernes d'analyse de l'écoulement du moule (MFA)
• Contrôle optimal du débit – Un contrôle précis du débit est nécessaire pour un remplissage suffisant et équilibré. 

Trois méthodes pour modifier la conception d'un moule d'injection

Les méthodes les plus efficaces pour modifier la conception du moule afin de minimiser la ligne de soudure dans le moulage par injection sont la refonte du système de refroidissement, l'optimisation du système de canaux d'alimentation et la modification de la conception du point d'injection. 

1. Refonte du système de refroidissement La dissipation de la chaleur peut être améliorée grâce à des ajustements des canaux de refroidissement. De telles modifications permettent de minimiser les déformations et le retrait, et de réduire le temps de cycle. 

système de refroidissement pour moulage par injection

1. Optimisation du système Runner – La disposition des canaux d'alimentation peut également être ajustée pour améliorer l'équilibre du flux et réduire les pertes de pression. 
2. Modification de la conception de la porte Une troisième méthode consiste à modifier les paramètres du point d'injection : taille, position et type. C'est une stratégie efficace pour corriger les lignes de soudure et les points de soudure incomplets. 

Ligne de soudure vs. Ligne de fusion

Il est important de faire la distinction entre la ligne de soudure et la ligne de fusion. En effet, la similitude visuelle de ces deux interfaces de convergence peut induire en erreur lors des inspections ou des analyses de défaillance.

Ces zones d'interface de fusion se forment à la convergence de deux fronts de fusion. Cependant, pour une ligne de soudure, l'angle est relativement aigu – inférieur à 135 degrés. L'interface de soudure est également plus fragile en raison de la faible interdiffusion moléculaire. 

La formation de la ligne de fusion est plus progressive. Les conditions de pression et de température sont également plus favorables. Sa continuité structurelle est donc plus forte. 

Bien que les deux lignes d'interface d'écoulement soient des caractéristiques de surface linéaires, leurs propriétés structurelles diffèrent considérablement. 

Étude de cas sur la résolution des lignes de soudure

Un défaut de soudure se formait régulièrement sur la poignée d'un endoscope réutilisable en PC/ABS moulé. Ce défaut entraînait des disqualifications esthétiques et structurelles. Avec un système d'injection précis sur un moule à trois plaques, des contraintes thermiques cycliques étaient générées autour de la zone de soudure en raison de la stérilisation à la vapeur. 

AnalyseLe système d'alimentation était conçu pour un remplissage équilibré du moule, et non pour le contrôle des lignes de soudure. L'angle de convergence étant minimal (inférieur à 40°), la liaison des fronts de fusion était médiocre. De plus, la sensibilité thermique de l'ABS/PC a entraîné un noircissement des lignes de soudure au niveau de la convergence. 

Solution: 

• Les positions des points d'entrée ont été repensées afin de déplacer la soudure vers une zone invisible et non porteuse, parallèlement à des améliorations de la ventilation. 
• Une augmentation de 15 °C de la température du moule pour un point de rencontre du front d'écoulement plus chaud 
• Aucune reconstruction d'outillage ni aucun changement de matériau n'ont été nécessaires 

À emporter: 

Les pièces moulées soumises à des stérilisations répétées peuvent présenter des défaillances latentes, même si la ligne de soudure réussit le premier contrôle. La contraction et la dilatation du matériau créent des contraintes qui se répercutent d'abord sur la soudure la plus fragile.

Poignée d'endoscope

Conclusion 

Les lignes de soudure issues du moulage par injection peuvent révéler un défaut de surface ou une faiblesse structurelle. Les conditions de traitement déterminent la présence et l'étendue de ces défauts. Les fabricants doivent éviter les lignes de soudure, notamment pour optimiser l'aspect et la résistance des pièces.

Nos stratégies de moulage par injection minimisent et éliminent les lignes de soudure. Le secret de notre succès réside dans le positionnement précis des points d'injection, la conception optimisée des pièces et le choix judicieux des matériaux. 

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QFP

Quel est l'angle d'une ligne de soudure dans Moldflow ?

En moulage par écoulement, l'angle d'une ligne de soudure fait référence à l'angle de convergence des deux fronts d'écoulement.