FR2462261A1 - Two component injection moulding with semi interlocking melt interface - produced by ram pressure adjacent to the fresh interface - Google Patents
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Abstract
Description
concerne concerne un procédé et un dispositif de moulage par injection. relates to a method and a device for injection molding.
La technique classique pour fabriquer par moulage par injection des pièces formées de plusieurs parties distinctes, par exemple de couleurs différentes, consiste à placer dans un moule d'injection une partie réalisée dans un stade anté- rieur composée dtune première matière plastique, et à injec- ter une deuxième matière plastique pour former une deuxième partie de la pièce, cette opération étant appelée un surmoulage. Cette technique classique ndeessite autant de machines dtinjection qu'il faut prévoir de phases d'injection. The conventional technique for manufacturing by injection molding parts formed from several distinct parts, for example of different colors, consists in placing in a injection mold a part made in an earlier stage composed of a first plastic material, and with injec - ter a second plastic material to form a second part of the part, this operation being called an overmolding. This classic technique requires as many injection machines as there are injection phases.
Une variante de cette technique consiste à réaliser le meme surmoulage mais avec une seule machine d'injection comprenant un poinçon rotatif qui se déplace de façon à pouvoir être associé avec des matrices différentes. A variant of this technique consists in performing the same overmolding but with a single injection machine comprising a rotary punch which moves so that it can be associated with different dies.
Dans tous les cas, la séparation entre les deux parties dans la pièce finie est nette, mais la liaison entre les parties successivement réalisées est médiocre, car les parties fabriquées lors d'un stade antérieur sont déjà durcies, la matrice ne devant pas s'ouvrir aussi longtemps qu'une certaine dureté superficielle n'est pas atteinte. Cela interdit l'application de ces techniques à la fabrication de pièces dont on exige une bonne résistance mdeanique. In all cases, the separation between the two parts in the finished part is clear, but the connection between the successively produced parts is poor, because the parts produced during an earlier stage are already hardened, the matrix not having to open as long as a certain surface hardness is not reached. This prohibits the application of these techniques to the manufacture of parts for which good mechanical resistance is required.
L'invention vise un procédé de moulage par injection exempt des inconvénients précités. The invention relates to an injection molding process free from the aforementioned drawbacks.
Selon un aspect fondamental, l'invention a pour objet un procédé de moulage par injection,caracte'rise' par le fait qu'on définit dans un moule une chambre d'injection étanche correspondant à une partie de la pièce et on effectue une première injection dans cette chambre, puis on agrandit la chambre dtinjection pour qu'elle inclue une autre partie de la pièce et on effectue une seconde injection au bout d'un temps,compté à partir de la fin de la première injection,et dans des conditions de pression et de température telles que la matière de la seconde injection pénètre b trieur de la matière injectée lors de la première injection, et on répète l'opération jusqu'à ce que toutes les parties de la pièce soient fabriquées. According to a fundamental aspect, the invention relates to an injection molding process, characterized by the fact that a sealed injection chamber corresponding to a part of the part is defined in a mold and a first injection into this chamber, then the injection chamber is enlarged so that it includes another part of the part and a second injection is carried out after a time, counted from the end of the first injection, and under conditions pressure and temperature such that the material of the second injection enters b sorter of the material injected during the first injection, and the operation is repeated until all parts of the part are manufactured.
La pénétration de l'une des matières dans l'autre à l'interface entre deux parties procure une liaison du type à tenon et mortaise qui donne une bonne résistance mécanique. The penetration of one of the materials into the other at the interface between two parts provides a connection of the tenon and mortise type which gives good mechanical resistance.
En outre, le contact entre les deux matières est un contact entre des phases fluides et il se produit une véritable soudure entre les matières.In addition, the contact between the two materials is a contact between fluid phases and there is a real weld between the materials.
le procédé décrit ci-dessus est applicable de façon avantageuse à la fabrication par moulage par injection de pièces en forme de boucle fermée, par exemple de pièces annulaires. the method described above is advantageously applicable to the manufacture by injection molding of parts in the form of a closed loop, for example of annular parts.
lors de la fabrication de pièces annulaires en une seule phase d'injection, il se produit un double flux de matière et les deux fleur se rejoignent suivant un plan qui constitue une zone de faiblesse de la pièce. during the production of annular parts in a single injection phase, there is a double flow of material and the two flowers meet along a plane which constitutes a zone of weakness of the part.
Pour remédier à cet inconvénient et supprimer cette zone de faiblesse, on opère en deux phases d'injection, conformément au procédé décrit plus haut, de manière à obtenir la liaison par pénétration précitée. To remedy this drawback and eliminate this zone of weakness, one operates in two injection phases, in accordance with the method described above, so as to obtain the abovementioned penetration connection.
L'invention a donc également pour objet un procédé pour le moulage par injection d'une pièce en forme de boucle fer mée,caractérisé par le fait quton définit une chambre ne représentant qu'une partie de la pièce à fabriquer et on effectue une première injection dans cette chambre, puis on effectue une seconde injection pour la partie restante de la pièce au bout d'un temps et dans des conditions telles que la matière de la seconde injection pénètre à térieur de la matière injectée lors de la première injection. The invention therefore also relates to a method for injection molding of a part in the form of an iron loop, characterized in that a chamber is defined which represents only part of the part to be produced and a first injection into this chamber, then a second injection is carried out for the remaining part of the part after a time and under conditions such that the material of the second injection penetrates inside the material injected during the first injection.
Selon un autre aspect, ltinvention prévoit un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit plus haut, qui est caractérisé par le fait qu'il comprend un poinçon, une première matrice définissant avec le poinçon une première chambre d'injection ayant la forme d'une partie de la pièce à obtenir, au moins une autre matrice définissant avec le poinçon une seconde chambre d'injection raccordée à la première et ayant la forme d'une autre partie de la pièce à obtenir et des moyens respectifs pour l'inJection dans les deux chambres,l'autre matrice étant mobile par rapport au poinçon de façon à être en contact étanche avec lui dans la zone de raccordement entre les deux chambres pendant l > injec tion dans la première chambre, puis à s'écarter du poinçon pour l'injection de l'autre partie. According to another aspect, the invention provides a device for implementing the method described above, which is characterized by the fact that it comprises a punch, a first die defining with the punch a first injection chamber having the form d '' a part of the part to be obtained, at least one other matrix defining with the punch a second injection chamber connected to the first and having the form of another part of the part to be obtained and respective means for the injection in the two chambers, the other die being movable relative to the punch so as to be in sealed contact with it in the connection zone between the two chambers during injection into the first chamber, then to move away from the punch for the injection of the other party.
L'inveneion sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés. The invention will be clearly understood on reading the following description of exemplary embodiments, for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings.
Dans les dessins,
- la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de moulage par injection conforme à l'invention;
- la figure 2 est une vue de détail correspondant à la partie cerclée de la figure i;
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, mais illustre une autre phase de fonctionnement;
- les figures 4a et 4b illustrent l'application du procédé selon l'invention à la fabrication de pièces annulaires.In the drawings,
- Figure 1 is a schematic view of an injection molding device according to the invention;
- Figure 2 is a detail view corresponding to the circled part of Figure i;
- Figure 3 is a view similar to Figure 2, but illustrates another phase of operation;
- Figures 4a and 4b illustrate the application of the method according to the invention in the manufacture of annular parts.
le dispositif de moulage par injection représenté à la figure 1 est destiné à la fabrication de pièces bimatière comportant une partie centrale en une première matière plastique et deux parties latérales en une seconde matière plastique compatible avec la première, cette seconde matière pouvant avoir la même composition que la première,mais une couleur différente. La face vue de la pièce est la face supérieure. the injection molding device shown in FIG. 1 is intended for the production of bi-material parts comprising a central part made of a first plastic material and two lateral parts made of a second plastic material compatible with the first, this second material possibly having the same composition than the first, but a different color. The view side of the room is the upper side.
le dispositif comprend un poinçon fixe 1, deux matrices 2a et 2b qui définissent avec le poinçon 1 des cavités de moulage 4a et 4b correspondant aux parties latérales de la pièce à fabriquer et une matrice 3 qui définit avec le poin- çon une cavité de moulage correspondant à la partie centrale de la pièce. Des canaux d'injection respectifs Sa et 5b permettent l'alimentation des cavités de moulage 4a et 4b, et un canal central 6 alimente la cavité de moulage définie par la matrice centrale 3. the device comprises a fixed punch 1, two dies 2a and 2b which define with the punch 1 molding cavities 4a and 4b corresponding to the lateral parts of the workpiece and a matrix 3 which defines with the punch a molding cavity corresponding to the central part of the room. Respective injection channels Sa and 5b allow the supply of the mold cavities 4a and 4b, and a central channel 6 feeds the mold cavity defined by the central die 3.
On n'a pas représenté sur la figure 1 les différents dispositifs équipant habituellement les moules d'injection, car ils ne sont pas l'objet de la présente invention. We have not shown in Figure 1 the various devices usually fitted to the injection molds, because they are not the object of the present invention.
les matrices latérales 2a et 2b conservent la position de travail qui est représentée à la figure 1 pendant tout le cycle d'injection aboutissant à la fabrication complète d'une pièce. the lateral dies 2a and 2b maintain the working position which is shown in Figure 1 throughout the injection cycle leading to the complete manufacture of a part.
En revanche, la matrice centrale 3 exécute un déplacement au cours du cycle d'injection. On the other hand, the central matrix 3 performs a displacement during the injection cycle.
Dans une première phase d#injection, la matrice 3 occupe la position représentée en trait plein à la figure 1 et ferme les cavités de moulage 4a et 4b par la partie inférieure de ses parois extérieures 7. In a first injection phase, the die 3 occupies the position shown in solid lines in FIG. 1 and closes the molding cavities 4a and 4b by the lower part of its outer walls 7.
Dans cette phase, l'inJection de matière plastique se produit par les canaux Sa et 5b et forme les parties laté- les de la pièce. In this phase, the injection of plastic material occurs through channels Sa and 5b and forms the lateral parts of the part.
Dans la seconde phase dtinjection, la matrice 3 se déplace vers le haut pour occuper la position représentée en trait mixte à la figure 1. Elle définit alors la cavité de moulage correspondant à la partie centrale de la pièce, et l'injection se produit par le canal central 6. La cavité de moulage est fermée latéralement par la matière injectée dans les cavités 4a et 4b lors de la première phase d'injection. In the second injection phase, the die 3 moves upwards to occupy the position shown in phantom in Figure 1. It then defines the molding cavity corresponding to the central part of the part, and the injection takes place by the central channel 6. The mold cavity is closed laterally by the material injected into the cavities 4a and 4b during the first injection phase.
On a symbolisé en 8 ltorgane de déplacement de la matrice centrale 3. il peut s'agir de façon tout à fait classique d'un vérin hydraulique.-
Selon une caractéristique fondamentale du procédé selon l'invention, la seconde phase d'injection commence très peu de temps après la fin de la première phase, de manière que la matière injectée lors de la première phase dans les cavités latérales 4a, 4b ne soit pas encore durcie et qu'ainsi la matière injectée lors de la seconde phase pénètre légèrement, sous l'effet de la pression très #élevée, dans la matière des parties latérales. Cela est représenté de façon schématique à la figure 3, où l'on voit que la matière 10 injectée dans la seconde phase pénètre dans la matière Il injectée lors de la première phase en formant une avancée 12.There has been symbolized in 8 the displacement member of the central matrix 3. it can be a completely conventional hydraulic cylinder.
According to a fundamental characteristic of the method according to the invention, the second injection phase begins very shortly after the end of the first phase, so that the material injected during the first phase into the lateral cavities 4a, 4b is not not yet hardened and that thus the material injected during the second phase penetrates slightly, under the effect of the very high pressure, into the material of the lateral parts. This is shown schematically in FIG. 3, where it can be seen that the material 10 injected in the second phase penetrates into the material II injected during the first phase by forming a projection 12.
Cette interpénétration des matières à l'interface procure une excellente liaison mécanique assimilable à une liaison par rainure et languette, entre la partie centrale, d'ure part, et chacune des parties latérales, d'autre part. De plus, il se produit une véritable soudure entre les deux matières car le contact entre les matières, lors de la deuxième phase d'injection,est un contact entre des phases fluides. This interpenetration of materials at the interface provides an excellent mechanical connection comparable to a connection by groove and tongue, between the central part, on the one hand, and each of the lateral parts, on the other hand. In addition, a true weld occurs between the two materials because the contact between the materials, during the second injection phase, is a contact between fluid phases.
On a dit que le temps séparant le début de la deuxième phase d'injection de la fin de la première phase devait être très court. il est typiquement de l'ordre de quelques secondes, le temps optimal étant à déterminer dans chaque cas suivant les matières plastiques utilisées, la forme des pièces et en particulier leur épaisseur. It has been said that the time between the start of the second injection phase and the end of the first phase must be very short. it is typically of the order of a few seconds, the optimal time being to be determined in each case according to the plastics used, the shape of the parts and in particular their thickness.
Il en est de rqtme pour les conditions de moulage, à savoir pression d'lnjection, température de la matière plastique et température du moule. The same applies to the molding conditions, namely injection pressure, temperature of the plastic material and temperature of the mold.
Selon une caractéristique importante de l'invention, mieux visible sur la figure 2 qui montre à plus grande échelle la zone cerclée de la figure 1, la partie 15a (resp. 15b) de la matrice centrale 3 qui ferme la cavité de moulage 4a (resp. 4b) lors de la première phase d'injection est soutenue, de manière à résister à la pression d'injection, par un épaulement 16a (resp. 16b) du poinçon 1. Faute d'un tel épaulement, la partie 15a (resp.15b) de la matrice 3 ne pourrait pas résister à la pression d'injection, qui peut atteindre 1 000 bars, et se déformerait en rendant le moule lnutilisa ble. En tout cas, elle serait incapable d'empêcher la matière de fuir entre la matrice 3 et le poinçon. According to an important characteristic of the invention, better visible in FIG. 2 which shows on a larger scale the circled zone of FIG. 1, the part 15a (resp. 15b) of the central matrix 3 which closes the molding cavity 4a ( resp. 4b) during the first injection phase is supported, so as to resist the injection pressure, by a shoulder 16a (resp. 16b) of the punch 1. In the absence of such a shoulder, the part 15a ( resp.15b) of the matrix 3 could not resist the injection pressure, which can reach 1000 bars, and would deform by making the mold unusable. In any case, it would be incapable of preventing the material from leaking between the die 3 and the punch.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la position occupée par la matrice centrale 3 lors de la deuxième phase d'injection est telle que la paroi inférieure de sa partie 15a (resp. 15b) n'est pas alignée avec la paroi inférieure de la matrice latérale 2a (resp. 2b),mais légèrement décalée vers le bas par rapport à celle-ci. According to another characteristic of the invention, the position occupied by the central matrix 3 during the second injection phase is such that the lower wall of its part 15a (resp. 15b) is not aligned with the lower wall of the lateral matrix 2a (resp. 2b), but slightly offset downward relative to it.
Ceci ressort clairement de la figure 3, le décalage entre les parois étant repéré d. Son importance est d'ailleurs exagérée, par souci de clarté, sur la figure 3. This is clear from FIG. 3, the offset between the walls being marked d. Its importance is moreover exaggerated, for the sake of clarity, in FIG. 3.
Ce décalage permet d'obtenir des pièces présentant une ligne de séparation nette entre les différentes parties de la pièce, en dépit de la pénétration d'une matière dans l'autre prévue selon l'invention. This offset makes it possible to obtain parts having a clear separation line between the different parts of the part, despite the penetration of one material into the other provided according to the invention.
La pénétration de la matière 10 dans la matière 11, qui conduit à la formation de l'avancée 12, a en effet tendance à faire fluer la matière 11 vers la droite (sur la figure 3) de part et d'autre de l'avancée 12. Gracie au décalage précité, la couche supérieure de la matière 11 est bloquée par la matrice centrale 3 et la ligne de séparation obtenue est nette. The penetration of the material 10 into the material 11, which leads to the formation of the projection 12, in fact tends to cause the material 11 to flow to the right (in FIG. 3) on either side of the advanced 12. Thanks to the abovementioned offset, the upper layer of the material 11 is blocked by the central matrix 3 and the separation line obtained is clear.
L'invention est également applicable, comme le montrent les figures 4a et 4b, à la fabrication de pièces annulaires. The invention is also applicable, as shown in Figures 4a and 4b, in the manufacture of annular parts.
Selon l'invention, on effectue le moulage en deux phases avec un moule d'injection monomatière classique, mais doté de deux canaux d'injection symbolisés en 21 et 22. According to the invention, molding is carried out in two phases with a conventional single-material injection mold, but provided with two injection channels symbolized at 21 and 22.
Dans la première phase, on envoie une certaine quantité de matière par le canal 21, et on obtient ainsi une partie 25 de la pièce. In the first phase, a certain quantity of material is sent through the channel 21, and a part 25 of the part is thus obtained.
Dans la seconde phase, on envoie la même matière par le canal 22 de manière à former le reste de la pièce. In the second phase, the same material is sent through channel 22 so as to form the rest of the part.
le temps qu'on laisse s'écouler entre la fin de la première phase et le début de la seconde est tel que la matière injectée lors de la deuxième phase pénètre dans la partie 23 formée lors de la première phase en donnant naissance à deux liaisons du type représenté à la figure 4b. the time allowed to elapse between the end of the first phase and the start of the second is such that the material injected during the second phase enters the part 23 formed during the first phase, giving rise to two bonds of the type shown in Figure 4b.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits. En particulier, le cycle d'injection pourrait comporter plus de deux phases d'injection, par exemple trois phases d'injection, si la pièce est formée de trois matières distinctes. Of course, the invention is not limited to the examples described. In particular, the injection cycle could include more than two injection phases, for example three injection phases, if the part is formed from three distinct materials.
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| FR7919479A FR2462261A1 (en) | 1979-07-27 | 1979-07-27 | Two component injection moulding with semi interlocking melt interface - produced by ram pressure adjacent to the fresh interface |
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Also Published As
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