Modélisation, simulation et analyse en trois étapes de la technologie de traitement des produits par moulage par soufflage

Auteur : MULAN - Fabricant de moulages en plastique

Modélisation, simulation et analyse en trois étapes de la technologie de moulage par soufflage. Pour devenir un matériau précieux, les polymères doivent être transformés et mis en forme. Le développement de ces technologies détermine donc le niveau de développement global de la science et de la technologie des matériaux polymères. Le moulage par soufflage est la troisième technologie de moulage des polymères en importance, et c'est une technologie de moulage des polymères qui a récemment connu un développement rapide. Comparé au moulage par injection largement répandu, le coût des équipements et des moules de moulage par soufflage est inférieur (par exemple, le coût des moules pour le moulage par soufflage de pare-chocs et de déflecteurs automobiles est environ quatre fois inférieur à celui du moulage par injection), et la force de serrage est faible (la pression de gonflage des paraisons moulées par soufflage est généralement inférieure à 1 MPa, tandis que la pression de fusion dans la cavité du moule d'injection est généralement de 15 à 140 MPa), une faible consommation d'énergie, une forte adaptabilité (possibilité de former des structures complexes, production à double paroi), les pièces industrielles formées présentent une intégrité élevée, de bonnes performances globales, une forte valeur ajoutée, peu de défauts et un faible coût. Par conséquent, la technologie de traitement des produits moulés par soufflage est devenue de plus en plus populaire dans l'industrie automobile et d'autres secteurs. Son utilisation est de plus en plus répandue. Récemment, les accessoires de moulage par soufflage se sont complexifiés et fabriqués à grande échelle. Cependant, le moulage par soufflage de pièces industrielles, comme celles destinées à l'automobile, pose des problèmes majeurs tels qu'une consommation importante de matériaux et d'énergie, ainsi qu'une faible productivité. La structure des différents tuyaux de raccordement et de ventilation des automobiles est complexe, la plupart étant courbés en trois dimensions, ce qui génère d'importantes bavures lors du soufflage. Par exemple, la qualité des bavures d'un raccord de tuyauterie automobile produit par un fabricant de pièces automobiles utilisant la technologie de soufflage conventionnelle est plus de deux fois supérieure à celle du raccord lui-même, soit neuf fois supérieure. De plus, les pièces moulées par soufflage présentant des structures complexes et de grandes différences d'épaisseur de paroi présentent des inconvénients tels qu'une mauvaise qualité d'aspect et un faible taux de réussite au moulage. Français La technologie de traitement des produits moulés par soufflage comprend trois étapes : le moulage de la paraison, le gonflage de la paraison et le refroidissement du produit, qui affectent directement la taille et les diverses propriétés des produits moulés par soufflage, et sont les principaux facteurs qui déterminent la consommation de matériaux et d'énergie du processus de moulage par soufflage. 1. Formage de la paraison L'étape de moulage de la paraison est principalement affectée par deux phénomènes rhéologiques complexes, l'expansion de la matrice et le drapé, et leur effet combiné détermine la taille et la forme de la paraison avant le gonflage. 1) Prédiction de la taille de la paraison par un modèle de réseau neuronal. Basé sur une série de données obtenues à partir d'expériences ou de simulations par éléments finis (EF), un modèle de réseau neuronal (NN). Français L'application de la méthode NN à l'étude du moulage de paraison affecté par de multiples facteurs peut déterminer la relation quantitative entre la taille de la paraison et les paramètres mécaniques, les paramètres de performance du matériau et les paramètres de traitement du produit moulé par soufflage, avec aucune ou peu d'hypothèses simplifiées. Il n'est pas nécessaire d'utiliser des équations constitutives, une prédiction en ligne, une réponse plus rapide, etc. en utilisant les Les résultats prédits du modèle NN sont en bon accord avec les résultats expérimentaux, ce qui fournit une base théorique pour le contrôle en ligne de la taille de la paraison. 2) Simulation de la taille de la paraison sous l'entrefer variable de la matrice de tête. Pour chaque entrefer prédéfini, la méthode EF est utilisée pour effectuer une simulation ; les sous-sections de paraison obtenues par simulation sous chaque entrefer de matrice peuvent être combinées pour obtenir l'extrusion de la section entière sous le changement de l'entrefer de matrice. Le profil de paraison et la distribution des tailles des produits moulés par soufflage obtenus doivent être cohérents avec les résultats expérimentaux. 2. Gonflage de la paraison La paraison dans l'étape de gonflage est soumise à une grande déformation et implique une non-linéarité dans la géométrie, le matériau et le contact, donc sa modélisation et sa simulation sont plus difficiles. À partir du bilan des forces des éléments microvolumiques de la paraison (coque mince), un modèle physique du gonflement libre de la paraison est établi. L'approximation du film mince et la relation constitutive néo-hookéenne permettent de dériver un modèle mathématique décrivant le gonflement libre de la paraison. Ce modèle permet de prédire le taux d'allongement local, la distribution des contraintes locales axiales et circonférentielles et la distribution de l'épaisseur de paroi lorsque la paraison est gonflée librement. Il permet également de prédire l'effet du gonflement libre de la paraison sur les propriétés du matériau et ses dimensions. L'influence des paramètres de traitement des produits moulés par soufflage, etc. 3. Refroidissement et solidification du produit. L'efficacité du refroidissement des produits moulés par soufflage affecte directement la productivité et la consommation d'énergie du moulage par soufflage, et constitue l'un des principaux facteurs affectant la structure cristalline formée dans le produit. Une faible variation entraînera une croissance cristalline et donc une modification importante des performances du produit. Le champ de température tridimensionnel, la cinétique de cristallisation et le module de Young du produit moulé par soufflage peuvent être établis lors de l'étape de refroidissement (E). Modèle mathématique. Grâce à la simulation, la distribution transitoire de température dans la paroi du produit moulé par soufflage est prédite et comparée aux résultats expérimentaux, fournissant ainsi des données de température pour une analyse plus approfondie des propriétés microstructurales (degré d'orientation, cristallinité, densité et contrainte thermique résiduelle) et des performances du produit. Expertise en moulage par soufflage | Produits moulés par soufflage sur mesure.