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Les cadences s'accélèrent encore

M. L. T.

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- Les constructeurs de presses innovent pour réduire les cycles de production : presses tout électrique, injection assistée à l'eau, multi-injection...

Première technologie de transformation des matières plastiques, l'injection permet de fabriquer des pièces aussi variées qu'un bouchon de stylo, une chaise de jardin, une planche de bord automobile, un boîtier de téléphone mobile ou un connecteur pour fibres optiques... Cette palette d'utilisation est possible grâce aux variantes de presses à injecter : tout électrique, multimatière, assistée par fluide, injection réactive d'une mousse...

Quel que soit le type de presses à injecter, la réduction des temps de cycle de production est la préoccupation majeure des constructeurs de machines. C'est dans ce cadre que Billion a conçu son concept d'injection baptisé ISC. Une presse à injecter de 400 tonnes de force de fermeture, présentant la précision d'une vis de 50 mm de diamètre, le débit de plastification d'une vis de 120 mm de diamètre, le tout exempt de fluctuations du clapet. Les plasturgistes apprécieront...

Un système, trois tailles d'injection

La société rhônalpine propose ainsi une solution radicalement différente du schéma classique selon lequel des applications à haute cadence imposent des temps de plastification très courts et une augmentation du diamètre de la vis. Désormais, un seul système ISC se substitue à trois tailles d'injection. En outre, la régularité mesurée sur la dispersion du poids de la pièce injectée est cinq fois supérieure à celle d'un système vis-clapet. Enfin, les capacités de plastification horaires sont plus que doublées ! Billion a appliqué ce concept à sa nouvelle gamme de presses haute cadence Chronoma, avec laquelle le constructeur entend se positionner sur le marché de l'emballage.

La combinaison de l'injection et de la compression pour la production de vitrages d'automobiles en plastique est une autre major breaktrough.

L'enjeu est de taille. Il ne s'agit pas moins que de remplacer le verre par le polycarbonate, 40 % plus léger et très résistant aux chocs. Autre indice de l'importance de l'enjeu : deux des plus grands constructeurs mondiaux de presses à injecter sont sur la brèche. Battenfeld propose ainsi le procédé IMPmore sur une presse à injecter HM à module deux plateaux. Grâce à cet équipement, il est maintenant possible de produire des vitrages en polycarbonate d'une surface de 1 m2. De son côté, Engel a mis au point la technologie GlazeMelt pour la production de vitres en polycarbonate, en partenariat avec Bayer. Les vitres de 1 100 x 680 mm (d'un poids de 4,8 kg) sont produites sur une presse Duo Combi HM de 1 500 tonnes de force de fermeture.

Une autre tendance, transversale cette fois, concerne les presses à injecter tout électrique. Largement exploitée aux États-Unis et au Japon, cette technologie se répand en Europe, en tout cas chez les constructeurs de machines. Les utilisateurs, eux, constatent toujours la différence de coût entre une presse électrique et son équivalent hydraulique, entre 15 et 20 %. Reste que les avantages de l'électrique sont clairs : économie d'énergie et reproductibilité des mouvements en tête

Des cadences de production élevées

Demag propose ainsi une gamme complète, baptisée IntElect, de presses électriques de 50 à 350 tonnes de force de fermeture. Le constructeur précise les atouts de ces machines : jusqu'à 60 % d'économie d'énergie et 75 % de réduction de bruit dans l'atelier. La plus petite permet de réaliser de la micro-injection. Avec un moule à 32 cavités, des pièces de stylos-billes de 0,0037 g chacune peuvent être produites.

Le japonais Nissei met aussi l'accent sur le micromoulage grâce à sa presse électrique ultracompacte ElJect EP5 Real Mini. Offrant une force de fermeture de 5 tonnes, elle est conçue pour des poids d'injection de moins de 3 g. Elle atteint des temps de cycle de moulage de moins de 4 secondes. Autre atout : le contrôle des températures est particulièrement précis grâce à une vis améliorée et à six points de mesure sur le cylindre de chauffage.

Le constructeur italien BMB propose également une série de presses électriques compactes : les machines Elepack de 160 à 380 tonnes de force de fermeture. Leur genouillère est actionnée par deux moteurs électriques montés sur le groupe de fermeture, d'où un encombrement réduit. En termes de rapidité de cadences, BMB assure que des temps de cycle de 3 secondes sont possibles sur un moule à quatre empreintes.

Pour Netstal, le dernier constructeur européen à se lancer dans cette voie, la gamme électrique Elion est sans conteste la grande affaire du moment. Ces machines de 50 à 175 tonnes de force de fermeture ont été conçues pour atteindre des cadences élevées. Par exemple des coques de téléphones mobiles en ABS/PC sont produites avec un temps de cycle de 4,2 secondes sur un moule à deux empreintes. Autre caractéristique, cette gamme utilise des servomoteurs à refroidissement à eau, sans aucune courroie d'entraînement, ce qui réduit fortement la poussière, la chaleur et le bruit.

De son côté, Engel propose une machine tout électrique sans colonne avec une unité de fermeture à genouillère à cinq points : E-Motion T. Le constructeur propose également une nouvelle technologie adaptée à ses presses électriques : l'injection-expansion selon le procédé X-Melt. Le procédé donne accès à des pièces de très faibles épaisseurs. Des miniboîtiers de batteries de téléphones mobiles de seulement 0,17 mm d'épaisseur sont ainsi produits sur un moule à quatre cavités selon un temps de cycle de 4,9 secondes.

Une alternative à l'extrusion

Engel développe également une technologie en vogue en ce moment : l'injection assistée par l'eau. Cette méthode est préconisée pour la fabrication de pièces creuses (donc légères et moins consommatrices de polymère), de tubulures ou de profils à section fine. L'injection à eau permet aussi d'atteindre des temps de cycles courts grâce au refroidissement rapide lié au fluide lui-même. Engel propose d'étendre sa technologie WaterMelt à la fabrication de caisses de transport et logistique sur une presse Duo 7050/1100 deux plateaux de 1 100 tonnes de force de fermeture. Ces caisses sont équipées de raidisseurs métalliques pour leur assurer rigidité et stabilité. Krauss-Maffei propose, de son côté, l'injection assistée à l'eau comme alternative à l'extrusion pour la fabrication de tubulures d'eau de refroidissement. Cette application est notamment possible sur la presse KM 200-1000/390 CZ.

L'injection multimatière est, par ailleurs, une méthode séduisante pour produire des pièces constituées de différents matériaux sans avoir à procéder à une opération d'assemblage. Cette technologie permet non seulement de produire des pièces plus colorées, mais elle donne également la possibilité de combiner différentes caractéristiques techniques dans un même objet : faible densité, résistance aux chocs, surface agréable au toucher...

Ainsi, Battenfeld propose une version multimatière de ses petites presses HM de 210 à 270 tonnes de force de fermeture. C'est sur ce type de machines que sont produites les dernières coques pour visseuses à batterie de la société Bosch. Le constructeur a, par ailleurs, conçu un module multimatière adaptable à ses presses standards : ce module à système hydraulique indépendant dispose d'un pupitre d'asservissement séparé. À noter enfin les développements dans le domaine de l'injection avec étiquetage dans le moule. Ce procédé "deux en un" est notamment possible avec les presses Hylectric (à la fois hydrauliques et électriques) de la société Husky, le spécialiste mondial des machines pour préformes en PET.

LES TENDANCES

- La combinaison de l'injection et de la compression donne des vitrages pour l'automobile en polycarbonate de grandes dimensions - Les presses tout électrique, moins consommatrices d'énergie, assurent une grande reproductibilité de mouvement - L'injection assistée par eau produit des pièces creuses ou de faibles épaisseurs à cadences élevées

Concept d'injection ISC de Billion

- Solution alternative au système vis-clapet - Un seul système ISC se substitue à trois tailles d'injection - Capacité de plastification horaire multipliée par deux

Procédé IMPmore de Battenfeld

- Combinaison de l'injection et de la compression - Production de vitrages d'automobiles en polycarbonate de 1 m2 - Réduction de 40 % du poids des vitrages par rapport au verre

Presse tout électrique Elion de Netstal

- Réduction des émissions de poussière, de bruit et de chaleur - Temps de cycle à vide de 1,2 à 1,4 seconde - Faible encombrement au sol

L'INJECTION RÉACTIVE PREND DU VOLUME

- L'injection réactive concerne principalement les polyuréthannes, dont les deux composants (polyol et isocyanate) doivent réagir dans le moule pour réaliser une pièce. La production de mousses fait également appel à ce procédé. Le grand spécialiste des machines d'injection réactive est la société Cannon. Le constructeur propose une ligne complète de production de panneaux isolants avec des mousses polyuréthannes ou phénoliques. Par ailleurs, son procédé InterWet donne des pièces en polyuréthanne renforcé injecté sur un film formé sous vide. Par exemple : des portes de réfrigérateurs ou des pièces de carrosserie de véhicules agricoles. Krauss-Maffei a eu l'idée d'associer l'injection réactive et l'injection thermoplastique. Son procédé Skin-Form réalise en un seul cycle des pièces dont le coeur est en polyamide et la peau en polyuréthanne. Cette production fait appel à la presse à injecter KM 160-750 CX couplée à une machine de dosage et de mélange RIM Star Minidos. Le polyamide est d'abord injecté. Après une phase de refroidissement, les deux constituants du polyuréthanne sont injectés pour former la peau. Le procédé Skin-Form produit des pièces au toucher agréable et très résistantes aux rayures.

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