realisation moules injection plastique

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Formation académique SolidWorks Année 2004 Moules d’injection plastique page 1 REALISATION DE MODELES DE MOULES D’INJECTION PLASTIQUE I/Présentation du problème A partir du modèle de la pièce, il s’agit de réaliser les deux empreintes du moule d’injection. SolidWorks permet d’obtenir ces empreintes avec toutes les propriétés de paramétrage et de lien entre les fichiers que nous connaissons déjà. Après réalisation des empreintes on pourra donc éventuellement leur communiquer automatiquement les modifications envisagées sur le modèle de pièce. Cette possibilité améliore grandement le travail des concepteurs de moules, et apparaît comme un maillon de la démarche d’ingénierie simultanée. SolidWorks propose deux démarches pour la réalisation d’empreinte. Chacune d’elles est adaptée à la forme des pièces à réaliser. Nous aborderons ces méthodes à partir de deux exemples qui leur sont adaptés. fig1 : Porte clés fig2 : Cuillère dosette II/Principe de l’injection plastique : Le moulage par injection consiste à fondre des granulés, donner à la matière fondue une forme fonctionnelle dans un moule et obtenir après refroidissement, l’objet recherché. Chaque fonction est remplie par une partie de la machine. Vous avez ci dessous une illustration d’une presse à injecter ainsi que l’explication des différentes phases de l’injection.

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Page 1: Realisation Moules Injection Plastique

Formation académique SolidWorks Année 2004

Moules d’injection plastique page 1

REALISATION DE MODELES DE MOULES

D’INJECTION PLASTIQUE

I/Présentation du problème

A partir du modèle de la pièce, il s’agit de réaliser les deux empreintes du moule d’injection.

SolidWorks permet d’obtenir ces empreintes avec toutes les propriétés de paramétrage et de

lien entre les fichiers que nous connaissons déjà. Après réalisation des empreintes on pourra

donc éventuellement leur communiquer automatiquement les modifications envisagées sur le

modèle de pièce.

Cette possibilité améliore grandement le travail des concepteurs de moules, et apparaît comme

un maillon de la démarche d’ingénierie simultanée.

SolidWorks propose deux démarches pour la réalisation d’empreinte. Chacune d’elles est adaptée

à la forme des pièces à réaliser. Nous aborderons ces méthodes à partir de deux exemples qui

leur sont adaptés.

fig1 : Porte clés fig2 : Cuillère dosette

II/Principe de l’injection plastique :

Le moulage par injection consiste à fondre des granulés, donner à la matière fondue une forme

fonctionnelle dans un moule et obtenir après refroidissement, l’objet recherché. Chaque

fonction est remplie par une partie de la machine.

Vous avez ci dessous une illustration d’une presse à injecter ainsi que l’explication des

différentes phases de l’injection.

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Moules d’injection plastique page 2

fig3 :Principe de l’injection plastique

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Moules d’injection plastique page 3

On peut donc décomposer le moule en trois éléments principaux :

� La partie fixe

� La partie mobile

� La batterie d’éjecteurs

fig4 : Les composants du moule du porte clé.

III/Objectifs du travail A travers la réalisation de ces empreintes , nous aborderons les domaines suivants:

� Utilisation de la fonction empreinte.. � Utilisation de Pièce dérivée . � Utilisation des surfaces rayonnées � Utilisation des surfaces cousues.

IV/Moule de porte clés 1 /Présentation du travail :

Dans ce travail nous réaliserons les empreintes fixe et mobile et ensuite nous les placerons dans

le moule. Pour leur réalisation nous utiliserons la fonction Empreinte. Cette technique est adaptée aux situations suivantes :

� Le plan de joint est plan. � La pièce ne contient pas de trous, un noyau n’est donc pas nécessaire.

Le modèle de base est la grappe qui a elle même été réalisée à partir des deux pièces constituant

le porte clé auxquelles on a ajouté les canaux d’amenée de la matière.

fig5 : modèle de la grappe du porte clé

La partie fixe

La partie mobile

Batterie d’éjecteurs

Grappe

Empreinte

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Moules d’injection plastique page 4

2/Les différentes étapes de création du modèle de l’empreinte.

Etape n°1 :

Création du bloc empreinte

Etape n°3 :

Création d’une empreinte

Etape n°2 :

Création de l’assemblage temporaire

bloc-empreinte /grappe

Etape n°4:

Création d’une pièce dérivée de

l’assemblage « empreinte fixe »

Remarque :

Il existe une barre d’outils moulage qui comprend les fonctions utilisées dans

des procédures de création d’empreinte, que l’on peut faire apparaître

3/ Création du modèle de l’empreinte fixe Etape n°1 :Création du bloc empreinte.

1 ���� Créer une nouvelle pièce

Ouvrir une esquisse sur le plan 1,créer

l’esquisse ci contre.

2-���� Extruder

En utilisant l’option fonction plan milieu et une épaisseur de 30mm correspondant à l’épaisseur des deux empreintes assemblées (une empreinte à une épaisseur de 15 mm).

3-���� Sauvegarder la pièce

On donnera le nom bloc-empreinte.sldprt

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Moules d’injection plastique page 5

Etape n°2 : Création de l’assemblage temporaire bloc-empreinte /grappe.

1 ���� Créer un nouvel assemblage

Enregistrer le nouvel assemblage empreinte.sldasm. 2-���� Insérer les pièces

-Insérer bloc-empreinte.sldprt. On utilisera Insertion, Composant, Depuis un fichier

de manière à inférer le repère de la pièce avec le repère de l’assemblage.

-Insérer grappe.sldprt.

Pour placer la grappe par rapport au bloc empreinte on doit :

-Créer une contrainte de coïncidence entre le plan 1 de la grappe (plan de joint) avec le plan 1 de l’assemblage.

-Créer une contrainte de coïncidence entre le plan 2 de la grappe et le plan 2 de

l’assemblage

-Créer une contrainte de coïncidence entre le plan 3 de la grappe et le plan 3 de

l’assemblage

Remarque:

Pour sélectionner les plans à faire coïncider il est préférable de les sélectionner à partir

de l’arbre de création.

Etape n°3 : Création d’une empreinte

1 ���� Editer la pièce bloc-empreinte.sldprt

2���� Choisir Insertion/Fonction/Empreinte ou

Donner le nom de la pièce à soustraire au bloc-empreinte, il s’agit donc de la grappe . On pourra cliquer sur grappe dans l’arbre de description de l’assemblage.

On donnera les paramètres conformément au tableau ci dessous :

Nota :

Le coefficient de retrait et le centre de l’homothétie correspondant doivent être définis

par l’expert en plasturgie qui a les compétences appropriées. Ici on a choisi un retrait

de 2%.

Centre de l’homothétie :

-Component origins �Centre de gravité des composants

-Mold base origin � Origine de l’assemblage

-Système de coordonnées � Système de coordonnées quelconque

prédéfini par ailleurs.

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Moules d’injection plastique page 6

Etape n°4 Création d’une pièce dérivée de l’assemblage « empreinte fixe »

1 ���� Editer l’assemblage

2 ����Sélectionner la pièce bloc-empreinte.sldprt

3 ����Choisir Fichier/Dériver pièce de composant…

Une nouvelle pièce est créée et

ouverte. La première fonction de

création est la pièce bloc-empreinte.sldprt. Cela a pour conséquence que les modifications

apportées à cette dernière seront

transmises à la nouvelle pièce créée.

4 ���� Enregistrer la nouvelle pièce empreinte-fixe.sldprt

5 ����Ouvrir une esquisse sur une des faces

latérales de la pièce.

Créer une ligne coïncidente avec le plan de joint

de la pièce.

6 ����Créer un enlèvement de matière

On gardera la partie de la pièce correspondant

à la partie fixe (celle contenant la carotte).

Nous allons maintenant créer le logement de la buse d’injection.

7 ����Ouvrir une esquisse sur la face

sur laquelle débouche la carotte.

Créer un cercle coïncident avec la

carotte de diamètre 12mm.

8 ����Créer un enlèvement de matière

On choisira l’option borgne sur une profondeur de 14 mm.

4/ Création du modèle de l’empreinte mobile Il suffit de reprendre le travail précédent à partir de l’étape 4 :

1 ���� ouvrir l’assemblage empreinte.sldasm

2 ����Sélectionner la pièce bloc-empreinte.sldpr

3 ����Choisir Fichier/Dériver pièce de composant…

4 ���� Enregistrer la nouvelle pièce empreinte-mobile.sldprt

5 ���� Créer un enlèvement de matière

On gardera la partie de la pièce correspondant à la partie mobile.

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Formation académique SolidWorks Année 2004

Moules d’injection plastique page 7

Nous allons maintenant créer les trous de passage des éjecteurs.

6 ����Ouvrir une esquisse sur la face contenant l’empreinte.

Créer les différents cercles

correspondants au trous de passage des

éjecteurs, ceci conformément au dessin de

définition de la plaque support fourni.

Remarque :

On a deux fois la même série de trous à

réaliser. pour obtenir la deuxième série de

perçages, on pourra utiliser une répétition

circulaire sur 180° autour de l’axe de la

carotte.

7 ����Créer un enlèvement de matière

On choisira l’option à travers tout.

8 ����Créer une répétition circulaire

-On choisira la fonction enlèvement de matière précédemment réalisée.

-Axe de la répétition, c’est l’axe de la carotte.

-Angle de rotation 180°.

Remarque :

Les fichiers créés empreinte-fixe.sldprt et empreinte-mobile.sldprt sont liés avec les fichiers

grappe.sldprt, bloc-empreinte.sldprt et empreinte.sldasm, Cela a pour heureuse conséquence que

les modifications envisagées sur les fichiers sources seront communiquées aux modèles des

empreintes.

5/ Mise en place des empreintes dans les moules correspondants (travail facultatif…)

1 ���� Ouvrir l’assemblage partie fixe.sldasm

2 ����Insérer la pièce empreinte-fixe.sldprt

3 ���� Ouvrir l’assemblage partie mobile.sldasm

4 ����Insérer la pièce empreinte-mobile.sldprt

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Moules d’injection plastique page 8

IV/Moule de la cuillère 1 /Présentation du travail :

Fig6 : Mise en évidence de la ligne de joint de la cuillère

Pour la cuillère la méthode

précédente n’est pas applicable. En effet le

plan de joint n’est pas plan.

La ligne de joint se situe à la limite

inférieure du raccord supérieur. Voir le

détail A.

Le modèle de base est donc la

cuillère. Les canaux d’amenée de la matière

pourront être définis directement sur les

modèles des empreintes obtenus.

2/Les différentes étapes de création du modèle de l’empreinte.

Etape n°1 :

Modification du modèle de la cuillère

Création des surfaces enveloppe supérieure

et inférieure

Etape n°2 :

Création dans un assemblage de la pièce

empreinte sup.sldprt en s’appuyant sur la surface supérieure de la cuillère.

Etape n°3 :

Modification de l’ empreinte pour l’adapter au moule

Remarque :

La méthode utilisée est aussi utilisable pour réaliser des matrices de forgeage.

Surface enveloppe

inférieure Surface enveloppe

supérieure

Page 9: Realisation Moules Injection Plastique

Formation académique SolidWorks Année 2004

Moules d’injection plastique page 9

3/ Création du modèle de l’empreinte supérieure

Etape n°1 : Modification du modèle de la cuillère.

Cette étape consiste à créer la surface correspondant au plan de joint sur laquelle viendra

s’appuyer l’empreinte supérieure.

Remarque :

Si au cours de ce travail vous manquez de temps, vous pouvez directement passer à l’étape 2 de

création de l’empreinte et utiliser le fichier de la cuillère modifiée.

1 ���� Ouvrir le fichier cuillère de base.sldprt

2 ���� Affecter un facteur d’échelle .

Ici aussi, le coefficient de retrait et le centre de l’homothétie correspondant doivent

être définis par l’expert en plasturgie qui a les compétences appropriées. On choisira ici

encore un retrait de 2%.

Centre de l’homothétie :

-Centre de gravité �Centre de gravité de la pièce

-Origine � Origine du modèle SolidWorks

-Système de coordonnées � Système de coordonnées quelconque

prédéfini par ailleurs.

3���� Choisir Insertion/Surface/Rayonnée ou

-Le plan de référence définit la direction suivant laquelle on souhaite rayonner la surface.

Autrement dit les « rayons » définissant la surface rayonnée sont parallèles au plan de

référence.

-Le rayon définit la dimension

de la surface rayonnée. Si celui-ci

est trop grand, pour une arête à

rayonner courbe, on peut obtenir des

problèmes de chevauchement. Ici la

valeur choisie de 1.5 mm permet

d’obtenir la surface rayonnée sans

problème.

-On peut éventuellement

choisir toutes les arêtes à rayonner,

définissant la ligne de joint, dans la fenêtre Arêtes à rayonner, mais cela peut poser des problèmes au

logiciel. Du même ordre que ceux que

l’on obtient quand on met trop

d’arêtes à arrondir dans la définition

d’un congé.

fig7 : Choix des paramètres de création de la surface rayonnée

Face à choisir

Arête à

choisir

Page 10: Realisation Moules Injection Plastique

Formation académique SolidWorks Année 2004

Moules d’injection plastique page 10

Fig8 : résultat obtenu après création de la première surface rayonnée

Donc, dans un premier temps on a

choisi uniquement les arêtes correspondant

au manche. Les autres surfaces définissant

le plan de joint seront crées par ailleurs.

4���� Choisir Insertion/Surface/Rayonnée ou

Pour finir la définition du plan de joint, nous devons à partir des arêtes le définissant,

créer les surfaces rayonnées manquantes.

Ce travail est long et fastidieux car le logiciel accepte mal de regrouper plusieurs arêtes

dans une même définition de surface rayonnée. On va donc être obligé de construire un certain

nombre de surfaces rayonnées pour définir la globalité du plan de joint. Cette difficulté vient

aussi de la complexité du plan de joint.

-Pour les plans de référence nous prendrons le plan 1. -Le rayon sera toujours de 1.5 mm

Bon courage ! Il y a au plus dix surfaces à créer.

5���� Choisir Insertion/Surface/Cousue ou

Nous allons regrouper toutes les surfaces rayonnées en une seule surface en les

« cousant ».

Choisir toutes les surfaces à

partir de l’arbre de création ;

c’est plus pratique.

Renommer la surface obtenue

en plan de joint

fig9 :Création de la surface cousue plan de joint

6���� Créer deux configurations

Nous allons en effet créer deux configurations de la pièce. La première afin de définir la

surface supérieure de la cuillère et la seconde pour définir la surface inférieure.

-Renommer la configuration défaut en empreinte sup -Créer une nouvelle configuration empreinte inf -Activer la configuration empreinte sup

Page 11: Realisation Moules Injection Plastique

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Moules d’injection plastique page 11

7���� Choisir Insertion/Surface/Cousue ou

Nous allons créer la surface correspondant à l’empreinte supérieure. Pour cela nous devons

associer les surfaces supérieures de la cuillère avec le plan de joint défini précédemment. Si l’on

créé directement une surface cousue avec ces éléments, le logiciel ne parvient pas à les associer

( !). On va donc créer au préalable une surface cousue correspondant à la face supérieure de la cuillère que l’on associera après avec le plan de joint.

fig10 : Création de la surface cousue surface-int

Choisir toutes les

surfaces de la face

supérieure.

Renommer la surface

cousue obtenue en

surface-int.

����Attention : N’oubliez personne !

8���� Choisir Insertion/Surface/Cousue ou

Cousez maintenant surface-int et plan de joint et renommez la surface obtenue en surface-emp-sup

9���� Rendre la configuration empreinte inf active

10���� Mettre en mode supprimé les fonctions surface-int et surface-emp-sup

11���� Choisir Insertion/Surface/Cousue ou

Comme vous l’avez fait au point 7 pour la surface-int associez les surfaces extérieures de la cuillère de manière à créer surface- ext.

����Attention : N’oubliez personne

12���� Choisir Insertion/Surface/Cousue ou

Cousez maintenant surface-ext et plan de joint et renommez la surface obtenue en surface-emp-inf 13���� Rendre la configuration empreinte sup active

14���� Sauvegarder la nouvelle pièce cuillère pour empreinte.sldprt Etape n°2 : Création dans un assemblage de la pièce empreinte sup.sldprt

1���� Créer un nouvel assemblage.

2���� Sauvegarder le nouvel assemblage empreinte-sup.sldasm

3���� Choisir Insertion, Composant, Depuis un fichier -Insérer cuillère pour empreinte.sldprt

-Inférer le repère de la pièce avec le repère de l’assemblage.

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Formation académique SolidWorks Année 2004

Moules d’injection plastique page 12

4���� Choisir Insertion, Composant, Nouvelle pièce 5���� Enregistrer la nouvelle pièce empreinte sup.sldprt -Désigner le plan 1 de l’assemblage comme premier plan de définition de la nouvelle pièce. Une nouvelle pièce est créée, on passe automatiquement en mode édition de pièce. et une esquisse est ouverte sur le plan choisi.

6���� Fermer l’esquisse.

6���� Choisir Insertion/Géométrie de référence/Plan ou Créer un plan distant du plan 1 de 40 mm vers le dessous de la cuillère.

7���� Ouvrir une esquisse sur le nouveau plan créé.

8���� Convertir les entités.

fig11 : Esquisse de l’empreinte supérieure

Désigner les arêtes définissant le contour

extérieur de la cuillère.

����Attention : Veillez à bien définir un contour fermé. Il y a des arêtes de très petite dimension à sélectionner.

9-���� Extruder

Utiliser l’option jusqu’à la surface et sélectionner la surface-emp-sup de la cuillère.

fig :14 Volume de base de l’empreinte supérieure

Remarque :

Au cours de ce travail, On peut

éventuellement rencontrer des problèmes

du type contour ouvert. Ceci est du à quatre arêtes de très petites dimensions

au voisinage de la base du manche de la

cuillère.

fig12 :Mise en évidence de la zone posant problème

Détail A

Page 13: Realisation Moules Injection Plastique

Formation académique SolidWorks Année 2004

Moules d’injection plastique page 13

fig13 :Détail A

Très, très petite arête que l’on peut court-

circuiter en créant un point de fusion entre les points extrêmes des arêtes non liées.

Très petite arête à saisir avec un fort

coefficient de zoom

Etape n°3 : Modification de l’ empreinte pour l’adapter au moule

1-���� Ouvrir empreinte sup.sldprt

2���� Choisir Insertion/Surface/Cousue ou

-Choisir les surfaces définissant le contour

latéral de la pièce.

-Renommer la fonction obtenue surface latérale.

fig15 : Création de la surface cousue surface-latérale

3���� Choisir Insertion/Géométrie de référence/Plan ou Créer un plan distant du plan 2 de 60 mm.

4���� Ouvrir une esquisse sur le nouveau plan créé.

5���� Convertir les entités.

fig16 : Esquisse du volume extérieur du moule

Désigner les arêtes définissant le contour

latéral de l’empreinte.

����Attention : Veillez à bien définir un contour fermé. Il y a des arêtes de très petite dimension a sélectionner.

Page 14: Realisation Moules Injection Plastique

Formation académique SolidWorks Année 2004

Moules d’injection plastique page 14

6-���� Extruder

Utiliser l’option jusqu’à la surface et sélectionner la surface-latérale de l’empreinte.

fig17 : Création du volume latéral de l’empreinte

7-���� Choisir Insertion/ Répétition/symétrie / Fonction de symétrie ou

-Prendre le plan 2 comme plan de symétrie. -Choisir le volume latéral créé

précédemment comme fonction à symétriser.

fig18 : Volume obtenu après symétrie de la fonction

8���� Ouvrir une esquisse sur le plan 2.

On ajoutera des relations entre les

entités de l’esquisse et les contours de

la pièce

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Formation académique SolidWorks Année 2004

Moules d’injection plastique page 15

9���� Extruder

On utilisera l‘option plan milieu et une épaisseur de 120 mm.

fig19 : Modèle final de l’empreinte supérieure

4/ Création de l’empreinte inférieure

Il suffit de reprendre le travail précédent à partir de l’étape 2:

1 ���� Créer l’assemblage empreinte-inf.sldasm

2 ����Créer dans l’assemblage la pièce

empreinte inf.sldprt

3 ����Modifier la pièce empreinte inf.sldprt

pour l’adapter au moule.

fig20 : Modèle final de l’empreinte inférieure

.

fig21: Les éléments réalisés