Realisation Moules Injection Plastique

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Année 2004

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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fig3 :Principe de l’injection plastique

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On peut donc décomposer le moule en trois éléments principaux :
La partie fixe
La partie mobile
La batterie d’éjecteurs La partie mobile Grappe

Batterie d’éjecteurs

Empreinte

La partie fixe 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

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2/Les différentes étapes de création du modèle de l’empreinte. Etape n°1 : Création du bloc empreinte

Etape n°2 : Création de l’assemblage temporaire

bloc-empreinte /grappe

Etape n°3 : Création d’une empreinte

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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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 le repère de la pièce avec le repère de l’assemblage. de manière à inférer -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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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 blocempreinte.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 sur une des faces 5
Ouvrir une esquisse 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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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 carotte.

sur 180° autour de l’axe de la

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 2 3 4


Ouvrir l’assemblage partie fixe.sldasm
Insérer la pièce empreinte-fixe.sldprt
Ouvrir l’assemblage partie mobile.sldasm
Insérer la pièce empreinte-mobile.sldprt

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

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

2/Les différentes étapes de création du modèle de l’empreinte. Etape n°1 :

Surface enveloppe supérieure

Etape n°2 :

Surface enveloppe inférieure

Modification du modèle de la cuillère Création des surfaces enveloppe supérieure et inférieure

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.

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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 Face à choisir 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, Arête à définissant la ligne de joint, dans la choisir fenêtre Arêtes à rayonner, mais cela peut poser des problèmes au logiciel. Du même ordre que ceux que fig7 : Choix des paramètres de création de la surface rayonnée l’on obtient quand on met trop d’arêtes à arrondir dans la définition d’un congé.

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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.

Fig8 : résultat obtenu après création de la première surface rayonnée

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

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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.

Choisir toutes les surfaces de la face supérieure. Renommer la surface cousue obtenue en

surface-int.
Attention : N’oubliez personne !

fig10 : Création de la surface cousue surface-int

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

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

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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. 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.

fig11 : Esquisse de l’empreinte supérieure

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.

Détail A

fig12 :Mise en évidence de la zone posant problème

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Très, très petite arête que l’on peut courtcircuiter 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

fig13 :Détail A

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.

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.

fig16 : Esquisse du volume extérieur du moule

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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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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

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