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May 18, 2023

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Dans le moulage par micro-injection, la taille de la production augmente à mesure que nous avançons dans le temps et se chiffre désormais souvent par millions. Des scientifiques du Kunststoff-Zentrum (Centre des matières plastiques) de Leipzig/Allemagne (KUZ) ont développé en collaboration avec Hasco une technologie permettant une production économique sur des machines de moulage par injection conventionnelles.

La demande de microcomposants moulés par injection d'une taille de quelques millimètres cubes et d'un poids de quelques milligrammes seulement est en constante augmentation, en particulier dans les secteurs médical, automobile et électronique grand public. Ici, les nombres d'unités de l'ordre du million à trois chiffres ne sont plus rares. En principe, ces exigences peuvent être satisfaites de deux manières. Outre le fait de disposer d'un grand nombre de machines de moulage par micro-injection dédiées avec un nombre relativement faible d'empreintes, des quantités élevées correspondantes peuvent être obtenues en utilisant des solutions de moules à empreintes élevées avec des machines de moulage par injection standard, même si cela nécessite une certaine quantité de travail supplémentaire. Bien que cela offre une plus grande fiabilité de processus et une moindre probabilité de panne, cela est considérablement plus coûteux en termes d'investissement et d'espace requis. La deuxième variante offre donc des avantages économiques considérables, mais entraîne d'autres défis liés au processus.

Les experts du Kunststoff-Zentrum de Leipzig (KUZ) travaillent sur le moulage par micro-injection depuis la fin des années 1990 [1]. Le Dr Gábor Jüttner, chef d'équipe en technologie des microplastiques, donne un aperçu du principe technologique : « L'un des premiers projets a été le développement de notre machine de moulage par micro-injection Formica Plast avec une unité d'injection à piston à deux étages. » Dans ce processus, les granulés sont d'abord fondus dans le cylindre de préplastification et transportés par le piston de préplastification dans le cylindre d'injection. À partir de là, un micropiston servo-électrique d'un diamètre de quelques millimètres pousse une petite quantité correspondante de matière fondue dans la cavité avec une grande précision. Cependant, comme cette technologie est conçue pour un traitement doux et précis de très petits volumes de matière fondue d'env. De 4 à 400 mm3, la montée en gamme atteint vite ses limites.

« Lorsqu'il est devenu évident, il y a trois ou quatre ans, qu'une production de quelques centaines de milliers de pièces n'était plus suffisante pour un nombre croissant d'applications, nous avons décidé de nous lancer dans la fabrication de précision à haute cavité pour des pièces micromoulées. », explique Steffen Jacob, chef de projet à la KUZ.

Dans le cadre du projet Scale-Mi [2] financé par des fonds publics, la technologie des micro-pistons servo-électriques mentionnée ci-dessus a été étendue au cours des deux dernières années pour s'adapter à un plus grand nombre de cavités. Avec cette approche, la matière fondue est acheminée depuis l'unité de plastification d'une machine de moulage par injection à vis conventionnelle vers un collecteur à canaux chauds, où elle est répartie, par exemple, sur quatre modules d'injection. Sur chacun de ces modules, une unité d'injection à micro-pistons injecte activement la matière fondue dans une zone de moule comportant chacune, par exemple, quatre cavités. Dans cet exemple, une production à 16 empreintes peut ainsi être réalisée. De cette manière, les avantages de la plastification vis/piston pour fournir une quantité de matière fondue pour des volumes plus élevés sont combinés avec les avantages de la dynamique d'injection et de la précision des petites unités d'injection à piston.

Puisque chacun des modules d'injection, dans certaines limites, peut être contrôlé ou ajusté individuellement en termes de volume de tir, de vitesse d'injection, etc., différentes pièces moulées peuvent également être réalisées. Ainsi, la réalisation de moules familiaux est possible sans les inconvénients habituels.

Cependant, cette combinaison de la technologie spéciale des micropistons avec un canal chaud pose un défi majeur pour la production des canaux porteurs de matière fondue.

Ici, le Streamrunner fabriqué de manière additive de Hasco permet non seulement des économies d'espace considérables, mais également, grâce à sa géométrie optimisée, il est possible de maintenir la quantité de matière fondue gardée en réserve aussi petite que possible, minimisant ainsi le temps de séjour de la matière fondue.