LA MAÎTRISE DE LA TEMPÉRATURE DES MOULES

Dans le moulage, la température du moule exerce une influence considérable sur la qualité des pièces et sur le cycle de travail.

Une température de travail du moule trop basse peut provoquer les problèmes suivants :

• Dégradation rapide du moule

• Difficulté d'éjection

• Contraction de la pièce autour des broches

• Soudures entre le métal et le moule

• Diminution de l’efficacité des dégrippants lubrifiants

• Instabilité dimensionnelle

• Remplissage incomplet

En revanche, une température de travail du moule trop haute entraîne les problèmes suivants :

• Difficulté d'éjection de la pièce moulée (déformations, arrachés)

• Dégradation rapide du dégrippant lubrifiant

• Allongement du temps de cycle

• Instabilité dimensionnelle de la pièce

• Formation de cloques

• Présence de porosités et de retassures

• Accélération de l’usure du moule

Il est clair que la maîtrise correcte de la température du moule joue un rôle d'importance vitale pour assurer une qualité de production constante et élevée, sans oublier l'optimisation du cycle de fabrication.

Les thermorégulateurs sont des équipements électromécaniques qui ont pour fonction de régler la température les moules utilisés pendant le processus de moulage sous pression.

La régulation thermique s'accomplit à travers le réchauffage et/ou le refroidissement d'un fluide (huile diathermique ou eau pressurisée) qui est ensuite envoyé, par l'action d'une électropompe, à l'intérieur des canaux prévus à cet effet dans le moule ; la transmission de chaleur à la surface de moulage se fait ensuite par convection entre le fluide et la surface des canaux et par conduction à travers le matériau du moule lui-même.

L'emploi de centrales de thermorégulation comporte principalement les avantages décrits aux quatre points suivants :
  
1) AMÉLIORATION DES CARACTÉRISTIQUES MÉCANIQUES ET DE RÉSISTANCE DE LA PIÈCE MOULÉE SOUS PRESSION

2) POSSIBILITÉ D'AUGMENTER LA PRODUCTIVITÉ DES PRESSES À TRAVERS LA RÉDUCTION DU TEMPS DE CYCLE

3) ALLONGEMENT DE LA VIE DES MOULES

4) DIMINUTION DES REBUTS INITIAUX

LES THERMORÉGULATEURS POUR AMÉLIORER LA QUALITÉ DE LA PIÈCE MOULÉE

Les caractéristiques mécaniques d'une pièce moulée sous pression sont étroitement liées à la morphologie structurale de l'alliage et à sa granulométrie.  Avec l'augmentation du nombre de grains par unité de volume, c'est-à-dire avec une structure cristalline fine, on observe une amélioration des valeurs suivantes :

- allongement %

- résistance mécanique à la traction

- dureté

La taille des cristaux en moulage sous pression est indubitablement liée au temps local de refroidissement de la pièce moulée:

L’utilisation des thermorégulateurs assure une vitesse de refroidissement très élevée, avec l’amélioration conséquente des propriétés mécaniques et de résistance de la pièce.

Sur des pièces ayant des épaisseurs différentes, il est possible d’uniformiser les propriétés mécaniques et de résistance en rendant constant le temps de solidification dans les différentes zones de la pièce moulée, en réchauffant les zones trop froides (de faible épaisseur) et en refroidissant les zones trop chaudes (de grande épaisseur).

LES THERMORÉGULATEURS POUR AUGMENTER  LA PRODUCTIVITÉ

L’emploi de thermorégulateurs contribue à améliorer la productivité d’une entreprise.

En augmentant le nombre de pièces moulées par heure, on augmente la quantité de chaleur transférée de l’alliage à la surface moulage (pour l’alliage UNI 5076, Q= 798 kJ/kg), d’où une augmentation de la température du moule et par conséquent un allongement du temps de solidification.

Les centrales de thermorégulation permettent de maintenir un nombre de moulages élevé car cette hausse thermique est compensée par l'augmentation du refroidissement.

LES THERMORÉGULATEURS POUR AUGMENTER LA DURÉE DE VIE DU MOULE

Comme le montre le graphique ci-contre, les moules qui sont utilisés normalement dans le processus de moulage sous pression possèdent des caractéristiques physiques et mécaniques qui varient en fonction de la température.

Avec les thermorégulateurs, il est possible d’obtenir un préchauffage approprié du moule pour:

• Outrepasser la température de transition Fragile/Ductile de l’acier (environ 150°C), au-dessous de laquelle la probabilité de dommages structuraux dus à la fatigue thermique est élevée.

• Réduire le gradient thermique entre le moule et le métal en fusion, aussi bien dans la phase de pré-moulage que pendant les temps d’arrêt de la machine, ce qui a pour effet de limiter considérablement les tensions thermiques dans l’acier.

En opérant selon le mode décrit, on obtient une augmentation de la durée de vie des moules de jusqu’à 27-30%.

LES THERMORÉGULATEURS POUR RÉDUIRE LES REBUTS INITIAUX

Le réchauffage du moule en début de cycle et lors des arrêts de la machine non seulement augmente la durée de vie des moules en diminuant les chocs thermiques, mais il permet aussi de réduire le nombre de cycles de moulage nécessaires pour porter le moule à température.

Il a été démontré que dans certains cas, la réduction des rebuts a atteint des valeurs de jusqu’à 65%