Qu’est-ce que l’analyse de l’écoulement de la résine ?
L’analyse de l’écoulement de la résine consiste à analyser et à visualiser l’écoulement cette dernière fondue dans un moule ou une matrice au moyen de calculs. Ces derniers permettent de prévoir la température, la pression, la vitesse, l’état de l’écoulement et le retrait de la résine lorsqu’elle est moulée dans une machine prévue à cet effet. La simulation peut être utilisée pour prévoir les défauts de moulage tels que les soudures, les déformations et les contraintes résiduelles, ains que pour analyser les causes des défauts de moulage.
L’analyse du moulage par injection comprend l’analyse du remplissage, de la pression et du refroidissement de la résine fondue dans le moule, l’analyse du gauchissement, l’analyse du refroidissement du moule et l’analyse de la réaction thermodurcissable de la résine.
L’analyse du moulage par extrusion comprend l’analyse de l’écoulement de la résine dans la filière, l’analyse du taux de refroidissement après l’extrusion de la filière, la prédiction de la déformation de la forme après le refroidissement, l’analyse de l’écoulement dans le cas du moulage multicouche, l’analyse de la déformation de la filière à l’aide de l’analyse couplée et l’analyse de la contrainte résiduelle de l’écoulement.
De plus, l’analyse du moulage par soufflage, du thermoformage et du moulage sous vide est également effectuée.
Utilisations de l’analyse du flux de résine
L’analyse du flux de résine peut être utilisée dans les départements de conception des produits, de conception des moules et de moulage. Son rôle est d’identifier et de résoudre à l’avance les problèmes sur le poste. Cela permet de raccourcir les délais de livraison, de réduire les coûts et d’améliorer la qualité.
Un exemple de mise en œuvre dans le domaine de la technologie des moules est l’optimisation de la conception de la porte grâce à l’analyse du flux. Notamment celle dans laquelle la résine est injectée virtuellement à partir de la position cible de la soudure.
Dans le domaine du moulage par injection, l’analyse numérique utilisant la méthode CIP permet d’analyser simultanément non seulement le comportement de la résine, mais aussi celui de l’air à l’intérieur du moule.
D’autres exemples incluent l’analyse détaillée de l’écoulement de la résine au niveau des étapes, la technologie de simulation de l’orientation des fibres pour le moulage CF-SMC et la conception des voies d’écoulement pour les moules à cavités multiples à l’aide de l’analyse de l’écoulement des résines thermodurcissables.
D’autres utilisations comprennent l’analyse de la visualisation des processus de génération et de disparition des lignes de soudure dans le moulage par injection à ultra-haute vitesse, la technologie d’évaluation des machines de mélange par extrusion, l’extrusion de résine phénolique et les applications de tuyaux en résine phénolique.
Caractéristiques de l’analyse du flux de résine
Les produits moulés en plastique ont souvent des parois minces et une forme tridimensionnelle en raison de leur viscosité élevée. C’est pourquoi l’analyse de l’écoulement de la matière fondue dans le moule est simplifiée à celle entre les plaques dans un espace étroit.
Tout d’abord, les équations de continuité, de mouvement et d’énergie sont formulées dans le système de coordonnées cartésiennes local. Les valeurs des propriétés des matériaux sont requises, parmi lesquelles la viscosité utilise les équations expérimentales pour le taux de cisaillement et la température.
Les équations sont ensuite résolues numériquement sur un ordinateur. Plusieurs méthodes d’analyse numérique peuvent être utilisées. Il s’agit notamment de la méthode des différences, de la méthode des éléments finis, de la méthode des éléments de frontière, de la méthode BFM (Branching Flow Method) et de la méthode FAN (Flow Analysis Network Method).
Un certain nombre de logiciels d’analyse des flux de résine utilisant ces méthodes sont disponibles dans le commerce. Cela permet aux ingénieurs chargés de la conception des produits en résine, des moules et des matrices, ainsi qu’aux ingénieurs de production, d’effectuer des simulations relativement facilement.
La température, la pression, le débit, la vitesse et le retrait des différentes parties de la matrice peuvent être élucidés et visualisés. De ce fait, les résultats de la simulation peuvent être consultés d’un seul coup d’œil. Les modèles d’écoulement, les soudures, les déformations de la chaîne et le rétrécissement peuvent alors être prédits. Cela a pour résultat d’éviter les défauts de moulage, de définir les positions des portes et de pouvoir sélectionner les températures des moules au stade de la conception.