Avec l'avancement des politiques environnementales mondiales, la vaisselle réutilisable en plastique PP de qualité alimentaire est devenue une direction de développement importante pour l'industrie de la vaisselle alimentaire. Le plastique PP de qualité alimentaire (polypropylène, code de recyclage 5) est un matériau sûr largement utilisé dans la vaisselle réutilisable. Il est non toxique et inodore, peut supporter des températures élevées jusqu'à 120 °C, peut être chauffé à plusieurs reprises sans se déformer facilement et ne contient pas de bisphénol A. Il possède des propriétés chimiques stables et n'est pas facilement réactif avec les aliments. Après certification faisant autorité, il peut être en contact prolongé avec les aliments.
Ce projet vise à concevoir et fabriquer un ensemble de moules d'injection pour la production de vaisselle pour une certaine entreprise de restauration, afin de répondre à ses besoins de production à grande échelle et respectueuse de l'environnement.
- Concevoir une embase de moule avec 3 noyaux interchangeables pour permettre la production de 3 tailles différentes de bols, réduisant ainsi efficacement les coûts du projet pour le client.
- Optimiser la structure du moule pour assurer une épaisseur de paroi uniforme du produit (± 0,05 mm) et éviter les défauts de déformation ou de retrait.
- Adapter les caractéristiques du matériau PP (facile à rétracter), optimiser le système de canaux chauds et le système de refroidissement.
- Durée de vie du moule supérieure à 1 million de cycles, répondant aux besoins de production à long terme du client.
- Analyse du produit et détermination du schéma du moule
- Cartographie du produit : Obtenir les modèles CAO de trois bols à l'aide de la technologie de numérisation 3D, et annoter les dimensions clés telles que le diamètre de la boîte, la hauteur et les tolérances d'épaisseur de paroi.
- Adaptation des caractéristiques du matériau : Le matériau PP a une plage de température de fusion étroite (170-230 °C), nécessitant la conception d'un système de canaux chauds à température contrôlée indépendante pour éviter la surchauffe locale ou un remplissage insuffisant du moule.
- Sélection du bâti de moule : Un bâti de moule standard HASCO est utilisé pour assurer la stabilité de l'installation du moule.
- Conception de la structure du moule
- Conception de la ligne de joint : Sélectionner la limite entre le fond de la vaisselle et le corps de la boîte comme ligne de joint pour simplifier la structure de démoulage.
- Système de coulée :
- Angle R de la buse canon : R15,5, connectée à la buse de la machine de moulage par injection.
- Marque du canal chaud : MOLDMASTERS, du Canada.
- Buse : une buse à volet au centre du fond du produit pour éviter les marques de soudure sur la surface.
- Système de refroidissement : Canal d'eau de refroidissement circulaire d'un diamètre de 8 mm, disposé autour de la cavité, réduisant le temps de refroidissement à 10 secondes.
- Mécanisme de démoulage : Poussoir + éjection par air pour assurer un démoulage en douceur.
- Fabrication du moule
- Les inserts de cavité et de noyau sont fabriqués en acier 1.2343ESU avec une dureté de HRC48-50, assurant une résistance à l'usure, au polissage et à la corrosion.
- Usinage de précision par centre d'usinage, rugosité de surface Ra ≤ 0,4 μm, tolérance avec ± 0,01 mm.
- Le système de canaux chauds adopte un contrôle de température indépendant HeatingZone, avec une différence de température contrôlée dans ± 2 °C.
- Essai de moulage T1 et résolution de problèmes
- Problème 1 : Les produits en plastique présentent des piqûres de gaz lors du premier essai.
- Solution : L'ajout d'une rainure d'air au moule et l'optimisation des paramètres d'injection ont efficacement résolu le problème.
- Production continue pendant 8 heures et calcul du taux de défauts :
- Écart de taille : 0%
- Défaut de surface : 0,1%
- Difficulté de démoulage : 0%
- Efficacité de la production : Un cycle de moulage de 20 secondes, avec une production quotidienne de 4000 pièces.
- Indicateurs techniques
- Durée de vie du moule : 1,05 million de cycles (dépassant la cible d'1 million de cycles).
- Taux de qualification des produits : 99,65% (exigence du client ≥ 99%).
- Taux d'utilisation des matériaux : 92% (85% pour les moules traditionnels).
- Bénéfices économiques
- Le coût par pièce a été réduit de 20% (grâce à une bonne conception du moule et à un bon système de refroidissement).
- La capacité de production annuelle du client a été augmentée à 1 million de pièces pour répondre à la demande du marché.
- Bénéfices environnementaux
- Réduction des déchets de matériau PP de 15%, conformément aux objectifs ESG de l'entreprise.
- Clé d'adaptation du matériau PP :
- Contrôler strictement la température de fusion et la température du moule.
- Adopter un canal chaud à température contrôlée de haute précision pour résoudre le problème du remplissage insuffisant du moule.
- Direction d'optimisation de la conception du moule :
- Augmenter le nombre de canaux d'eau de refroidissement pour raccourcir davantage le cycle de moulage.
- Tester la conception du premier examen préliminaire avec plusieurs modèles, et améliorer le taux d'utilisation de l'embryon de moule.
- Commentaires du client :
- La grande stabilité du moule réduit le temps de maintenance de la machine de moulage par injection.
- Les bols en plastique ont passé la certification environnementale verte de l'UE.
- Image de la structure du moule (1 figure jointe : image d'assemblage du moule ; 2 figure jointe : image du moule réel ; 3 figure jointe : image du produit bol en plastique).
- Tableau des paramètres de la machine (pression d'injection, temps de maintien, temps de refroidissement, etc.).
- Rapport CMM d'acceptation client (inspection des inserts de moule).
Ce projet a résolu avec succès le problème technique du moulage par injection de matériau PP en optimisant la structure du moule et les paramètres du processus, fournissant une solution fiable pour la production à grande échelle de bols, et créant des avantages économiques et environnementaux significatifs pour l'entreprise.
