Injection Soufflage 2007-2008 profschwendiplasturgie.free.fr/lycee/cours/Injection...INJECTION SOUFFLAGE 6 Technologie 8. Différence entre Injection Soufflage et Extrusion Soufflage

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Niveau : BAC PRO Plasturgie

Date : ……………………………..

Durée : 2 heures

Pré-requis : Injection Extrusion Soufflage

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1. PRINCIPE

Le procédé d’Injection-Soufflage permet de réaliser des corps creux qui présentent de

bonnes propriétés mécaniques. Il se décompose en 2 phases distinctes :

• Une première phase d’injection. Cette phase consiste à injecter une préforme (éprouvette) dans un moule d’injection.

• Une deuxième phase de soufflage. Cette phase consiste à souffler la préforme dans un moule.

Cette technique est essentiellement réservée aux thermoplastiques. Le cycle de fabrication se compose de 5 étapes : Les différentes étapes :

� Injection de la préforme. Celui-ci est définitivement réalisé à ce stade de fabrication de l’objet.

� La préforme encore chaude (120°C-200°C) est transférée dans un moule de soufflage

� Soufflage. L’air comprimé est introduit au travers du noyau portant la préforme

� La pièce est démoulée, puis transférée à l’aide du noyau sur le poste d’éjection

� Ejection

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2. LES DIFFERENTES TEMPERATURES

3. LES PREFORMES

� Noyaux cylindriques : Noyaux lisses et empreintes lisses, épaisseur constante : moulage aisé, mais variation d’épaisseur au soufflage.

� Noyaux coniques : Dépouilles > 0,5%, et formes données par le moule : réalisation simple de plusieurs noyaux, mais forme extérieure pouvant nuire à l’état de surface de l’objet soufflé

� Noyaux étagés et moule lisse L’objet soufflé est très « propre », réalisation de plusieurs noyaux onéreuses, et démarrage de fabrication délicat.

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4. LES OUTILLAGES

Injection :

� Moules similaires aux moules d’injection, mis à part : o Passage, centrage, arrêt en translation du noyau o Régulation en température élaborée sur plusieurs zones à T° différente

� Moules mono ou multi-empreintes � Alimentation sans déchets, pour éliminer la présence de carottes

Soufflage :

� Similaires au moules d’extrusion soufflage (évents, refroidissement…) � Permet le passage du noyau

5. APPLICATIONS

Ce procédé permet d’obtenir de type flacon (pharmacie, cosmétique) où les volumes doivent être très précis ainsi que des bouteilles légères pour boisson.

6. COMPARATIF AVEC EXTRUSION SOUFFLAGE

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7. PRINCIPE DU SOUFFLAGE BI-ETIRAGE

Cette technique se différencie de l’injection-soufflage par l’étirage bi-axial de la matière.

Dans ce cas, on bénéficie des avantages de l’orientation des macromolécules dans les directions d’utilisation de la matière.

• L’étirage dans l’axe de l’objet se fait par un piston et un soufflage léger, les molécules s’orientent dans l’axe de l’objet.

• L’étirage radial se fait par soufflage Bi étirage en temps réel :

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8. Différence entre Injection Soufflage et Extrusion Soufflage

Ces 2 techniques permettent de fabriquer des corps creux en grandes séries. En injection

soufflage, la forme intérieure de l’objet n’est pas obligatoirement homothétique (similaire) de

l’enveloppe extérieure (comme en extrusion soufflage), ce qui autorise la conception de

récipients avec des orifices de très grandes résistances mécaniques, ou des pièces complexes

avec des formes creuses.

Avantages

• Elimination des lignes de soudure, pas de soudure sur le fond de l’empreinte

• Fabrication précise du goulot des récipients, ou des parties fonctionnelles des pièces

• Régularité des épaisseurs après soufflage d’où un gain de poids (de moins en moins

vrai avec la régulation de paraison

• Possibilité de mouler des objets avec un grand facteur de forme

• Augmentation des propriétés mécaniques par étirage bi-axial

• L’utilisation d’une préforme permet de mieux programmer les épaisseurs de l’objet,

grâce au moule d’injection, ou en diminuant la longueur de paraison et son étirage en

extrusion soufflage.

Inconvénients

• Les possibilités de forme sont plus limitées que par ES. Exemple : il est très difficile

de réaliser un récipient avec une poigne en IS

• Les matériaux facilement bi-orientables sont peu nombreux :PET, PAN, PVC. De plus

les investissements sont importants et la production pour être rentable, doit se situer

entre 500 et 15 000 pièces par heure.

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9. EXEMPLE DE SOUFFLAGE DES BOUTEILLES EN PET (Source : Les Techniques de L’ingénieur)

Nous étudions ici plus particulièrement le soufflage des bouteilles et flacons en PET (polyéthylène téréphtalate) parce qu'il est souvent réalisé au sein même de l'usine de produits alimentaires qui les utilise, afin d'intégrer en un même lieu toute la production et de ne pas avoir à transporter des emballages vides et encombrants.

Les préformes moulées par injection sont maintenues col en haut, elles descendent par gravité jusqu'à la roue d'alimentation qui les charge sur une chaîne de tournettes (figure 1 ). La progression de la chaîne de tournettes entraîne la rotation des préformes sur leur axe et leur défilement en continu dans le four. Les préformes y sont chauffées par une série de lampes infrarouges (IR) à quartz. Une ventilation assure un refroidissement superficiel des préformes, tandis que les IR les chauffent à cœur. La température est contrôlée et asservie sur toute la hauteur de la préforme : la zone située sous le col est chauffée davantage afin d'obtenir un taux d'étirage plus important ; les cols sont maintenus à basse température afin qu'ils ne soient pas déformés pendant le soufflage car ils doivent conserver le même diamètre jusqu'au bouchage.

Figure 1 - Machine de soufflage des bouteilles en PET, remplissage et bouchage (Combi, société Sidel)

Ø Figure 1 - Machine de soufflage des bouteilles en PET, remplissage et bouchage (Combi, société Sidel)

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À la sortie du four, les préformes sont transférées vers une roue de soufflage ou vers une presse comportant un certain nombre de moules. La rotation de la roue de soufflage permet d'enchaîner les différentes phases de la bi-orientation. Le soufflage est effectué au moyen d'une tuyère (par exemple, tuyère-cloche sur les machines Sidel). Après descente de la tuyère, un étirage longitudinal est effectué par une tige d'élongation. Un présoufflage initie l'étirage latéral. À la fin de la course d'étirage, le soufflage à haute pression achève l'étirage latéral et bloque la paroi de la bouteille contre le moule.

Après refroidissement et ouverture des moules, les bouteilles ou flacons sont repris par des bras de transfert et évacués entre des rails de guidage et, dans la plupart des cas, ils sont immédiatement transférés aux étiqueteuses et soutireuses.

Les cadences de production s'étendent de 4 000 à 28 000 bouteilles par heure (bph).