Presses à mouler et à rogner 101

introduction

Les presses à moules et à garnitures sont largement utilisées dans l’industrie automobile pour produire une variété de composants intérieurs tels que; tableaux de bord, panneaux de porte, garnitures intérieures, isolation et revêtements de tête, de coffre, de capot et de pont arrière. Les presses peuvent également être utilisées pour créer des pare-feu, des isolants en mousse et pour couper des pièces métalliques. Ces presses à moules et à garnitures automobiles sont extrêmement polyvalentes et peuvent être conçues sur mesure pour répondre aux applications spécifiques d’un fabricant. Le choix d’une presse de moulage et de garniture pour les besoins automobiles nécessite une analyse du coût du processus, de l’efficacité et d’autres exigences opérationnelles. La créativité et la complexité des pièces pouvant être produites avec une presse à mouler et à découper sont infinies et limitées aux ensembles d’outils individuels utilisés pour le formage.

Figure. 1: de nombreuses pièces d'intérieur de voiture sont largement fabriquées avec des presses à moules et à garniture

Matériaux et applications

Les constructeurs automobiles doivent relever de nombreux défis dans une industrie aussi compétitive. En plus de produire des voitures qui répondent aux exigences des consommateurs, aux objectifs de coûts et de volume et aux réglementations de sécurité en constante évolution, des pressions croissantes s’exercent sur la création de pièces plus légères et plus solides pour une efficacité énergétique améliorée et des capacités à résister aux chocs.

La sélection des matériaux pour les processus de presse à mouler et à découper est primordiale pour le succès des constructeurs automobiles. L’esthétique, la formabilité, la finition, le poids, la couleur, le toucher et la sensation sont tous importants. Les pièces produites par moule et garniture sont souvent nécessaires pour loger et cacher les fils et l’électronique, ce qui facilite l’assemblage, la maintenance et le remplacement éventuel.

Les plastiques techniques, avec une faible densité de matériau, une durabilité et une stabilité dimensionnelle, se sont avérés être un choix supérieur pour les pièces de moules et de garnitures automobiles. L’acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), les polycarbonates (PC), les alliages ABS/PC, le polypropylène (PP), le polyphénylène éther modifié (PPE) et l’anhydride styrène-maléique (SMA) ne sont que quelques exemples de polymères plastiques modernes. qui sont régulièrement utilisés.

Ces types de plastiques permettent de former des conceptions compliquées et des formes complexes. Une seule pièce qui intègre de nombreuses fonctionnalités peut être fabriquée, ce qui donne des conceptions et des finitions homogènes et esthétiques. Les fabricants peuvent réaliser d’importantes économies de coûts car la couleur peut être ajoutée directement aux résines, les techniques de finition peuvent donner aux plastiques l’apparence et la sensation de tissus complémentaires, de grain et de peinture à haute/faible brillance.

Les matériaux polymères plastiques sont bien adaptés aux conceptions flexibles et polyvalentes qui se traduisent par des composants automobiles intérieurs élégants, esthétiques, résistants aux rayures et durables. Les considérations relatives aux vibrations, au bruit, à la résistance aux UV, au climat, aux dégagements gazeux, au recyclage après vie des matériaux sont des défis supplémentaires auxquels les constructeurs automobiles sont confrontés lors de la conception et du choix des matériaux pour leurs produits.

Processus de formation

Il existe un certain nombre de procédés de fabrication automobile où des presses à mouler et à rogner peuvent être utilisées. Certains de ces processus spécifiques incluent:

Moulage de deux feuilles: ce processus implique les deux méthodes de formage sous vide et de formage sous pression de deux feuilles simultanément dans une presse à platine à température contrôlée. Chaque feuille est d’abord chauffée et formée sous vide dans un moule individuel, qui sont montés sur les plateaux supérieur et inférieur de la presse. Les plateaux sont rapprochés rapidement pour maintenir les températures et les deux feuilles formées sont liées ensemble sous haute pression. La pièce résultante est un seul produit creux qui ne nécessite aucun collage supplémentaire.

Figure. 2: Processus de moulage de double feuille

Le moulage à double feuille est un processus qui peut s’adapter à de nombreux matériaux et épaisseurs de feuille et qui est couramment utilisé dans l’industrie automobile en raison de la légèreté et de la résistance des pièces produites alors que les constructeurs automobiles s’efforcent continuellement d’améliorer l’efficacité énergétique. De plus, le processus permet d’utiliser différents matériaux, tels que des métaux et de la mousse, pour combler les espaces à l’intérieur d’une pièce moulée en deux feuilles pour des propriétés encore plus polyvalentes et avantageuses de la pièce finie. Les pièces automobiles courantes qui peuvent être produites avec ce processus comprennent les réservoirs de carburant, les panneaux de carrosserie et toutes les pièces pouvant nécessiter des composants intérieurs séparés ou un accès intérieur.

Moulage par compression: processus de fabrication courant qui utilise des thermodurcissables, des thermoplastiques, des élastomères et des matériaux en caoutchouc pour produire des pièces de tailles, d’épaisseurs et de complexités variables. Les matériaux utilisés sont généralement préchauffés et formés par pressage dans une cavité de moule et application d’une pression contrôlée. Les pièces automobiles courantes produites par moulage par compression comprennent; capots, ailes, spoilers et pièces plus petites et plus complexes.

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Figure. 3: Une presse de moulage par compression de 3500 tonnes

Pour plus d’informations sur le processus de moulage par compression, veuillez consulter le livre blanc Compression Molding 101 .

Thermoformage du plastique et sous vide : Des matériaux tels que le vinyle et les plastiques doux au toucher qui sont largement utilisés dans les intérieurs de voitures finis peuvent être produits par thermoformage sous vide et plastique. Une feuille de plastique est placée au-dessus d’un moule et chauffée, et une presse forcera un moule vers la feuille au fur et à mesure qu’elle se forme et crée un joint. Le vide est ensuite appliqué pour s’assurer que le matériau prend la forme appropriée du moule. La presse est configurée de telle sorte que le durcissement ait lieu dans un environnement à température contrôlée, et la pièce en plastique est ensuite séparée du moule, ce qui donne une pièce finie de haute qualité. En raison de facteurs tels que le matériau et l’application de chaleur, des pressions de formage beaucoup plus faibles sont nécessaires avec ce processus. Les coûts d’outillage et les exigences pour les presses à fort tonnage sont réduits, ce qui en fait un processus viable pour les pièces pour l’industrie automobile car il peut être utilisé dans différentes tailles et quantités de production.

Un certain nombre de pièces et de pièces pour automobiles peuvent être produites par thermoformage sous vide et plastique, notamment des pare-chocs, des caisses de camion et des tapis de sol. Diverses couleurs, finitions et même des considérations environnementales pour les matériaux et les pièces finales sont possibles, ce qui en fait un processus important pour les constructeurs automobiles qui s’efforcent de plaire aux consommateurs et aux goûts individuels variés.

Établissement des paramètres de processus

Le processus de moulage et de garniture est toujours spécifique aux pièces individuelles créées et au matériau utilisé. Des facteurs tels que la répartition de la chaleur, le contrôle de la température et les méthodes d’éjection ne sont que quelques-unes des variables en plus des paramètres typiques du processus de presse.

Taille du lit

Le lit d’une presse à mouler et à rogner doit pouvoir s’adapter à l’empreinte du plus grand ensemble d’outils attendu. L’orientation de la pièce est importante pour le formage global, mais déterminera également les exigences globales pour les dimensions du lit. Un large accès au lit des quatre côtés de la presse est avantageux pour la manipulation automatisée et manuelle des matériaux et des pièces.

Tonnages et vitesses

Avec les pièces de moules et de garnitures automobiles, les exigences ne dépassent généralement pas 300 tonnes. Une presse dont le tonnage est appliqué au-delà de ce qui est requis peut entraîner une surconsommation d’énergie et une usure de l’outillage.

Le rognage des pièces nécessite des tonnages appropriés pour la façon dont la pièce finie sera coupée en fonction de la géométrie, du matériau et de l’outillage spécifiques.

Un moule hydraulique et une presse de finition peuvent être contrôlés pour s’ouvrir et se fermer aussi rapidement que nécessaire. Mais avec les pièces moulées et les garnitures, la vitesse et les temps de cycle de production sont souvent déterminés par la pression nécessaire et les exigences de chauffage et de refroidissement pour former les pièces et le matériau individuels. La complexité de la pièce, la finition de surface et la manipulation sont souvent des facteurs limitant la vitesse de production des pièces plutôt que la vitesse de la presse elle-même.

AVC et lumière du jour

Il doit y avoir suffisamment de lumière du jour entre les faces de l’outil entièrement rétractées pour permettre le retrait de la pièce finie de la presse. En pratique, cela se traduit par une lumière du jour qui représente environ le triple de la course de presse. Si une presse est utilisée pour produire plus d’une pièce, la course et la lumière du jour doivent s’adapter au plus grand outillage attendu. Des dégagements supplémentaires peuvent être nécessaires pour s’adapter au refroidissement de la matrice, au chauffage de la matrice, à l’accès au robot ou au chargeur et à l’outillage à changement rapide.

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Figure. 4: Une presse à moules et garnitures de 250 tonnes

Presses hydrauliques pour moules et garnitures

Les presses hydrauliques pour moules et garnitures peuvent être conçues sur mesure et équipées de systèmes de commande électriques pour garantir une solution optimale pour les applications de fabrication automobile. Les considérations de répétabilité et de précision, ainsi que la capacité de contrôler les tonnages et la pression de formage sont essentielles pour une production efficace et réussie. Les presses hydrauliques offrent une polyvalence et peuvent être utilisées pour produire une variété de pièces en échangeant des outils.

Certaines des options qu’un moule hydraulique et une presse à rogner peuvent être équipés comprennent:

  • Plateaux chauffants
  • Tables basculantes
  • Plateaux rotatifs à 180 degrés
  • Systèmes de nivellement à crémaillère et pignon
  • Traversins roulants / navettes
  • Systèmes de vide
  • Éjecteurs
  • Coups de poing
  • Circuits auxiliaires pour les fonctions noyau/éjection
  • Package de diagnostic à distance

Avec un nombre infini d’options et d’ensembles différents pouvant être personnalisés, les presses hydrauliques pour moules et garnitures restent une option flexible et durable pour les constructeurs automobiles. Les constructeurs automobiles proposent généralement un certain nombre de niveaux de finition avec chaque voiture, et leurs conceptions peuvent subir des programmes de rafraîchissement aussi rapidement que 1 à 2 ans. Il est important que les presses hydrauliques à moules et à garnitures aient la capacité de s’adapter à cet environnement en constante évolution.

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Figure. 5: Deux presses à moules et à garnitures de 150 tonnes

Avantages

  • Certains des principaux avantages de l’utilisation de presses hydrauliques pour moules et garnitures pour les pièces intérieures d’automobiles comprennent:
  • Efficacité – production rapide et reproductible
  • Conception de pièces complexes
  • Flexibilité dans le matériau, la couleur et les finitions des pièces
  • Pièces légères et solides
  • Réduction des déchets de matériaux
  • Précision et exactitude des pièces

Références d'images

  1. Fig 1: MT_P-F1, Silvestro, Brian, Road and Track, ce sont les 20 meilleurs intérieurs de voitures neuves, 9 octobre 2019
  2. Fig 2: MT_P-F2, Notions de base du thermoformage ( https://kydex.com/technical-resources/thermoforming-processes )
  1. Fig 3: MT_P-F3, A 1000 Presse à Platine Chauffée, Macrodyne
  2. Fig 4: MT_P-F4, une presse à mouler et à rogner de 250 tonnes, Macrodyne
  3. Fig 5: MT_P-F5, deux presses à mouler et à rogner de 150 tonnes, Macrodyne