Presses à injecter pour plastique estampage de matériaux thermoplastique

Haute qualité, fiabilité et technologie de pointe. Ces caractéristiques distinguent depuis toujours les presses de Plastic Metal, entreprise qui n’a cessé d’évoluer au fil des années.
Les produits Gefran s’inspirent de cette même philosophie et contribuent à atteindre des niveaux qualitatifs toujours plus élevés. Gefran offre des produits performants, fiables et faciles à utiliser, afin de simplifier le fonctionnement des machines d’estampage.
Haute qualité, fiabilité et technologie de pointe. Ces caractéristiques distinguent depuis toujours les presses de Plastic Metal, entreprise qui n’a cessé d’évoluer au fil des années.
Ces presses possèdent une structure mécanique extrêmement robuste et elles sont réalisées à partir de composants de haute qualité, dont les spécifications techniques dépassent les standards industriels en vigueur dans le secteur des machines pour l’usinage des matières plastiques.
Les produits Gefran s’inspirent de cette même philosophie et contribuent à atteindre des niveaux qualitatifs toujours plus élevés. Gefran offre des produits performants, fiables et faciles à utiliser, afin de simplifier le fonctionnement des machines d’estampage.
Le client
Fondée en 1954, Plastic Metal Spa est une entreprise leader dans la fabrication de presses à injection pour l’estampage de matériaux thermoplastiques. La société est l’une des principales références en matière de presses à injection de haute qualité, rigoureusement “Made in Italy”. Elle propose des solutions flexibles et capables de répondre aux exigences de production des clients.
Plastic Metal Spa produit des presses à injection pour l’estampage de matériaux thermoplastiques avec un système de fermeture à double genouillère et une force de serrage comprise entre 35 et 3200 tonnes.
Depuis l’an 2000, la société Plastic Metal occupe un site de 15.000 m², dans lequel travaillent une centaine de personnes. A travers son réseau commercial et après-vente, Plastic Metal est présente dans la plupart des régions italiennes et dans les principaux pays étrangers, en Europe, aux Etats-Unis, en Amérique Latine et au Moyen-Orient.
Le processus
L’injection est un processus comportant un nombre élevé de paramètres physiques, qui doivent être afin d’obtenir un rapport performances/prix idéal. Le processus d’estampage par injection permet de réaliser des produits très complexes et avec un grand soin du détail.
Il prévoit le réchauffement de la matière plastique jusqu’à son point de fusion, suivi de l’injection à pression dans un moule fermé, de manière à remplir complètement sa cavité. Après une phase de solidification, obtenue par refroidissement, le moule peut être ouvert pour en extraire le produit.
Le problème
Les principales grandeurs physiques impliquées dans le processus d’injection sont: la position, la pression et la température. Le client doit pouvoir les surveiller avec précision pour garantir la fiabilité du processus et la qualité du produit fini.
Dans le processus d’injection, quatre mouvements doivent être mesurés à l’aide d’un transducteur linéaire : la position du groupe d’injection et de la vis, l’ouverture/fermeture du moule et l’extraction.
La plupart des mouvements, tels la fermeture, le dosage et la pression d’injection, sont du type oléo-dynamique. D’où la nécessité de gérer la pression de l’huile afin d’améliorer les performances de la machine et garantir une précision élevée des produits estampés.
Le dernier paramètre à prendre en compte est celui de la température à l’intérieur du "barrel" (la partie du groupe d’injection qui est réchauffée à l’extérieur par des résistances électriques et dans laquelle la matière est plastifiée), dans le gicleur et à l’intérieur des canaux chauds (système de conduits réchauffés qui amènent la matière plastique fondue vers les cavités du moule). Cette température impacte en effet sur la viscosité du matériau thermoplastique et, donc, sur le remplissage du moule.
La ligne de production de Plastic Metal exige des qualités dynamiques élevées, une grande précision et des séquences opérationnelles rapides. D’où la nécessité d’un produit très performant pour le pilotage des moteurs sans balais et capable de coordonner les principaux organes mécaniques de la machine : charge, extracteur, injection et moule.
Plastic Metal recherchait aussi un produit d’automatisation avec un logiciel d’application comportant plusieurs options, afin de configurer le projet et l’adapter aux différentes gammes de produits, sans devoir intervenir au niveau du logiciel de développement.
La solution
Capteurs
Plastic Metal a trouvé chez Gefran un spécialiste du secteur, avec une grande expérience dans le domaine des IMM ainsi que de l’étude et de la fabrication de capteurs de mesure des principales grandeurs physiques : position, pression et température.
Pour garantir un contrôle précis et ponctuel des mouvements de la vis d’injection, Plastic Metal a adopté un transducteur rectiligne de position sans tige, mais avec curseur: le potentiomètre PK, dont le design compact permet de réaliser aussi des versions avec des courses très longues.
Pour piloter les mouvements du groupe d’injection et d’ouverture/fermeture du moule, le spécialiste a installé la série LT, une technologie désormais consolidée, facile à installer, robuste, fiable et à haute définition (0,01mm, y compris dans des conditions extrêmes).
Un émetteur de la série TPSA, basé sur le principe de mesure extensométrique, a été utilisé pour gérer la pression hydraulique.
L’alliage de la robustesse et de la précision (±0,1% FS) fait du transducteur TPSA l’un des produits Gefran les mieux adaptés à ce type d’application, caractérisée par des conditions de mesure inévitablement très sévères, en présence de poussières, de fortes vibrations et de températures élevées.
En ce qui concerne la cartographie de la température dans les zones stratégiques, Plastic Metal a équipé ses presses à injection de thermocouples TC1, expressément conçus pour l’industrie des matières plastiques.
Variation de vitesse
Les principaux organes mécaniques de mouvement et de coordination – charge, extracteur, injection et moule – sont gérés par une servocommande modulaire AXV300, gage de performances élevées dans le pilotage de moteurs sans balais sur des lignes de production qui demandent des qualités dynamiques élevées, une grande précision et des séquences opérationnelles rapides.
La philosophie d’alimentation par un bus CC, commun à tous les systèmes multi-axes, garantit l’optimisation des coûts et de la consommation énergétique. Les énergies en jeu, équilibrées par le bus commun, sont dissipées en cas de surplus, par freinage dynamique sur une seule résistance ou selon la technologie clean power, via des alimentateurs régénératifs.
La synchronisation des axes de commande du moteur est gérée par une seule et puissante CPU, capable de refermer les boucles en 250µs. La vitesse de traitement des boucles de vitesse et de courant est respectivement de 1250µs et 62,5µs.
Ces performances de très haut niveau garantissent des cycles machine rapides, une grande répétitivité et précision des mouvements ainsi que des contrôles minutieux de la pression et de la température.
Automation
Par ailleurs, l’automatisation fournie par Gefran prévoit une interface HMI totalement personnalisée : l’écran tactile 2” full color TFT est doté d’un clavier conçu et réalisé à partir d’un projet de Plastic Metal.
Le logiciel d’application, expressément réalisé avec de nombreuses options, permet de configurer le projet et de l’adapter aux différentes gammes de produits, sans qu’il soit nécessaire d’intervenir au niveau du logiciel de développement.
Une attention particulière a été portée aux économies d’énergie : suivant les modèles, la technologie retenue permet de réduire de 30% à 60% la consommation d’énergie dans l’estampage des matériaux thermoplastiques.
Outre le respect de l’environnement, la solution logicielle adoptée (commande combinée de la vitesse des moteurs et de la pression) permet de limiter la surchauffe de l’huile et les pertes de charge typiques des circuits hydrauliques traditionnels, au profit de leur longévité et du maintien de leur fiabilité dans le temps.