Influence des traitements de surface de moule dans le procédé d'injection-moulage : application aux défauts d'aspect

par Mikaël Chailly

Thèse de doctorat en Matériaux

Sous la direction de Jean-Yves Charmeau et de Yves Béreaux.

Soutenue en 2007

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Les traitements de surface de moule en injection de thermoplastiques sont utilisés pour augmenter la durée de vie de l’outillage avant maintenance. Le développement de procédés de dépôts tels que les PVD et PACVD permettent la réalisation de dépôts en couche mince ouvre de nouveaux domaines d’application. Ce travail a pour but d’étudier l’impact de ces dépôts sur l’aspect des pièces injectées. Ceux-ci vont influer à la fois sur les phases d’écoulement de polymère fondu et sur l’éjection. Nous avons étudié la nature des dépôts et leurs conditions de réalisation qui modifient leur rugosité. Des polymères amorphes et semi-cristallin (PC, SAN/ABS et PBT) ont été caractérisés. L’énergie de surface des polymères comme des dépôts a été mesurée ainsi que son évolution avec la température. L’effet des revêtements sur les défauts d’écoulement, principalement les lignes de soudure, a été évalué. Ce rôle est différent selon le polymère considéré. L’action du dépôt est en partie thermique à l’instant du contact entre polymère fondu et moule, comme l’indique la corrélation entre mesures expérimentales et modélisation. L’étude des forces de démoulage a montré une influence des traitements de surface, qui dépendait du polymère et de sa nature, et de la rugosité du revêtement. Nous avons pu noter que le démoulage se constituait de deux étapes : un décollage de la pièce et un frottement dynamique. Les amorphes sont surtout affectés par la première étape, liée à l’adhésion à l’interface polymère/moule. Le PBT, à cause d’un retrait plus important, est très sensible à la friction dynamique.

  • Titre traduit

    Influence of mold surface coatings in injection molding process : Application to aspect defects


  • Résumé

    Mold surface coatings are used in thermoplastics injection molding to increase lifespan of the mold before maintenance. Development of coating process such as PVD and PACVD allowing manufacturing gives access to new application fields. This work intends to study the impact of those coating on the aspect of molded parts. They will influence both filling stage of molten polymer and ejection. We studied coatings nature and their processing which influence their roughness. Both amorphous and semicrystalline polymer (PC, SAN/ABS and PBT) were characterized. Surface energy of the polymers as well as the one of coatings were measured, and its evolution with temperature. The effect of the coatings on flow-induced defects, mainly weldlines, was investigated. This role depends on the polymer. The action of the coating is partly thermal, at the contact time between molten polymer and mold, as shows the correlation between models and experimental measures. Study of demolding forces showed a role of the coatings depending on the polymer and its nature, and roughness of the coating. We noted that ejection consisted of two stages: unsticking of the part and dynamic friction. Amorphous polymers are mainly affected by the first step, related to the adhesion at polymer/mold interface. PBT, due to higher shrinkage, is very sensitive to dynamic friction.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (IV-180-[27] p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 175-180

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TFE CHAILLY M.
  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3259)
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