Défauts courants et solutions pour le moulage par injection des préformes PET

Dans le processus de production du préforme PET par injection, malgré les avancées technologiques continues, divers défauts surviennent encore occasionnellement. Une bonne compréhension des défauts courants et de leurs causes, ainsi que des solutions efficaces, est essentielle pour garantir la qualité de la production des préformes PET.

 

Défaut sur la surface d'étanchéité du goulot de la bouteille

La précision de la surface d'étanchéité du goulot de bouteille est directement liée aux performances d'étanchéité de la bouteille PET. Dans la production réelle, même si les dimensions du goulot respectent les tolérances requises, des irrégularités microscopiques peuvent néanmoins apparaître sur la surface d'étanchéité, entraînant des fuites d'air après le vissage du bouchon. Cela est principalement dû à une microrugosité insuffisante de la surface du moule, à des fluctuations de la pression d'injection et à une chute de pression excessive et rapide pendant la phase de maintien. Les solutions spécifiques incluent : l'utilisation d'une technologie d'électroérosion de haute précision pour polir la surface d'étanchéité du moule jusqu'à obtenir un état de miroir, et le contrôle de la valeur Ra de la rugosité de surface à moins de 0,2 μm ; l'intégration d'un système servo-hydraulique permettant une atténuation linéaire de la pression pendant la phase de maintien afin d'éviter la rétraction et la déformation de la surface d'étanchéité dues à une chute soudaine de pression ; ainsi que le développement d'équipements spécifiques de test permettant d'effectuer un balayage tridimensionnel du contour du goulot à l'aide d'un interféromètre laser, augmentant ainsi la précision de détection jusqu'à 0,1 μm, garantissant que seuls des produits conformes à 100 % arrivent sur le marché.

Points de concentration des contraintes résiduelles

Des points de concentration des contraintes peuvent facilement apparaître au niveau du fond de filet, de la transition d'épaule et d'autres parties de l'emballage en raison de problèmes de conception ou de processus. Ces petites zones subissent des surcharges locales pendant le soufflage ou le processus de remplissage, ce qui peut entraîner des fissures. Les conceptions traditionnelles s'appuient souvent sur des formules empiriques et ne permettent pas de prédire précisément la répartition des contraintes ; la turbulence de la matière fondue et un refroidissement inégal pendant le processus de moulage par injection aggravent également la concentration des contraintes.

Les solutions innovantes commencent par la conception. Un logiciel d'analyse par éléments finis est utilisé pour simuler et optimiser la structure de l'embryon de bouteille. En ajustant des paramètres tels que le rayon de congé et le gradient d'épaisseur de paroi, le facteur de concentration de contrainte est réduit de plus de 30 %. Des inserts de refroidissement sont placés dans le moule afin d'assurer un refroidissement local renforcé des parties critiques, garantissant ainsi une répartition plus homogène des contraintes. La technologie de moulage par injection à température variable du moule est utilisée en production. La température du moule augmente pendant la phase de remplissage afin de réduire la résistance à l'écoulement du matériau fondu, puis est rapidement abaissée pendant la phase de refroidissement pour solidifier le matériau et réduire ainsi les contraintes résiduelles à la source.

 

Épaisseur inégale de la paroi de l'embryon

Une épaisseur inégale des parois du préforme affectera le processus de soufflage ultérieur, entraînant des problèmes tels que la déformation de la bouteille et une résistance irrégulière. Les principales causes de ce défaut sont une conception de moule irraisonnée, une répartition inégale de la pression d'injection et un système de refroidissement inéquitable. La précision dimensionnelle de la cavité du moule, la position et la taille de l'orifice d'injection influenceront l'écoulement et le remplissage du matériau fondu, entraînant des différences d'épaisseur des parois. En outre, un refroidissement inéquitable entraînera une contraction inégale des différentes parties de l'embryon de bouteille, aggravant l'inégalité de l'épaisseur des parois.

Pour améliorer ce problème, il est nécessaire de commencer dès la phase de conception du moule, d'optimiser la structure du moule à l'aide d'un logiciel d'analyse de flux, de définir de manière rationnelle le nombre, la position et la taille des points d'injection, et de garantir une répartition uniforme de la matière fondue dans la cavité. Durant le processus de production, la pression et la vitesse d'injection sont contrôlées précisément, et une méthode d'injection segmentée est utilisée afin d'assurer un remplissage fluide du moule par la matière fondue. Parallèlement, le système de refroidissement du moule est optimisé pour garantir une distribution uniforme du fluide caloporteur, de sorte que la vitesse de refroidissement de chaque partie du préforme reste constante.

Difficulté à démouler les préformes

Le démoulage difficile ne réduit pas seulement l'efficacité de production, mais provoque également facilement la déformation et la rupture de la préforme. Les causes courantes incluent une rugosité élevée de la surface du moule, un angle de dépouille insuffisant, une conception irraisonnée du mécanisme d'éjection, entre autres. Si la surface du moule n'est pas assez lisse, le frottement entre la préforme et le moule augmente ; et si l'angle de dépouille est trop petit ou la position d'éjection incorrecte, il sera difficile d'extraire la préforme du moule de manière fluide. Pour résoudre ce problème, on peut polir la surface du moule afin de réduire sa rugosité et le frottement. Durant la phase de conception du moule, l'angle de dépouille devrait être augmenté de manière raisonnable. En général, l'angle de dépouille d'un moule pour préforme PET devrait se situer entre 1° et 2°. En outre, la conception du mécanisme d'éjection est optimisée afin de garantir une répartition uniforme de la force d'éjection, empêchant ainsi d'endommager la préforme en raison d'une force inéquitable. Il est également possible de pulvériser un agent démoulant sur la surface du moule, mais il convient d'être prudent lors du choix de cet agent, en s'assurant qu'il respecte les normes d'hygiène alimentaire afin d'éviter toute contamination de la préforme.

 

 

Les problèmes de qualité des préformes PET sont souvent le résultat de multiples facteurs et nécessitent une analyse systématique portant sur des aspects tels que les matières premières, l'équipement, le procédé et l'environnement. Il est recommandé aux entreprises d'établir un système complet de traçabilité de la qualité permettant d'enregistrer l'ensemble des paramètres de fabrication de chaque lot de produits et fournissant un appui en données pour l'amélioration de la qualité. Par ailleurs, il convient de renforcer la formation des opérateurs et de s'assurer que les règles du procédé soient strictement appliquées afin d'atteindre réellement une production stable.