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Les processus de fabrication

20/12/2016 Tendances et Innovations K2016 / G. Chrétien / S. Moussard 1

Processus – Injection

• Moulage et surmoulage LSR– De + en + de marques proposent

ces solutions

• Transformation de LSR à 2 composants (2 + 2 empreintes)

– 2 unité injection en « L »

– Manipulation et montage boitier + fermoir par robot

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Processus – Injection

• Injection soufflage / presse standard – Moule rotatif, préforme en bas et

soufflage en haut

– Moule cubique pour cadences avec soufflage côté opposé

• Une nouveauté ISBM : Blowliner– De Mould & Matic (gp Kiefel)

– Unité injection Engel CC300

– Moule injection plan joint horizontal

– Moule soufflage 12 empreintes

– Flacon jusqu’à 1 l – Cycle 17 s

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1 h changement moule injection1 h changement moule soufflage

et autres …

Processus - Injection

• In Mold Assembly (IMA)

– Minuteur avec incorporation de liquide + assemblage

– Corps creux + joint silicone

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Processus - Injection

• Expansion matière– Procédé MuCell

– Agents expansants

– Technologie Core Back

Recherche du gain matière

Couvercle automobile

PC + agent expansant

Machine conventionnelle

30 % gain matière

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PréformeCouche int MuCell

Processus - Injection

• Aspect / IMD

– In mold graining

– Dépose film décoration (Kurz)

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Processus - Injection

• Aspect / Control T° moule

– Heat & Cool / Induction (RocTool)

– Régulation variothermique du moule (cf. pièce matière Covestro)

• Air chaud / eau chaude / chauffer

• Eau froide / refroidir

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Processus - Injection

• Aspect / Procédé ColorForm

– Moule cubique

– Injection + dépose revêtement

bi-composant Polyurée/PU

– Changement couleur en 5 min.

– Gain 30 % / peinture

conventionnelle

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Processus - Injection

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Processus - Injection

• Le Klear Can

– Co-injection / multicouches par procédé KORTEC

– 1 fine couche barrière (EVOH)

– Compatible / équipements existants

– Déco par IML possible

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Fruits Légumes

SoupesViandes

Processus - Injection

• Composites TP

– Flanc TP fibres longues/tissus prédécoupé

– Chauffe flanc

– Positionnement / moule

– Surmoulage TP

– Robotisation

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Film décor Leonard Kurz

Coque ordinateur ép. 0,6 mm

Processus - Injection

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Processus - Injection

• Adaptabilité

– Cellule démo IKV

– En fonction poids personne, personnalisation renfort selle vélo

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Four

Vérin positionnement insert composite TP

Processus - Injection

• RTM + injection

– Mats de renforts préformés

– Injection -caprolactame

– Polymérisation dans le moule

– Injection TP

– Fusion et transformation du monomère en juste à temps

– Réduction temps séjour matière dans moule meilleures caractéristiques

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Processus - Injection

• Composite métal/plastique

– Disque métal spécialement traité

– Estampé par poinçon / fermeture moule

– Surmoulage par PA

– Autre exemple :

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Processus - Injection

• Injection compression (ICM)

– Moule à étage 4 + 4

– t injection 0,100 s

– Cycle 5 s

– IML

– Gain matière 20 %

– P injection

– contraintes / polymère

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Processus - Injection

• Tendance à l’électrification de l’injection automobile

– Injection PC haut poids moléculaire sur presse électrique

– Systèmes séquentiels à obturation électrique

• Gestion optimale des ouvertures / fermetures buses à obturateur

• Pertes de charges correspondantes supprimées

• Evite trace de flux sur pièces

– Découpe carotte / laser

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Processus - Injection

• Moules instrumentés

– Capteurs pression empreinte

• Nouveau CoMo NEO

• Aide régleur / dérive du processus

• Orientation « 4.0 »

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Processus - Injection

• Aspects techniques

– Base tournante intégrée d’origine au plateau presse (easyturn)

• 12 points programmables

– Presse 400 T électrique bi-matière avec :

• Mouvement unité injection hydrauliques

• Injection hydraulique sur une unité injection

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Processus - Injection

• Autres aspects techniques

– Gammes machines électriques standards au prix d’une hydraulique

– Baisse des consommations d’énergie / fonctionnement machine

– Fonctions récupération d’énergie / décélération mouvements qui commencent à être proposées

– Une orientation très marquée « 4.0 »

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Industrie 4.0

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Processus instrumentés

- Capteurs

Machines connectées

Récupération données

Traitement statistiques

Prévisions / Anticipation

Action

Communication

Traçabilité

Maintenance

Processus – Extrusion gaine

• Evolution des anneaux de refroidissement

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Processus – Extrusion gaine

• Changement de matière :

– Automatique

– En continu

– En 12 min.

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Processus – Extrusion gaine

• Jusqu’à 11 couches– De 2,5, 4 et 7 µm

• Nouvelles technologies de têtes d’extrusion– Optimisation des distributeurs

spirales

– Augmentation des débits

– Réduction temps de purge

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Processus – Extrusion filière plate

• Le « robot régleur »

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Processus – Extrusion tube

• Mesure dimensionnelle / INOEX

– Technologie Terahertz, entre IR et µ-ondes

– Mesure épaisseurs sur tout le périmètre (Warp 100)

• Sans immersion / eau

– Mesures / coextrusion / épaisseurs couches

– Diamètres extérieur et intérieurs

– Excentricité, ovalisation

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Processus – Extrusion soufflage

• Généralisation de l’électrique

– Précision / mouvements simultanés

– Entretien minimum

– Économies d’énergie

– Propreté

– Bruits faibles

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Processus - Décoration soufflage

• Décoration

– Pas d’étiquette jet encre

– Encre compatible / FDA

– Jusqu’à 400 clichés

– Gestion des % de clichés

– Recyclage : séparation encre / PET lors phase lavage

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Processus - Assemblage

• Emballage sans film !

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Processus - Thermoformage

• IML –T

– Moule basculant

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Processus - Thermoformage

• Haute cadence et décoration en ligne– Impression jet encre du décor

déformé

– Extension encre / formage

– Découpe dans moule

– Formage à froid d’une partie de la pièce

– Contrôle / caméra en sortie de moule

– Empilage vertical / électrique

– Emballage sachets en ligne

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Processus - Thermoformage

• Assistances intégrées dans les outillages

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Moules imprimés en 3D

Echantillonnage

– Empreinte / impression 3 D

– Moulage 20 à 100 pièces, selon

matière

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Moules imprimés en 3D

Problématique :

Réalisation prototypes avec bonne matière et bon process

Solution : réalisation moules injection imprimés avec Polyjet

• Matériaux possibles : – T° injection < 300°C

– Haute fluidité

• Faibles quantités (5 à 100 pièces)

• Machines injection < 200 T

Moules imprimés en 3D - Avantages

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• Délai exécution réduits entre 50 et 90 %

• Économies entre 50 et 70 %

– Pas de transport lié à la sous-traitance

– Davantage d’Itération en moins de temps

– Identification des erreurs de conception

• Confidentialité

• Validation rapide

– Design, performance, choix matériau

Impression en 3D de moules d’injection

• Cas présentés : Unilever

• Besoin :– Créer prototypes / bonnes matières

– Évaluer rapidement conception avant production de masse

– Tests fonctionnelles, charnières

• Bénéfice :– Réduction temps : itération 50 %

plus rapide

– Réduction couts fabrication prototypes : 20 %

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Objet500 Connex 3D Printer

Impression en 3D de moules d’injection

• BERKER, interrupteur

• Besoin :

– Tester nouveau design

– Tester fonctionnel, test ESD

– Matières : ASA, PC, TPE

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Impression en 3D de moules d’injection

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Moule PolyjetPièce

injectéeMat. T° inj. P inj. t cycle

Nb pièces OK

Coût out.Temps

fab. out.

ASA 225°C 587 bar 200 s25-30

p./moule1 200 € 3-4 jours

PC 300°C 450 bar 110 s 20 p./moule 1 200 €3-4 jours

TPE 225°C 410 bar 100 s 50 p./moule 1 000 €3-4 jours

Gain économique de 85% / moule alu (20 000 €)

Gain fabrication de 83% / moule alu (3-4 semaines)

Décoration – IM3D

Innovation :

Utilisation de pigments à effets sans lignes de soudures

• Effet 3D

• Principe

– Utilisation d’un film avec pigments

– Surmoulage par un plastique transparent sur un moule texturé

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Décoration de composites

Innovation :

Décoration sur composites en 1 étape par IMD

• Tepex Dynalite Carbon-Glass / PC frame / IMD foil

• Réduction du nombre d’étapes

• Réduction de coûts

• Kurz/Engel/Bond laminates

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IPD-Skin process

Innovation :

Transfert d’un film permanent décoratif sur pièce finie

• Décoration individualisée en second processus / machine thermoformage

• Flexibilité pour pièces petites séries, prototypes petite et grande taille

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Films capteurs

Utilisation films PET transparents avec structures métalliques conductrices

+ technologie IMD/IML

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Finition chromée sans galvanoplastie

• Association du marquage à chaud et films chrome

• Cout réduit et traitement plus simple et moins contraignant

• Traitement sur géométrie complexe

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Impression 3D - Machine

Impression 3D Silicone

• Wacker : – ACEO IMAGINE Dépose de

gouttelettes et polymériséationpar UV

– Dureté 40 Shore A

– Pas de post processus

• Sterne Elastomere : – Couche de 25 µm

– Dureté de 30 à 60 ShA

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Impression 3D - Machine

• Coopération Airbus/Lehman&Vosspour produire pièces hautes performances via frittage de poudres : ThermoMELT

• Technologie permettant de diminuer T° séjour et réduire vieillissement thermique des matières en SLS

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Pièces en PEKK par ThermoMELT

Impression 3D - Matériaux

Développement nouveaux matériaux pour impression 3D :

– Matières souples : TPU, TPC

– PEEK chargé carbone FusedFilament Fabrication, SOLVAY

– PEKK Kepstan, Arkema pour SLS

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Impression 3D - Matériaux

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Merci pour votre attention

Sébastien MOUSSARDIngénieur matériaux

Tél : +33 (0) 426 682 857

s.moussard@materiautech.org

Guy CHRETIENChef de projet R&D

Tél : +33 (0) 426 682 896

g.chretien@cirfap.com

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