Introduction : Comprendre le polycarbonate (PC)

Polycarbonate (PC)¹ est réputé pour ses performances exceptionnelles : il offre une grande transparence, une excellente résistance aux chocs et au fluage, ainsi qu'une large plage de températures de fonctionnement. Toutefois, la mise en œuvre de ce plastique technique exige une grande précision.

Principales caractéristiques du matériau :

• Sensibilité à la viscosité : La viscosité à l'état fondu du PC est très sensible à la température, mais moins sensible au taux de cisaillement.
• Pas de point de fusion bien défini : Sa texture s'assouplit progressivement.
• Viscosité élevée à l'état fondu : Nécessite des températures de traitement plus élevées.
• Risque d'hydrolyse : La résine est susceptible de subir une hydrolyse à haute température en présence d'humidité, ce qui entraîne la dégradation de la pièce.

Conseil de pro : Pour améliorer la fluidité de la matière fondue, ne vous contentez pas d'augmenter la pression d'injection. Augmentez plutôt la température d'injection. Toutefois, un contrôle rigoureux de l'humidité est indispensable.

🛠️ Étapes cruciales du pré-traitement : séchage et conception des moules

Avant le début du processus d'injection, certaines mesures doivent être prises pour garantir la qualité.

1. Le séchage est obligatoire²: Le PC doit être soigneusement séché afin de ramener sa teneur en humidité en dessous de 0.02%.
2. Protection contre l'humidité : Veillez à ce que la résine reste à l'abri de l'humidité pendant son traitement afin d'éviter qu'elle ne réabsorbe l'humidité présente dans l'air.
3. Conception du moule : Les conduites et les vannes doivent être courtes et épaisses afin de réduire au minimum les pertes de charge.
4. Réduction du stress : Il est recommandé d'utiliser des températures de moulage élevées et de procéder à un recuit de fin de traitement afin d'éliminer les contraintes internes et d'éviter la formation de fissures.

⚙️ Les 7 paramètres clés du moulage par injection du PC

Voici un aperçu détaillé des délais de traitement pour PC.

1. Température d'injection³ Le choix de la température dépend de la géométrie de la pièce, de la structure du moule et des exigences.

• Gamme standard : 270 °C – 320 °C.
• Avertissement : Dépassement 340 °C peut entraîner une dégradation. Les signes observables sont notamment un assombrissement de la couleur, des stries argentées, des taches sombres et des bulles. Les propriétés mécaniques s'en trouveront considérablement altérées.

2. Pression d'injection⁴ La pression influe sur les propriétés physiques, les contraintes internes et le retrait.

• Gamme standard : 80 à 120 MPa.
• Haute pression (120 – 145 MPa) : Indispensable pour les pièces à parois minces, à écoulement long ou de forme complexe dotées de petites entrées de coulée, afin de surmonter la résistance à l'écoulement.

3. Pression et durée de maintien Essentiel pour éviter la formation de vides dus au vide et de marques d'affaissement.

• Stratégie : Une faible pression de maintien associée à une température de fusion élevée constitue souvent la meilleure approche pour réduire les contraintes internes.
• Calendrier : Les pièces fines nécessitent des temps de maintien courts ; les pièces épaisses nécessitent des temps plus longs. Cela est souvent déterminé par le temps de solidification de la buse.

4. Vitesse d'injection Si la vitesse a moins d'impact sur les propriétés du PC, le contrôle du débit est quant à lui essentiel.

• Recommandation : Utilisez des vitesses moyennes à faibles.
• Technique : Il est préférable d'opter pour une injection en plusieurs étapes (lente-rapide-lente) afin de garantir un remplissage en douceur sans inclusion d'air.

5. Température du moule⁵

• Norme : 80 °C – 100 °C.
• Pièces complexes/fines : La température peut être augmentée jusqu'à 100 °C – 120 °C (veillez à ce qu'elle reste inférieure à la température de trempe de l'acier du moule).

6. Vitesse de la vis et contre-pression⁶ En raison de la viscosité élevée, une vitesse trop élevée peut endommager la machine ou le matériau.

• Vitesse de la vis : 30 à 60 tr/min.
• Contre-pression : 10% – 15% de pression d'injection.

7. Utilisation des matériaux

• Agents de démoulage : Utilisez des quantités strictement contrôlées.
• Matériaux recyclés : Limitez l'utilisation du réaffûtage à 20% au maximum et à 3 cycles au plus.

Guide de référence rapide : paramètres de traitement sur PC

Pour vous faciliter la consultation, voici un résumé des réglages optimaux.

Choix des vis et exigences techniques des machines

Le choix du matériel adapté est tout aussi important que le réglage des paramètres.

Configuration requise :

• Taille de la dose : Le poids maximal de la pièce (canaux compris) ne doit pas dépasser 70 à 80% de la capacité d'injection nominale de la machine.

Caractéristiques techniques des vis :

• Type : Vis à compression progressive, à filetage simple et à pas constant, équipée d'un clapet anti-retour (bague de retenue).
• Rapport L/D (longueur/diamètre) : De 15:1 à 20:1.
• Taux de compression : De 2:1 à 3:1.

Conclusion

La maîtrise du moulage par injection de PC nécessite un équilibre entre le contrôle thermique et la gestion de la pression. En contrôlant rigoureusement l'humidité et en respectant les recommandations ci-dessus concernant la température et la vitesse de la vis, vous pouvez produire des pièces d'une grande transparence, résistantes aux chocs et présentant un minimum de contraintes internes.