Contrôle de la Pression et du Débit dans les Procédés d`Injection

Contrôle de la Pression et du Débit dans les Procédés d’Injection sur Renforts
François LeBel, Doctorant.,
François Trochu, Ph.D. ,
Département de Génie Mécanique
1. Introduction
L’objectif final du contrôle des procédés
de mise en forme est de produire des
pièces au plus haut niveau de producVariables de
« Procé
Procédé »
tivité possible, selon des critères
de qualité établis préalablement.
Variables « Machine »
Or, ces critères de qualité
sont rarement accessibles ou
Analogie de la pyramide de Maslow
contrôlables directement via
une métrologie quelconque.
Pour contrôler la qualité des
pièces produites, les variables
Qualité
Qualité
« Machine », tout d’abord, et les
Finale
variables de « Procédé » ensuite
des piè
pièces
doivent être bien maîtrisées.
Macrovides
Degré
Degré de
Dans le cadre des procédés
&
Cuisson
Microvides
α(t)
Liquid Composite Molding,
ces critères de qualité,
Taux de
Vitesse
catalyseur
T°
ces variables « Machine »
du front
(PHR)
et de « Procédé » sont
Débit ou
T°
présentées ci-contre.
Géomé
ométrie
Pression
T°
Critè
Critères
de Qualité
Qualité
2. Système d’injection
Le système d’injection est
composé de:
•2 machines de traction
électromécaniques:
¾Servomoteurs « DC » de haute précision
¾Contrôleurs digitaux externes « DOLI »
¾Contrôle de la vitesse et de la position
de la traverse
•Pistons double ou simple action:
composite
Valve
solénoïde
Boulon
en « U »
Dans un souci de sécurité et de robustesse,
des valves pneumatiques sont utilisées pour
automatiser les étapes du procédé de
fabrication que sont:
•La recirculation de la résine et du catalyseur
•L’ouverture et la fermeture du moule
•L’injection de la résine catalysée
•Le nettoyage à l’acétone du mélangeur
résine
T°moule
¾Robustes
3. Automatisation de l’injection
au port
d’injection
d’Injection
du moule
Plaques
Ces valves servent de:
¾Servant à l’injection de résine chargée ou non
•Pince-tubes pneumatiques
¾Servant à l’injection de catalyseur
¾Servant de port d’injection et d’évent pour divers moules
¾Pouvant être thermo-régulés
•Tête d’injection « Autosprue »
¾Pour nettoyer le mélangeur statique à l’aide d’un solvant
et rejeter de la résine mal dosée.
•Réservoirs et lignes d’alimentation
¾Pouvant être thermo-régulés
•Pistolet et des activateurs
pneumatiques
•Poste de travail informatisé
¾Pour injecter une résine et son
catalyseur ainsi qu’effectuer leur
recirculation initiale
¾Muni d’écran tactile
Système
et
Librairie
4. Contrôle de l’injection
5. Contrôle de la compaction
de Contrôle
Puisque les deux pistons sont montés
sur deux machines de traction
indépendantes, il est possible d’imposer
avec une grande précision:
•Un volume à injecter dans un moule
•Un débit d’injection
•Un taux de catalyseur (variable au besoin)
6. Conclusion
De plus, les lignes d’alimentation des deux pistons sont munis de:
Dans le procédé d’injection flexible faisant intervenir deux cavités
(« Polyflex »), il y a deux étapes additionnelles de mise en forme:
•Transducteurs de pression
Il devient possible
de contrôler la
pression d’injection
via un poste de
travail informatisé
et des algorithmes
de rétroaction
spécifiques.
•Premiers essais de
fabrication sous compaction
cyclique: une amélioration
•Compaction cyclique ou non
•Consolidation cyclique ou hydrostatique
significative quant à l’homogénéité
des épaisseurs des pièces.
•D’autres plans d’expérience sur ce sujet et sur les impacts du
contrôle du débit d’injection et de la compaction cyclique sur le
taux de vide suivront prochainement.
•Impact du taux de vides d’une pièce composite:
Le cyclage en pression, à l’aide d’une valve hydraulique directionnelle à commande proportionnelle à
haute fréquence, sert à:
•Améliorer l’imprégnation des renforts
•Améliorer l’homogénéité de l’épaisseur
des pièces fabriquées
Diminution de ses propriétés mécaniques telles que le module d’élasticité.
•Gestion du taux de catalyseur durant l’injection:
Contrôle du degré de réticulation final des pièces fabriquées car, tout
comme le taux de vide,
40
cette propriété du composite
5 psi
39
20 psi
influence ses performances
35 psi
mécaniques en service.
38
Elastic modulus (Gpa)
•Débitmètres
37
36
Optimum injection velocity
35
1.E-03
1.E-02
1.E-01
Injection velocity (m/s)
Contact: François LeBel
Prof. François Trochu
[email protected]
514-340-4711 x.4280