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Noyau et cavité du moule : Différences et considérations en matière de conception

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noyau du moule et cavité du moule image en vedette

En moulage par injectionLes termes "noyau et cavité du moule" désignent les pièces de précision utilisées au cœur du moule pour ses principales opérations. La structure du noyau et de la cavité est généralement extrêmement complexe, ce qui rend leur fabrication difficile et coûteuse, les frais de main-d'œuvre dépassant souvent de loin les coûts des matériaux. Le choix du matériau pour le noyau et l'empreinte a une incidence directe sur le coût du moule et sa durée de vie.

noyaux et cavités de moules chez FirstMold

Pour les concepteurs de produits ou ceux qui ont besoin services de fabrication de moules ou services de production de masse de pièces en plastiqueL'achat comprend la conception du moule, la fabrication des pièces du moule (principalement le noyau et la cavité), l'assemblage du moule, la faisabilité du moule pour la production par injection, le contrôle de la qualitéet l'efficacité de la production, entre autres.

Pour les fabricants de moules, une fois la conception du moule achevée, le département de fabrication se concentre principalement sur le noyau et la cavité. Cela souligne l'importance du noyau et de la cavité dans la composition du moule.

Aujourd'hui, nous allons explorer la partie la plus cruciale de la composition du moule : le noyau et la cavité.

Qu'est-ce que le noyau et la cavité ?

Le noyau et la cavité comprennent la cavité du moule et le noyau du moule, qui sont étroitement combinés pour former la forme générale et l'intérieur du moule. structure du moule. La cavité du moule est principalement responsable de la formation de la forme et de la structure internes du produit et du contrôle de la précision du produit. Inversement, le noyau du moule forme principalement la forme et la structure externes du produit, complétant ainsi le moulage global du produit.

Différences entre le noyau et la cavité

Outre les fonctions primaires mentionnées ci-dessus, les différences entre la cavité et le noyau se reflètent dans les aspects suivants :

cavité de moulage d'un sèche-cheveux
Cavité du moule
Noyau de moule contenant du plastique moulé
Noyau de moule contenant du plastique moulé

Différences de procédure lors de l'injection

Au cours du processus d'injection, les étapes de la procédure diffèrent quelque peu entre le noyau et la cavité. Les granulés de plastique pénètrent dans un espace fermé du moule par une cavité (cet espace fermé est formé de deux parties, mais le plus souvent, cet espace est considéré comme faisant partie de la cavité, c'est pourquoi il est également appelé par beaucoup la cavité du moule).

À ce moment-là, le noyau du moule est fermement fixé à la cavité. Lorsque le plastique fondu se refroidit et devient solide, le noyau est ouvert et le produit qui s'y trouve est éjecté par le système d'éjection. Il est à noter que, tout au long de ce processus, la cavité reste immobile, tandis que le noyau se déplace.

Pression différentielle Endurance

En raison de leurs différences de forme et de fonction, le noyau et la cavité supportent des pressions différentes. La cavité doit généralement supporter des pressions plus élevées car elle doit remplir entièrement la cavité du moule avec le matériau du produit pendant le processus de moulage et garantir l'intégrité de la structure interne du produit. Le noyau supporte une pression plus faible, principalement pour donner au produit un aspect parfait.

Sélection des matériaux pour la cavité et le noyau

Il existe également des différences dans le choix des matériaux pour le noyau et la cavité. La cavité devant résister à une pression et à une usure plus importantes, elle nécessite généralement des matériaux plus résistants à l'usure, tels que l'acier allié ou le carbure. Le noyau peut utiliser des matériaux relativement plus souples, comme les alliages d'aluminium, pour mieux se remplir et se refroidir pendant le processus de moulage du produit.

Cycle d'utilisation et variabilité de la maintenance

Le cycle d'utilisation et l'entretien du noyau et de la cavité diffèrent également. La cavité subissant une pression et une usure plus importantes, sa durée de vie est généralement plus courte. Les entreprises de fabrication remplacent souvent la cavité régulièrement pour garantir la qualité du produit et l'efficacité de la production. En revanche, le noyau est soumis à moins d'usure et de pression, et sa durée de vie est donc relativement plus longue.

Comment faire la différence entre le cœur et la cavité ?

Les méthodes permettant de différencier le noyau et la cavité sont principalement les suivantes :

Observer l'apparence :

La cavité du moule apparaît généralement plus lisse, avec des saillies et des creux distincts, tandis que le noyau du moule a tendance à avoir un aspect plus rugueux, avec des trous et des marques de coupe. L'apparence de la cavité et du noyau peut ne pas présenter de différences notables, en fonction du type et de l'utilisation du moule.

Méthode de détection et de test :

Déterminer les rôles et les positions de la cavité et du noyau par la détection et les essais, y compris le positionnement, le serrage et les essais de pression.

Observer la structure :

La structure du noyau et de la cavité diffère ; la cavité contient généralement des composants tels que des boutons ou des clips pour faciliter le démontage et l'assemblage, tandis que le noyau comprend des pièces critiques telles que les joints de pièces et les manchons de moules.

Vérification du plan de joint et de la goupille :

The core and cavity have different shapes for lignes de séparation and dowel pins, which helps confirm their positions.

Poids et matériau d'observation :

La cavité est généralement plus légère que le noyau, et elle utilise habituellement des matériaux plus résistants à l'usure et plus durs, tels que l'acier à outils ou l'acier allié, tandis que le noyau utilise généralement de la fonte, de l'acier ou des alliages.

Vérification des marquages :

Après avoir démonté le moule, faites attention aux marquages sur les parties du noyau et de la cavité. Par exemple, la cavité peut être marquée d'un "F" ou d'un "1", tandis que le noyau peut être marqué d'un "R" ou d'un "2".

Observer la forme et le positionnement du produit :

En observant la forme du produit, les surfaces d'appui et les goupilles de positionnement de la cavité et du noyau, il est possible d'évaluer au préalable leurs positions.

These methods can be used individually or in combination to more accurately differentiate between the core and cavity.

Fabrication de la cavité et du noyau du moule

Le processus de fabrication et de traitement de l'empreinte et du noyau du moule présente des similitudes mais aussi des différences, détaillées ci-après :

1. Préparation du matériel

Avant de commencer le processus d'usinage, il est nécessaire de préparer les matériaux requis. Le type et la taille du noyau du moule et du matériau de l'empreinte dépendent du type et des spécifications du moule. En outre, il faut préparer les divers outils, montages et matériaux auxiliaires nécessaires à l'usinage.

2. Fraisage traditionnel

L'usinage initial est effectué sur une fraiseuse, y compris le perçage des trous de refroidissement, le filetage des trous, le perçage et le taraudage des trous de vis, le perçage et l'alésage. goupille d'éjection trous, numérotation des moules, angles de référence, etc. Ces étapes doivent être exécutées avec précision selon les exigences du dessin afin de garantir que la forme et la taille du noyau et de la cavité sont conformes à la conception.

3. Usinage CNC

L'usinage brut est réalisé sur un Centre d'usinage CNC, working on the shape and features. Usinage CNC efficiently completes complex shape cutting while ensuring accuracy and surface quality.

4. Traitement thermique

La cavité et le noyau subissent un traitement thermique selon les exigences de la conception pour obtenir la dureté et la résistance à l'usure souhaitées. Au cours du processus de traitement thermique, il est important de contrôler les paramètres tels que la température, la durée et la vitesse de refroidissement pour s'assurer que les résultats sont conformes aux spécifications.

5. Meulage

La finition est effectuée sur une rectifieuse, y compris le meulage des angles à six faces à des dimensions précises pour s'adapter à la taille du cadre, etc. Les exigences de précision pour les dimensions extérieures sont strictes et nécessitent un meulage et une finition précis. Si le noyau ou la cavité est d'une seule pièce, ses dimensions extérieures doivent être inférieures de 0,03 à 0,05 mm aux dimensions du dessin. S'il est en deux pièces, les dimensions extérieures combinées des deux pièces doivent être inférieures de 0,03 à 0,05 mm aux dimensions du dessin, avec une perpendicularité de 0,01 et un parallélisme de 0,01.

6. Finition CNC

Pour les noyaux et les cavités de moules nécessitant une plus grande précision, la finition CNC est nécessaire. Un centre d'usinage CNC effectue des travaux de coupe de haute précision, tels que la gravure de textes et de numéros de moules.

7. Coupe de fils

Wire-cutting technology is used to process insérer holes, lifter holes, ejector pin holes, sprue holes, etc.

8. Usinage par décharge électrique (EDM)

Technologie EDM est utilisé pour les noyaux et les cavités, tels que les rainures fines et les fentes étroites.

9. Polissage des moules

La surface du noyau et de la cavité du moule est polie pour obtenir une meilleure qualité de surface et répondre aux exigences de rugosité. Pendant le polissage, il faut faire attention à la direction et à la zone de polissage pour éviter d'endommager d'autres zones. Pour les zones nécessitant une finition miroir, le polissage grossier doit être suivi d'un polissage fin après le moule d'essai.

10. Assemblage

Toutes les pièces sont assemblées pour former un moule complet. Lors de l'assemblage, il convient de veiller à la précision des ajustements et aux exigences en matière de fixation afin de garantir la stabilité et la fiabilité du moule lors de son utilisation.

11. Moulage d'essai :

Enfin, un essai de moulage est effectué pour vérifier la qualité de l'usinage et les performances du moule. L'essai de moulage permet de vérifier si le système d'obturation du moule est clair, si la voie d'eau de refroidissement fonctionne correctement et si le produit moulé répond aux exigences de la conception. Tout problème découvert au cours de l'essai de moulage doit être ajusté et réparé rapidement pour que le moule puisse être utilisé en production.

Considérations relatives à la conception du noyau et de la cavité dans la conception des moules

La conception du noyau et de la cavité dans la fabrication des moules est complexe et constitue l'une des technologies de base de tout fabricant de moules. Bien qu'il soit difficile de décrire en détail les subtilités de la conception du noyau et de la cavité dans ce texte, voici quelques suggestions de référence pour les autres professionnels :

Les bases de la conception

La détermination de l'épaisseur du noyau et de la cavité doit tenir compte de l'épaisseur de base requise après l'ajout des canaux de refroidissement et de l'épaisseur nécessaire pour maintenir la résistance du noyau et de la cavité. La principale considération pour la résistance du noyau et de la cavité est leur capacité à supporter la pression d'injection sans provoquer de déformation du moule, ce qui pourrait entraîner une perte de qualité du produit.

La conception de la résistance du noyau et de la cavité doit tenir compte des éléments suivants

a. Pression d'injection

b. Zone de projection du produit

c. Hauteur du produit

d. Épaisseur du produit

e. Forme du produit

f. Forme de projection du produit

g. Nombre total de cavités du moule.

Réglage des dimensions de sécurité

Lors de la conception d'un moule, il est essentiel d'estimer d'abord les dimensions du noyau, puis la taille de la base du moule. La clé de l'estimation des dimensions réside dans la détermination de la distance de sécurité. Le choix de la distance de sécurité a une incidence considérable sur le coût du moule ! Déterminez l'épaisseur et la taille de la cavité et du noyau en fonction des caractéristiques du produit, en veillant à ce que sa largeur soit comprise entre deux pieds de moule. La longueur du noyau ou de la cavité ne doit pas dépasser la distance jusqu'à la goupille de retour.

Dimensions du produit (mm)Distance de sécurité (mm)
<2025
20-6030
60-8035
80-30040
300-60045
Tableau de référence des tailles de sécurité des noyaux et des cavités

Les données ci-dessus constituent des considérations standard, mais en réalité, chaque industrie et même chaque pièce peut avoir ses propres normes de conception. Si vous souhaitez obtenir des informations plus détaillées sur la conception, nous vous recommandons de consulter notre page consacrée à la conception des moules.

Sélection des matériaux

Le choix du matériau pour le noyau et l'empreinte du moule a une incidence directe sur la durée de vie et le prix du moule. Du point de vue des produits fabriqués, si la demande est faible, le choix de matériaux de haute qualité pour le noyau et la cavité du moule augmente le coût du moule, ce qui se traduit par des dépenses accrues pour l'entreprise - un gaspillage si la demande est faible. 

À l'inverse, supposons que la demande de produits soit élevée et que l'on choisisse des matériaux de qualité inférieure pour l'empreinte et le noyau du moule. Dans ce cas, le moule risque de ne pas répondre aux exigences de la production, ce qui nécessitera un nouveau moule et réduira l'efficacité de la production, augmentant de la même manière les coûts du moule. Pour faire un choix rationnel du matériau de noyau de moule, il est essentiel de comprendre les matériaux couramment utilisés et leurs caractéristiques, et il est très important de sélectionner différents matériaux sur la base d'une expérience de travail réelle.

Matériaux communs : P20738, 738H, 718, 718H, NAK80, 2316, 2316A, S136, etc. Les matériaux utilisés pour les moules trempés comprennent 2344, 8407, SKD11, SKD61, etc.

Caractéristiques du matériau :

P20

Convient généralement aux moules en plastique nécessitant une dureté, une ténacité et une résistance à l'usure élevées. La nitruration peut améliorer la durée de vie du moule. Elle est applicable aux plastiques thermoplastiques tels que le PS, le PE, le PP et l'ABS sans ajout d'agents ignifuges et constitue un matériau de noyau de moule couramment utilisé à un prix relativement bas.

738

Amélioration de diverses propriétés par rapport au P20, le 738H offrant des effets encore meilleurs et une durée de vie des moules plus longue.

NAK80

Possède d'excellentes propriétés d'usinage par décharge électrique et de polissage, couramment utilisées dans la production de produits en plastique exigeant une grande transparence.

2316

Convient aux moules traitant des plastiques à haute acidité, offrant une grande polissabilité et une résistance à l'acide, couramment utilisé dans les moules pour le formage des matériaux plastiques en PVC.

2344

Généralement utilisé dans les moules pour plastiques durs, sa durée de vie peut atteindre 1 million de cycles. Toutefois, en raison du coût élevé du moule, il convient aux produits en plastique dont les volumes de production sont élevés. Il en va de même pour d'autres matériaux de moulage durs tels que le 8407, le SKD11, etc.

Conclusion

Le contenu relatif au noyau et à la cavité est intimement lié à ceux qui travaillent dans l'industrie du moule. Compte tenu de leur importance dans la structure des moules, même si vous n'êtes pas impliqué dans la fabrication de moules ou le moulage par injection, une connaissance de base de ces deux éléments peut s'avérer utile pour la conception de vos futurs produits.

Le noyau et la cavité sont des composants fondamentaux qui déterminent la forme, la structure et la qualité du produit moulé final. Comprendre leur fonctionnement et les considérations liées à leur conception peut améliorer votre capacité à concevoir des produits qui sont non seulement fonctionnels et esthétiques, mais aussi fabricables et rentables. Ces connaissances peuvent aider à combler le fossé entre les concepts de conception et les aspects pratiques de la production, ce qui se traduit par des projets et des innovations plus réussis.

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