Grâce à une coopération étroite avec Simcon, éditeur du logiciel Cadmould, Arburg a pu intégrer la simulation de remplissage du moule dans le système de contrôle Gestica de ses presses à injecter Allrounder. La simulation de l’injection d’une pièce peut ainsi être directement affichée sur la machine en marche.

Arburg continue d'améliorer le système de contrôle Gestica de ses machines Allrounder, avec un nouveau tournant en matière de fonctions d’assistance à l'injection platisque : la simulation de remplissage du moule. Une première version de ce simulateur avait déjà été dévoilée lors du salon Fakuma 2018, suivie par une deuxième version lors de l'édition 2019 des Technology Days du fabricant. L'entreprise a profiter du salon K 2019 pour exposer une installation clé en main rendue "intelligente" grâce aux assistants de remplissage et de plastification intégrés dans la commande Gestica.

« Lors du développement du système Gestica, notre objectif visait une meilleure assistance aux opérations dans le système de contrôle, » explique le Dr Eberhard Duffner, directeur de R&D chez Arburg. « Notre pack assistance 4. SET-UP aide déjà considérablement les régleurs machine, qui l’utilisent activement pendant l’entrée et le réglage des paramètres. La simulation de remplissage intégrée sur presse va plus loin. Elle simule en temps réel l’injection de la pièce en fonction du paramétrage choisi : du jamais vu dans le milieu de la plasturgie ».

Un partenaire expérimenté en simulation d’injection

En recherchant un partenaire, Arburg a finalement opté pour son compatriote Simcon. Les deux entreprises avaient déjà collaboré auparavant sur d’autres projets. En tant qu’expert en simulation d’injection, Simcon est familiarisé avec les problématiques actuelles de conception de moules et d’injection de pièces. « Il existe actuellement deux mondes à la fois proches et séparés : la fabrication du moule et l’injection des pièces plastiques », explique le Dr Paul F. Filz, directeur général de Simcon. « Lors de l’étude du moule, les simulations d’injection intègrent le mode projet. Cependant, les données pertinentes du paramétrage process qui ont été simulées sont rarement réutilisées dans le procédé d’injection réel ».

« Le challenge, c’est la manière dont les facteurs non contrôlés en simulation influent sur le process », souligne Eberhard Duffner, directeur R&D chez Arburg. « C’est pourquoi la question des paramètres d’injection optimaux pour une matière et une pièce a très longtemps suscité un débat des plus animés entre les experts ». Le besoin de combiner les simulations utilisées pour la conception de moules avec le paramétrage sur presse a été identifié depuis fort longtemps. « Avec la simulation du remplissage intégrée dans le système de contrôle Gestica, nous rassemblons maintenant les deux mondes. Ceci améliore le temps de réglage, la fiabilité et l’efficacité du process », ajoute Eberhard Duffner.

Injection plastique high-tech : du lab-on-chip à la microvanne de dosage

Pour un réglage optimal du process d’injection, une grande expertise est exigée de la part des régleurs, car la température d’injection de la matière et le dosage nécessaire sont souvent les seuls paramètres connus. Toute la difficulté réside dans l’optimisation du remplissage de l’empreinte du moule par le polymère. Les flux d’écoulement de la matière fondue sont influencés par le profil d’injection. Néanmoins, quand le régleur effectue un changement particulier au niveau de la course du dosage ou du volume du dosage, il n’est pas en mesure de savoir où se situe réellement le front de matière dans la cavité. Les essais de mise au point qui entraînent la mise au rebut des pièces sont à éviter, du fait de leur coût élevé, tant du point de vue du temps que de la matière consommée. C’est pourquoi une expérience importante est exigée de la part du régleur. Les prochains systèmes d’assistance tels que la simulation d’injection intégrée sur machine, vont permettent d’apporter une solution à ce problème en procurant un support interactif et graphique aux opérateurs machine.

Mise en commun de la simulation et de la réalité d'injection

Réunir la simulation d’injection avec l’injection réelle est une tâche parfois très complexe. Pour bien visualiser le front de matière, l’utilisation de modèles mathématiques et d’algorithmes est exigée. Ceux-ci prennent en compte, entre autres, le comportement de la vis et du clapet anti-retour, ainsi que la compressibilité de la matière.

Dans ce but, Arburg et Simcon ont mis en commun leurs savoir-faire et ont déjà effectué une démonstration sur la synchronisation du mouvement de la vis via le modèle de simulation calculée directement sur la machine lors des Technology Days 2019 du fabricant de presses. L’interface du système de contrôle Gestica affiche le profil de remplissage de la pièce, et le régleur visualise la relation entre le niveau de remplissage et la course du dosage. Cette information leur fait économiser du temps. Ils n’ont plus besoin d’interpréter de courbes d’injection, ils ont de ce fait l’opportunité d'observer le front de matière avec une vue du remplissage en 3D de la cavité.

Rappelons qu'Arburg est l’un des leaders mondiaux sur le marché des machines de transformation du plastique. Son portefeuille de produits se compose des presses à injecter Allrounder d’une force de fermeture de 125 à 6 500 kN, des machines de fabrication additive Freeformer, ainsi que de systèmes robotiques, de solutions clés en main spécifiques à diverses industries, et d'équipements périphériques. L'entreprise sert de nombreuses industries y compris le secteur médical, séduit par le niveau de sécurité des processus et de traçabilité garanti par ses équipements d'injection.

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