Refroidissement déséquilibré

de la paroi du moule à son centre peut provoquer des contraintes résiduelles induites par la chaleur. En outre, des contraintes résiduelles asymétriques induites par la chaleur peuvent se produire si la vitesse de refroidissement des deux surfaces est déséquilibrée. Un tel refroidissement déséquilibré entraînera un modèle de tension-compression asymétrique sur la pièce, provoquant un moment de flexion qui tend à causer le gauchissement de la pièce. Ce phénomène est illustré dans la figure 3 ci-dessous. Par conséquent, les pièces dont l'épaisseur n'est pas uniforme ou les zones mal refroidies sont sujettes à un refroidissement déséquilibré et donc à des contraintes thermiques résiduelles. Pour les pièces modérément complexes, la distribution des contraintes résiduelles induites par la chaleur est encore compliquée par une épaisseur de paroi non uniforme, le refroidissement du moule et les contraintes du moule en matière de libre contraction.

FIGURE 3. Les contraintes résiduelles asymétriques induites par la chaleur, causées par un refroidissement déséquilibré dans l'épaisseur de la pièce moulée, entraînent un gauchissement de la pièce.

Densités de congélation variables

La figure ci-dessous illustre la variation des densités figées causée par l'historique de la pression de garnissage.

Profil de température

La figure de gauche représente le profil de température à un endroit de la pièce. Pour les besoins de l'illustration, la pièce est divisée en huit couches égales sur toute l'épaisseur de la pièce. Le profil montre la température à l'instant de solidification (congélation) pour chaque couche (t1 à t8). Notez que le matériau commence à se solidifier à partir des couches extérieures et que l'interface gelée se déplace vers l'intérieur avec le temps.

Trace de pression

La figure centrale présente un historique de pression typique, montrant les niveaux de pression (P1 à P8) au fur et à mesure que chaque couche se solidifie. En général, la pression augmente progressivement au cours du remplissage, atteignant un maximum au début de la phase de tassement, puis commence à diminuer en raison du refroidissement et de la décongélation de la porte. En conséquence, le matériau des couches externes et des couches centrales se solidifie lorsque le niveau de pression est faible, tandis que les couches intermédiaires gèlent sous l'effet d'une pression de remplissage élevée.

Volume spécifique congelé

La figure de droite représente la trace du volume spécifique pour la couche 5 sur un graphique pvT et les volumes spécifiques gelés finaux pour toutes les couches, marqués par les cercles pleins numérotés.

FIGURE 4. Facteurs influençant l'évolution du volume spécifique "figé".
Rétrécissement différentiel

Compte tenu des volumes spécifiques figés, les différentes couches se rétracteront différemment, selon les courbes pvT qui régissent le comportement du matériau en matière de rétrécissement. Hypothétiquement, si chaque couche était détachée des autres (comme le montre la figure 5), les éléments matériels de la figure de gauche ci-dessous auraient rétréci comme ceux de la figure du centre. Dans ce cas, les couches intermédiaires tendent à se rétracter moins que les autres en raison d'un volume spécifique congelé plus faible (ou, de manière équivalente, d'une densité congelée plus élevée). En réalité, toutes les couches sont liées entre elles. Par conséquent, le résultat final sera une distribution compromise de la rétraction, les couches intermédiaires étant comprimées et les couches extérieures et centrales étant étirées.