Chapitre 25-3, Contraintes résiduelles, moule d'injection en porcelaine

FIGURE 5. Des contraintes résiduelles variables apparaissent et la pièce se déforme au fur et à mesure que des couches de volume spécifique congelé différent interagissent les unes avec les autres.

Contrainte résiduelle induite par le processus ou dans l'empreinte

Les données sur les contraintes résiduelles induites par le processus sont beaucoup plus utiles que les données sur les contraintes résiduelles dans l'empreinte pour la simulation du moulage. Vous trouverez ci-dessous les définitions des deux termes, ainsi qu'un exemple illustrant la différence entre les deux.

Contrainte résiduelle induite par le processus

Après l'éjection de la pièce, les contraintes de la cavité du moule sont libérées et la pièce est libre de se contracter et de se déformer. Une fois qu'elle a atteint un état d'équilibre, la contrainte restante à l'intérieur de la pièce est appelée contrainte résiduelle induite par le processus, ou simplement contrainte résiduelle. Les contraintes résiduelles induites par le processus peuvent être induites par l'écoulement ou par la chaleur, cette dernière étant la composante dominante.

Contrainte résiduelle dans l'empreinte

Alors que la pièce est toujours contrainte dans l'empreinte du moule, la contrainte interne qui s'accumule pendant la solidification est appelée contrainte résiduelle dans l'empreinte. Cette contrainte résiduelle dans l'empreinte est la force qui entraîne le retrait et le gauchissement de la pièce après l'éjection.

Exemple

La répartition du retrait décrite dans la section Déformation due au retrait différentiel entraîne un profil de contrainte résiduelle induite par la chaleur pour une pièce éjectée, comme le montre la figure en bas à gauche ci-dessous. Le profil de contrainte de la figure en haut à gauche est la contrainte résiduelle dans l'empreinte, dans laquelle la pièce moulée reste contrainte à l'intérieur du moule avant d'être éjectée. Une fois que la pièce est éjectée et que la force de contrainte du moule est libérée, la pièce se rétracte et se déforme pour libérer la contrainte résiduelle intégrée (généralement une contrainte de traction, comme indiqué) et atteindre un état d'équilibre. L'état d'équilibre signifie qu'aucune force extérieure ne s'exerce sur la pièce et que les contraintes de traction et de compression sur la section transversale de la pièce doivent s'équilibrer. Les figures de droite correspondent au cas où le refroidissement n'est pas uniforme sur toute l'épaisseur de la pièce, ce qui entraîne une distribution asymétrique des contraintes résiduelles.

FIGURE 6 : Profil de contrainte résiduelle dans l'empreinte (en haut) par rapport au profil de contrainte résiduelle induite par le processus et à la forme de la pièce après éjection (en bas).

Réduction des contraintes résiduelles induites par la chaleur

Les conditions qui conduisent à un tassement suffisant et à des températures plus uniformes entre les parois du moule réduisent les contraintes résiduelles induites par la chaleur. Il s'agit notamment des conditions suivantes
- Pression et durée d'emballage appropriées
- Refroidissement uniforme de toutes les surfaces de la pièce
- Épaisseur uniforme de la section murale