Production flexible de pièces en plastique pour l'industrie automobile

"La seule chose qu'elle ne peut pas faire, c'est voler", déclare Jörg Zechmayer, directeur général de Zechmayer GmbH à Grafenwöhr, avec un clin d'œil, "mais pour tout le reste, nous avons de grands projets pour cette machine de moulage par injection". Les spécifications de la nouvelle machine de l'usine pilote de l'entreprise de fabrication d'outils et de moules sont très étendues : Des volumes injectables très importants, mais aussi très faibles, la rétro-injection, l'inondation, le moulage par injection-compression, l’utilisation d’agent gonflant, les moules multi-cavités, ... tout cela devrait être possible sur une seule machine de moulage par injection. Les pièces visibles et décoratives pour l'intérieur et l'extérieur des voitures, entre autres, sont très exigeantes. La machine est équipée d'une grande variété de moules pour la production de pièces automobiles sophistiquées en plastique. Le résultat final dans le centre technique de Zechmayer est une machine unique au monde.

ENGEL a relevé le défi et a été en mesure de répondre à toutes les exigences. Une solution complète a été mise en œuvre pour accueillir une grande variété de moules destinés à la production de pièces en plastique pour l'industrie automobile. Le choix s'est porté sur une presse à injecter duo en version combi M avec une force de fermeture de 1 500 tonnes et un plateau pivotant. Le plateau pivotant divise la zone de fermeture de manière à pouvoir accueillir deux moules en parallèle, soit pour le moulage par injection de plusieurs composants en une seule opération, soit pour doubler la production avec deux moules identiques. La duo combi M est équipée de deux unités d'injection à cet effet. L'une est située sur le plateau fixe, l'autre, "nomade", est positionnée sur le plateau mobile. La version combi M n'était pas suffisante pour Zechmayer. Le plateau mobile a été équipé d'une table tournante supplémentaire et une troisième unité d'injection a été installée en position "piggyback" de l'unité d'injection principale.

Outre l'unité principale, équipée d'une vis de 70 mm, il ne faut pas oublier l'unité réglable en hauteur (piggyback) qui possède un diamètre de vis de 50 mm. La troisième unité a également une vis de 50 mm de diamètre. Pour la taille de la machine, il s'agit de diamètres de vis remarquablement petits, ce qui explique la grande flexibilité du moulage par injection multicomposants. Les charges traitées vont de 70 grammes à 2,2 kilogrammes. En outre, la machine de l'usine pilote est équipée d'un système complet d'automatisation : un robot linéaire viper 40 d’ENGEL, avec fonction d'enlèvement et de dépôt, est entièrement intégré dans le système de commande de la machine CC300.

La machine est équipée pour recevoir une grande variété de moules pour la production de pièces automobiles en plastique en utilisant une large gamme de processus ; entre autres : pour la rétro-injection de feuilles, de bois, de métal et de tissu, pour le moulage par injection-compression et l'injection de polyuréthane. Les technologies d'injection de gaz et d'eau sont disponibles pour réduire le poids des pièces, tout comme la technologie MuCell pour le moulage par injection d’agent gonflant. Le poids maximal du moule peut aller jusqu'à 30 tonnes. La largeur entre-colonnes est de 1530 mm, et les moules peuvent être installés jusqu'à une hauteur de 1800 mm, les hauteurs d'installation étant variables dans le sens ouverture-fermeture de 375 à 2275 mm. Cet énorme champ d'action est possible grâce au démontage de la plaque tournante, une autre particularité de la duo combi M de Zechmayer. En raison de l'espace disponible dans l'usine, il fallait raccourcir de près de deux mètres la longueur de la presse - ENGEL a également été en mesure de répondre à cette exigence.

"Pour les pièces visibles et décoratives, les technologies 2K sont presque toujours nécessaires. Une machine de moulage par injection pour nos applications doit être capable à la fois de mouler des feuilles et de les inonder de polyuréthane pour former une couche de protection très brillante et résistante aux rayures", explique Dominik Will, chef de projet pour la technologie des plastiques chez Zechmayer, en décrivant les exigences minimales. "Le design est un facteur de différenciation important dans l'industrie automobile, qu'il s'agisse de véhicules à deux ou à quatre roues. Nous observons une tendance vers des structures plus filigranes et une technologie d'éclairage moulée à l'arrière. En conséquence, le poids des pièces est de plus en plus faible, alors que la taille des moules reste la même, voire augmente", ajoute Mario Oppelt, ingénieur commercial chez ENGEL Allemagne, qui a été impliqué dans le projet dès le début. "Les possibilités d'ingénierie des processus de cette duo combi M sont presque infinies en raison des différentes combinaisons des ensembles technologiques installés."

Lors du surmoulage et du démoulage simultanés d'un film IMD, la conception de la machine combi M s'avère réellement efficace dans la production de pièces en plastique pour l'industrie automobile. "Nous n'aurions pas obtenu ce projet sans investir dans la nouvelle machine", explique Jörg Zechmayer. D'autant plus que l'application de thermorégulation des moules est également exigeante en termes de technologie des procédés. "La complexité des applications ne cesse de croître", explique M. Zechmayer. "En outre, nous souhaitons accompagner les travaux de recherche à l'avenir. C'est pourquoi nous avons investi avec prévoyance. Notre machine est vraiment unique par sa polyvalence."

Tant pour l'échantillonnage que pour les futures tâches d'optimisation ou de développement des processus, une commande précise et intelligente de la machine et une documentation exacte de tous les paramètres sont indispensables. La machine du centre technique de Zechmayer est également préparée pour cela : les systèmes d'assistance intelligents iQ weight control et iQ flow control contribuent à la stabilité des processus et à la documentation de tous les réglages. "Nous pouvons fournir au client tous les détails du processus de production en série. Cela lui permet, par exemple, de réguler la température avec un minimum d'énergie et de documenter l'empreinte carbone de son composant", décrit Dominik Will.

Sur la base des résultats du régulateur de la température e-flomo, iQ flow control optimise le processus de régulation. Le logiciel compense automatiquement les différences de température dans chaque circuit de distribution individuel, créant ainsi des rapports de régulation de température constants. iQ weight control ajuste le point de commutation, le profil d'injection et la pression de maintien aux conditions actuelles, injection après injection. Les effets des influences extérieures et des fluctuations de la matière première sont ainsi compensés de manière entièrement automatique.

Le pré-équipement a été pris en compte pour toutes les options qui n'ont pas été directement installées, afin que le fabricant de moules et d'outils Zechmayer puisse également adapter ultérieurement la duo combi M aux nouvelles exigences de ses clients ou de ses partenaires de développement. "Aujourd'hui encore, notre machine à injection plastique très spéciale nous ouvre de nombreuses possibilités en matière de développement de produits, de moules et de processus", déclare Jörg Zechmayer, impatient de relever les défis qui l'attendent. "J'attends avec impatience les premiers prototypes de panneaux de commande pour les machines à café et les appareils électroménagers ou les rails légers pour le secteur automobile."