Application des cylindres dans les machines de moulage sous vide

I. Contexte du projet

Une ligne de thermoformage sous vide à trois postes, à pression positive et négative, appartenant à une entreprise d’emballage alimentaire, est utilisée pour la production en série d’emballages thermoformés en PET pour fruits. L’équipement d’origine utilisait un vérin simple effet couplé à une butée mécanique, ce qui posait des problèmes tels qu’un mauvais synchronisme de fermeture des moules, une force d’application inégale sur les bords et un fort impact lors de la mise en place du capot sous vide. Cela entraînait des produits présentant des bulles, des bavures et des déformations, avec un taux de rendement de seulement 85 %, des arrêts fréquents pour réglage, ainsi qu’une consommation énergétique et des coûts de maintenance élevés. Afin d’améliorer la régularité du thermoformage, le temps de cycle et la stabilité, le système de vérins a été mis à niveau et modifié.

II. Les États membres Exigences en matière d'équipement et de procédé

• Procédé : Thermoformage sous vide + thermoformage à pression positive, pressage à chaud à température constante, ouverture et fermeture rapides du moule, étanchéité et verrouillage du capot sous vide

• Opérations principales : Levage du capot sous vide, fermeture/verrouillage du plateau, pressage du matériau sur les bords, positionnement des postes

• Spécifications : Répétabilité de fermeture du moule ≤ ±0,1 mm ; force de serre-flan stable et réglable ; degré de vide ≤ -0,095 MPa ; amélioration du temps de cycle ≥ 15 % ; taux de rendement ≥ 97 %

Iii. Sélection des vérins et solution système

1. Configuration clé des vérins

• Levage du couvercle sous vide : Vérin à double effet avec amortissement (diamètre 80 mm / course 250 mm), doté d’une rétroaction de position par anneau magnétique, permettant une approche à haute vitesse suivie d’une fermeture amortie à faible vitesse, éliminant ainsi les chocs et les problèmes d’étanchéité.

• Vérin principal de fermeture du moule : Vérin de verrouillage de moule à forte poussée (diamètre 100 mm), commande en boucle fermée de la pression, maintien stable de la pression sans fuite.

• Positionnement du serre-bord : Vérin à faible épaisseur avec tige de guidage, haute parallélisme, résistant à la torsion latérale, garantissant un serre-bord uniforme.

• Actions auxiliaires : Vérins miniatures assurant l’éjection, le blocage et l’assistance au détourage des bords.

2. Commande et circuit pneumatique

• API + écran tactile + groupe de robinets électromagnétiques, permettant un contrôle de la vitesse par segments, une pression réglable et un contrôle de position en boucle fermée.

• Logique de liaison : fermeture du moule → verrouillage du moule → mise sous vide → maintien de la pression et formage → rupture du vide → ouverture du moule et éjection

• Ajout de robinets de débit et de robinets de régulation de pression afin d’assurer une avance rapide et une fermeture lente, avec un amortissement souple.

Le capot sous vide assure un joint plus fiable, éliminant efficacement les défauts tels que les bulles d’air, les manques de matière et les bavures ; l’amortissement des vérins et leur commande synchrone réduisent nettement l’usure mécanique, entraînant ainsi une diminution simultanée du bruit et de la consommation énergétique.

Iv. Résumé de Application Valeur

1. Qualité du moulage : pression uniforme, fermeture synchronisée des moules et étanchéité sous vide fiable éliminent les bulles d’air et les délaminations.

2. Efficacité de la production : temps de cycle réduit, temps d’arrêt diminués et augmentation d’environ 18 % de la capacité de production quotidienne par ligne.

3. Coûts d’exploitation : longue durée de vie des vérins et maintenance simplifiée permettent de réduire les coûts annuels de maintenance d’environ 40 %.

4. Grande adaptabilité : commutation rapide entre moules et paramètres de procédure afin de répondre aux besoins de production de plusieurs spécifications de produits.

V. Je vous en prie. Conclusion

En tant qu'actionneur central d'une machine de moulage sous vide, le vérin, grâce à une conception systématique intégrant un amortissement double effet, une rétroaction de position, une boucle fermée de pression et une synchronisation multi-vérins, permet d'améliorer significativement la stabilité de l'équipement, la précision du moulage et l'efficacité de production. Cette étude de cas démontre que la solution basée sur des vérins pneumatiques est fiable, efficace et peu coûteuse dans le domaine du moulage sous vide, et convient donc à une généralisation dans des scénarios de moulage sous vide avec chauffage, tels que le thermoformage, les matériaux composites, le caoutchouc et la silicone.