Les boîtiers de batteries en plastique, grâce à leur conception légère, leur excellente isolation et leur facilité de moulage de structures complexes, sont devenus des composants d'emballage essentiels pour les batteries de puissance et les batteries de démarrage. Cependant, lors de la production en série demoule pour boîtier de batterie en plastiqueLa plupart des clients sont confrontés à de nombreux problèmes communs, notamment des défauts tels que le gauchissement dû au moulage par injection, le retrait, le flottement des fibres et le brûlure, ce qui augmente directement le taux de défauts de la production de masse.
Face à ces difficultés de production en série, de nombreux fabricants recherchent le plastique le plus résistant adapté au moulage par injection des boîtiers de batterie automobile, espérant résoudre tous les problèmes de production et d'utilisation avec un seul matériau. Cependant, en réalité, il n'existe pas de plastique universellement résistant. La clé de la fabrication de boîtiers de batterie en plastique de haute qualité et très stables réside non pas dans le choix aveugle de plastiques performants, mais dans la recherche d'une adéquation optimale entre le matériau plastique et le moule d'injection.
Seule une personnalisation de la conception et des solutions de fabrication des moules de boîtier de batterie en plastique, basée sur les caractéristiques du matériau, permet d'éviter complètement les défauts de moulage, garantissant ainsi les performances du boîtier de batterie et le taux de réussite de la production en série.
Cet article de KRMOLD fournira une analyse détaillée des performances des matériaux plastiques spécialisés adaptés aux moules pour boîtiers de batteries en plastique, des différences entre les matériaux courants, et partagera des solutions de conception personnalisée et de production en série pour les moules d'injection de boîtiers de batteries automobiles haute résistance.
Exigences de performance essentielles pour les plastiques adaptés au moule pour boîtier de batterie en plastique
1
Excellente résistance mécanique
Les boîtiers de batterie automobile doivent résister aux vibrations, aux chocs et aux impacts des véhicules lors d'une utilisation prolongée. Par conséquent, le matériau doit présenter une excellente résistance aux chocs, à la déformation et à la traction afin d'éviter les fissures et les déformations, et ainsi garantir la stabilité de la structure du module de batterie.
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Résistance aux hautes températures
Les batteries automobiles génèrent une quantité importante de chaleur lors des cycles de charge et de décharge continus, leur température interne se maintenant entre 80 et 120 °C pendant de longues périodes. En cas de dysfonctionnement, la température peut augmenter brusquement. Plastiques adaptés àmoule pour boîtier de batterie en plastiquedoit posséder une résistance élevée à la chaleur, restant non ramolli, non déformé et non décomposé dans des environnements à haute température.
3
Bonne résistance chimique
L'électrolyte et le milieu acide contenus dans les batteries automobiles sont très corrosifs, et un contact prolongé peut facilement éroder la paroi interne du boîtier. Les plastiques utilisés pour le boîtier des batteries doivent résister aux électrolytes et à la corrosion acide/alcaline afin de prévenir le vieillissement, les fissures et les fuites après une utilisation prolongée.
4
Compatibilité avec le moulage par injection
Les boîtiers de batterie automobile sont souvent des structures complexes, de forme irrégulière et à parois fines, comportant des trous de fixation. Les plastiques utilisés pour la production en série de moules doivent présenter une fluidité stable, un retrait au moulage contrôlable et être compatibles avec la production par injection à grande vitesse de ces moules.
2. Comparaison des plastiques haute résistance courants adaptés au moule pour boîtier de batterie en plastique
2.1 PPS – Matériau privilégié pour les boîtiers de batteries haute puissance
Le PPS est un matériau de base à haute résistance adapté aux hautes températures, aux charges importantes et aux normes de sécurité élevées.moule par injection pour boîtier de batterie automobileCe matériau est également couramment utilisé pour les boîtiers de batteries de véhicules électriques. Ses principaux atouts résident dans son extrême résistance à la corrosion chimique, lui permettant de supporter la corrosion à long terme due aux électrolytes et aux milieux acides/alcalins, et de présenter une excellente résistance au vieillissement. Sa température de résistance à la chaleur atteint 260 °C, ce qui lui permet de supporter aisément les températures élevées continues et les emballements thermiques soudains des batteries. Ses dimensions structurelles restent parfaitement stables même à haute température, garantissant ainsi une stabilité dimensionnelle optimale. Par ailleurs, le PPS modifié atteint facilement la classification UL94 V-0 de résistance au feu sans ajout de retardateurs de flamme, assurant ainsi une sécurité optimale.
Ce matériau est principalement adapté à la production en série de moules pour boîtiers de batteries en plastique destinés aux batteries de véhicules électriques et aux batteries industrielles haute température de stockage d'énergie. Cependant, le PPS est souvent renforcé par des fibres de verre à haute teneur en fibres afin d'accroître sa résistance. La dureté élevée de ces fibres provoque une usure importante de la cavité du moule pour le boîtier de batterie automobile ; par conséquent, l'acier ordinaire ne peut être utilisé pour le moule d'injection de ce type de boîtier.
De plus, les procédés de moulage par injection à haute température sont sujets à des problèmes tels qu'une mauvaise ventilation, la flottation des fibres et le brûlure, ce qui impose des exigences extrêmement élevées en matière de conception des systèmes de ventilation, d'injection et de refroidissement du moule du boîtier de batterie en plastique.
2. PP – Un matériau économique et polyvalent pour les boîtiers de batteries automobiles
Le polypropylène (PP) est un matériau standard couramment utilisé pour la fabrication de moules d'injection destinés aux boîtiers de batteries automobiles, qu'il s'agisse de batteries de démarrage traditionnelles ou de batteries de stockage d'énergie économiques. Son excellent rapport qualité-prix et sa facilité de mise en œuvre en ont fait un matériau incontournable sur le marché des boîtiers de batteries pour véhicules particuliers. Ses principaux atouts résident dans son excellente résistance à la corrosion par les acides et les électrolytes, le rendant parfaitement compatible avec l'environnement diélectrique des batteries automobiles classiques. Il présente également une bonne résistance aux chocs et une grande robustesse, ne se fragilise pas facilement à basse température et son coût de moulage par injection est faible.
Cependant, le polypropylène (PP) présente des inconvénients majeurs : une rigidité insuffisante, une faible résistance à la déformation, un ramollissement facile à haute température et un taux de retrait élevé lors du moulage par injection. Ces défauts entraînent fréquemment des retombées, des gauchissements et des déformations dans les boîtiers de batteries automobiles en plastique, ce qui nuit à la précision dimensionnelle. Le PP est inadapté aux applications exigeant une production de haute précision et à forte charge, comme les boîtiers de batteries de puissance, et convient uniquement à la production en série de boîtiers de batteries conventionnels d'entrée et de milieu de gamme. Concernant l'adaptation des moules pour boîtiers de batteries en plastique, le système de refroidissement et le processus de moulage par injection sous pression doivent être optimisés afin de compenser les défauts de retrait et de déformation du matériau.
Solution de conception et de fabrication de base du moule pour boîtier de batterie en plastique haute résistance KRMOLD
KRMOLD a été fortement impliquée dans la R&D et la fabrication demoule par injection pour boîtier de batterie automobileDepuis de nombreuses années, elle a développé une gamme complète de solutions de conception de moules sur mesure et de production en série pour différents plastiques spécifiques aux boîtiers de batteries, tels que le PPS et le PP, afin d'obtenir une correspondance précise entre les matériaux et les moules.
1. Sélection personnalisée de l'acier pour moules
L'acier à mouler est essentiel pour déterminer la durée de vie et la précision du moulage des moules de boîtiers de batteries en plastique. Pour les matières plastiques à haute résistance à l'usure et aux hautes températures, telles que le PPS, le PA66 renforcé de fibres de verre et le PBT, KRMOLD sélectionne des aciers à mouler haut de gamme comme le H13 et le S136, qui subissent un traitement de nitruration profonde avant leur expédition. Ce traitement améliore considérablement la résistance aux hautes températures, à l'usure et à la corrosion de la cavité du moule, et la protège efficacement de l'érosion et de l'usure causées par les matériaux renforcés de fibres de verre. Il prévient ainsi l'usure de la cavité et les écarts dimensionnels lors de la production en série, garantissant une durée de vie du moule supérieure à un million de cycles et répondant aux exigences de la production à grande échelle. Pour les plastiques d'usage courant comme le PP, des aciers économiques sont sélectionnés afin de maîtriser les coûts de production du client tout en assurant une qualité de moulage optimale.
2. Conception optimisée du système de canaux et de distribution
Pour les boîtiers de batteries en plastique rigide à faible fluidité, tels que le PPS et les plastiques renforcés de fibres de verre, KRMOLD utilise une conception optimisée de moule d'injection multipoints et latéral. Ce système permet au plastique fondu de remplir uniformément la cavité du moule, favorisant une répartition homogène des fibres de verre et éliminant ainsi les défauts de production en série, comme le remplissage irrégulier, les manques de colle localisés, les variations d'épaisseur de la coque et les déformations, souvent causés par les systèmes à injection unique. Avant la production en série, une analyse d'écoulement du plastique est réalisée afin d'anticiper les problèmes de remplissage, de rétention et de manque de matière, et d'optimiser précisément les dimensions des points d'injection et des canaux d'alimentation pour garantir une constance dimensionnelle parfaite pour chaque boîtier de batterie automobile.
3. Conception précise et équilibrée du système de refroidissement
KRMOLD conçoit une structure de canaux de refroidissement dense et conforme pour les moules de boîtiers de batteries en plastique, adaptée aux caractéristiques des différents matériaux. Cette structure répond aux exigences de température élevées du PC et au fort retrait du PP, assurant un contrôle uniforme de la température dans toute la cavité du moule. Pour pallier la structure complexe à parois fines et les nombreux angles morts des boîtiers de batteries, une conception innovante de refroidissement par inserts est adoptée. Celle-ci résout les problèmes des canaux de refroidissement traditionnels qui ne couvrent pas les angles morts et provoquent un refroidissement local inégal, raccourcissant considérablement le cycle de moulage tout en limitant efficacement le retrait du PP et les déformations dues aux contraintes locales du PPS, et en réduisant ainsi les taux de défauts en production de masse.
4. Système de ventilation spécialement conçu pour les matériaux en fibre de verre
Pour les matériaux tels que le PPS et le PA66 renforcé de fibres de verre, sujets à l'accumulation de gaz lors du remplissage à haute température, KRMOLD a conçu une rainure de ventilation de précision spéciale dans lemoule par injection pour boîtier de batterie automobileAssocié à une structure de ventilation composite intégrée, il évacue rapidement l'air et les gaz de décomposition à haute température de l'intérieur de la cavité, évitant ainsi les défauts de moulage de la structure du moule et assurant la régularité de la surface du boîtier et l'intégrité de la structure interne.
