Comment calculer
nombre de caries pour un
Machine de moulage par injection-soufflage :
La formule de l'ingénieur

CONTRAINTE 1 : LARGEUR DE LA PLAQUE

n₁ = ⌊W₀ / p⌋

CONTRAINTE 2 : POIDS DU POIDS

n₂ = ⌊S₀ / w₁⌋

CONTRAINTE 3 : FORCE DE SERRAGE

n₃ = ⌊F₀ / f₁⌋

Déterminer le pas du mandrin (p) à partir des spécifications du diamètre extérieur du col

p (mm) = Diamètre extérieur du col (mm) + jeu entre les centres (12–18 mm). Utiliser 12 mm pour les mandrins IBM pharmaceutiques standard (espacement réduit, alignement précis des mandrins) ; utiliser 15–16 mm pour les mandrins IBM cosmétiques et de produits chimiques d’usage courant standard ; utiliser 18 mm pour les mandrins de grand diamètre (diamètre extérieur du col supérieur à 40 mm) lorsque l’épaisseur de la paroi du corps du mandrin nécessite un espacement plus important. Confirmation : le bureau d’études de moules d’Ever-Power Ansan-si (Corée) confirme le pas par flacon à partir du modèle 3D lors de l’établissement du devis. Exemple: 28 mm de diamètre extérieur du col, 15 mm d'écartement → p = 43 mm. 22 mm de diamètre extérieur du col (compte-gouttes de 10 ml), 16 mm d'écartement → p = 38 mm.

Calculer n₁ (contrainte de largeur du plateau)

n₁ = ⌊W₀ / p⌋ où W₀ = largeur totale du plateau − 2 × marge de bord (35 mm de chaque côté en standard). Exemple pour ZQ135 avec un compte-gouttes de 10 ml (p = 38 mm) : W₀ = 1 300 − 70 = 1 230 mm. n₁ = ⌊1 230 / 38⌋ = ⌊32,4⌋ = 32. La presse coréenne Ever-Power ZQ135 confirme 30 cavités à 10 ml (la marge est légèrement plus grande, de 40 à 45 mm de chaque côté, pour un plateau de 1 300 mm) : 1 300 − 90 = 1 210 mm ; ⌊1 210 / 38⌋ = 31,8 → 30 après prise en compte de la marge de la structure du moule. Le nombre de cavités confirmé de 30 à 10 ml pour la ZQ135 inclut la marge de la structure du moule ; la formule donne une estimation maximale et la spécification de Korea Ever-Power confirme le nombre réel de cavités réalisables.

Calculer n₂ (contrainte de poids du tir)

n₂ = ⌊S₀ / w₁⌋ où S₀ = poids d'injection maximal de la machine (g) et w₁ = poids de la préforme par cavité (g). Estimation du poids de la préforme : w₁ ≈ poids du flacon fini × 1,05–1,08 (poids du canal d'injection généralement de 5 à 81 TP3T de matière injectée). Poids du flacon fini = masse volumique du matériau (g/cm³) × volume de la paroi (cm³). Méthode simplifiée : utiliser directement le poids cible de la paroi du flacon (la plupart des spécifications des flacons pharmaceutiques incluent le poids du flacon fini ; ajouter 51 TP3T pour le canal d'injection). Exemple pour le ZQ135 en flacon pharmaceutique PP de 100 ml : Poids de la bouteille finie : 33 g → poids de la préforme w₁ = 33 × 1,06 = 35 g. S₀ = 650 g. n₂ = ⌊650 / 35⌋ = ⌊18,6⌋ = 18. La spécification Korea Ever-Power ZQ135 confirme 18 cavités pour 100 ml. ✓

Calculer n₃ (contrainte de force de serrage) et trouver le minimum

n₃ = ⌊F₀ / f₁⌋ où f₁ = pression d'injection (MPa) × aire projetée du col de la cavité (mm²) / 1 000. Pour un col de 28 mm de diamètre extérieur : aire projetée = π/4 × 28² = 616 mm². À une pression d'injection de 100 MPa : f₁ = 100 × 616 / 1 000 = 61,6 kN par cavité. Pour ZQ135 (F₀ = 1 350 kN) : n₃ = ⌊1 350 / 61,6⌋ = ⌊21,9⌋ = 21. Nombre final d’empreintes n = min(n₁, n₂, n₃) = min(résultat du plateau, 18, 21) = 18 (la masse d’injection est fixe pour 100 ml de ZQ135). Si le plateau donne 20 empreintes, la masse d’injection 18 et le serrage 21 : n = 18 – la contrainte de masse d’injection détermine le nombre d’empreintes pour ce format.

Vérifier par rapport aux données de spécification Korea Ever-Power EP-ZQ

Vérifiez le nombre de cavités calculé (n) par rapport au tableau des nombres de cavités confirmés de la série ZQ de Korea Ever-Power (section 04 ci-dessous). Les nombres de cavités confirmés par Korea Ever-Power tiennent compte des tolérances réelles du cadre du moule et des marges de bord du plateau issues de l'outillage de production d'Ansan-si ; ils sont plus précis que l'estimation par formule pour les formats IBM pharmaceutiques et cosmétiques standard. Si le nombre de cavités calculé (n) dépasse de plus de 2 le nombre confirmé par Korea Ever-Power, réexaminez la tolérance de marge de bord (W₀) et l'estimation du poids de la préforme (w₁). Si la formule donne un nombre inférieur à la spécification Korea Ever-Power, vérifiez que le poids du flacon utilisé dans le calcul correspond au poids cible réel du flacon.

Calculer uniquement la contrainte du plateau et commander l'outillage pour un nombre de cavités impossible à atteindre en fonction du poids de l'injection.

L'erreur la plus fréquente et la plus coûteuse. Exemple : flacon de shampoing en PP de 500 ml sur ZQ135. Calcul du plateau : ⌊1 210/43⌋ = 28 empreintes. Calcul du poids d'injection : ⌊650/60⌋ = 10 empreintes. Une équipe d'approvisionnement qui commande un moule à 14 empreintes pour flacons de 500 ml sur ZQ135 reçoit un moule nécessitant 14 × 60 g = 840 g d'injection au total, soit 291 TP3T de plus que le maximum de 650 g de la ZQ135. Le moule ne peut pas fonctionner à 14 empreintes sur la ZQ135. Coût de la mise à niveau : soit réduire le moule à 10 empreintes actives (perte de 4 emplacements d'empreintes), soit passer à une machine plus grande (non disponible dans la série ZQ pour ce format). Prévention : toujours calculer n₂ avant de commander l'outillage pour les flacons de plus de 100 ml.

Utiliser le poids de la bouteille finie au lieu du poids de la préforme dans la contrainte de poids de l'injection

Le poids de la préforme correspond au poids du flacon fini plus le poids du canal d'injection (5 à 81 TP3T de matière injectée pour les portes IBM pharmaceutiques standard). Exemple : un flacon de comprimés en PP de 100 ml pèse 33 g. En utilisant directement 33 g : n₂ = ⌊650/33⌋ = 19 cavités. Poids correct de la préforme : 35 g (33 × 1,06) : n₂ = ⌊650/35⌋ = 18 cavités. L'erreur crée une cavité supplémentaire qui dépasse le poids de la matière injectée lorsque le canal d'injection est inclus, ce qui provoque une injection incomplète à la cavité 19 à la vitesse de production industrielle. Korea Ever-Power confirme que n₂ = 18 pour 100 ml sur ZQ135 est la valeur correcte, en incluant la marge du canal d'injection.

En supposant que le nombre de cavités soit proportionnel à la taille du plateau pour tous les modèles de machines

Le plateau du ZQ110 mesure 1 100 mm (1,0 × 1 300 mm pour le ZQ135 × 0,85). Cependant, la masse d'injection du ZQ110 est de 540 g contre 650 g pour le ZQ135 (0,83 ×). Avec 100 ml de solution pharmaceutique PP (35 g de préforme) : ZQ110 n₂ = ⌊540/35⌋ = 15 ; ZQ135 n₂ = 18 (1,2 × plus). Avec 10 ml de solution compte-gouttes PCTG (4,5 g de préforme) : ZQ110 n₁ = ⌊1 030/38⌋ = 27 ; ZQ135 n₁ = ⌊1 210/38⌋ = 31 (1,15 × plus – mais la valeur réelle est de 24 contre 30). Le nombre de cavités n'évolue pas de manière linéaire d'un modèle à l'autre car les contraintes liées au plateau et au poids des billes sont actives simultanément ; celle qui augmente le plus lentement entre les modèles devient la contrainte principale et limite le gain en nombre de cavités.

Spécifier une disposition à double rangée de mandrins pour contourner la contrainte de largeur du plateau

Certaines équipes d'approvisionnement, après avoir calculé n₁ à partir de la largeur du plateau, proposent des configurations à double rangée de mandrins (deux rangées de mandrins décalées sur le plateau, afin de doubler le nombre de cavités pour une même largeur de plateau). L'outillage à double rangée de mandrins IBM n'est pas une pratique courante et présente des limitations importantes : (a) le mécanisme d'indexage rotatif à 3 stations est conçu pour une seule rangée de mandrins ; une configuration à double rangée nécessite une table rotative non standard, ce qui augmente l'inertie d'indexage des mandrins et l'erreur de positionnement angulaire ; (b) le coût de l'outillage de moule à double rangée est 2,5 à 3,5 fois supérieur à celui d'un outillage standard à une seule rangée ; (c) l'uniformité de la température entre les cavités sur deux rangées est nettement plus difficile à obtenir, ce qui accroît les variations d'épaisseur de paroi et de voile pour le PCTG. Korea Ever-Power ne recommande pas l'outillage à double rangée de mandrins IBM pour les programmes pharmaceutiques ou cosmétiques standard. Choisissez un modèle ZQ plus grand si la largeur du plateau limite le nombre de cavités sur une seule rangée pour l'application.

Choisir le modèle de machine uniquement en fonction du nombre de cavités, sans tenir compte de la hauteur de la machine par rapport à l'établissement.

La ZQ135, avec ses 18 cavités pour 100 ml, est la machine IBM pharmaceutique la plus performante du marché. Cependant, sa hauteur de 2,4 m exige une hauteur sous plafond minimale de 3,0 m (plus 0,5 m pour la maintenance, soit un total de 3,5 m pour un accès optimal). Les équipes d'approvisionnement pharmaceutiques qui choisissent la ZQ135 pour une salle blanche BPF coréenne avec une hauteur sous plafond de 2,7 m constatent que cette machine (2,4 m) ne laisse que 0,3 m de hauteur libre, inférieure à la norme minimale de 0,5 m pour la maintenance. L'alternative idéale est la ZQ110 (2,2 m, 14 cavités pour 100 ml, compatible avec une hauteur sous plafond de 2,7 m et une hauteur sous plafond de 0,5 m). L'optimisation du nombre de cavités doit toujours être évaluée en fonction de la hauteur de la machine pour l'installation cible. Le tableau complet de compatibilité hauteur machine/hauteur sous plafond est disponible dans le document suivant : Série EP-ZQ pages produits.

Pourquoi Korea Ever-Power confirme-t-il 30 caries à 10 ml sur ZQ135 alors que la formule en donne 31–32 ?

La formule n₁ = ⌊W₀/p⌋ fournit une estimation supérieure basée sur un calcul géométrique des positions des mandrins dans la largeur utile du plateau. Cette formule utilise W₀ = largeur totale du plateau − marge de bord estimée (généralement supposée de 70 mm au total, soit 35 mm par côté). Le nombre de cavités confirmé par Korea Ever-Power, soit 30 à 10 ml pour le ZQ135, intègre la tolérance structurelle réelle du cadre du moule. Pour un plateau de 1 300 mm avec un ensemble de mandrins à 30 cavités sur toute la largeur, cette tolérance nécessite une marge de bord légèrement supérieure à celle supposée par la formule : environ 45 mm par côté (90 mm au total). On obtient ainsi W₀ effectif = 1 300 − 90 = 1 210 mm, et n₁ = ⌊1 210/38⌋ = 31,8, valeur arrondie à 30 après prise en compte de la tolérance structurelle réelle du cadre du moule dans la largeur utile de 1 210 mm. La spécification Korea Ever-Power fait foi ; la formule donne l’estimation théorique maximale. Utilisez la formule pour les formats non standard ; utilisez le tableau de la spécification Korea Ever-Power pour les formats standard.

Comment détermine-t-on le pas du mandrin pour un flacon non standard dont le diamètre extérieur du col se situe entre les tailles pharmaceutiques standard ?

Le pas du mandrin p = diamètre extérieur du col + jeu entre les centres. Ce jeu est déterminé par le diamètre du corps du mandrin au niveau du point d'injection. Le corps du mandrin (entre la zone du col et la base) a un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur du col afin d'assurer le maintien du noyau pendant l'injection. Le jeu doit compenser : (a) l'épaisseur de la paroi de la cavité d'injection entre deux positions adjacentes du mandrin (épaisseur minimale de paroi en acier d'environ 6 à 8 mm de chaque côté pour une rigidité structurelle adéquate) ; (b) le diamètre du corps du mandrin dépassant celui du col (généralement de 1 à 3 mm de chaque côté). Le jeu minimal total est de 2 × (6 mm pour la paroi de la cavité + 2 mm pour le corps du mandrin) = 16 mm. Pour un diamètre extérieur de col pharmaceutique standard de 20 à 38 mm, le bureau d'études Korea Ever-Power Ansan-si utilise un jeu de 14 à 18 mm. Pour un diamètre extérieur de col non standard (par exemple, 25 mm pour un distributeur à pompe cosmétique coréen spécifique) : contactez Korea Ever-Power en leur fournissant le modèle 3D du flacon. L'équipe d'ingénierie des moules d'Ansan-si confirme le pas du mandrin et donc le nombre de cavités sous 5 jours ouvrables, sans frais.

Le fait de traiter moins de cavités que le nombre maximal autorisé par la machine améliore-t-il la qualité des bouteilles ?

L'utilisation d'un nombre de cavités inférieur au maximum de la machine améliore certains paramètres de qualité, au détriment du rendement. Effets positifs d'un nombre de cavités réduit sur une même machine : (a) réduction du poids total injecté par cycle — un remplissage à 70–80 TP3T du maximum de la machine, au lieu de 95–100 TP3T, assure une pression de remplissage plus homogène, améliorant potentiellement l'uniformité du poids de 1 à 2 TP3T ; (b) pression d'injection requise plus faible — réduction de la force de serrage par cavité, améliorant potentiellement le Cpk du diamètre extérieur du col de 0,05 à 0,10 unité Cpk avec un faible nombre de cavités ; (c) marge thermique accrue dans le fourreau — la vis récupère plus rapidement à chaque cycle, réduisant les variations d'échauffement du fourreau avec un nombre de cavités réduit. Effets négatifs : réduction directe du rendement horaire, proportionnelle à la réduction du nombre de cavités. En pratique, Korea Ever-Power recommande d'utiliser le nombre de cavités maximal validé avec des paramètres de processus validés, plutôt que de réduire le nombre de cavités pour des raisons de qualité. Des problèmes de qualité à pleine capacité indiquent un problème de paramètre de processus (température du moule, vitesse d'injection, humidité de la résine) plutôt qu'un problème lié au nombre de cavités. Réduire le nombre de cavités ne doit être qu'une mesure temporaire lors du dépannage du processus, et non une stratégie de qualité permanente.

Puis-je utiliser un moule à cavités plus petites sur une machine ZQ plus grande pour augmenter le rendement par cycle ?

Oui, dans les limites de compatibilité mécanique de la machine. Un moule à 14 cavités conçu pour la ZQ110 peut généralement être installé et utilisé sur la ZQ135 si : (a) l’entraxe des trous de fixation du moule correspond à celui du plateau de la ZQ135 (Korea Ever-Power conçoit des moules avec des entraxes de fixation standardisés pour les ZQ110 et ZQ135 pour cette raison) ; (b) l’épaisseur du moule est compatible avec celle de la ZQ135 ; (c) le pas du mandrin d’injection est compatible avec la géométrie d’indexation du plateau rotatif de la ZQ135. Utiliser un moule ZQ110 à 14 cavités sur la ZQ135 ne modifie pas le nombre de cavités : il en comporte toujours 14. L’avantage réside dans l’accès à la capacité de dosage supérieure de la ZQ135 (utile si le moule à 14 cavités injecte une bouteille plus lourde que celles que la ZQ110 peut gérer) et à la force de fermeture plus importante de la ZQ135. Cela n’ajoute pas de cavités. Pour augmenter le rendement par cycle, un nouveau moule conçu pour le nombre maximal d'empreintes de la machine cible doit être mis en service. Korea Ever-Power confirme l'interchangeabilité des moules entre les modèles ZQ lors de la phase de devis.

Pourquoi le ZQ80 affiche-t-il une fourchette (5 à 6 cavités à 500 ml ; 3 à 4 à 1000 ml) plutôt qu'un nombre fixe ?

Les capacités de la ZQ80, en 500 ml et 1 000 ml, reflètent la sensibilité de la charge d'extraction au poids de la paroi de la bouteille pour ces grands formats. La charge d'extraction maximale de la ZQ80 est de 466 g. Pour un flacon de shampoing léger en PP avec une préforme de 55 g, on obtient n₂ = ⌊466/55⌋ = 8. Cependant, il faut également vérifier le plateau : avec un plateau de 800 mm, un format de 500 ml, un diamètre extérieur de 33 mm et un pas de 50 mm, on obtient n₁ = ⌊730/50⌋ = 14. Le poids de la préforme se stabilise à 8. En revanche, pour un flacon pharmaceutique plus lourd de 500 ml en PEHD avec une préforme de 70 g, on obtient n₂ = ⌊466/70⌋ = 6. Pour un flacon plus léger de 500 ml contenant des produits chimiques à usage quotidien avec une préforme de 80 g (paroi épaisse), on obtient n₂ = ⌊466/80⌋ = 5. Ainsi, la plage de 5 à 6 reflète la plage de poids des préformes pour les flacons de 500 ml qui se situent dans le domaine d'application réaliste de la ZQ80. Le ZQ135 de 500 ml est compatible avec 10 cavités (spécifications Korea Ever-Power) pour un poids de préforme standard de 60 g. Si le poids de la préforme s'écarte sensiblement de 60 g, le calcul doit être refait. Korea Ever-Power recommande de préciser le poids de la bouteille finie lors de toute demande concernant le nombre de cavités pour les formats supérieurs à 250 ml.

Comment fonctionne l'ajout de cavités en cours de programme (après le lancement commercial) sur une machine EP-ZQ ?

L'ajout de cavités à un programme IBM EP-ZQ existant nécessite un nouveau moule avec le nombre de cavités accru. Il est impossible d'ajouter des cavités à un moule existant après sa fabrication (les positions des cavités d'injection et des noyaux IBM sont usinées dans la base du moule à des pas fixes lors de la fabrication initiale). Le processus comprend les étapes suivantes : (1) mise en service d'un nouveau moule avec le nombre de cavités accru cible, vérifié par rapport aux trois contraintes du modèle ZQ ; (2) réalisation d'un essai T1 sur le nouveau moule ; (3) qualification du nouveau moule selon les protocoles OQ/PQ ; (4) mise hors service ou conservation du moule à nombre de cavités inférieur. Ce dernier peut être conservé comme moule de secours pour les périodes de maintenance ou de repolissage du nouveau moule ; il s'agit d'une pratique courante chez les sous-traitants pharmaceutiques IBM coréens. Coût du moule pour l'ajout de 14 à 18 cavités (scénario de montée en puissance de ZQ110 à ZQ135) : mise en service d'un nouveau moule ZQ135 à 18 cavités. Le moule ZQ110 à 14 cavités devient le moule de secours ou est réutilisé pour une bouteille de plus petit format.

Quel est le lien entre le nombre de cavités et le délai de fabrication et le coût des moules ?

Le coût et le délai de fabrication des moules sont approximativement proportionnels au nombre d'empreintes pour les formats pharmaceutiques IBM standard. Paramètres indicatifs d'outillage d'Ever-Power Ansan-si (Corée) : Moule ZQ60 à 6 empreintes (PP pharmaceutique, H13 SPI B1) : 12 à 18 millions de KRW, 45 à 55 jours ouvrés. Moule ZQ110 à 14 empreintes (PP pharmaceutique, H13 SPI B1) : 22 à 32 millions de KRW, 50 à 60 jours ouvrés. Moule ZQ135 à 18 empreintes (PP pharmaceutique, H13 SPI B1) : 28 à 40 millions de KRW, 55 à 65 jours ouvrés. S136 SPI A1 (PCTG cosmétique de luxe) : ajouter 8 à 15 millions de KRW et 10 à 15 jours par rapport à H13 SPI B1. Moule à 30 cavités ZQ135 PCTG S136 SPI A1 (compte-gouttes de 10 ml) : 35 à 55 millions de KRW, délai de livraison : 65 à 80 jours ouvrables. Ces délais sont indicatifs ; le coût réel dépend de la complexité géométrique du flacon, du filetage du col, des spécifications de finition de surface et du matériau du moule. Veuillez contacter Korea Ever-Power Ansan-si pour obtenir un devis d’outillage dans les 5 jours ouvrables suivant la réception du modèle 3D du flacon.

Où puis-je vérifier le nombre de caries et obtenir une recommandation de machine pour ma bouteille spécifique ?

La Corée Ever-Power Série de machines de moulage par injection-soufflage EP-ZQ Ces pages fournissent le nombre de cavités confirmé et les spécifications complètes des machines pour les cinq modèles (ZQ40, ZQ60, ZQ80, ZQ110, ZQ135). Guide de remplacement des machines IBM Ce document contient des données comparatives du nombre d'empreintes par rapport aux modèles Jomar IBM, SUMA iB, Uniloy UIB et Bloma IBM pour chaque classe de tonnage. Ces données sont utiles aux acheteurs qui comparent le nombre d'empreintes EP-ZQ à celui de leur machine actuelle ou spécifiée. Pour une vérification du nombre d'empreintes sur une bouteille spécifique : envoyez le fichier CAO 3D de la bouteille, la résine cible et le volume annuel souhaité à Korea Ever-Power Ansan-si. Le service d'ingénierie des moules de Korea Ever-Power Ansan-si confirmera le nombre d'empreintes, la contrainte de serrage et le modèle ZQ recommandé sous 5 jours ouvrés, gratuitement. Contactez-nous via le formulaire. Page de contact de Korea Ever-Power.