Qu'est-ce que le moulage par injection ?

Le moulage par injection est un procédé de fabrication de pièces moulées de précision qui consiste à fusionner des matières plastiques brutes et à les acheminer dans un moule. Les principaux composants d'un moule d'injection sont une trémie, un cylindre et une vis d'injection. Avant l'injection, les matières plastiques brutes sont mélangées à des pigments colorants et à des additifs de renforcement.

Caractéristiques des pièces moulées par injection

Le moulage par injection est un procédé de fabrication de pièces en plastique. Il utilise des thermoplastiques, des thermodurcissables ou des élastomères pour fabriquer des composants. La gamme de matériaux est immense et comprend des dizaines de milliers de polymères différents. Ces derniers sont mélangés à d'autres matériaux et alliages pour obtenir une grande variété de propriétés. Les concepteurs sélectionnent les matériaux appropriés en fonction des propriétés et des fonctions souhaitées pour la pièce finie. Lors de la conception du moule, les matériaux doivent être choisis avec soin, car chaque matériau requiert des paramètres de moulage spécifiques.
Le moulage par injection exige une grande précision dans le contrôle de la température et des déformations. La déformation maximale admissible est d'environ 0,15 %. Ces paramètres peuvent être ajustés pour répondre aux exigences d'un projet de moulage par injection. La qualité des produits obtenus peut être facilement contrôlée par la mesure en temps réel des déformations et de la température des inserts du moule.
Le moulage par injection est reconnu pour l'écoulement laminaire du polymère. Cependant, des variations thermiques latérales peuvent subsister dans la cavité de la pièce. Ce phénomène est illustré sur la figure 4. La pièce présente des zones de cisaillement élevé et faible ; les zones de cisaillement élevé s'écoulent sur la face inférieure, tandis que les zones de cisaillement faible s'écoulent sur la face supérieure.
Le moulage par injection permet de fabriquer de nombreuses pièces en plastique, des plus petites aux panneaux de carrosserie complets. Ces pièces peuvent être réalisées à partir de divers matériaux, comme le polypropylène pour les jouets et l'ABS pour l'électronique grand public. Elles peuvent également être fabriquées en métal, comme l'aluminium ou l'acier.
La température de fusion des pièces en plastique doit être adaptée aux spécifications du projet. Le moule doit être suffisamment grand pour produire les pièces souhaitées. Ceci minimisera l'impact du retrait irrégulier sur la précision dimensionnelle du produit. Outre la température, la conception du moule doit tenir compte des propriétés du matériau.

Fabrication d'outillage

Les pièces moulées par injection sont produites à l'aide de moules. Ce procédé complexe exige une personnalisation pour garantir un ajustement et un fonctionnement optimaux. L'élément principal d'un moule est la base, qui comprend les cavités, les éjecteurs et les conduites de refroidissement. La taille et la position de ces composants sont cruciales pour la production de pièces de qualité. Des évents mal dimensionnés peuvent entraîner l'entrée d'air emprisonné dans la pièce pendant le moulage. Ceci peut provoquer des bulles de gaz, des marques de brûlure et une qualité de pièce médiocre.
Le matériau utilisé pour la fabrication des outillages est généralement l'acier à outils H-13. Cet acier convient aux pièces moulées par injection grâce à sa faible valeur d'allongement. Les matériaux utilisés pour la fabrication des outillages destinés au moulage par injection présentent généralement une limite d'élasticité élevée. Il s'agit généralement d'acier inoxydable 420 ou d'acier à outils H-13. Ces matériaux conviennent à la plupart des procédés de moulage par injection et offrent une limite d'élasticité comparable à celle des pièces forgées ou MIM.
Une autre étape importante de la fabrication d'outillage est la conception du moule. Il est essentiel de concevoir le moule avec un angle de dépouille, car cela facilitera l'éjection et réduira les coûts. Un angle de dépouille de 5° est recommandé pour les pièces de grande hauteur. Le choix de cet angle est crucial pour garantir l'absence de bulles d'air dans la pièce après moulage par injection.
Les coûts d'outillage pour le moulage par injection peuvent représenter jusqu'à 151 000 ₹ du coût d'une pièce moulée par injection. Grâce aux innovations en matière de matériaux et de conception des moules, la fabrication de l'outillage peut être plus efficace et plus économique.

Finitions de surface des pièces moulées par injection

L'état de surface des pièces moulées par injection influe considérablement sur leur aspect et leurs performances. Différents matériaux se prêtent à différents types d'état de surface ; certains plastiques sont plus adaptés que d'autres à des finitions lisses et brillantes. Le type d'état de surface est également influencé par plusieurs facteurs, notamment la vitesse d'injection et la température de fusion. Une vitesse d'injection plus élevée contribue à améliorer la qualité des finitions plastiques en atténuant la visibilité des lignes de soudure et en améliorant l'aspect général des pièces.
Pour obtenir une finition de surface lisse sur une pièce en plastique, certaines entreprises exigent une rugosité élevée. D'autres préfèrent un aspect plus rugueux, mais les deux options présentent des avantages. Le type de finition choisi dépendra de la fonction et de l'application prévue de la pièce. Par exemple, une finition brillante sera préférable pour une pièce à vocation esthétique, tandis qu'une finition plus rugueuse conviendra mieux à une pièce mécanique qui doit être à la fois robuste et économique.
L'état de surface des pièces moulées par injection est souvent adapté à l'application. Par exemple, certaines pièces nécessitent une surface rugueuse en raison d'une friction accrue. Ces pièces peuvent alors être sablées pour obtenir la texture souhaitée. D'autres procédés permettent également de contrôler la texture du plastique.
Le type de finition de surface dépend des matériaux utilisés, ainsi que de la conception et de la forme de la pièce. Le type de matériau, les additifs et la température influent également sur la finition. Il est important de prendre en compte les finitions de surface dès les premières étapes de la conception.

Importance d'une opération secondaire pour améliorer la précision

Bien que la plupart des pièces moulées par injection ne nécessitent pas d'opérations secondaires, certaines pièces requièrent ce type de traitement. L'état de surface d'une pièce détermine son bon fonctionnement et les opérations secondaires nécessaires. Selon la fonction de la pièce, une surface lisse ou texturée peut être appropriée. De plus, certaines pièces peuvent nécessiter une préparation de surface avant l'application d'adhésifs ; un état de surface précis est donc essentiel. Afin d'obtenir la finition souhaitée, le mouleur par injection doit posséder une expérience du moulage de différents matériaux. Il doit également savoir simuler l'écoulement du matériau dans le moule. Enfin, les mouleurs expérimentés savent mélanger les matériaux pour obtenir la couleur désirée, évitant ainsi le recours à des opérations de peinture secondaires.
Le moulage par injection est un procédé complexe qui exige précision et exactitude. Il est essentiel de choisir la température optimale du plastique fondu, ainsi que le moule lui-même. Ce dernier doit être conçu pour assurer un écoulement correct du plastique et fabriqué dans le matériau thermoplastique le plus adapté à la conception de la pièce. Enfin, il convient de respecter le temps de solidification nécessaire avant l'éjection. L'utilisation d'outillages spécialisés, adaptés à la conception de la pièce, permet de surmonter nombre de ces difficultés.
Le moulage par injection offre la possibilité de fabriquer des pièces complexes à faible coût. Il permet également aux fabricants de réaliser des pièces aux géométries complexes et aux fonctions multiples.

editor by CX 2023-06-12