Création de pièces complexes avec surmoulage et surmoulage

Pour la production en série de pièces simples, il existe peu de procédés de fabrication plus adaptés que le moulage par injection, le procédé de fabrication de plastique le plus utilisé dans le monde. Le moulage par injection est utilisé pour tout fabriquer, des emballages alimentaires aux pièces d'avion, tandis que sa rapidité et sa rentabilité, en particulier à grande échelle, en font le premier choix de nombreux fabricants.

Il existe cependant des limites au processus de moulage par injection de base. L'enveloppe d'une machine de moulage par injection limite la taille des pièces moulées, et le processus lui-même - dans lequel le plastique fondu est forcé dans un moule métallique - impose des restrictions géométriques qui pourraient être contournées avec un processus comme l'impression 3D ou même l'usinage CNC.

De plus, le moulage par injection n'est généralement adapté qu'aux pièces en plastique simples qui doivent être fabriquées en grande quantité.

Autrement dit, à moins que nous n'utilisions le processus de surmoulage ou de moulage par insertion pour créer des pièces moulées complexes et multi-matériaux. Cet article explique comment fonctionne le surmoulage et à quoi il peut servir, vous donnant une idée de la possibilité d'intégrer le surmoulage dans votre cycle de production.

Qu'est-ce que le surmoulage ?

Comme son nom l'indique, le surmoulage est un processus de fabrication dans lequel le processus de moulage par injection de base est effectué sur le dessus d'un autre composant moulé.

Cet autre composant moulé, appelé substrat , est placé dans un moule métallique. Ainsi, lorsque nous injectons le plastique fondu dans le moule, le matériau liquide entoure le substrat ou s'y attache d'une manière ou d'une autre. Lorsque le plastique fondu refroidit, nous nous retrouvons avec une pièce complexe composée de deux composants :le substrat et le plastique nouvellement injecté par-dessus.

Le surmoulage permet à un fabricant de créer une pièce moulée composée de plusieurs matériaux, sans avoir à assembler manuellement deux composants distincts ou plus.

Pourquoi utiliser le surmoulage ?

Le surmoulage est une solution idéale dans de nombreuses situations de fabrication. Pour les pièces peu coûteuses produites en série qui nécessitent deux composants (ou plus) fabriqués à partir de matériaux différents, le surmoulage est souvent plus rapide et plus abordable que l'assemblage manuel de plusieurs composants.

Et dans de nombreux cas, le surmoulage permet des conceptions qu'il serait impossible d'assembler manuellement. (Injecter un deuxième matériau dans un composant en plastique partiellement creux, par exemple.)

Le surmoulage peut être idéal dans les situations suivantes :

• Injecter du caoutchouc sur un plastique rigide substrat
• Injecter du plastique rigide sur un plastique rigide substrat
• Injecter du caoutchouc sur un métal substrat (moulage d'insertion)
• Injecter du plastique rigide sur un métal substrat (moulage d'insertion)

Surmoulage vs surmoulage

Le surmoulage et le moulage par insert sont des processus très similaires. Les deux impliquent l'injection de plastique fondu sur un autre matériau pour créer une pièce multi-matériaux et multi-composants.

La différence réside dans le substrat - le composant sur lequel le nouveau matériau est ajouté.

Avec le surmoulage, le substrat est lui-même toujours une pièce moulée. Ainsi, le processus de surmoulage comprend essentiellement deux cycles consécutifs de moulage par injection (utilisant deux moules métalliques distincts). Tout d'abord, le substrat est créé dans son propre moule; puis, le surmoulage est réalisé sur le substrat préalablement moulé dans un moule différent.

Le moulage par insertion est différent. Avec le moulage par insert, le substrat n'a pas besoin d'être un composant moulé. Il peut s'agir d'un composant métallique usiné, par exemple, et le processus de moulage peut être utilisé pour ajouter du plastique ou du caoutchouc au composant métallique.

Exemples d'applications de surmoulage

Caoutchouc sur plastique rigide

L'ajout de composants en caoutchouc au plastique est un processus courant dans la production de produits de consommation et est largement utilisé pour ajouter des poignées souples et adhérentes aux pièces. Les brosses à dents, par exemple, sont souvent fabriquées par surmoulage, avec une section de manche en caoutchouc ajoutée à la tige en plastique rigide.

Plastique rigide sur plastique rigide

La combinaison de deux plastiques rigides différents est utile pour créer des pièces multicolores ou des pièces avec des sections partiellement translucides. Les jouets pour enfants, constitués de deux sections en plastique colorées ou plus, sont souvent fabriqués par surmoulage.

Caoutchouc sur métal

Le moulage par insertion est idéal pour ajouter un composant en caoutchouc à une pièce métallique préformée. Cela peut être utile pour ajouter une poignée, voire un joint ou un joint étanche, à la partie métallique. Le caoutchouc peut également servir d'amortisseur.

Plastique rigide sur métal

Le moulage par insertion de plastique rigide est largement utilisé dans la fabrication de produits tels que les outils portatifs et les rasoirs de sûreté, où un manche en plastique solide est moulé autour d'une tête ou d'une lame en métal pour des raisons ergonomiques.

Compatibilité et collage des matériaux de surmoulage

Le but du surmoulage et du surmoulage est de créer une pièce complexe dont les composants sont en quelque sorte scellés ensemble. Si les deux matériaux se séparent facilement l'un de l'autre, alors le surmoulage n'a pas réussi.

Cependant, il existe deux manières principales de lier le substrat et le matériau de surmoulage.

Une façon est la liaison chimique , ce qui implique que le matériau de surmoulage fusionne et adhère au matériau du substrat. La liaison chimique n'est possible que si les deux matériaux sont chimiquement compatibles, comme le TPU (caoutchouc) sur l'ABS (plastique rigide), mais cela permet une grande liberté de conception.

Si le matériau du substrat et le matériau de surmoulage ne sont pas chimiquement compatibles, ils peuvent toujours être collés si l'ingénieur conçoit une liaison mécanique pour la partie. Une liaison mécanique peut prendre la forme d'une contre-dépouille ou d'un cône inversé dans le substrat :une fois que le matériau de surmoulage s'écoule autour et sous la contre-dépouille, il se verrouille en place et ne peut pas se séparer du substrat.

En fait, les liaisons mécaniques sont une caractéristique de conception unique du surmoulage et du moulage par insert. Une connexion entièrement fermée et imbriquée entre les deux composants est souvent impossible à réaliser à l'aide d'un assemblage manuel. (À moins, par exemple, qu'un composant en caoutchouc ne soit étiré ou comprimé dans le composant solide.)

Surmoulage avec 3ERP

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