Le guide de conception de surmoulage que vous ne devez jamais oublier

Le surmoulage est un processus de moulage par injection dans lequel vous coulez une couche de résine (généralement un plastique caoutchouteux appelé TPE) sur un matériau déjà moulé ou usiné pour lui donner des propriétés qu'il ne possède pas à lui seul.

Bien que ce processus soit rentable et contribue à fournir une excellente adhérence entre les matériaux, il nécessite une planification appropriée. Par exemple, le machiniste doit choisir les bons matériaux pour remplir la fonction de la pièce et atteindre une adhérence maximale. C'est l'une des raisons pour lesquelles le machiniste doit planifier correctement le guide de conception du surmoulage.

En raison de la complexité de la conception, vous devez être prudent lors de la conception du surmoulage. Cet article vous aidera à donner des conseils utiles sur les principes à prendre en compte lors de la création de votre guide de conception de surmoulage.

Facteurs à prendre en compte avant la conception de surmoulage

Lors du démarrage de votre guide de conception de surmoulage, vous devez tenir compte de quelques facteurs qui contribueront à la réussite de la conception. Voici des exemples de tels facteurs :

Fonction de la pièce

Concevoir une pièce de surmoulage commence par bien comprendre la fonction de la pièce. Pour pouvoir le faire, vous devez vous poser quelques questions sur la pièce telles que :

1. Quel est l'objectif visé pour la pièce ?

Comprendre pourquoi vous voulez concevoir la pièce est très important pour la partie conception. En raison de la large application du surmoulage, connaître l'objectif de votre produit est essentiel pour connaître le processus à utiliser. Par exemple, si vous envisagez de mouler un joint sur un boîtier résistant à l'eau, un joint étanche à l'eau est l'objectif du produit.

2. À quel type d'exposition la pièce sera-t-elle exposée ?

Vous devez également tenir compte du type d'exposition auquel votre produit sera confronté dans l'exercice de ses fonctions avant de faire la conception. Par exemple, si la pièce est exposée à des rayonnements agressifs comme la lumière UV, vous pouvez utiliser des plastiques spécifiques pour ce type de produit.

3. Pourquoi surmoulez-vous la pièce ?

La raison pour laquelle vous utilisez le surmoulage pour la pièce aidera également à déterminer la complexité de la conception. Par exemple, lors de la réalisation d'un guide de conception de surmoulage TPE pour un TPE (de type caoutchouc) à couler sur une poignée, l'utilisation prévue d'un tel engin est soit pour l'absorption des vibrations, l'ergonomie, la prise en main ou le confort. Répondre à cette question de manière satisfaisante vous aidera à choisir le bon matériau et à élaborer correctement votre guide de conception de surmoulage.

4. Envisagez-vous de fabriquer la pièce à grande échelle ?

Si vous envisagez de prendre la production à grande échelle, vous devez également en tenir compte lors de la création de votre guide de conception de surmoulage. Par exemple, une pièce de surmoulage destinée à l'amortissement des vibrations aura une paroi épaisse, ce qui nécessitera plus de matière et prendra un temps de cycle plus long pour produire chaque pièce. Fabriquer un tel produit peut être très coûteux, mais cela peut valoir le prix si vous ne voulez que quelques pièces.

Scénario de la pièce

Après vous être assuré que la fonction de votre pièce correspond à votre conception, l'étape suivante consiste à examiner la position dans laquelle vous l'utiliserez et comment cela affectera ses caractéristiques physiques. Les quatre scénarios courants dans lesquels nous utilisons des produits de surmoulage incluent :

1. Ajouter de l'adhérence à un substrat

Les produits tels que les perceuses, les tuyaux d'arrosage ou les ustensiles de cuisine ont besoin d'une certaine adhérence pour aider l'utilisateur à contrôler le produit même dans des conditions humides. Dans ces scénarios, la meilleure façon d'ajouter de l'adhérence à ces produits est de couler un plastique caoutchouteux sur leurs poignées. Ce type de processus peut ne pas nécessiter beaucoup de matériel et ne nécessite la plupart du temps qu'une production en faible quantité.

2. Confort

Lorsqu'il ajoute de l'adhérence à un substrat, il sert également de source de confort lors de l'utilisation du produit. Ainsi, ce scénario est similaire au précédent dans la plupart des cas. L'exemple le plus populaire de produits qui combinent les deux scénarios est les poignées en caoutchouc sur les poignées de vélo. Ce scénario nécessite également un minimum de matériaux et ne nécessite qu'une production à petite échelle dans la plupart des cas.

3. Étanchéité

La fabrication d'un produit de surmoulage pour ce scénario nécessitera un temps de cycle plus long et plus de matériau. Ces joints ont généralement des propriétés de résistance à l'eau et doivent atteindre une adhérence maximale avec le substrat. Avant de concevoir ce type de pièce, il faut trouver le matériau qui donnera la meilleure adhésion au support et offrira les meilleures capacités d'étanchéité.

4. Amortissement des vibrations

Ce type d'utilisation nécessite le plus de matériel et a le temps de cycle le plus long. En effet, la pièce en TPE à réaliser doit être suffisamment épaisse pour absorber les vibrations du substrat sur lequel on veut la couler. Les clients appliquent ce scénario aux machines à haute énergie telles que les pompes et les perceuses.

Pourquoi choisir le surmoulage ?

Avant même de commencer la conception du surmoulage, vous devez déterminer si le surmoulage est le meilleur processus de fabrication qui correspond le mieux à la fabrication de votre produit. Si l'objectif de votre produit est l'une des raisons ci-dessous, vous devez choisir le surmoulage comme processus de fabrication.

1. Si vous souhaitez créer une seule pièce à partir de plusieurs matériaux.

2. Si vous souhaitez améliorer l'ergonomie et la convivialité d'un produit déjà fabriqué.

3. Si vous avez besoin d'ajouter un type de design à un produit prêt à l'emploi.

4. Si vous avez besoin d'un processus de fabrication rentable.

5. Si vous souhaitez améliorer la sécurité lors de l'utilisation du produit (ou absorber les chocs et les vibrations).

Considérations de conception vitales pour le surmoulage

Après avoir passé en revue les considérations de pré-conception pour le surmoulage, vous devez également prendre en compte d'autres facteurs lors de la conception. Les exemples incluent :

Collage

La liaison entre la résine et le matériau déjà moulé/usiné (substrat) constitue l'essentiel du processus de surmoulage. Il existe deux principales façons dont cette liaison se produit :

1. Méthode chimique

La méthode chimique se produit au niveau moléculaire et implique un grand nombre de facteurs. Même s'il est plus résistant que la méthode mécanique, il est relativement plus difficile à réaliser. Des exemples de facteurs qui affectent la liaison chimique comprennent le degré auquel la résine peut mouiller le substrat. Le degré de mouillage augmente le niveau de contact et permet une liaison plus forte.

Un autre facteur qui affecte la liaison chimique est la présence d'additifs, de charges ou de certains traitements de surface qui pourraient interférer avec la force de la liaison chimique.

Supposons que vous souhaitiez utiliser la liaison chimique comme choix de liaison préféré pour votre processus de surmoulage. Dans ce cas, il est conseillé de contacter les fournisseurs de matériaux et les mouleurs pour connaître les matériaux les plus compatibles pouvant fournir une adhérence maximale.

2. Méthode mécanique

La liaison mécanique se produit à l'interface physique des deux matériaux. Une méthode consiste à faire des trous, des rainures ou des découpes dans le substrat dans lesquels la résine peut s'écouler. Une fois que la résine a refroidi dans ces trous, elle se verrouille dans ces trous. Pour renforcer davantage la liaison mécanique, vous pouvez enrouler le matériau surmoulé autour du substrat. Essayez également de vous assurer que les surfaces du matériau surmoulé ne sont pas exposées, car cela pourrait entraîner un pelage.

Compatibilité des matériaux de surmoulage

Matériaux

Bien qu'il existe de nombreuses combinaisons de matériaux de substrat et de résine compatibles, d'autres facteurs affectent le choix de la résine en dehors de la compatibilité et de l'adhérence. Si vous souhaitez uniquement amortir le support, l'épaisseur de la résine est tout aussi essentielle que sa douceur. La meilleure façon de mesurer la douceur d'un matériau est le module de flexion, qui est la mesure de la résistance d'un matériau à la flexion. La douceur du matériau est inversement proportionnelle au module de flexion du matériau.

Bien que vous puissiez trouver divers matériaux surmoulés adaptés aux applications de surmoulage, certaines résines comme Versaflex sont spécifiquement adaptées aux processus de surmoulage. Si votre objectif est d'améliorer l'adhérence d'un substrat, la meilleure façon de choisir une résine est de déterminer son coefficient de frottement. Le coefficient de frottement d'une résine est directement proportionnel à sa tactilité (le degré d'adhérence qu'elle possède).

Principes

Le type de méthode de surmoulage utilisé pour le processus de fabrication est également un facteur important à prendre en compte lors de l'élaboration du guide de conception du surmoulage. Il existe deux principales méthodes de surmoulage :

1. Moulage en deux étapes

Cette méthode consiste à mouler le substrat à l'aide d'un matériau et à le surmouler rapidement avec un autre matériau. L'ensemble du processus utilise un seul moule et est un processus automatisé. Il existe trois types de moulage en deux étapes :le surmoulage par transfert, le surmoulage par rotation et le surmoulage à noyau arrière. Les trois méthodes utilisent la liaison chimique en coulant la résine sur un substrat chaud. Cette technique renforce la liaison chimique. Cependant, les machinistes ne l'utilisent que pour les productions à grande échelle supérieures à 10 000 pièces en raison de ses coûts d'exploitation élevés.

2. Moulage Pick-n-place

Cette méthode utilise deux moules et fonctionne par lots. Le premier lot consiste à mouler les pièces de substrat et à les placer manuellement dans le deuxième moule. Le deuxième lot consiste ensuite à injecter la résine sur le substrat moulé pour produire les pièces finies. Le moulage pick-n-place est plus rentable car il s'agit d'un processus manuel et n'implique pas de machines robotisées comme la première. Cependant, il peut ne pas atteindre une adhérence maximale et ne peut gérer que de faibles volumes de production allant jusqu'à 10 000 pièces.

Les avantages de l'utilisation du surmoulage

Bien qu'il nécessite une planification méticuleuse et des directives de conception de surmoulage plastique complexes, il s'agit de l'un des meilleurs procédés de moulage par injection. Voici quelques raisons :

1. Faibles coûts

Le surmoulage peut minimiser les coûts de production. En effet, il peut utiliser plusieurs pièces pour fabriquer un seul produit en utilisant l'assemblage, contrairement au moulage par injection standard. Même si la conception du moule est coûteuse, elle évite d'avoir à assembler la même pièce plus d'un millier de fois. Avec les multiples variétés de matériaux disponibles pour le surmoulage, vous pouvez toujours trouver la paire la plus rentable pour votre processus de production

2. Temps de cycle rapides

Une fois que vous avez créé les moules pour le surmoulage, les parties restantes du processus sont plus rapides que celles qui nécessitent un assemblage. Alors que les moules à deux coups peuvent prendre des mois pour terminer la production des pièces, le surmoulage pick-n-place ne nécessite que quelques semaines pour la production. Cependant, ce dernier peut gérer des volumes de production plus importants. Dans les deux cas, après la production des moules, le processus de production est accéléré rapidement par rapport aux processus de moulage par injection standard.

3. Idéal pour la production à faible volume

Le surmoulage Pick-n-Place est un choix parfait pour la production de petits et moyens volumes. Bien qu'il s'agisse d'un choix à plus forte intensité de main-d'œuvre en raison du travail manuel impliqué, il n'a pas de coûts d'exploitation élevés associés au surmoulage en deux temps. Si vous avez besoin de prototypes du produit avant le début de la production à grande échelle, le surmoulage pick-n-place est un meilleur choix. De plus, si vous devez reconcevoir la pièce, les productions pick-n-place vous permettent de reconcevoir les moules à moindre coût que les moules à deux coups.

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Conclusion

La conception du surmoulage est l'une des parties les plus importantes d'un projet de surmoulage. Bien faire les choses est vital pour le succès de l'ensemble du processus de production. Pour ce faire, vous pouvez choisir de gérer vous-même la conception.

Cependant, cela prendra beaucoup de temps et augmentera la durée de production. Un meilleur choix consiste à sous-traiter à une entreprise expérimentée comme RapidDirect, qui vous aidera à faire une excellente conception et à fournir un rapport exceptionnel en quelques semaines. Si vous avez encore besoin d'aide pour en savoir plus sur les guides de conception de surmoulage, vous pouvez nous contacter.

FAQ

Q : Qu'est-ce que le surmoulage plastique ?

R : Le surmoulage de plastique est un type de moulage par injection dans lequel une résine (généralement un plastique caoutchouteux) est moulée sur un autre matériau (principalement un plastique rigide/thermodurcissable). Si les deux matériaux sont compatibles, ils forment une liaison chimique solide qui remplira parfaitement son rôle.

Q : Quelle est la différence entre le surmoulage et le surmoulage ?

R : Le moulage par insertion suit exactement le même processus que le surmoulage. Cependant, il utilise un substrat métallique, contrairement au plastique utilisé dans le surmoulage.