Guide étape par étape : Fabriquer des moules en silicone durables chez soi

Les moules — empreintes négatives de pièces qui peuvent être remplies de matière — sont une partie intégrante de la fabrication. En fait, la majorité des pièces plastiques mondiales sont faites par moulage par injection.

Mais si les moules d'injection métalliques sont chers et ne peuvent être faits que par des professionnels, les moules en silicone flexibles sont très abordables et peuvent être faits à la maison ou au bureau. Ils ont une myriade d'usages, du moulage sous vide de qualité professionnelle pour prototypes à la coulée de cire en faible volume pour la bijouterie, en passant par des applications domestiques comme la pâtisserie et la confiserie.

Cet article examine le processus relativement simple de fabrication d'un moule en silicone, discutant ses applications et avantages pour un usage professionnel et personnel, et offrant des conseils pour la fabrication de moules en silicone chez soi.

Qu'est-ce qu'un moule en silicone ?

Un moule est un récipient avec une cavité creuse. Dans la plupart des cas, un matériau liquide peut être versé ou forcé dans le récipient puis durci (par refroidissement ou autre méthode), créant un objet solide de la forme de la cavité.

Les moules peuvent être en acier à outils ou aluminium. Ils peuvent aussi être en silicones, un groupe de polymères composés de siloxane, parfois utilisés pour fabriquer des produits comme des coques de protection flexibles, joints et lentilles de contact.

Les moules en silicone ne sont pas aussi durables que les métalliques, mais ils sont abordables, faciles à faire et très flexibles. Cette flexibilité, couplée au fait que peu de matériaux adhèrent au silicone, facilite le démoulage des pièces depuis l'intérieur du moule en silicone.

Comment faire un moule en silicone

Fabriquer un moule en silicone est étonnamment simple et ne demande que quelques composants. Et si l'équipement professionnel offre plus d'options, il y a aussi plein d'usages domestiques pour les moules en silicone.

Les composants nécessaires :

Silicone liquide : Le silicone pour moules est largement disponible et vient généralement en deux parties à mélanger juste avant utilisation.

Un contenant : Le silicone liquide est versé dans un contenant, qui doit être plus grand (mais pas beaucoup plus) que le modèle maître. Souvent, une boîte de taille adaptée peut être faite à la demande en bois ou carton.

Un modèle maître (master pattern) : C'est l'objet original que vous dupliquerez avec le moule en silicone. Cela peut être un objet existant comme un jouet en plastique, ou un article neuf fabriqué par exemple par imprimante 3D.

Agent de démoulage : Un liquide à pulvériser pour empêcher le moule de coller au contenant étanche, et empêcher les matériaux de coulée de coller à l'intérieur du moule. (Ne pas utiliser pour applications alimentaires.)

Matériau de coulée : Le matériau versé dans le moule peut aller du polyuréthane au chocolat fondu.

Argile (optionnel) : Nécessaire seulement pour un moule en deux parties.

Le processus de fabrication du moule en silicone :

1. Obtenir ou faire le modèle maître : Le maître est un original positif des pièces que vous ferez avec le moule. Objet solide existant ou nouvel article fait avec équipement de fabrication. (Voir section suivante.) Pour de meilleurs résultats, le maître ne doit pas contenir de cavités complexes ou de surplombs.
2. Placer le(s) modèle(s) dans le contenant : Souvent, un contenant est fait spécifiquement pour le modèle. La boîte peut être en bois ou carton. Après avoir appliqué l'agent de démoulage à l'intérieur, placez les modèles face plate vers le bas ou suspendez-les. Si plusieurs modèles (pour un bac à esquimaux par exemple), espacez-les uniformément. Vaporisez-les d'agent de démoulage. Pour un moule en deux parties, remplissez la moitié du contenant d'argile et insérez les modèles à mi-hauteur.
3. Mélanger et verser le silicone : Mélangez les deux composants selon les instructions du flacon, puis versez lentement dans le contenant. Le niveau doit monter d'un demi-pouce au-dessus du sommet du modèle maître pour éviter que le moule ne se déchire. Le durcissement prend plusieurs heures (temps précis sur le flacon). Pour applications professionnelles chez 3ERP, nous éliminons les bulles d'air, puis faisons durcir le moule au four à température moyenne.
4. Retirer le moule durci : Une fois totalement durci, le moule en silicone peut être retiré délicatement du contenant. Pour un moule en deux parties, retirez l'argile, ne laissant que le moule avec le modèle encore à moitié sorti. Remettez le moule dans le contenant à l'envers, le modèle vers le haut. Appliquez l'agent de démoulage sur le moule et le modèle, remplissez l'autre moitié de silicone comme à l'étape 3, attendez le durcissement, puis retirez.
5. Retirer le modèle maître du moule : Retirez délicatement le(s) modèle(s) maître du moule en silicone. Pour un moule en deux parties, séparez d'abord les deux moitiés.
6. Couler les pièces : Selon votre matériau, couler peut être aussi simple qu'appliquer l'agent de démoulage puis verser le liquide. Les processus pros comme le moulage sous vide impliquent d'insérer le moule en silicone dans une machine qui élimine les bulles d'air du matériau de coulée.

3 façons de faire un modèle maître

Les modèles maîtres définissent le résultat du moulage silicone, il est donc important d'obtenir ou fabriquer un modèle de haute qualité, détaillé, facile à mouler. Il est aussi important d'avoir un modèle durable si plusieurs moules sont nécessaires — pour de la production en petites séries par moulage sous vide, par exemple.

Si vous fabriquez un modèle de zéro, trois méthodes peuvent être utilisées.

Méthode I : Manuelle

Les technologies non numériques font des modèles depuis des millénaires. On peut utiliser un matériau souple comme l'argile pour sculpter un modèle à la main et avec des outils manuels. Les spécialistes peuvent aussi tailler des modèles dans le bois ou d'autres matériaux.

Avantages :

• Aucune machine coûteuse requise
• Idéal pour dupliquer œuvres d'art et articles artisanaux

Inconvénients :

• Peut être imprécis
• Compétences manuelles spécialisées requises

Méthode II : Impression 3D

Les technologies numériques et logiciels CAO ont rendu la fabrication de modèles bien plus efficace et accessible aux non-spécialistes. Les imprimantes 3D, surtout les machines de stéréolithographie haute résolution créant des surfaces lisses, sont maintenant largement utilisées pour créer des maîtres.

Avantages :

• Utilise des fichiers numériques (téléchargeables sur internet)
• Précis et répétable
• Imprimables en environnement non industriel
• Post-traitement minimal si SLA

Inconvénients :

• Machines coûteuses
• Ne peut atteindre les tolérances les plus serrées
• Durée de vie très courte du modèle à cause des résines fragiles

Méthode III : Usinage CNC

L'usinage CNC est une autre technologie de fabrication numérique pour créer des modèles maîtres. Avec le CNC, des matériaux très durables peuvent être utilisés, donnant des modèles plus robustes et durables. Les machines CNC atteignent aussi des tolérances bien plus serrées, bien qu'elles soient moins accessibles aux non-spécialistes et inutilisables à domicile ou au bureau.

Avantages :

• Le plus précis et exact
• Durée de vie très longue des modèles
• Compatible avec matériaux résistants à la chaleur

Inconvénients :

• Machinerie coûteuse et inaccessible
• Post-traitement parfois requis

Usages professionnels des moules en silicone

Les fabricants en faible volume comme 3ERP utilisent les moules en silicone pour divers usages. Avec le moulage silicone, nous pouvons créer des moules de statues en plâtre et autres œuvres artisanales, permettant leur reproduction facile.

Faire un moule en silicone aide aussi d'autres processus de fabrication. L'un est le moulage sous vide, où des moules en silicone sont remplis de polyuréthane en environnement sous vide pour créer des pièces et prototypes plastiques de haute qualité. Le moulage sous vide convient à la production en petites séries et est moins cher que l'injection en petites quantités. Les moules en silicone durent environ 20 coulées pour le moulage sous vide, et pour des pièces haute résolution nous utilisons un modèle maître usiné CNC.

Un autre usage est la coulée à la cire, technique ancestrale pour faire des pièces métalliques comme bijoux et pièces industrielles. En coulée à la cire perdue (ou moulage à la cire perdue), les moules en silicone sont remplis de cire fondue pour faire des copies en cire du modèle maître. Ces modèles en cire sont ensuite revêtus de céramique avant d'être brûlés dans un four. La structure céramique restante devient un nouveau moule, dans lequel du métal liquide est coulé pour créer de nouveaux objets.

La fabrication professionnelle de moules en silicone en environnement manufacturier nécessite généralement des machines spécialisées comme des machines de moulage sous vide et fours pour le durcissement du silicone.

Usages domestiques des moules en silicone

Pas besoin d'usine ou d'atelier pour profiter des moules en silicone. Le silicone pour moules est facilement disponible, et en suivant les instructions vous pouvez créer des moules pour plusieurs usages domestiques.

Les résines de coulée sont commercialement disponibles et sûres en usage quotidien si les instructions sont suivies. N'importe qui peut utiliser un moule en silicone pour créer des figurines artisanales, bijoux plastiques, savons, bougies et autres objets décoratifs.

Un autre usage courant est l'alimentation. Le silicone va au frigo, congélateur, micro-ondes et four, ce qui en fait un matériau très précieux pour la cuisine. (Beaucoup d'ustensiles sont en silicone.) Les moules servent de bacs à glaçons/esquimaux, moules à gâteaux/biscuits, et pour chocolats et bonbons décoratifs.

Fabriquer un moule en silicone est aussi génial pour les activités enfants. On peut faire par exemple crayons colorés, craies et gommes.

Avantages des moules en silicone

Les moules en silicone sont hautement efficaces pour plusieurs raisons. Ils sont :

Durables : Utilisables plusieurs fois avant dégradation, surtout s'ils sont épais et utilisés en applications peu exigeantes.

Flexibles : Comme ils sont caoutchouteux, il est facile de démouler sans abîmer la pièce ni le moule.

Résistants à la chaleur : Utilisables à chaud ou froid sans se dégrader ni se déformer, adaptés à la cuisine.

3ERP est un spécialiste du prototypage et fabrication en faible volume avec des années d'expérience en moulage silicone, moulage sous vide, coulée à la cire perdue et bien plus. Obtenez un devis gratuit pour votre prochain projet.