Maîtriser les finitions de moulage par injection : normes SPI et VDI expliquées

Les pièces moulées par injection polymères nécessitent souvent une finition pour l'utilisation finale. Il existe une variété d'options de finition de surface pour le moulage par injection qui influencent la texture, l'apparence, le toucher et d'autres caractéristiques de surface des pièces. Non seulement du point de vue client mais aussi de la perspective du designer et de l'ingénieur, c'est une considération de conception importante car c'est essentiel pour la conception du moule.

Besoin de finition de surface

La plupart des moules sont usinés en aluminium et/ou acier et la pièce moulée reprendra même la plus petite imperfection des surfaces du moule. Les marques d'usinage laissées par les fraises en bout seront transférées à la pièce moulée si elles ne sont pas enlevées par grenaillage ou polissage. Dans de nombreux cas, particulièrement à l'intérieur d'une pièce qui n'est pas visible à l'œil, les marques d'outillage peuvent être laissées sur le moule et cela ne fera aucune différence pour la fonction ou l'esthétique de la pièce.

Ces surfaces qui sont visibles, cependant, nécessitent une finition supplémentaire. Presque tous les moules sont finis à un certain degré, mais plus le polissage requis est important, plus le coût de l'outillage du moule sera élevé et plus il faudra de temps pour terminer le moule.

Facteurs principaux déterminant la finition de surface

La finition de surface en moulage par injection diffère de l'usinage CNC ou des finitions de surface d'impression 3D. Alors que dans ces deux derniers, la finition de surface est faite après que la pièce est fabriquée, comme une étape supplémentaire, alors que dans le premier, la surface du moule elle-même est préparée d'une certaine manière (texturation) pour que la pièce sorte finie. Par exemple, si la pièce requise a besoin d'une finition mate, l'intérieur du moule est texturé de telle façon que la pièce moulée sorte avec une finition mate. Voici les facteurs qui décident de la finition :

Augmenter l'attrait visuel de la pièce

Les concepteurs de pièces peuvent choisir la texturation pour plusieurs raisons esthétiques. Une texture lisse ou mate sur la surface d'une pièce n'améliore pas seulement l'apparence et donne un aspect fini mais cache aussi les imperfections telles que lignes de coulée, lignes de soudure, marques de retrait et marques d'ombre causées par le moulage par injection. D'un point de vue commercial, les pièces avec une bonne finition de surface attirent le client.

Améliorer la fonctionnalité de la pièce

La texturation de surface améliore l'adhérence de la peinture et des autocollants. Par exemple, une pièce texturée mate peut facilement retenir la peinture plus longtemps et est même bonne pour coller une étiquette. Elle améliore aussi la préhension de la pièce. En texturant la surface du moule, on peut aussi éviter les défauts plastiques comme les coups courts (short shots) et les bavures (flash). Un moule correctement conçu et texturé peut aussi aider à évacuer les gaz piégés.

Catégories de finition de surface

Il y a deux catégories de finition de surface les plus populaires sur le marché :

SPI

La Society of Plastics Industry (SPI) a établi plusieurs procédures de finition standard qui résultent en différentes finitions de surface de pièces. Le moule peut être texturé avec des machines ou poli manuellement. Elles sont expliquées dans le tableau ci-dessous.

Finition SPI	Description	Applications	Rugosité surface (Ra µm)	Matériaux adaptés
A-1	Grade #3, Polissage Diamant 6000 Grit	Pièces haute brillance	0,012- 0,025	Acrylique
A-2	Grade #6, Polissage Diamant 3000 Grit	Pièces haute brillance	0,025-0,05	Acrylique, PC
A-3	Grade #15, Polissage Diamant 1200 Grit	Pièces brillant moyen	0,05-0,10	ABS, Acrylique, PS, Nylon, PC
B-1	Papier 600 Grit	Pièces poli moyen	0,05-0,10	ABS, Acrylique, PP, PS, HDPE, Nylon, PC
B-2	Papier 400 Grit	Pièces poli moyen	0,10- 0,15	ABS, Acrylique, PP, PS, HDPE, Nylon, PC
B-3	Papier 320 Grit	Pièces poli faible	0,28-0,32	ABS, Acrylique, PP, PS, HDPE, Nylon
C-1	Pierre 600	Pièces poli faible	0,35-0,40	ABS, Acrylique, PP, PS, HDPE, Nylon, TPU
C-2	Pierre 400	Pièces poli faible	0,45-0,55	ABS, Acrylique, PP, PS, HDPE, Nylon, TPU
C-3	Pierre 320	Pièces poli faible	0,63-0,70	ABS, Acrylique, PP, PS, HDPE, Nylon, TPU
D-1	Grenaillage Billes de Verre	Finition satinée	0,80-1,00	ABS, PP, PS, HDPE, Nylon, PC, TPU
D-2	Grenaillage #240 Oxyde	Finition mate	1,00-2,80	ABS, PP, PS, HDPE, Nylon, TPU
D-3	Grenaillage #24 Oxyde	Finition mate	3,20-18	ABS, PP, PS, HDPE, Nylon, TPU

VDI (STD)

La Finition de Surface VDI 3400 (communément appelée finition de surface VDI) fait référence à la norme de texture de moule établie par le Verein Deutscher Ingenieure (VDI), la Société des Ingénieurs Allemands. La finition de surface VDI 3400 est principalement traitée par Électroérosion (EDM) lors de l'usinage du moule. Elle pourrait aussi être faite par la méthode de texturation traditionnelle (comme pour SPI). Bien que les normes soient établies par la société des ingénieurs allemands, elle est couramment utilisée parmi les fabricants d'outils partout, y compris en Amérique du Nord, Europe et Asie.

Les valeurs VDI sont basées sur la rugosité de surface. On voit différentes textures de finition de surface avec des valeurs variables de rugosité de surface.

Valeur VDI	Description	Applications	Rugosité surface (Ra µm)
12	Pierre 600	Pièces poli faible	0,40
15	Pierre 400	Pièces poli faible	0,56
18	Grenaillage Billes de Verre	Finition satinée	0,80
21	Grenaillage # 240 Oxyde	Finition mate	1,12
24	Grenaillage # 240 Oxyde	Finition mate	1,60
27	Grenaillage # 240 Oxyde	Finition mate	2,24
30	Grenaillage # 24 Oxyde	Finition mate	3,15
33	Grenaillage # 24 Oxyde	Finition mate	4,50
36	Grenaillage # 24 Oxyde	Finition mate	6,30
39	Grenaillage # 24 Oxyde	Finition mate	9,00
42	Grenaillage # 24 Oxyde	Finition mate	12,50
45	Grenaillage # 24 Oxyde	Finition mate	18,00

Conclusion

Sur les deux catégories de finitions de surface pour moulage par injection, les grades SPI A et B sont considérés comme les plus lisses avec une rugosité de surface très faible et sont plus chers. Alors que, d'un point de vue rugosité de surface, VDI 12, la plus haute qualité VDI, équivaut au grade SPI C.

Xometry offre les finitions de surface SPI et VDI pour les pièces de moulage par injection. Nos experts en moulage par injection chez Xometry seraient ravis de vous conseiller davantage sur les options possibles. N'hésitez pas à télécharger votre design sur notre moteur de devis et nous vous ferons un devis sous 48 heures.