Conseils et astuces de conception de moulage par injection à paroi mince

Le moulage par injection est un processus de fabrication populaire et polyvalent qui permet aux entreprises de produire des séries de production à volume élevé pour un coût par pièce relativement faible sans sacrifier la qualité. Il est hautement reproductible et capable de produire des composants solides qui répondent à des exigences mécaniques et dimensionnelles strictes.

Lorsque les entreprises doivent produire une pièce en plastique à parois minces, comme certaines pièces de voiture ou des étuis de téléphones portables, elles peuvent se tourner vers le moulage par injection à parois minces. Cependant, vous devrez être particulièrement prudent lors de la conception de produits à parois minces, car le moulage par injection à parois minces introduit de nouveaux défis. Dans cet article, nous passerons en revue les bases du moulage par injection à paroi mince, ses applications courantes et quelques conseils de conception de moulage par injection afin que vous puissiez commencer votre voyage du bon pied.

Qu'est-ce que le moulage par injection à paroi mince ?

Le moulage par injection à paroi mince est une forme spécialisée de moulage par injection qui permet aux fabricants de créer des pièces plus fines et plus légères sans sacrifier l'intégrité structurelle. En optant pour le moulage par injection à parois minces plutôt que le moulage par injection traditionnel, les entreprises peuvent économiser des matériaux, augmenter la productivité, réduire le coût par pièce et réduire la consommation de carburant et les émissions de carbone liées au transport.

Étant donné que les pièces en plastique à parois minces ont moins de matière à refroidir, les temps de cycle sont beaucoup plus rapides, ce qui réduit les délais de livraison. En fait, une réduction significative de l'épaisseur des parois peut parfois réduire de moitié les temps de cycle, aidant les entreprises à mettre les produits entre les mains des clients plus rapidement et à économiser sur les coûts d'exploitation. De plus, comme des parois plus minces signifient moins de plastique, les entreprises peuvent économiser de l'argent en matière de matériaux et, dans le cas des contenants et des emballages, laisser plus d'espace vide pour le produit.

Cependant, le moulage par injection à paroi mince présente quelques défis. D'une part, le processus d'injection est plus compliqué. Vous avez besoin d'une pression plus élevée et de vitesses de moulage plus rapides pour remplir toutes les cavités minces avec du matériau fondu, éviter le gel et vous assurer que la pièce sort comme prévu. Par exemple, alors qu'un composant avec des parois standard peut être rempli en deux secondes, cette même pièce avec des parois 25 % plus fines peut devoir être remplie en une seconde seulement. De plus, vous devrez peut-être prendre des mesures supplémentaires et concevoir soigneusement des portes pour faciliter l'éjection des pièces.

Utilisations courantes du moulage par injection à paroi mince dans la fabrication

Les fabricants se tournent souvent vers le moulage par injection à paroi mince lorsqu'il s'agit d'emballages en plastique, car il peut être utilisé pour tout créer, des emballages de sécurité alimentaire aux emballages de dispositifs médicaux. Les autres utilisations courantes du moulage par injection à paroi mince comprennent les composants de téléphones portables, les couvercles et conteneurs en plastique, les boîtiers électroniques, les seringues et les composants de dispositifs médicaux. Même les industries de l'automobile, de la construction, de l'électroménager et de l'aérospatiale utilisent le moulage par injection à paroi mince pour les pièces et les assemblages de composants.

Conseils et astuces de conception de moulage par injection à paroi mince

Les parois minces entraînent souvent des problèmes d'écoulement des matériaux, ce qui peut entraîner des zones non formées. D'autres problèmes courants associés aux parois minces incluent un refroidissement irrégulier, un gauchissement, des fissures, des incohérences de texture cosmétique et des lignes de soudure faibles ou des points de fracture.

Pour éviter ces problèmes et créer la meilleure pièce possible :

Faites attention à votre matériel

Le choix des matériaux est toujours important pour le moulage par injection, mais il est essentiel lors de la création de pièces à parois minces. Certains matériaux, comme le polycarbonate (PC), sont collants, ce qui rend difficile le remplissage de moules à parois minces. Cependant, certains thermoplastiques s'écouleront plus facilement à travers des sections étroites d'un moule, comme le polyéthylène haute densité (HDPE), le polyéthylène basse densité (LDPE), le nylon (PA) et le polypropylène (PP). Le caoutchouc de silicone liquide (LSR) se remplit également facilement, bien qu'il puisse augmenter le risque de flash le long des lignes de séparation de votre moule.

Il n'y a pas de matériau unique pour le moulage par injection à paroi mince, alors tenez compte de la géométrie de votre pièce et des besoins de l'application lorsque vous comparez les matériaux. Essayez également de choisir un matériau qui n'accélère pas l'usure du moule lorsqu'il est injecté à grande vitesse.

Considérez le matériau de votre moule

En plus de penser au matériau de votre produit, vous devrez examiner attentivement le matériau de votre moule. Alors que l'acier P20 est souvent utilisé dans les applications de moulage par injection conventionnelles, il peut ne pas être assez solide pour résister aux pressions élevées, à l'usure et à l'érosion associées aux pièces de moulage par injection à parois minces. Au lieu de cela, vous aurez besoin d'un matériau plus robuste, tel que le 718, le H-13, le D-2 ou un autre acier résistant.

Il est important de noter que vous pourriez finir par payer 30 à 40 % de plus pour un outil fabriqué dans un matériau robuste par rapport à un outil fabriqué en P20. Cependant, ce coût supplémentaire peut être facilement compensé par les performances et la longévité accrues de l'outil.

Avoir une épaisseur de paroi uniforme

Si possible, assurez-vous que votre conception a une épaisseur de paroi uniforme partout. Cela permettra un refroidissement uniforme et aidera à prévenir le gauchissement, les marques d'évier, les lignes d'écoulement et les tirs courts. Pour de meilleurs résultats, maintenez une épaisseur de paroi d'au moins 0,9 mm (0,0354") ou plus.

Ajouter des côtes ou des goussets

Vous pouvez inclure des nervures dans la conception de votre pièce si vous avez besoin de renforcer votre pièce ou d'augmenter sa rigidité. Alors que les nervures font généralement la moitié de l'épaisseur du mur qu'elles supportent, vos nervures peuvent être aussi épaisses que votre mur si votre mur mesure moins de 1 mm d'épaisseur. Cependant, des marques d'évier et une lecture à travers peuvent être visibles là où la nervure croise le mur.

Des nervures mal conçues peuvent entraîner un gauchissement, des retassures, des vides et des cassures, causant plus de problèmes qu'elles n'en valent la peine. Pour éviter ces problèmes, concevez des nervures à 60 % de l'épaisseur de la paroi ou moins, gardez des rayons de base petits, espacez les nervures de trois fois l'épaisseur de la paroi et incluez 1 ° de dépouille ou plus.

Si vous souhaitez renforcer votre paroi nervurée mince sans les épaissir, ajoutez des goussets (ou des nervures transversales) et suivez le même ensemble de directives.

Inclure les rayons

Les angles vifs ne sont jamais bons dans le moulage par injection, car ils peuvent faire coller les pièces à l'outil pendant le processus d'éjection. Ils nécessitent également plus de pression pour se remplir et peuvent entraîner des vides s'il n'y a pas suffisamment de pression, il est donc important d'inclure des rayons et d'arrondir les coins et les bords internes et externes. Étant donné que la cavité du moule est incroyablement étroite dans le moulage par injection de plastique à paroi mince, il est encore plus important d'éviter les coins et les bords tranchants pour assurer un écoulement régulier du matériau et une éjection propre.

Faites attention à la température

La température du moule est essentielle au processus de moulage par injection et peut avoir un impact considérable sur l'apparence et la sensation du produit final. Un moule plus chaud permet au plastique injecté de s'écouler plus facilement, ce qui se traduit par une meilleure qualité de surface.

En ce qui concerne le refroidissement, placez des lignes de refroidissement sans boucle directement dans vos blocs de noyau et d'empreinte pour maintenir la température de surface de votre moule aussi constante que possible. De plus, essayez d'augmenter la quantité de liquide de refroidissement à travers votre outil, plutôt que de diminuer la température du liquide de refroidissement, et assurez-vous que la différence de température entre votre liquide de refroidissement de livraison et le liquide de refroidissement de retour est inférieure à 10 °F.

Concevoir les portails avec soin

Étant donné que le moulage par injection à paroi mince implique des vitesses et des pressions d'injection plus élevées, les seuils doivent être plus grands que les parois de la pièce pour aider à minimiser l'usure des seuils et le cisaillement du matériau. Cela aidera également à prévenir ou à éliminer le gel avant que l'emballage ne soit réalisé. Si votre porte se connecte à une paroi mince avec une pointe, une goutte à chaud ou une carotte, vous pouvez réduire le stress au niveau de la porte et améliorer le processus de remplissage en incluant un puits de porte.

Vous pouvez également augmenter les angles de dépouille des nervures, des bords et des bossages de renforcement, car les pièces en plastique à parois minces subissent un retrait minimal.

Création de pièces à parois minces avec Fast Radius

Le moulage par injection à paroi mince aide non seulement les entreprises à réduire le poids des pièces et la consommation de matériaux, mais il peut également aider à réduire les coûts et les temps de cycle. Cependant, vous devrez suivre ces conseils et astuces pour éviter les problèmes de flux de matériaux, un refroidissement irrégulier et d'autres problèmes.

Un partenaire de fabrication expérimenté comme Fast Radius peut vous aider tout au long du processus de moulage par injection, de la conception à la production. Lorsque vous travaillez avec nous, nous pouvons vous aider à concevoir des outils de moulage par injection et à fabriquer des pièces de qualité rapidement et à moindre coût. De plus, en téléchargeant votre fichier de pièce sur notre site Web, votre conception passera par une analyse DFM instantanée pour identifier les problèmes potentiels de fabricabilité. Créez un compte et téléchargez vos conceptions de pièces ou contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer votre prochain projet de moulage par injection.