Directives de conception critiques pour le moulage d'uréthane

En tant que méthode de production, la coulée d'uréthane contraste fortement avec l'outillage dur du moulage par injection. Alors que le moulage par injection nécessite un outillage coûteux et laborieux, la coulée d'uréthane utilise des moules en silicone flexibles, ce qui permet aux fabricants de produire des pièces d'utilisation finale de haute qualité avec des délais beaucoup plus courts et à moindre coût. C'est pourquoi le processus est couramment utilisé pour l'outillage de pont, les cycles de production à faible volume, le prototypage rapide, la fabrication de joints et la fabrication de pièces avec des détails fins (comme le lettrage en relief).

Le processus de construction de moulage en uréthane implique d'abord la création d'un modèle principal - essentiellement une réplique (souvent imprimée en 3D) de la pièce finale. Le motif est ensuite entièrement recouvert de silicone liquide et laissé durcir. Le moule est coupé en deux et le motif retiré. À partir de là, le processus peut être répété en utilisant la résine de coulée en uréthane appropriée.

Les matériaux de moulage en polyuréthane sont capables de fournir des caractéristiques de performance comparables, voire supérieures, aux thermoplastiques utilisés dans le moulage par injection. Cependant, comme pour les autres méthodes de production, le processus de moulage de pièces de haute qualité qui répondent à toutes les exigences de performance nécessite également que les équipes de produits suivent les meilleures pratiques de conception pour la fabrication (DFM). Voici quelques-unes des consignes les plus importantes que les équipes produit doivent garder à l'esprit :

Tolérances

Un certain degré de variation est inévitable dans la fabrication (bien que les équipes doivent s'efforcer de prendre en compte autant de variables que possible), et les tolérances sont la quantité acceptable de variation dimensionnelle entre les unités individuelles. Les tolérances d'uréthane coulé sont généralement d'environ ± 0,015" ou ± 0,003 par pouce, selon la valeur la plus élevée. Des tolérances plus strictes peuvent être proposées au cas par cas.

En général, un taux de retrait de +0,15 % est typique. Cela est dû à la dilatation thermique du matériau de moulage en uréthane et à la façon dont le moule en silicone flexible se réchauffe en réponse.

De plus, il est important de noter que même si les pièces moulées en uréthane résistent bien au post-traitement (bien que des processus supplémentaires, tels que le polissage ou la finition personnalisée, puissent rapidement augmenter les coûts de production), certaines caractéristiques de conception telles que les angles vifs ou le lettrage peuvent subir un léger arrondi. le processus de refroidissement, impactant la définition des détails les plus fins. Cela dit, il est possible d'ajouter une finition au motif principal qui imite une finition ou une texture SPI. Vous pouvez également peindre des pièces moulées en uréthane pour correspondre aux couleurs Pantone, et certaines couleurs et pigments peuvent également être ajoutés directement aux matériaux de moulage.

Épaisseur de paroi

Les pièces produites avec la coulée d'uréthane doivent avoir une épaisseur de paroi minimale de 0,040" (1 mm), bien que des parois aussi minces que 0,020" (0,5 mm) puissent être obtenues pour certains petits composants. Les pièces plus grandes nécessitent généralement des parois plus épaisses afin d'assurer l'intégrité structurelle de la pièce.

La coulée d'uréthane permet des pièces avec des épaisseurs de paroi variables ou des géométries irrégulières, mais la conception de pièces en tant que telles ne doit être effectuée que lorsque cela est strictement nécessaire. Le maintien d'une épaisseur constante aide à minimiser le risque de retrait et de déformation inappropriés pendant le processus de durcissement.

Contre-dépouilles et dépouille

Bien que les contre-dépouilles puissent rapidement compliquer la conception du moulage par injection, la nature flexible des moules en silicone utilisés dans la coulée d'uréthane permet généralement de retirer facilement et sans dommage les pièces.

Il en va de même pour les angles de dépouille :ils sont indispensables pour l'éjection des pièces des moules métalliques, mais moins indispensables pour les pièces moulées en uréthane. Cela dit, l'incorporation de 3 à 5 degrés de dépouille dans la conception des pièces peut réduire considérablement les contraintes sur votre moule et prolonger son cycle de vie.

Côtes

Les nervures ajoutent de la stabilité et de la résistance, mais il est important de s'assurer qu'elles sont orientées de manière à maximiser la rigidité en flexion des murs qu'elles soutiennent. En règle générale, la hauteur de la nervure ne doit pas être supérieure à trois fois sa largeur, et la largeur de la nervure à l'endroit où elle rencontre la paroi partielle doit être comprise entre 40 et 60 % de l'épaisseur de la paroi. Enfin, pour maximiser la résistance de la nervure, tous les coins intérieurs doivent avoir un rayon de congé d'au moins 25 % de l'épaisseur de paroi de la pièce.

Boss

Les bossages permettent de fixer des pièces d'accouplement sécurisées grâce à l'utilisation de vis, de goupilles et d'autres attaches. Comme pour les nervures, le rayon de base doit être d'environ 25 % de l'épaisseur de la paroi de la pièce, ce qui présente l'avantage supplémentaire dans ce cas d'aider à empêcher la fixation de brûler lorsqu'elle est insérée dans le bossage.

Les coins intérieurs des bossages doivent utiliser un rayon de congé de 0,060 po (1,5 mm) pour minimiser l'épaisseur et réduire la probabilité de formation de creux. Veiller à ce que les bossages ne dépassent pas 60 % de l'épaisseur nominale de la paroi permet également de minimiser le retrait.

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Les avantages de la coulée d'uréthane - délais courts, faible coût et flexibilité de la conception et des matériaux, pour n'en nommer que quelques-uns - ne sont vraiment payants que si vous respectez les meilleures pratiques de conception et de fabrication. Cela signifie qu'il faut prêter attention à des variables telles que les propriétés du matériau de moulage en uréthane, les tolérances générales pour les pièces en caoutchouc et tout le reste, ce qui devient rapidement compliqué sans l'aide d'un partenaire de fabrication expérimenté.

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