Maîtriser le Moulage par Injection des Plastiques Techniques Haute Température

Processus rapide et rentable, le moulage par injection est bien adapté aux séries de production à haut volume de pièces précises et reproductibles. Historiquement, les pièces moulées par injection étaient faites de matériaux plus faibles. Récemment, cependant, les équipes produit ont commencé à explorer ce qui est possible quand elles utilisent des plastiques techniques haute performance pour le moulage par injection. Ces plastiques confèrent aux pièces des propriétés physiques et mécaniques améliorées et offrent des propriétés thermiques améliorées grâce à leurs points de fusion élevés.

Le moulage par injection avec ces plastiques peut être difficile car il nécessite des moules plus résistants conçus pour supporter la chaleur. Votre partenaire de fabrication concevra et fabriquera généralement votre moule pour vous basé sur vos designs de pièces. Cependant, il vaut la peine d'être conscient de vos options et signaux d'alerte à surveiller quand vous concevez des pièces pour la production. Voici tout ce qu'il faut savoir sur le moulage par injection avec des plastiques haute température.

Plastiques haute température courants

Les plastiques haute température — plastiques techniques avec des points de fusion entre 216°C et 382°C — commencent à remplacer les métaux alors que des industries comme l'automobile s'efforcent de devenir plus efficaces énergétiquement. Non seulement ces plastiques sont légers, mais ils sont aussi résistants à la corrosion et offrent une flexibilité de conception et une stabilité dimensionnelle accrues.

Avec une structure cristalline ordonnée et une plage de fusion étroite, le Polyétheréthercétone (PEEK) est un plastique haute température populaire qui peut absorber des quantités significatives de chaleur. De plus, le moulage PEEK n'émet que de faibles niveaux de fumée et de gaz. Le point de fusion élevé du PEEK à 343°C permet des avances et vitesses plus rapides, tandis que son inflammabilité UL 94 V-0 signifie que la combustion s'arrêtera dans les 10 secondes sur une pièce verticale. Léger et résistant au fluage, à la chaleur, à l'électricité, à l'usure, à la corrosion et à la fatigue, le PEEK est idéal pour les environnements difficiles ou haute température.

ULTEM® (le nom de marque pour le PEI) est une résine plastique amorphe facile à thermoformer ou coller avec des adhésifs, et un autre thermoplastique haute température populaire. L'ULTEM® PEI a une structure moléculaire aléatoire, une large plage de ramollissement, un point de fusion de 218°C, un classement d'inflammabilité V-0, et la capacité de retenir son intégrité mécanique et ses propriétés électriques à haute température. Le PEI durable produit peu de fumée et est résistant aux flammes et produits chimiques, en faisant un matériau idéal pour l'industrie aérospatiale et les circuits imprimés.

1. Inclure des canaux de transfert de chaleur

Pendant le processus de moulage par injection, votre fabricant passera pas mal de temps à refroidir votre pièce avant éjection et à chauffer votre moule avant injection. Inclure des canaux de transfert de chaleur équidistants dans votre conception de moule peut accélérer ces processus. Ces canaux devraient exposer chaque cavité à la même quantité de fluide de chauffage ou refroidissement simultanément. Cela permettra à votre fabricant d'augmenter ou baisser rapidement et uniformément la température de votre moule.

2. Utiliser des broches thermiques

Si vous ne pouvez pas inclure de canaux de transfert de chaleur dans certaines sections de votre moule en raison d'extensions ou saillies, vous pouvez utiliser des broches thermiques. Avec des niveaux élevés de conductivité thermique, ces broches peuvent transférer rapidement la chaleur des zones précédemment inaccessibles vers les canaux de transfert de chaleur de votre moule. Les broches thermiques optimiseront la température intérieure de votre moule sans perturber la pression du fluide de refroidissement.

Les broches thermiques contiennent un fluide scellé dans un cylindre. Quand le fluide absorbe la chaleur du moule, il se vaporise, et il se condense quand il libère la chaleur au fluide de refroidissement. Près de 10 fois plus efficaces pour transférer la chaleur que les inserts en cuivre et acier allié cuivre, les broches thermiques sont une excellente option quand vous avez un moule complexe. Assurez-vous simplement d'éviter tout espace d'air entre votre broche thermique et votre moule ou d'utiliser un scellant hautement conductif pour les combler.

3. Sélectionner le bon matériau de moule

Le matériau de votre moule peut impacter votre produit final et devrait influencer la conception de votre moule. Vous devrez trouver un matériau de moule haute température qui établit un équilibre entre usinabilité, coût et résistance à l'abrasion. Après tout, vous voulez que le moule dure plusieurs séries, mais vous ne voulez pas qu'il prenne un temps ou argent excessif à créer. Si vous planifiez des séries de production à haut volume, envisagez d'utiliser des aciers à haute résistance comme H-13, S-7 ou P20. Si vous prototypez, l'aluminium est un matériau d'outillage rentable.

Rappelez-vous que les matériaux avec une faible capacité de transfert de chaleur nécessiteront plus de canaux de refroidissement. De plus, tous fluides utilisés pour le chauffage ou refroidissement devront être à des températures plus hautes ou plus basses.

Rendre de nouvelles choses possibles avec Fast Radius

Concevoir des pièces moulées par injection qui seront faites avec des plastiques haute température peut rendre le processus de moulage par injection plus délicat, mais utiliser ces types de plastiques haute performance peut payer quand vos pièces ont des exigences spécifiques. Les plastiques haute température sont plus résistants que beaucoup d'autres matériaux et peuvent souvent remplacer le métal pour des applications haute performance.

Un partenaire de moulage par injection expérimenté comme Fast Radius peut vous aider à travers tout le processus de moulage par injection, de la conception à la production, et garantir que vos moules sont équipés pour gérer votre projet — même quand vos pièces nécessitent des plastiques haute température. Quand vous travaillez avec nous, vous accéderez à notre équipe d'experts en moulage par injection qui peuvent aider à construire des pièces de haute qualité plus vite et pour moins. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer.