Une brève histoire du moulage par injection plastique

Le moulage par injection est un processus de fabrication populaire qui permet aux équipes de produits de créer rapidement de grands volumes de pièces identiques avec une qualité élevée et constante. Le processus fonctionne en injectant du plastique fondu à travers une buse chauffée et sous pression et dans un moule métallique durable à température contrôlée. Une fois la pièce refroidie, le moule s'ouvre, la pièce est éjectée, le moule se ferme et le processus se répète.

Ces moules - généralement usinés à partir d'acier, bien que l'aluminium soit une alternative courante - sont longs et coûteux à fabriquer, mais les volumes de production élevés réduisent considérablement le coût unitaire, ce qui permet au fabricant et au client de réaliser des bénéfices. Le moulage par injection est couramment utilisé pour créer des articles tels que des bouteilles d'eau en plastique, des emballages, des pièces mécaniques, des chaises et des tables monoblocs, etc.

Bien que le processus puisse sembler être une invention relativement récente, le moulage par injection de plastique existe depuis plus d'un siècle. Dans cet article, nous suivrons l'histoire de ce processus de fabrication depuis ses débuts simples jusqu'à aujourd'hui, y compris les nouvelles technologies qui sont sur le point de façonner l'avenir du moulage par injection.

Le développement et l'émergence de la fabrication de plastique

L'histoire du moulage par injection de plastique commence en 1868 lorsque l'inventeur John W. Hyatt a breveté le processus de création de celluloïd, un matériau destiné à l'origine à remplacer l'ivoire utilisé dans les boules de billard. En 1872, Hyatt et son frère Isaiah ont breveté la première machine de moulage par injection, qui utilisait un simple mécanisme de piston pour pousser le celluloïd à travers un cylindre chauffé et dans un moule. L'appareil a conduit au développement d'une industrie manufacturière en plein essor qui produisait des boutons, des peignes, des baleines de col et d'autres articles en celluloïd.

Les formes solubles d'acétate de cellulose sont devenues disponibles au début des années 1900, offrant un substitut beaucoup moins inflammable aux matériaux précédents. Au cours de la période qui a précédé la Seconde Guerre mondiale, de nombreux thermoplastiques couramment utilisés aujourd'hui, notamment le polystyrène et le polychlorure de vinyle (PVC), ont été développés.

L'impact de la Seconde Guerre mondiale sur la fabrication de plastiques

Les développements de la technologie de guerre, y compris les avions, les cuirassés marins, les chars et d'autres formes d'armes, ont consommé de grandes quantités de matières premières au cours de la Seconde Guerre mondiale. Le boom industriel d'après-guerre qu'ont connu de nombreux pays occidentaux développés a coïncidé avec la montée en flèche de la demande de matériaux abordables pouvant être utilisés pour produire en masse des pièces. Cela était dû en grande partie à la façon dont la guerre a perturbé les voies de navigation mondiales et a nécessité l'extraction d'énormes quantités de ressources naturelles pour fabriquer des chars, des navires et d'autres produits de guerre, entraînant des pénuries mondiales de caoutchouc et de métal.

Les thermoplastiques présentaient des options abordables capables de combler bon nombre des lacunes du marché créées par ces pénuries de matériaux. Le moulage par injection a permis aux fabricants de fabriquer rapidement et à moindre coût des pièces en gros volumes. Alors que les marchés et les chaînes d'approvisionnement du monde entier se tournaient vers le plastique, le moulage par injection est devenu un pilier et un incontournable pour les entreprises de fabrication modernes.

En 1946, la machine d'injection à vis d'extrusion de James Watson Hendry a révolutionné le domaine moderne du moulage par injection de plastique. La vis rotative de la machine a donné à l'opérateur un meilleur contrôle sur le processus de production, ce qui a permis d'améliorer considérablement la qualité des pièces moulées par injection. Hendry a également été le pionnier du procédé de moulage par injection assistée par gaz, qui a permis de fabriquer des pièces creuses longues et complexes.

Au cours de la seconde moitié du XXe siècle, les matières plastiques sont devenues plus avancées et compétitives, offrant une résistance comparable à certains métaux mais à un poids considérablement réduit.

La production de plastique a dépassé la production d'acier en termes de part de marché dans les années 1970, et l'introduction de moules en aluminium légers dans les années 1990 a offert un substitut plus rapide et plus rentable à l'outillage en acier dans certains cas.

L'avenir du moulage par injection plastique

L'avenir est prometteur pour l'industrie du moulage par injection de plastique, avec plusieurs nouvelles technologies très prometteuses.

Les technologies de l'Internet des objets (IoT) telles que les capteurs et les solutions d'automatisation, par exemple, permettent une connectivité accrue sur l'ensemble du système de production. Cela offre une meilleure visibilité sur l'état du processus de moulage par injection tout en permettant aux fabricants de mieux positionner pour produire des pièces de meilleure qualité à des coûts réduits. Les solutions automatisées telles que les déchargeurs robotisés qui peuvent empiler et désempiler les pièces plus efficacement peuvent utiliser des configurations programmables, des capteurs et d'autres fonctionnalités IoT pour aider à raccourcir les délais de production sans sacrifier la qualité des pièces.

Le moulage par micro-injection est un autre procédé émergent qui applique les mécanismes du moulage par injection à une échelle microscopique. Cela est particulièrement intéressant dans les cercles de fabrication de dispositifs médicaux, où la technologie pourrait permettre aux équipes de produits de concevoir des assemblages de dispositifs plus petits capables d'effectuer des procédures potentiellement vitales à l'aide de méthodes et d'outils moins invasifs.

Les matériaux de moulage par injection respectueux de l'environnement sont de plus en plus demandés. Alors que la plupart des thermoplastiques peuvent être récupérés et réutilisés simplement en les faisant fondre et en les réintégrant, les défenseurs de la durabilité font pression pour des objectifs plus ambitieux. L'idée d'être prêt à l'emploi conduit les fabricants à développer et à utiliser des matériaux contenant moins ou pas de thermoplastique, y compris des matériaux de nouvelle génération à base de plantes comme les plastiques à base de maïs et de lin.

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