Moulage par injection de plastique : choix des matériaux et applications optimales

Il y a de fortes chances que vous soyez à portée de bras de quelque chose fabriqué par moulage par injection de plastique. Hautement fiable et efficace, le moulage par injection de plastique est l'une des méthodes les plus rentables pour produire un grand nombre de composants précis et cohérents. Des couvercles de télécommandes aux instruments chirurgicaux utilisés dans les hôpitaux, des bouchons de bouteilles d'eau aux éléments intérieurs d'avions, le moulage par injection de plastique est utilisé pour fabriquer des milliards de produits chaque année.

Développé pour la première fois en 1872 par deux frères cherchant une alternative à l'ivoire dans la production de boules de billard, le processus est devenu plus sophistiqué au cours des 100 dernières années, profitant des avancées techniques et matérielles pour devenir l'une des techniques les plus polyvalentes pour la production de masse. Au cœur, il reste un processus élégant et simple. Des granulés thermoplastiques sont chauffés à l'état liquide, injectés dans un moule, laissés refroidir en place, puis éjectés. Bien que cela paraisse assez basique, des formes et produits très complexes et complexes peuvent être fabriqués rapidement et précisément avec très peu de déchets de matériau.

Une raison pour laquelle le moulage par injection est si répandu est qu'une large gamme de matériaux est disponible pour le processus de fabrication, permettant de fabriquer des produits selon des spécifications strictes. Par exemple, une conception pourrait exiger de la rigidité ou de la flexibilité ; stabilité UV ; résistance à la chaleur, aux produits chimiques, aux chocs ou à la fracture ; retardateur de flamme, ou biocompatibilité. La dureté et le poids sont également pris en compte, ainsi que le coût du matériau. Les concepteurs et ingénieurs tirent parti des combinaisons et personnalisations pour créer des pièces uniques pour répondre à des besoins d'application hautement complexes ou inhabituels.

Les six matériaux les plus couramment utilisés dans le moulage par injection de plastique sont :

• Polypropylène (PP)
• Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS)
• Polyamide (Nylon)
• Polyéthylène Haute Densité (PEHD)
• Polycarbonate (PC)
• Mélange ABS+PC

Il existe des milliers de variations au sein de chacun de ces matériaux, permettant au plastique parfait de répondre aux besoins de la conception. Chaque matériau a ses forces et ses faiblesses. Par exemple, le Polycarbonate a une excellente résistance aux chocs, clarté, et propriétés optiques et mécaniques. Il n'est cependant pas résistant aux produits chimiques et solvants. L'ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène), souvent combiné avec le polycarbonate, a une ténacité mécanique, une large tolérance de plage de température, une bonne stabilité dimensionnelle et une facilité de fabrication.

Les produits complexes et élégants fabriqués par moulage par injection de plastique reposent sur des moules bien conçus, également appelés outillages. Une fois qu'un produit est conçu, l'outillage pour la fabrication doit être conçu et construit. De nombreux éléments sont importants, tels que l'épaisseur, la conception des nervures, la conception des bosses, les transitions d'angle, les lignes de soudure, le placement de la pointe et les évents correctement localisés. Ces moules sont très chers ; cependant, une fois créés, ils sont durables et résistent à une utilisation répétée avec seulement une maintenance de routine. Avec de faibles coûts de main-d'œuvre, des exigences minimales de post-traitement et la capacité d'accommoder des tolérances élevées, le processus est efficace et efficient pour les grandes séries de production et la production de qualité de pièce cohérente avec très peu de déchets de matériau.

Les coûts de démarrage élevés pour le moulage par injection de plastique font des technologies de fabrication additive une alternative attrayante pour certains projets. L'impression 3D de qualité industrielle peut fournir des prototypes à faible coût et à faible risque de nouvelles conceptions qui peuvent être testées et perfectionnées avant d'être mises en production de masse. Les produits peuvent être libérés des contraintes de conception des angles de dépouille, des contre-dépouilles et autres exigences d'outillage. Sans les frais généraux d'outillage, l'additif peut être un choix économique pour la production de petits volumes. De plus, les conceptions additives peuvent être facilement ajustées numériquement sans avoir à créer de nouveaux moules coûteux, ce qui en fait une option attrayante pour les projets nécessitant une personnalisation ou une sérialisation. À mesure que les technologies additives mûrissent pour répondre aux besoins du monde d'aujourd'hui, les ingénieurs et concepteurs se tournent vers ces approches innovantes pour développer de nouveaux produits et de nouveaux modèles de fabrication.

Raisons de choisir le moulage par injection :

• Vous voulez produire une grande quantité de composants ou produits identiques
• Vous valorisez la production rapide et les faibles coûts de main-d'œuvre
• Votre conception présente une géométrie complexe ou un besoin de cohérence et de précision
• Vous voulez pouvoir utiliser plusieurs types de plastiques dans des composants ou produits uniques
• Vous voulez incorporer des matériaux recyclés et connaître de faibles taux de rebut dans le processus de fabrication
• Les coûts initiaux de conception du moule pour la fabrication seront compensés par un faible coût par article dans les grandes séries

Raisons d'envisager la fabrication additive au lieu du moulage par injection :

• Votre conception a besoin de prototypage ou d'ajustements qui seraient coûteux en travaillant avec des moules
• Vous avez besoin d'un faible volume qui ne justifie pas le coût de l'outillage
• Votre conception inclut une personnalisation d'une pièce à l'autre
• Votre conception ne respecte pas les exigences d'outillage de moulage par injection telles que la prise en compte des angles de dépouille et des contre-dépouilles
• Votre conception contient des géométries qui ne seraient pas possibles avec le moulage par injection
• Vous souhaitez consolider de nombreuses pièces en une seule

Il s'avère que la boule de billard qui a donné naissance au moulage par injection n'a pas décollé. Apparemment, elle ne rebondissait pas sur les bandes comme ses concepteurs l'avaient espéré. Ce qui a décollé, c'est la technologie du moulage par injection de plastique, qui a maintenant plus de cent ans et est assez agile pour créer des milliards de produits polyvalents chaque année. Curieux de savoir quel type de processus de fabrication fonctionnerait le mieux pour votre projet ? N'hésitez pas à contacter notre équipe.

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