Sélectionner le matériau idéal pour votre composant moulé par injection

Il y a un certain nombre d'avantages à fabriquer des pièces en utilisant des services de moulage par injection, principal parmi eux la capacité de créer des séries de production à haut volume avec des degrés élevés de précision et d'exactitude. Cependant, étant donné qu'il existe plus de 85 000 types différents de matériaux de moulage par injection de plastique parmi lesquels les fabricants peuvent choisir, savoir lequel est le plus judicieux pour votre pièce désirée peut sembler accablant.

Le choix du bon matériau repose sur un certain nombre de facteurs, le plus critique étant l'application de la pièce. Par exemple, le matériau utilisé pour créer un jouet pour enfant moulé par injection devrait évidemment être différent de celui utilisé pour les semelles de chaussures de course, car chaque application nécessite des caractéristiques physiques différentes. Un jouet doit pouvoir résister à des impacts répétés et francs de la part de jeunes enfants, tandis que les semelles de chaussures doivent pouvoir fléchir et amortir les pieds et les articulations d'un coureur. Savoir quel matériau est le plus avantageux pour l'application prévue de la pièce peut vous aider à produire des pièces supérieures et plus durables.

Dans cet article, nous aborderons certains des matériaux les plus couramment utilisés dans le moulage par injection, ainsi que les avantages et les applications idéales pour chacun.

Les matériaux de moulage par injection les plus courants

Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS)

Ce plastique résistant aux chocs est utilisé dans une gamme d'industries, de la cosmétique à l'informatique. En plus d'être relativement peu coûteux, l'ABS offre une haute stabilité dimensionnelle — ce qui signifie qu'il résiste aux changements de température et de stabilité — et un faible retrait post-fabrication par rapport à d'autres matériaux, tout en offrant une bonne résistance chimique.

Ces caractéristiques physiques font de l'ABS un choix populaire pour les pièces dans les appareils portables, tels que les téléphones et les moulages d'outils électriques. Il y a quelques problèmes potentiels à garder à l'esprit lors de la considération de l'ABS. Tout d'abord, l'ABS est sujet aux lignes de soudure — ou aux endroits où deux flux de résine plastique se rencontrent pendant le processus de fabrication. De plus, il peut produire des retraits et des vides causés par un retrait localisé pendant le processus de refroidissement de la pièce. Ces problèmes peuvent être évités en apportant des ajustements stratégiques à la conception de la pièce, ou en utilisant un matériau mélange ABS-polycarbonate.

Polycarbonate (PC)

Fort et extrêmement résistant aux chocs et à la chaleur, le PC est un plastique transparent promettant un faible retrait et une bonne stabilité dimensionnelle. Des finitions cosmétiques hautement détaillées peuvent être appliquées aux pièces en PC, ce qui en fait un prétendant solide pour des applications telles que les boîtiers de téléphones portables ou les composants électriques.

De plus, comme il peut être fabriqué selon des grades et spécifications optiquement clairs, le PC est souvent utilisé dans les lentilles, le verre pare-balles, ainsi que dans certains dispositifs d'éclairage et médicaux. Comme l'ABS, le PC est sujet au développement de vides et de retraits dans les sections épaisses, c'est pourquoi choisir un mélange ABS-PC ou un matériau acrylique est souvent un choix judicieux pour les pièces non translucides ou les pièces présentant des géométries épaisses, respectivement. Les pièces en PC ont également tendance à avoir une faible résistance chimique.

ABS-PC

L'utilisation d'un mélange ABS-PC donne aux pièces fabriquées le meilleur des deux mondes, combinant la résistance et la résistance à la chaleur du PC avec la flexibilité de l'ABS. Le mélange est plus facile à travailler pendant le processus de moulage par injection lui-même, tout en offrant une meilleure durabilité et stabilité dimensionnelle que l'ABS ou le PC séparément. Il offre une bonne résistance aux chocs, même à froid, et est souvent utilisé pour des applications comme les poignées de porte, les ordinateurs, l'électronique, les dispositifs de télécommunications. Malheureusement, une limitation clé du mélange est que, malgré ses forces, l'ABS-PC offre toujours une faible résistance chimique.

Polyamides aliphatiques (PA ou PPA)

Il existe une variété de PA disponibles, chacun avec des propriétés physiques et chimiques différentes. Aussi connus sous le nom de nylons, cette famille de matériaux de moulage par injection de plastique offre une haute résistance chimique et une résistance élevée, même à haute température.

Certains PA, comme le nylon 6/6, créent des pièces solides, rigides et résistantes à l'abrasion, tandis que d'autres, comme le nylon 6/12, offrent une résistance aux chocs plus élevée. En raison de leur gamme de propriétés physiques différentes, les PA peuvent être utilisés dans une large gamme d'applications — des peignes, vis et caméras, aux engrenages et composants de moteur automobile. Les nylons ont tendance à être sujets au gauchissement et absorbent l'humidité, ce qui pourrait potentiellement entraîner des problèmes structurels s'ils ne sont pas correctement pris en compte.

Polyméthacrylate de méthyle (PMMA)

Aussi appelé acrylique, le PMMA est un matériau hautement brillant, résistant aux rayures, couramment utilisé pour créer des lentilles, des fibres optiques, des abat-jour et des panneaux. Son faible retrait et sa chance réduite de développer des retraits — dans les géométries minces et épaisses — en font une bonne option pour ces applications. Comme le PC, cependant, l'acrylique offre généralement une faible résistance chimique. De plus, l'acrylique est plus cassant que d'autres matériaux et donc plus sujet aux fractures de contrainte — ce qui peut être compensé dans une certaine mesure en ajoutant plus d'angles de dépouille dans le processus de conception de la pièce.

Polypropylène (PP)

Cette résine flexible, résistante et peu coûteuse offre une haute résistance aux chocs, et peut être mélangée avec d'autres polymères pour créer des pièces encore plus solides. Le PP est également résistant à l'usure et aux produits chimiques, et peut fournir un allongement élevé (ou résistance à la déformation), ce qui en fait un matériau utile pour les charnières, les couvercles de bouteilles à fermeture par pression et les tubes médicaux. Il est important de garder à l'esprit que le PP est sujet au retrait et au gauchissement, et que les sections épaisses souffrent souvent de vides ou de bulles.

Trouver le bon matériau pour le travail

Nous n'avons listé que quelques-uns des matériaux de moulage par injection les plus courants, mais il en existe beaucoup d'autres que nous n'avons pas abordés — tels que le polyoxyméthylène, le polyéthylène haute densité et d'autres — dont les ingénieurs et les concepteurs devraient être conscients lors de la conception d'une pièce. Bien que ce soit un processus plus coûteux, le moulage par injection de métal peut également être utilisé pour créer des pièces durables.

Lors de la conception de pièces, il est important d'aligner les caractéristiques requises de l'application de la pièce avec les propriétés du matériau. Si un seul matériau fournit certaines qualités souhaitées mais souffre de limitations, il est possible qu'un ajustement du matériau de fabrication par des mélanges ou l'ajout de charges produise quelque chose de mieux adapté au résultat souhaité. Le moulage par injection est capable de produire de nombreuses options esthétiques également. De nombreux matériaux peuvent être mélangés avec des colorants pour créer des couleurs personnalisées.

Si vous avez des questions sur le matériau le plus judicieux pour la pièce que vous essayez de fabriquer, contactez-nous dès aujourd'hui. Chez Fast Radius, nous travaillerons à vos côtés à chaque étape — de la conception de la pièce et du choix du matériau jusqu'à la post-production et la finition — pour vous assurer de recevoir des pièces rentables et de haute qualité le plus rapidement possible.

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