3 composants clés de conceptions moulées par injection épurées et fonctionnelles

Le moulage par injection est un procédé de fabrication populaire pour la production en série de pièces en plastique identiques avec de bonnes tolérances. Au cours de ce processus, des flocons ou des granulés thermoplastiques sont fondus et injectés dans un moule. Une fois que le matériau thermoplastique a refroidi et durci, les éjecteurs sortent la pièce terminée du moule. De nombreux produits destinés aux consommateurs que les gens utilisent quotidiennement sont moulés par injection, des chargeurs de téléphone aux pièces automobiles en passant par les briques Lego®.

Une fois le moule fabriqué, les ingénieurs disposent d'un moyen de reproduire systématiquement des pièces complexes à un très faible coût unitaire. En tant que tel, le perfectionnement des processus de fabrication de moules est essentiel. Voici un cours intensif sur l'optimisation de la conception d'une pièce moulée par injection, ainsi que des conseils et astuces pour les concepteurs de produits.

Trois conseils et bonnes pratiques pour la conception de moules à injection

Les pièces moulées par injection peuvent présenter des géométries complexes et offrent aux concepteurs de produits une grande flexibilité de conception. La seule mise en garde est que les équipes produit doivent concevoir leurs pièces en fonction des exigences spécifiques du moulage par injection.

Il est très difficile de faire des ajustements de conception après que la pièce a déjà été fabriquée. En tant que tels, les concepteurs de produits doivent concevoir parfaitement la pièce en plastique pour le moulage par injection afin de réduire le risque de problèmes liés à la conception de l'outil, d'obtenir les meilleurs résultats et de réduire les coûts. Pour concevoir des pièces propres et fonctionnelles, commencez par ces trois bonnes pratiques de conception de moulage par injection :

1. Maintenir des épaisseurs de paroi constantes

La règle numéro un de la conception de pièces moulées par injection est la gestion de l'épaisseur du moule. Des parois non uniformes peuvent entraîner le gauchissement de la pièce lorsque le matériau thermoplastique refroidit ou provoquer l'apparition de retassures. Les épaisseurs de paroi recommandées varient en fonction du plastique utilisé. Par exemple, le polyuréthane (PUR) a une épaisseur de paroi recommandée de 0,080 pouce à 0,750 pouce, tandis que le polystyrène (PS) a une plage beaucoup plus petite de 0,035 pouce à 0,150 pouce. Une bonne règle de base consiste à maintenir l'épaisseur de paroi d'un moule donné entre 1,2 mm et 3 mm.

Si la pièce est conçue pour inclure différentes épaisseurs, les concepteurs de produits doivent rendre la transition entre elles aussi douce que possible. Cela garantit que le plastique fondu s'écoule uniformément à l'intérieur de la cavité du moule. Un chanfrein ou un congé 3 fois plus long que la différence d'épaisseur devrait faire l'affaire.

Les sections épaisses dans une conception de moule à injection peuvent provoquer un gauchissement, un enfoncement et d'autres défauts, mais elles sont parfois nécessaires pour les géométries complexes. Les concepteurs de produits peuvent inclure des sections plus épaisses dans leurs moules tout en respectant les limites d'épaisseur de paroi en creusant ces sections. L'inclusion de nervures dans la pièce renforce les sections creuses et apporte de la rigidité.

L'épaisseur des nervures varie en fonction du thermoplastique utilisé, mais les nervures doivent toujours être inférieures aux deux tiers de l'épaisseur de la paroi principale. Si la nervure est trop épaisse, cela provoquera des retassures sur la surface extérieure.

2. Éliminer les contre-dépouilles qui ne sont pas essentielles à la conception

Les contre-dépouilles sont des caractéristiques qui empêchent la pièce moulée par injection d'être éjectée proprement du moule sans aucun dommage structurel. Les contre-dépouilles peuvent prendre diverses formes - trous, cavités ou zones où l'alignement n'est pas perpendiculaire à la ligne de séparation du moule. Le meilleur pari d'un concepteur de produit est d'éviter complètement les contre-dépouilles. Ils rendent toujours la conception du moule d'injection plus coûteuse, compliquée et exigeante en main-d'œuvre que nécessaire.

Pourtant, il existe quelques astuces de conception pour gérer les contre-dépouilles. Le moyen le plus simple de réparer une contre-dépouille consiste à déplacer la ligne de séparation du moule de manière à ce qu'elle croise la contre-dépouille. Cependant, cette astuce ne s'applique qu'aux conceptions avec des contre-dépouilles à l'extérieur du moule.

Les bosses ou les contre-dépouilles de décapage sont une option si la fonction et le matériau sont suffisamment flexibles pour se dilater et se déformer sur le moule lors de l'éjection. La bosse doit être éloignée des structures de support du moule et avoir un angle d'attaque compris entre 30 et 45 degrés.

En dernier recours, des actions latérales ou des élévateurs peuvent réparer les contre-dépouilles lorsque le moule ne peut pas être repensé pour éviter les contre-dépouilles. Les noyaux à action latérale sont des inserts perpendiculaires qui glissent dans et hors du moule lorsqu'il s'ouvre et se ferme. Ces mécanismes augmentent considérablement les coûts et la complexité. Même avec ces solutions, il incomberait aux concepteurs d'éviter complètement les contre-dépouilles et d'éliminer les contre-dépouilles lors du prototypage.

3. Brouillon, brouillon, brouillon

Les angles de dépouille sont des considérations de conception qui facilitent l'éjection propre d'une pièce moulée par injection du moule. Cela peut sembler être une caractéristique de conception non essentielle, mais les ébauches sont essentielles à la fabrication de pièces fonctionnelles moulées par injection. Les ébauches permettent d'éviter que la pièce ne soit endommagée lors de la sortie, de réduire les coûts de production, d'accélérer les délais de production, d'assurer une finition de surface uniforme et de fournir une multitude d'autres avantages. Sans angles de dépouille, les équipes de produits risquent d'endommager leurs moules coûteux et de produire un grand nombre de pièces rebutables.

Les brouillons doivent être pris en compte dès le début du processus de conception. Les angles de dépouille varient en fonction d'un certain nombre de facteurs liés à la pièce, notamment l'épaisseur de la paroi, la profondeur de la paroi, le matériau et les taux de retrait applicables, la texture ou les exigences d'éjection. Il est préférable d'appliquer autant d'angle de dépouille que possible. Les concepteurs de produits doivent inclure un degré de dépouille par pouce de profondeur de cavité pour commencer, en ajustant les facteurs susmentionnés si nécessaire.

Même s'il semble que la dépouille puisse avoir un impact négatif sur les performances de la pièce, il est toujours préférable d'avoir une dépouille que de ne pas en avoir. Les pièces peuvent généralement être conçues avec un minimum de 0,25 degrés de dépouille, mais le plus petit degré de dépouille possible dépendra de la géométrie et du matériau uniques de la pièce.

Obtenez l'aide d'experts en conception

Cette courte liste ne fait qu'effleurer la surface des principales considérations de conception pour les pièces moulées par injection. Les équipes de produits doivent également tenir compte de facteurs tels que les lignes de séparation, la conception de la porte, l'emplacement de la porte, etc. La meilleure façon d'optimiser les conceptions de pièces pour la rentabilité, le temps de production et l'efficacité est de s'associer à un expert en fabrication qui peut offrir des conseils cruciaux tout au long du processus de conception.

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Pour plus d'informations sur le moulage par injection, consultez les articles de blog correspondants dans le centre de ressources Fast Radius.

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