Maîtriser le moulage par injection de prototype : techniques et production rapide

Publié le 1er juin 2020 | Par WayKen Rapid Manufacturing

Nous connaissons beaucoup de produits plastiques produits en masse. Seaux en plastique, coques de téléphone, la majorité des jouets comme les LEGO sont tous en plastique. Des milliers de machines de moulage par injection travaillent jour et nuit pour produire ces objets du quotidien à l'échelle mondiale. Mais que font ces entreprises quand elles développent un nouveau composant ? Toutes ces machines nécessitent un outillage très complexe, alors comment fonctionne exactement le moulage par injection de prototype ? Existe-t-il une chose comme le moulage par injection rapide, analogue au prototypage rapide dans d'autres techniques de fabrication ? Vous trouverez les réponses à toutes ces questions ici.

Ce que les besoins en prototypes de moulage par injection dictent

Le progrès ne cesse de nous maintenir dans une course au développement. L'entreprise qui crée plus de nouvelles fonctionnalités, produit plus de nouveaux produits dans un laps de temps plus court survivra à la compétitivité stricte du marché mondial. C'est pourquoi le développement de produits est l'une des parties les plus coûteuses de la fabrication. Le moulage par injection est un processus généralement associé à la production de masse. Les moules complexes durcis avec canaux de refroidissement et processus automatisés produisent des pièces identiques à un rythme effarant. Mais quand nous avons besoin de créer quelque chose de nouveau, de produire une pièce non testée, nous arrivons à un problème. Comment transformer la technique de production de masse lente en une méthode flexible de moulage par injection de prototype ? La réponse est le moulage par injection rapide.

Le RIM est une branche considérablement nouvelle du moulage par injection qui offre de bonnes perspectives de flexibilité. Je dirais que cette technique est comme une version allégée d'un logiciel que vous décompressez sur votre PC et utilisez en quelques minutes au lieu d'installer la chose entière pendant des heures. Vous ne pourrez pas utiliser les moules rapides de façon permanente, mais en sortir un lot de prototypes moulés est une bonne affaire.

Mais avant cela, voyons comment vous pouvez accélérer le processus de fabrication pour les pièces moulées par injection sans aller dans des techniques spécialisées.

Conception pour le moulage par injection de prototype

Beaucoup de startups et d'ingénieurs concepteurs ne prêtent pas beaucoup d'attention à la méthode de fabrication quand ils conçoivent un produit. C'est ce qui noie beaucoup de bonnes idées. Quand vous fabriquez des pièces de moulage par injection personnalisées, vous devez considérer beaucoup de paramètres. L'un des principaux est l'épaisseur de paroi. Une pièce moulée idéale a une épaisseur de paroi constante partout. Plus les parois sont fines, plus la pièce peut être produite rapidement. Dans la réalité, ce n'est souvent pas possible, donc on s'en tient à des changements progressifs de l'épaisseur de paroi. L'ajout d'angles et de congés est une considération majeure également car cela permet d'éjecter la pièce facilement. Avant de valider le design, vérifiez toujours qu'il peut être éjecté de la cavité.

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Conception de l'outillage

L'outillage comprend les demi-moules d'injection et les éjecteurs. L'outillage de moule par injection rapide est encore plus complexe mais peut être fabriqué plus rapidement. La principale différence est la flexibilité. Un moule de prototype doit donner la possibilité de le modifier considérablement vite. C'est pourquoi les fabricants de moules de prototype tendent à diviser les moules en plus d'éléments comparés aux moules conventionnels. Ainsi, si vous voulez changer la cavité, vous l'enlevez de l'outillage et n'appliquez les modifications qu'à elle. Si vous devez modifier la cavité, les canaux de refroidissement et les éjecteurs, vous pouvez tous les enlever et les refabriquer simultanément. Oui, et les fabriquer à partir de zéro aussi. Quand vous fabriquez toutes les pièces en même temps, vous terminez l'objet entier plus vite.

Une autre considération de conception importante (en dehors de l'écoulement standard du liquide, l'épaisseur de paroi et les canaux de refroidissement) est la longévité du moule. Un moule conventionnel est conçu pour une durée de vie maximale. C'est pourquoi ils utilisent de l'acier trempé et prennent beaucoup de temps pour l'usinage. Le moulage par injection de prototype et l'outillage de moulage par injection personnalisé ne doivent durer qu'un petit moment. C'est pourquoi nous pouvons renoncer aux aciers durs et nous en tenir à des alliages d'aluminium plus durs. Ceux-ci sont beaucoup plus faciles à traiter mais peuvent faire durer le moule pendant les étapes de prototypage et de vérification.

Pourquoi des ingénieurs expérimentés sont nécessaires pour produire de bons moules

Une fois le moule de prototype conçu, il est bon de vérifier le processus de fabrication avant de produire le moule de prototype. Il y a seulement quelques années, ce n'était pas possible. Cependant, les méthodes d'analyse d'ingénierie modernes ont fait un long chemin. Un ingénieur de fabrication expérimenté peut employer des outils avancés d'analyse par éléments finis pour reproduire comment un polymère liquéfié remplirait le moule et comment il refroidirait. L'expérience dans le domaine de la fabrication rend les ingénieurs capables de reproduire les processus d'écoulement du moule avec une bonne précision. Ils peuvent trouver les défauts de conception tôt et prévenir les refabrications inutiles du moule de prototype.

Moulage par injection de prototype

L'usinage du moule est un processus complexe en soi car les surfaces principales sont souvent situées dans des espaces fermés, mais changer le matériau pour un plus tendre et ajouter plus de séparations fera beaucoup pour réduire le temps de fabrication du moule de prototype. Les vraies choses commencent une fois le moule terminé.

Ensuite, vous devez enfin utiliser le moule et obtenir vos pièces moulées par injection. Ne vous inquiétez pas, vous êtes certain de faire quelque chose de travers pour la première pièce. Le processus de moulage est assez complexe, utilise un certain nombre de propriétés de matériaux différentes, donc il n'est pas toujours possible de prendre en compte avec précision chaque problème dans la conception. Avec le moulage par injection de prototype, vous lancez le système, obtenez la première pièce prototype, et refaites le moule.

Débogage d'outillage

Refaire le moule pour mieux convenir à vos pièces s'appelle le débogage d'outillage. Quel genre de problèmes peut survenir avec vos moules d'injection ? Premièrement, il peut y avoir des défauts là où l'épaisseur de paroi n'est pas optimale pour le processus. Vous verrez de petits creux dans la pièce où le matériau s'est solidifié de manière inégale et vous pouvez rencontrer des zones où le matériau n'a pas pu atteindre du tout. Il est donc important de vérifier l'écoulement du polymère dans le moule par la méthode EF.

Un autre problème répandu est les défauts de refroidissement. Certaines zones peuvent prendre trop de temps pour refroidir et si vous éjectez la pièce trop tôt, vous pourriez la ruiner. Assurer le bon cycle de refroidissement est l'un des problèmes les plus complexes dans la fabrication de moules d'injection.

Une fois votre outillage débogué, félicitations, vous avez réussi à fabriquer un prototype moulé par injection. Cependant, vous devez comprendre que l'optimisation de la conception n'est pas encore terminée et le concepteur peut revenir à n'importe quelle étape précédente pour améliorer le prototype.

Pourquoi choisir Wayken pour les prototypes de moulage par injection ?

Avez-vous besoin d'un moyen plus rentable et rapide de fabriquer des pièces ? Avec plus de 10 ans d'expérience dans les prototypes de moulage par injection, nous pouvons produire de vraies pièces moulées par injection pour des tests fonctionnels, réduisant ainsi l'écart de fabrication pour l'outillage de production. De plus, les clients peuvent également obtenir ici des moules en aluminium abordables et de haute qualité, et les délais rapides aident à réduire les risques de conception, ainsi que les coûts de production. Voulez-vous en savoir plus sur notre capacité à produire des prototypes de moulage par injection, n'hésitez pas à contacter notre équipe.