Moulage par injection ABS :Connaître son processus et ses considérations

Le moulage par injection est un processus de fabrication courant avec différentes variantes en fonction de la matière première utilisée. L'une de ces variantes du processus est le processus de moulage par injection ABS. Comme son nom l'indique, la matière première de cette variante de moulage par injection est le plastique ABS.

Qu'est-ce que le plastique ABS ?

ABS signifie Acrylonitrile Butadiène Styrène. Cette matière plastique comprend trois monomères qui composent son nom. Chacun de ces monomères apporte ses propriétés au plastique polymère pour lui donner une large gamme de propriétés.

Les propriétés que possède le plastique comprennent la résistance chimique, la dureté et la résistance à la chaleur apportées par l'acrylonitrile. D'autres propriétés comprennent la résistance aux chocs et la ténacité (conférées par le butadiène) et la résistance et la brillance apportées par le styrène. Malgré sa large gamme de fonctionnalités, c'est relativement l'un des plastiques les moins chers à acheter. De plus, c'est l'un des plastiques les plus faciles à utiliser dans le moulage par injection en raison de sa facilité de traitement.

Malgré sa résistance et sa ténacité reconnues, ce plastique solide n'est pas si imperméable aux rayons UV. Son utilisation en extérieur est donc limitée. Cependant, les fabricants de pièces ont trouvé des moyens de manipuler les propriétés de ce plastique pour résister aux rayons UV en utilisant divers additifs et charges tels que des fibres acryliques, de verre et d'acier inoxydable. Ces additifs modifient les propriétés du plastique et améliorent encore ses utilisations pour diverses applications.

Ces propriétés et le potentiel de manipulation font de l'ABS le polymère le plus largement utilisé dans le processus de moulage par injection. Vous voulez savoir comment ce plastique est utilisé pour la fabrication de divers produits finis ? Ensuite, la section suivante est une lecture incontournable.

Processus de moulage par injection ABS

Cette section met en évidence les différentes étapes que les fabricants doivent suivre pendant le processus de moulage du plastique ABS. Ils incluent :

Prétraitement des matériaux

Avant d'utiliser un morceau de plastique ABS pour la fabrication, il doit être correctement séché. La température de séchage utilisée est comprise entre 80 et 85 °C pendant 2 à 4 heures. Une autre méthode de séchage consiste à utiliser une trémie de séchage à une température de 80°C. Cependant, ce dernier processus ne dure que 1 à 2 heures.

Étalonnage de la machine de moulage par injection

Après avoir traité le matériau, l'étape suivante consiste à préparer la machine de moulage ABS pour le travail. Cela impliquera de régler les paramètres tels que le taux de compression, la force de serrage et la pression de moulage par injection. Les valeurs typiques de ces paramètres incluent un taux de compression supérieur à 2, une force de serrage allant de 4 700 à 62 000 tonnes par mètre carré (t/m²) et une pression de moulage par injection supérieure à 1 500 bar.

Conception de moules et de portails

Le moule est tout à fait essentiel pour déterminer comment le produit ABS fini se révélera. Par conséquent, la conception du moule et de sa porte est très importante dans le processus. L'épaisseur du moule ABS varie entre 0,025 et 0,05 mm, tandis que la longueur de la porte est fixée à moins de 1 mm. De plus, le diamètre du canal à travers lequel s'écoule l'ABS fondu est fixé à 3 mm, tandis que la largeur du trou d'évent varie de 4 à 6 mm. Enfin, la température du moule utilisé est toujours comprise entre 60 et 65 °C.

Température de moulage par injection

La température de moulage par injection utilisée pour un processus de moulage par injection d'ABS particulier dépend de la qualité/de la qualité de l'ABS utilisé. Vous trouverez ci-dessous des exemples de certaines qualités de plastique ABS couramment utilisées dans le moulage de plastique ABS et la température optimale de moulage par injection utilisée :

• Grade résistant aux flammes :200 - 240 °C, la température optimale entre 220 °C et 230 °C.
• Niveau de galvanoplastie :250 - 275 °C, avec une température optimale de 270 °C.
• Grade renforcé de fibre de verre :230 °C à 270 °C.
• Grade résistant aux chocs :220 °C à 260 °C, température optimale à 250 °C.
• Grade résistant à la chaleur :240 °C à 280 °C, température optimale entre 265 °C et 270 °C.

Vitesse de moulage par injection

La vitesse de moulage par injection dépend de la qualité du plastique ABS et des exigences du produit fini. Par exemple, les plastiques ABS ignifuges ne peuvent utiliser que des vitesses de moulage par injection lentes. De plus, les produits nécessitant une finition de surface de précision peuvent nécessiter des vitesses de moulage par injection élevées en plusieurs étapes.

Temps de résidence

Le temps de séjour est le temps qu'il faut à une pastille de plastique pour passer du cylindre de moulage par injection au moule d'injection. Pour les plastiques ABS, le temps de séjour est généralement compris entre 5 et 6 minutes à une température inférieure à 265°C. Cependant, pour le plastique ABS de qualité ignifuge, le temps de séjour est plus court et la température est bien inférieure.

Contre-pression

Il est conseillé de maintenir la contre-pression du processus de moulage par injection ABS aussi faible que possible pour éviter l'usure. La pression acceptable est généralement d'environ 5 bars.

Autres opérations

D'autres activités réalisées lors des processus de moulage ABS comprennent des moulages décorés par marquage laser ou marquage à chaud, soudage par ultrasons, etc.

Nettoyage

Certaines nuances d'ABS ont tendance à coller à la vis du moule après avoir retiré la pièce. La meilleure façon de nettoyer cela est donc d'attendre un peu que les résidus s'estompent, puis de nettoyer soigneusement les compartiments de la machine de moulage par injection avec du polystyrène.

Avantages du moulage par injection ABS

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles le moulage par injection d'ABS est l'une des formes les plus populaires de moulage de plastique. Certains des avantages incluent :

Reproductibilité précise

En raison de la facilité de traitement de l'ABS, c'est le matériau le plus approprié pour la fabrication de pièces complexes. Sa transformabilité permet de reproduire facilement des pièces complexes et fonctionnelles à l'aide du plastique. En plus des pièces fabriquées avec précision, elles conservent leur intégrité fonctionnelle même lorsqu'elles sont utilisées dans des conditions extrêmes, grâce à la dureté du plastique.

Haute résistance à la traction

Les pièces moulées en ABS conviennent à une utilisation dans des applications qui nécessitent de supporter de lourdes charges en raison de leur haute résistance à la traction. Leur capacité à résister aux impacts mécaniques lourds fait de ce plastique une bonne option économique pour les applications à haute tension.

Recyclabilité

La recyclabilité de l'ABS en fait un matériau parfait pour une utilisation dans des applications réutilisables. Les usines de recyclage peuvent facilement déchiqueter les pièces en plastique et les mélanger avec de l'ABS frais à utiliser pour la production de nouvelles pièces.

Inconvénients du moulage par injection ABS

Malgré ses nombreux avantages, l'ABS a aussi ses défauts. Certains de ces inconvénients incluent :

Mauvaise résistance à la fatigue

Bien que les pièces en ABS aient généralement une résistance à la traction élevée, elles ne peuvent pas supporter de lourdes charges pendant de longues périodes en raison de leur faible résistance à la fatigue. La pièce en plastique ABS peut se dégrader facilement si elle est constamment exposée à des environnements à fortes contraintes.

Résistance inférieure aux UV

L'un des principaux défauts du plastique ABS est sa faible performance au soleil. Le matériau a tendance à se dégrader lors d'une exposition constante au soleil. Cependant, les fabricants de pièces améliorent ses performances au soleil en ajoutant des additifs au plastique ABS lors du moulage.

Facteurs à prendre en compte lors du moulage par injection ABS

Lorsque vous essayez de démarrer un lot de moulage par injection ABS, quelques facteurs doivent être en place. Ces facteurs sont essentiels pour avoir des pièces moulées avec succès. Ils incluent :

Humidité dans le matériau avant le moulage

Le plastique ABS a des propriétés hygroscopiques (il peut absorber l'humidité de l'air) et absorbe également l'eau qui l'entoure. Cependant, la présence d'eau dans tout plastique ABS moulé pourrait provoquer des défauts structurels dans le plastique. Par conséquent, il est essentiel de s'assurer que le plastique ABS utilisé est correctement séché. Il existe deux types de paramètres pour le séchage du plastique :soit sécher à 80 - 95 °C pendant 3 à 4 heures, soit utiliser une trémie sèche à 80 °C pendant 1 à 2 heures.

Contrôle de la température

Le contrôle de la température est crucial lors du moulage par injection d'ABS, car une surchauffe du plastique peut entraîner une dégradation thermique. Cette dégradation thermique est due à la rupture des liaisons chimiques dans le plastique, ce qui pourrait provoquer des granules brunes sur la pièce finie.

Travailler avec une machine de moulage par injection avec un bon contrôle de la température est essentiel car ce processus nécessite encore beaucoup de chaleur. Par exemple, lorsque les pièces en ABS en production contiennent un niveau élevé de brillance, la température utilisée en production est supérieure à la normale. Cependant, il est important de noter que plus la température utilisée pour le processus d'injection est élevée, plus le temps d'exposition doit être court.

Conception de pièces et de moules

La conception des pièces avant le processus de moulage par injection permet de déterminer si la production de la pièce est réellement possible. Voici quelques principes généraux qui fonctionnent avec la conception de pièces ABS :

• L'épaisseur des parois de la pièce doit être uniforme. S'il devait y avoir une variation, elle ne devrait pas être supérieure à 25% l'une de l'autre. Ceci est important car des murs uniformes aident à prévenir les contraintes sur le mur déficient.
• En outre, l'épaisseur de la paroi doit déterminer la taille du rayon. Le rapport du rayon à l'épaisseur de la paroi ne doit pas être inférieur à 0,3. La règle d'or ici est que plus le rayon est grand, moins il y a de stress. Cependant, le rayon doit rester dans des limites raisonnables car un grand rayon provoque des retassures sur la pièce.
• Pour le moule, l'épaisseur doit être comprise entre 0,025 et 0,05 mm. De plus, la longueur de la porte doit être d'environ 1 mm, le diamètre du canal d'écoulement doit être d'environ 3 mm et la largeur du trou d'aération doit être comprise entre 4 et 6 mm.

Enfin, le processus de refroidissement du moule d'injection nécessite une conception optimale pour éviter les problèmes de retrait.

Applications du moulage par injection ABS

Le plastique ABS a des utilisations dans différentes industries pour diverses raisons. En raison de sa facilité de moulage, de son faible coût de production et de sa résistance aux changements physiques et chimiques, ce polymère est devenu le favori des fabricants. Voici quelques exemples d'industries où les pièces en plastique ABS ont trouvé une utilisation :

• Industrie de la construction : En raison de sa résistance aux chocs physiques et chimiques et aux impacts importants, les fabricants utilisent des plastiques ABS pour fabriquer des tuyaux et des raccords utilisés dans les bâtiments.
• Industrie automobile : Le plastique ABS est une matière première courante pour les pièces automobiles légères. Des exemples de pièces de voiture en plastique ABS comprennent les pièces de ceinture de sécurité, les longerons de porte, les garnitures de pilier, les composants de tableau de bord, etc.
• Industrie de consommation : Les plastiques ABS se trouvent dans de nombreux appareils ménagers tels que les robots culinaires, les aspirateurs, les revêtements de réfrigérateur, etc.

D'autres applications incluent les industries de la santé, du sport et de l'électricité.

Le coût du processus de moulage par injection ABS

Si vous essayez de produire certaines pièces en utilisant le moulage par injection, il est juste que vous vous informiez sur le coût de l'ensemble du processus avant de continuer. Pour estimer les coûts impliqués, vous devez prendre en compte différents coûts. Voici des exemples des divers coûts impliqués :

Coûts d'équipement

Vous sous-traiterez très probablement votre production à des entreprises disposant de l'équipement nécessaire. Ces entreprises vous factureront des frais distincts pour l'équipement utilisé. Cependant, si vous envisagez d'obtenir l'équipement, vous devrez verser une somme comprise entre 50 000 et 200 000 dollars. Outre l'achat de l'équipement, vous devrez également entretenir l'équipement, ce qui pourrait vous coûter une fortune. L'option la plus rentable consistera à externaliser la production.

Coûts du moule

C'est ce qu'on appelle aussi les frais d'outillage. Cela augmente le coût du processus de moulage par injection ABS. Il existe trois méthodes différentes utilisées dans la fabrication de moules à injection. Ils comprennent l'usinage CNC, l'impression 3D et l'usinage par décharge électrique (EDM). Ces méthodes peuvent coûter aussi peu que 100 $ pour des moules simples imprimés en 3D à faible volume. Le prix peut également atteindre 100 000 USD pour d'énormes cycles de production ou des moules aux conceptions complexes.

Coûts matériels

Il s'agit du coût d'achat du matériau (dans ce cas, l'ABS). Vous pourrez trouver le matériel pour un coût allant de 1 $ à 5 $ le kg.

Coûts des services

Les coûts ici sont responsables de la rémunération du personnel effectuant les tâches et de la configuration et de la maintenance des machines. Voici des exemples de paramètres pris en compte :

• Coûts de surveillance :ils sont supportés par les opérateurs qui font fonctionner les machines.
• Coûts d'installation :cela correspond au temps nécessaire pour installer le moule et produire la pièce finie.
• Coûts de réparation :les coûts de réparation couvriront l'entretien des pièces défectueuses et des outils utilisés pour l'entretien de l'équipement.
• Bien qu'il n'y ait pas de prix fixe pour le moulage ABS, la règle générale est que plus le nombre de pièces est grand, plus le prix par pièce est petit.

Conclusion

Le moulage par injection d'ABS est un processus qui semble assez facile à réaliser. Cependant, ses détails techniques que seuls les experts comprennent. C'est pourquoi il est important de sous-traiter votre moulage ABS à des entreprises qui comprennent réellement les principes pratiques du processus de fabrication.

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FAQ

À quelle température le plastique ABS fond-il ?

L'ABS est amorphe, il n'a donc pas de véritable température de fusion. Cependant, sa température de transition est d'environ 105 °C (221 °F).

À quel point le plastique ABS est-il toxique ?

L'ABS est inoffensif et non toxique. C'est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles il s'agit d'un matériau plastique populaire dans la fabrication. Cependant, son utilisation dans les implants médicaux n'est pas encouragée.

Comment Je résous le problème du retardateur de flamme Moulage par injection ABS  ?

Pour éviter le dégazage provenant du plastique ABS ignifuge absorbant l'humidité, vous devez vous assurer que le matériau est complètement sec. De plus, vous devez assurer un bon contrôle de la température et du temps de séjour pendant le processus de moulage par injection pour éviter la dégradation thermique du plastique ABS.