Maîtriser le moulage d'uréthane :principes de conception clés pour des pièces fiables et rentables

Publié le 9 janvier 2024

Le moulage d'uréthane est une méthode de fabrication polyvalente et rentable qui rivalise avec la précision du moulage par injection tout en réduisant considérablement le temps et les coûts d'outillage. En utilisant des moules en silicone flexibles, les fabricants peuvent produire des pièces finales de haute qualité en quelques jours plutôt qu'en quelques semaines, ce qui rend cette approche idéale pour l'outillage de ponts, les séries à faible volume, le prototypage rapide, la fabrication conjointe et les détails complexes tels que le lettrage en relief.

Le processus commence par un modèle principal, généralement une réplique imprimée en 3D de la pièce finale. Le motif est entièrement encapsulé dans du silicone liquide, durci, puis coupé en deux. Après avoir retiré le motif, le moule est prêt pour un deuxième moulage avec une résine uréthane appropriée.

Les résines polyuréthane peuvent égaler, et souvent dépasser, les performances des thermoplastiques utilisés dans le moulage par injection. Cependant, pour obtenir des pièces cohérentes et hautes performances, il faut une conception disciplinée pour la fabricabilité (DFM). Vous trouverez ci-dessous les directives les plus essentielles pour garantir le succès.

Tolérances

Tous les processus de fabrication présentent des variations, les concepteurs doivent donc en tenir compte. Les pièces moulées en uréthane répondent généralement à des tolérances de ±0,015 po ou ±0,003 po par pouce, selon la valeur la plus grande. Dans la plupart des cas, un taux de retrait de +0,15 % est attendu en raison de la dilatation thermique de la résine et de la réponse thermique du moule en silicone.

Les coins pointus ou les lettres fines peuvent s'arrondir légèrement pendant le refroidissement, ce qui peut affecter la définition des détails. Pour préserver la netteté, pensez à finir le modèle principal avec une finition microtexture ou SPI avant le moulage. Des options de post-traitement telles que le polissage, les finitions personnalisées ou la pigmentation (y compris les couleurs Pantone) sont également disponibles, même si elles peuvent augmenter les coûts.

Épaisseur de paroi

Maintenez une épaisseur de paroi minimale de 0,040 po (1 mm). Pour les très petits composants, des parois aussi fines que 0,020 po (0,5 mm) peuvent être obtenues, mais les pièces plus grandes nécessiteront des parois plus épaisses pour maintenir l'intégrité structurelle.

Une épaisseur de paroi uniforme minimise la variabilité du retrait et réduit le risque de déformation pendant le durcissement. N'introduisez une épaisseur variable que lorsque cela est absolument nécessaire.

Le moulage d'uréthane est couramment utilisé pour l'outillage de ponts, les séries de production à faible volume, le prototypage rapide, la fabrication de joints et la fabrication de pièces avec des détails fins (comme des lettres en relief).

Contre-dépouilles et dépouille

Contrairement aux moules d’injection métallique, les moules en silicone s’adaptent aux contre-dépouilles avec un risque minimal de dommages. Les angles de dépouille sont également moins critiques, mais l'intégration de 3 à 5 degrés de dépouille peut réduire la contrainte du moule et prolonger sa durée de vie.

Côtes

Les nervures renforcent les pièces mais doivent être correctement orientées. En règle générale, la hauteur d’une nervure ne doit pas dépasser trois fois sa largeur et la largeur de la nervure au niveau de la fixation murale doit représenter 40 à 60 % de l’épaisseur du mur. Tous les coins intérieurs doivent avoir un rayon de congé d'au moins 25 % de l'épaisseur de la paroi pour maximiser la rigidité en flexion.

Boss

Les bossages fournissent des points d'accouplement fiables pour les vis, les broches et autres fixations. Utilisez un rayon de base d'environ 25 % de l'épaisseur de la paroi pour éviter le brûlage des fixations. Les coins intérieurs des bossages doivent avoir un rayon de congé de 0,060 po (1,5 mm) pour éviter les marques d'enfoncement. Maintenez la hauteur du bossage en dessous de 60 % de l'épaisseur nominale de la paroi pour limiter le retrait.

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Le moulage d'uréthane offre des délais de livraison courts, un faible coût et une flexibilité de conception, uniquement si les meilleures pratiques de conception et de fabrication sont respectées. Il est essentiel de prêter attention aux propriétés des matériaux, aux tolérances et aux considérations géométriques, en particulier lors de la mise à l'échelle de la production.

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