Moulage d'uréthane vs moulage par injection :un guide de conception pour la fabricabilité (DFM)

Publié le 10 janvier 2022

Publié initialement sur fastradius.com le 10 janvier 2022

La conception pour la fabricabilité (DFM) est l'art de fabriquer des pièces faciles à produire, rentables et répondant à des normes de qualité strictes. En intégrant les réalités de la méthode de fabrication choisie dès les premières étapes de conception, les ingénieurs peuvent réduire le temps de production, réduire le gaspillage de matériaux et éviter des refontes coûteuses.

Bien que le moulage par injection et le moulage d'uréthane soient tous deux populaires pour la production de composants en plastique, chacun a des directives DFM distinctes. Ce guide présente les principales différences, vous aide à décider quelle méthode convient à votre projet et décrit les considérations de conception critiques pour chacune.

Coulage d'uréthane ou moulage par injection

Dans le moulage par injection, la première étape consiste à concevoir et à fabriquer un ensemble d'outils de précision, généralement en acier ou en aluminium, à l'aide de l'usinage CNC. La géométrie du moule est dictée par la pièce, de sorte que les fonctionnalités complexes nécessitent souvent des éléments supplémentaires tels que des glissières, des poussoirs ou des noyaux amovibles. Une fois le noyau et la cavité assemblés, le plastique fondu est injecté, refroidi, solidifié et éjecté pour former la pièce finie.

Le moulage en uréthane, quant à lui, commence par un modèle principal créé par usinage CNC ou impression 3D. Le motif est placé dans une boîte à moule, remplie de silicone liquide et durci. Après durcissement, le moule est fendu, révélant une cavité qui épouse la forme de la pièce. La résine d'uréthane est versée dans cette cavité et durcie dans une chambre à vide chauffée.

Les deux processus partagent le principe de base du remplissage d'une cavité de moule, mais leurs outils, structures de coûts et caractéristiques de performances diffèrent considérablement :

• Matériel d'outillage : Les moules d'injection sont généralement en acier ou en aluminium, offrant une durabilité et une stabilité dimensionnelle élevées. Les moules de coulée en uréthane utilisent du silicone, qui est flexible et peu coûteux mais moins rigide.
• Coût : Les moules d'injection complexes peuvent coûter des dizaines de milliers de dollars, alors que les moules de coulée en uréthane coûtent généralement entre quelques centaines et quelques milliers de dollars.
• Délai de livraison : La production de moules à injection peut prendre plusieurs mois, tandis que les moules de coulée en uréthane peuvent être prêts en moins de deux semaines.
• Tolérance de conception : Les tolérances de moulage de l'uréthane sont plus souples en raison de la flexibilité du silicone, tandis que le moulage par injection peut atteindre des tolérances plus strictes grâce à un outillage métallique rigide.
• Flexibilité des fonctionnalités :Le moulage d'uréthane est plus indulgent avec les variations d'épaisseur de paroi et les contre-dépouilles, tandis que le moulage par injection nécessite une conception soignée pour éviter les problèmes d'éjection.

Choisissez le moulage par injection pour les séries ou les pièces à grand volume qui exigent des tolérances strictes et une qualité constante. Son investissement initial en outillage est rentable une fois que la production atteint des milliers d’unités. Pour les prototypes, la production en faible volume ou les itérations de conception rapides, le moulage d'uréthane offre rapidité, flexibilité et économies de coûts.

Principales préoccupations DFM pour le moulage d'uréthane et le moulage par injection

Le succès d’un DFM repose sur trois paramètres principaux :les tolérances, l’épaisseur de paroi et les contre-dépouilles. Vous trouverez ci-dessous les meilleures pratiques pour chaque itinéraire de fabrication.

Tolérances

Chaque processus présente des variations dimensionnelles inhérentes. Lors du moulage en uréthane, le léger mouvement du moule en silicone sous vide peut conduire à des dimensions incohérentes, le rendant inadapté aux composants nécessitant des tolérances serrées. Les moules à injection, étant rigides, fournissent des dimensions plus précises mais subissent néanmoins un léger retrait à mesure que le plastique refroidit. Les ingénieurs doivent définir des fenêtres de tolérance qui reflètent les capacités de la méthode choisie et ajuster la conception en conséquence.

Il est essentiel de trouver un équilibre entre la sous-tolérance (moins chère mais plus risquée) et la surtolérance (plus coûteuse mais fiable). Tenez compte de la fonction de la pièce, de l'empilement des tolérances et des contraintes d'assemblage. Si votre conception ne peut pas respecter la tolérance requise avec la méthode sélectionnée, passez à une technologie différente ou reconcevez-la pour des tolérances plus souples.

Épaisseur de paroi

Une épaisseur de paroi uniforme favorise la cohérence des pièces, une répartition optimale des contraintes et une réduction des défauts de fabrication. Le moulage par injection cible généralement des parois de 1 à 4 mm pour la plupart des applications, tout en maintenant une épaisseur globale inférieure à 5 mm. Le moulage en uréthane peut s'adapter à des épaisseurs variables, mais une variation excessive peut entraîner un retrait ou une déformation pendant le durcissement. Visez une épaisseur de paroi maximale de 5 mm dans les deux processus.

Contre-dépouilles

Les contre-dépouilles (caractéristiques qui empêchent l'éjection des pièces) sont plus problématiques dans les moules à injection rigides. Pour atténuer ce problème, les fabricants peuvent ajouter des diapositives, créer des noyaux pouvant être retirés ou repenser la fonction pour l'aligner sur l'axe de division du moule. Le moule en silicone du moulage en uréthane peut être plié pour libérer les contre-dépouilles, ce qui le rend plus tolérant pour les géométries complexes.

En traitant les contre-dépouilles dès le début de la phase de conception, vous évitez des modifications ou des réoutillages coûteux.

Conception pour la fabrication avec SyBridge

Que vous optiez pour le moulage d'uréthane ou le moulage par injection, l'intégration du DFM dans votre conception vous permet d'économiser du temps et de l'argent. L’équipe expérimentée de SyBridge peut vous aider à sélectionner les bonnes tolérances, épaisseurs de paroi et solutions de contre-dépouille adaptées aux besoins de votre projet. Contactez-nous dès aujourd'hui pour démarrer une consultation qui garantit la qualité et la rentabilité.