Moulage par injection de plastique

Le moulage par injection plastique est une méthode de fabrication utilisée pour la production en grande série de pièces en plastique identiques. Dans ce procédé d'injection de plastique, le plastique fondu est inséré dans un moule pour produire un composant sous la forme de la cavité du moule. Le moulage par injection plastique est souvent utilisé pour répondre aux critères suivants :

• Lorsque de grandes quantités de composants doivent être fabriquées rapidement.
• Lorsque le coût par pièce doit être maintenu à un minimum
• Lorsque toutes les pièces produites ont le même design

Le moulage par injection de plastique est extrêmement rentable pour des volumes de production élevés - généralement des volumes de milliers à centaines de milliers de composants. Un avantage supplémentaire du moulage par injection de plastique est qu'il peut être réalisé à l'aide d'une large gamme de matériaux et de couleurs, ce qui donne aux concepteurs de produits une plus grande liberté dans leurs designs.

Le moulage par injection de plastique est un procédé de fabrication très efficace pour des produits dans de nombreuses industries différentes. Voici quelques exemples parmi les plus courants :

• Les produits de consommation tels que les conteneurs de stockage sont souvent fabriqués avec le moulage par injection en utilisant des plastiques durables et peu coûteux tels que le PVC.
• Les pièces aérospatiales telles que les engrenages de pompe, les aubes de turbine et les sièges de soupape peuvent être fabriquées par moulage par injection à l'aide de plastiques techniques tels que le PAI et le PEEK, car ces plastiques peuvent résister aux températures extrêmes que connaissent les avions.
• Les pièces électroniques telles que les connecteurs et les câbles sont souvent fabriquées par surmoulage à l'aide de plastiques de dissipation de l'électricité statique tels que les mélanges ABS.
• Les pièces utilisées dans les appareils médicaux, les bras de support des moniteurs, les pompes à perfusion, etc. sont fabriquées par moulage par injection à l'aide de plastiques tels que le PEEK, le polycarbonate et le polystyrène, car ils peuvent être facilement stérilisés et n'absorbent pas l'humidité.
• Le moulage par injection peut être utilisé pour fabriquer des pièces dans l'industrie de l'énergie telles que des vannes moulées par insertion, des joints, des revêtements de tuyaux, etc. avec des plastiques résistants à la chaleur tels que le PEEK et le PTFE.
• Le moulage par injection est souvent utilisé dans le secteur automobile pour fabriquer des pièces telles que des panneaux de porte, des composants de moteur et bien plus encore. Les matériaux couramment utilisés pour ces pièces sont le nylon chargé de verre, le PBT, le PPE-PS et le polyéther imide.

Le processus de moulage par injection de plastique consiste à injecter du plastique fondu dans un moule, qui refroidit ensuite et se solidifie pour former une pièce. Le processus de moulage par injection comporte quatre étapes fondamentales :

• Serrage - Les moitiés du moule métallique sont maintenues ensemble de manière serrée à l'aide de pinces afin qu'elles puissent résister à la pression de l'injection de la matière plastique fondue.
• Injection - Les granulés de résine sont chauffés à l'état fondu et injectés dans le moule. Une fois que la majeure partie du plastique a été injectée, l'emballage et le maintien appliquent une pression pour que le plastique remplisse toutes les parties du moule.
• Refroidissement - Une fois l'injection terminée, le plastique fondu refroidit et forme une pièce solide.
• Éjection - Une fois le refroidissement terminé, la pièce en plastique solide est éjectée et le processus se répète.

Les machines de moulage par injection de plastique sont constituées de trois parties principales, à savoir l'unité d'injection, le moule et l'unité de fermeture/éjection. L'outil de moulage par injection lui-même contient le système de carottes et de canaux, les portes, les deux moitiés de la cavité du moule et les actions latérales en option.

Cavité du moule

Les cavités du moule ont un côté A et un côté B. La face B - également appelée "noyau" - est généralement la face intérieure non cosmétique qui comporte les broches d'éjection utilisées pour pousser la pièce finie hors du moule. Le côté A - également appelé "cavité" - est l'autre côté du moule qui est rempli de plastique fondu. Les cavités des moules contiennent des évents qui permettent à l'air chaud de se dissiper afin que les pièces ne surchauffent pas.

Système de canaux

Le système de canaux canalise le plastique fondu de la vis d'alimentation vers l'empreinte. Pour les moules à canaux froids, le plastique se solidifie dans le système de canaux et dans les cavités de la pièce. Cela signifie que les canaux sont éjectés avec les pièces. De nombreux systèmes à canaux froids éjectent automatiquement la pièce et les canaux séparément via un moule à trois plaques. Avec un moule à trois plaques, le canal est séparé par une plaque supplémentaire entre le point d'injection et l'entrée de la pièce. En revanche, les moules à canaux chauds ne créent pas de canaux attachés à la pièce puisque le matériau d'alimentation est maintenu à l'état fondu jusqu'à l'entrée de la pièce. Les systèmes à canaux chauds sont avantageux car ils réduisent les déchets et améliorent le contrôle du moulage.

Sprues

Les canaux d'alimentation canalisent le plastique fondu depuis la buse. Les carottes se croisent avec un canal, qui mène à l'entrée où le plastique fondu pénètre dans les cavités. Le canal de la carotte a un diamètre plus grand que celui du canal de coulée, ce qui permet à une quantité suffisante de matière de passer de l'unité d'injection.

Portes

Une porte est une petite ouverture qui permet au plastique fondu d'entrer dans la cavité du moule. Vous pouvez généralement voir les entrées sur la pièce moulée car elles apparaissent sous la forme d'une petite surface rugueuse ou d'une dépression appelée vestige d'entrée.

Plan de joint

Le plan de joint d'une pièce en plastique moulée par injection est visible à l'endroit où les moitiés du moule se rapprochent pour l'injection. Il s'agit d'une fine ligne de plastique qui couvre le diamètre extérieur de la pièce.

Actions latérales

Les actions latérales consistent en des inserts placés dans les moules qui provoquent l'écoulement du matériau autour d'eux pour créer des contre-dépouilles. Il est important de se rappeler que les actions latérales doivent être conçues pour permettre une éjection correcte de la pièce.

Trois types de plastique sont le plus souvent utilisés dans le moulage par injection en raison de leur faible coût et de leur durabilité : le polycarbonate, le polypropylène et le nylon. Examinons de plus près ces trois plastiques, ainsi que d'autres utilisés dans le moulage par injection.

• Le polycarbonate (PC) résiste aux produits chimiques et à l'abrasion et possède une très grande résistance aux chocs.
• Le polypropylène (PP) est un plastique durable, extrêmement résistant à l'humidité et aux produits chimiques. Il est également sans danger pour les aliments et constitue un isolant électrique efficace.
• Le polyamide (nylon) est souhaitable en raison de sa durabilité, de son point de fusion élevé, de sa résistance thermique et de sa résistance chimique.
• L'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est durable et résiste aux rayures. Il offre également une excellente stabilité dimensionnelle.
• Le polyéthylène haute densité (PEHD) est durable et léger, ce qui le rend souhaitable pour de nombreuses applications. En outre, il offre une grande résistance à la traction, une bonne résistance chimique et une excellente isolation électrique.
• Le PC-ABS est un mélange d'ABS et de PC, qui offre ténacité et résistance à la chaleur. De plus, il offre une bonne stabilité dimensionnelle.
• Les autres plastiques utilisés dans le moulage par injection sont le polystyrène (PS), le SAN, le PVC, le PET, le PBT, le PEI, le PPS, le PMMA, le TPU et le TPE.