Le moulage par injection est largement utilisé pour produire des pièces en grande quantité, mais il présente certains inconvénients, notamment des coûts d'installation initiaux élevés et un risque de défauts.

Les inconvénients du moulage par injection sont le coût élevé des moules, les longs délais d'exécution, le gaspillage de matériaux et les limitations liées aux géométries complexes. Ce procédé n'est pas non plus idéal pour la production de faibles volumes.

Si le moulage par injection offre une grande efficacité dans la production de masse, il est essentiel de comprendre ses inconvénients pour déterminer s'il s'agit du bon choix pour vos besoins de fabrication.

Qu'est-ce que le moulage par injection ?

Le moulage par injection est un procédé de fabrication très répandu qui consiste à injecter du plastique fondu dans des moules afin de créer des pièces complexes de manière rapide et efficace. Il est idéal pour la production en grande quantité.

Le moulage par injection est un procédé qui consiste à injecter du plastique fondu dans la cavité d'un moule pour former des pièces. Il est connu pour sa grande efficacité, sa précision et sa capacité à produire des formes complexes avec un minimum de déchets. Il est utilisé dans des secteurs tels que l'automobile, l'électronique et le médical.

Le moulage par injection consiste à injecter un produit chaud et fondu dans un moule. On le laisse ensuite refroidir et durcir. Voici comment cela fonctionne : Vous prenez de petites boulettes de plastique ou de la poudre et vous les mettez dans la trémie de la machine de moulage par injection. La machine les chauffe et les fait fondre en un liquide.

Il fait ensuite gicler le liquide dans un moule froid et fermé à l'aide d'une buse située à l'extrémité de la machine. Le moule refroidit le liquide et le rend dur. Lorsque vous ouvrez le moule et retirez le plastique, vous avez terminé. C'est un cycle.

Quelles sont les étapes du processus de moulage par injection ?

Le processus de moulage par injection comprend plusieurs étapes critiques, chacune contribuant à la création de pièces en plastique de haute qualité de manière efficace et cohérente.

Le processus de moulage par injection comprend le serrage, l'injection, le refroidissement et l'éjection. Il commence par la fusion du plastique, son injection dans un moule, son refroidissement et l'éjection de la pièce finie. Ces étapes garantissent la précision, la rapidité et un minimum de déchets lors de la fabrication.

Phase de remplissage

Le remplissage est la première étape de l'ensemble du processus de moulage par injection. Le temps commence à partir de la fermeture du moule et du moulage par injection jusqu'à ce que la cavité du moule soit remplie à environ 95%. En théorie, plus le temps de remplissage¹plus l'efficacité du moulage est élevée, mais dans la pratique, le temps de moulage ou la durée de l'opération de moulage sont plus importants que la durée de l'opération de moulage. vitesse d'injection² est soumise à de nombreuses conditions.

Etage de maintien de la pression

L'étape de maintien de la pression a pour but de maintenir la pression, de tasser la matière fondue, de rendre le plastique plus dense (densification) et de compenser le rétrécissement du plastique. La contre-pression est élevée pendant la phase de maintien de la pression car la cavité du moule est déjà pleine de plastique.

Au cours de la phase de maintien en pression et d'emballage, la vis de la machine de moulage par injection ne peut avancer que légèrement et lentement, et le débit du plastique est également lent. Ce flux est appelé flux de maintien de la pression. Comme le plastique est refroidi et solidifié par la paroi du moule pendant la phase de maintien, et que la viscosité de la matière fondue augmente rapidement, la résistance dans la cavité du moule est très élevée.

Dans la dernière partie de l'étape de maintien, la densité de la matière plastique augmente et la partie plastique commence à se former. L'étape de maintien doit se poursuivre jusqu'à ce que la porte soit solide et scellée. À ce stade, le pression dans la cavité³pendant la phase de maintien est élevé.

Stade de refroidissement

La conception du système de refroidissement est très importante dans les moules de moulage par injection. En effet, ce n'est que lorsque les produits en plastique moulés sont refroidis et solidifiés pour devenir suffisamment rigides que l'on peut éviter que les produits en plastique soient déformés par des forces externes après le démoulage.

Depuis l'entrée en vigueur de la temps de refroidissement⁴représente environ 70% à 80% de l'ensemble du cycle de moulage, un système de refroidissement bien conçu peut considérablement raccourcir le temps de moulage, améliorer la productivité du moulage par injection et réduire les coûts. Des systèmes de refroidissement mal conçus prolongeront le temps de moulage et augmenteront les coûts ; des lignes de refroidissement inégales provoqueront en outre le gauchissement et la déformation des produits en plastique.

Phase de démoulage

Le démoulage est le dernier maillon d'un cycle de moulage par injection. Bien que le produit ait été formé à froid, le démoulage a encore un impact très important sur la qualité du produit. Des méthodes de démoulage inadéquates peuvent entraîner une force inégale sur le produit pendant le démoulage et une déformation du produit pendant l'éjection.

Il existe deux méthodes principales de démoulage : l'éjecteur et le démouleur. Lors de la conception d'un moule, il convient de choisir la méthode de démoulage appropriée en fonction des caractéristiques structurelles du produit afin d'en garantir la qualité.

Quels sont les inconvénients du moulage par injection ?

Le moulage par injection est un procédé de fabrication très répandu, mais il présente des inconvénients, notamment des coûts initiaux élevés et des limitations en ce qui concerne les géométries ou les matériaux complexes.

Les inconvénients du moulage par injection sont les coûts élevés de mise en place, la nécessité de moules coûteux et une flexibilité limitée dans le choix des matériaux. Il est moins efficace pour les petites séries en raison du coût élevé de la fabrication et de l'installation des moules.

Coût initial élevé des moules

L'un des principaux inconvénients du moulage par injection est le coût élevé de la fabrication du moule. La conception et la fabrication de moules adaptés à une forme de pièce spécifique peuvent être très onéreuses, en particulier pour les conceptions complexes ou fantaisistes. Ce coût initial peut être un obstacle pour les entreprises dont la production est réduite ou dont le budget est limité.

Le coût initial est élevé car il faut le concevoir, le tester et l'outiller. Vous devez le concevoir et le prototyper (éventuellement par CNC ou impression 3D), puis concevoir l'outil de moulage prototype pour produire en masse des répliques de la pièce. Enfin, ce n'est qu'après avoir effectué des tests approfondis au cours de ces deux étapes que vous pouvez enfin mouler la pièce par injection.

Faible efficacité

La vitesse du moulage par injection de plastique dépend de la taille de la machine d'injection et des conditions du processus. Plus la machine d'injection est grande, plus la production est rapide.

Mais même avec une grosse machine d'injection, il faut des dizaines de secondes pour injecter une dose. La vitesse de production du moulage par injection de plastique est donc relativement lente par rapport à d'autres processus de fabrication, ce qui affecte l'efficacité de la production de produits industriels.

Le processus de moulage par injection est irréversible

Si le moulage par injection permet de donner n'importe quelle forme à de multiples matières plastiques, il s'agit d'une voie à sens unique. Une fois le moulage effectué, la forme est fixée. Si vous devez changer ou modifier la conception, vous devez fabriquer un nouveau moule, ce qui coûte du temps et de l'argent.

Taux de rebut élevé

Le taux de rebut dans le processus de production du moulage par injection de plastique est également relativement élevé. En effet, les changements de température et de pression au cours du processus de moulage par injection peuvent entraîner des défauts tels que des déformations, des bavures et des vides. Une fois que ces problèmes existent, le moule d'injection doit être refait ou la pièce défectueuse doit être jetée, ce qui augmente la perte d'argent et de temps.

Limites de taille

Le moulage par injection a des limites de taille, en particulier pour les grandes pièces. La taille de la machine de moulage par injection et la taille de la cavité limiteront la plus grande pièce que vous pourrez fabriquer. Si vous souhaitez fabriquer une pièce de grande taille, vous aurez peut-être besoin d'un équipement spécial ou de plusieurs cavités de moulage, ce qui rendra la tâche plus coûteuse et plus compliquée.

Limites de la conception

Conception de pièces en plastique. Lorsque vous concevez des pièces en plastique, vous devez garder à l'esprit qu'elles seront fabriquées par moulage par injection. Cela signifie que vous devez suivre certaines règles de base, telles que : essayez d'éviter les contre-dépouilles et les arêtes vives. Utilisez une épaisseur de paroi uniforme pour éviter les défauts tels que marques d'évier ⁵ qui se produisent lorsque le processus de refroidissement n'est pas cohérent. Utiliser angles de dépouille⁶ pour faciliter le démoulage de la pièce.

N'oubliez pas que les outils sont généralement fabriqués en acier ou en aluminium et qu'il est donc difficile d'en modifier la conception. Si vous devez ajouter du plastique à une pièce, vous pouvez agrandir la cavité de l'outil en découpant l'acier ou l'aluminium. Mais pour enlever du plastique, il faut réduire la cavité de l'outil en ajoutant de l'aluminium ou du métal. C'est très difficile et, dans de nombreux cas, cela signifie que vous devez jeter l'outil (ou une partie de l'outil) et recommencer.

Le poids et la taille de la pièce déterminent également la taille de l'outil et de la presse dont vous avez besoin. Plus la pièce est grande, plus elle est dure et coûteuse.

Le moulage par injection est un procédé polyvalent qui permet de réaliser toutes sortes de formes et de détails. Mais il y a des limites à ce que vous pouvez faire. Certaines formes, comme les angles vifs, les parois minces ou les trous profonds, peuvent compliquer le remplissage du moule, le refroidissement de la pièce ou son démoulage.

Lorsque vous concevez une pièce pour le moulage par injection, vous devez penser à des éléments tels que les angles de dépouille, l'épaisseur des parois et d'autres éléments pour vous assurer que le moule fonctionne et que la pièce est bonne. Parfois, il faut ajouter des éléments supplémentaires au moule ou à la pièce pour qu'elle fonctionne. Cela rend la fabrication de la pièce plus difficile et plus coûteuse.

Coûts initiaux élevés

Les moules d'injection plastique sont compliqués. Seuls des ingénieurs expérimentés savent comment les concevoir et les construire, ce qui signifie que les coûts de main-d'œuvre sont élevés. En outre, la fabrication d'un moule qui produira des millions de pièces identiques au fil du temps comporte de nombreuses étapes. Un moule simple à cavité unique coûte entre $2 000 et 3 000 euros. Un moule multi-empreintes de grande production en acier à outils trempé peut coûter $100 000 ou plus.

Longs délais d'exécution

Un bon moule d'injection plastique est éternel. Il faut donc beaucoup de planification et d'essais pour qu'il soit parfait. Les phases de conception, de prototypage, d'essai et d'usinage peuvent prendre des mois. Comparé à d'autres types de fabrication de plastique, le moulage par injection de plastique prend beaucoup de temps.

Si vous souhaitez un moule capable de produire plusieurs pièces en plastique en une seule fois, cela peut prendre encore plus de temps. Pour ce faire, il faut type de moule⁷Ainsi, le mouliste peut concevoir, construire et tester un outil à cavité unique avant même d'essayer de fabriquer un outil à cavités multiples. Bien entendu, l'outil multi-empreintes doit également passer par les phases de conception, de prototypage, de construction et d'essai.

Mais une fois la planification et l'usinage effectués, un moule d'injection plastique peut produire des millions de pièces au cours de sa durée de vie. L'ampleur de la production de pièces en plastique l'emporte souvent sur les coûts initiaux et les pertes de temps.

Matériaux indéformables

Contrairement à l'usinage CNC, qui permet de fabriquer des pièces physiques à partir de fichiers de conception informatique pouvant être modifiés à tout moment par des ingénieurs en informatique, il est difficile d'apporter des modifications importantes à un moule en plastique après l'usinage, car il est généralement fait d'acier.

Il existe deux façons de modifier un moule en plastique. La première consiste à agrandir la cavité du moule en découpant des parties du moule métallique. Cela ajoute du plastique à la pièce. Il est plus difficile de retirer du plastique de la pièce. Il est parfois possible de souder du métal dans la cavité, mais parfois ce n'est pas possible et il faut alors créer une nouvelle cavité ou un tout nouveau moule. Cela signifie qu'il faut revenir à l'étape de la conception.

Limites de taille

Si vous devez fabriquer une grosse pièce en plastique, le moulage par injection a ses limites. Il existe des machines de moulage par injection suffisamment grandes pour fabriquer une coque de bateau, mais les scénarios de moulage dont je parle ici concernent des pièces plus petites, de trois livres ou moins. Si vous avez besoin d'une pièce plus grande, les délais et les coûts peuvent augmenter de façon exponentielle.

Coûts élevés

Le moulage par injection est une technologie de fabrication de haute précision qui nécessite beaucoup d'argent pour garantir la qualité et la stabilité du produit. La production du moulage par injection nécessite beaucoup d'équipements, de processus et de ressources humaines, ce qui entraîne des coûts de production élevés. En outre, la nécessité d'utiliser des matières premières et des additifs de haute qualité dans le processus de moulage par injection augmente encore les coûts.

Les pièces en petites séries peuvent être coûteuses. L'outillage est complexe et il faut nettoyer la machine avant de pouvoir fabriquer la pièce suivante. Il faut donc beaucoup de temps pour la mettre en place. C'est pourquoi les moules à injection ont toujours été considérés comme trop coûteux pour les petites séries.

Exigences élevées en matière d'équipement

Le moulage par injection nécessite de nombreux équipements, tels que des machines de moulage par injection, des moules, des équipements de transport automatique et des équipements auxiliaires connexes. Ces équipements nécessitent une maintenance et une gestion rigoureuses, et en cas de défaillance, le coût de réparation est relativement élevé. En outre, le moulage par injection nécessite également des systèmes de contrôle de la température et de la pression de haute précision, de sorte que l'équipement doit être très stable et fiable.

Cycle de production long

Par rapport à certaines méthodes de prototypage rapide comme l'impression 3D, le moulage par injection est généralement plus long à mettre en place et à démarrer. Il faut notamment concevoir et fabriquer des moules, effectuer des essais de moulage et régler les paramètres du processus avant de pouvoir commencer à fabriquer des pièces à l'échelle. Le délai entre le concept et les pièces finies peut donc être plus long que pour les méthodes de prototypage plus rapides.

Le cycle de production du moulage par injection est relativement long, il dure généralement de plusieurs jours à plusieurs semaines. Cela s'explique principalement par le fait que le moulage par injection nécessite plusieurs étapes, telles que la fabrication du moule, l'essai du moule et la production par lots, et que chacune de ces étapes prend beaucoup de temps. De ce fait, le moulage par injection ne se prête pas au traitement des commandes urgentes.

Défauts des produits finis

La technologie du moulage par injection a été développée et appliquée, mais les produits finis présentent encore certains défauts. Par exemple, des bulles, des trous de rétraction et des sections irréelles peuvent apparaître, ce qui affecte sérieusement la qualité et l'apparence du produit.

Pollution de l'environnement

Lorsque vous fabriquez des produits à l'aide du moulage par injection, il se peut que vous produisiez également des produits nocifs, tels que des plastiques résistants aux produits chimiques, des déchets plastiques, des gaz résiduels et des eaux usées, qui peuvent nuire à la planète. En outre, le moulage par injection consomme beaucoup d'énergie et de matériaux, et il y a beaucoup de plastique inutilisé ou de déchets, ce qui est également néfaste pour le monde.

Conclusion

En conclusion, le moulage par injection de plastique est un processus de fabrication courant, bien que le moulage par injection ait parfois des coûts de main-d'œuvre et des coûts peu élevés, il présente également des inconvénients évidents.

Ces inconvénients comprennent une faible efficacité, un coût initial élevé, un processus de moulage par injection irréversible et un taux de rebut élevé. Lorsqu'elles utilisent ce procédé, les entreprises doivent être conscientes de ces problèmes afin de mieux les résoudre et d'améliorer l'efficacité de la production et les avantages économiques.