Noyaux à action latérale
Plusieurs facteurs peuvent influer sur les performances des moules d’injection. Par exemple, les anciens moules peuvent comporter des noyaux latéraux escamotables différents de ceux qu’exigent les spécifications actuelles.
De nouveaux paramètres de moulage, des matériaux différents et des exigences en matière de verre peuvent également avoir un impact négatif sur les performances des moules. Cela peut conduire à des noyaux qui fléchissent, qui clignotent ou qui se déplacent.
Les noyaux à action latérale ajoutent de la complexité et des coûts à la conception du moule. Contrairement aux caractéristiques des fentes, les noyaux à action latérale doivent être déplacés perpendiculairement à l’axe du moule, de sorte que l’outillage doit être décalé par rapport à l’axe du moule.
Cela rend le moule d’injection plastique plus complexe, ce qui augmente le coût et le délai. En outre, les concepteurs doivent ajouter des angles de dépouille pour tenir compte du mouvement latéral.
Un autre type de conception de moule implique des noyaux qui peuvent être retirés et remplacés. La plupart des moules ont deux faces : une face “A” pour la surface cosmétique externe du composant et une face “B” pour les parties internes.
Le premier est généralement lisse et sans surplomb et est le plus simple à concevoir. Le second est généralement plus complexe et nécessite des noyaux et des inserts rétractables à action latérale.
L’image ci-dessous montre un exemple de noyau à action latérale. Il est utilisé pour fabriquer un boîtier de télécommande.
Ce moule est doté d’un noyau à action latérale qui contient un évent d’air et des broches d’éjection. Ce moule permet de fabriquer différents types de produits en plastique.
Un noyau latéral de qualité présente une précharge élevée et permet une pression hydraulique nulle. Le noyau doit aussi être suffisamment grand pour supporter les forces du procédé de moulage par injection plastique.
Unité d’injection à froid
Les moules d’injection sont fabriqués de deux manières. La méthode traditionnelle utilise l’usinage standard et l’EDM. L’usinage CNC peut être plus efficace et créer des moules aux détails plus précis.
Le coût d’un moule dépend du nombre de cavités et de la complexité de la conception.
Moins de cavités signifie moins de travail d’outillage, tandis que les détails supplémentaires augmentent le prix. Le coût dépend également de la finition de la surface.
Lors de la conception d’un moule, le concepteur tient compte du nombre de caractéristiques qu’il doit inclure. Les processus de moulage par injection nécessitent plusieurs étapes, de la conception à la production.
L’une d’entre elles consiste à concevoir un moule qui contiendra les composants en plastique fondu. Une autre étape importante du processus de moulage par injection est la création du noyau.
Le moule devra être conçu avec un noyau suffisamment grand pour accueillir toutes les caractéristiques qui y seront moulées.
Une fois le moule conçu, il doit être minutieusement testé pour s’assurer qu’il est adapté à la pièce en plastique.
Il doit également faire l’objet d’un prototype avant de pouvoir être utilisé en production. Les moules d’injection peuvent être fabriqués par usinage conventionnel, usinage à commande numérique (CNC) et électroérosion.
La matière première thermoplastique est introduite dans un tonneau chauffé à l’aide d’une vis à mouvement alternatif. La chaleur provoque une réaction chimique qui affaiblit les forces de Van der Waals dans la matière première.
L’espace entre les molécules augmente alors, ce qui réduit la viscosité. Le plastique fondu pénètre ensuite dans la cavité du moule par l’intermédiaire d’un système de canaux.
Une fois refroidi, le plastique prend la forme souhaitée. Une broche d’éjection est alors utilisée pour pousser le plastique hors du moule.
Le cycle de moulage par injection peut être fabriqué à partir de la plupart des types de polymères. Ces matériaux comprennent les thermoplastiques, les thermodurcissables et les élastomères. Depuis 1995, le nombre de matériaux disponibles a augmenté d’environ 750 par an.
Aujourd’hui, il existe plus de 18 000 matériaux disponibles, dont de nombreux alliages de matériaux précédemment développés. Le choix du matériau se fait en fonction du coût, de la résistance et de la fonction du produit final.
Moule à tirage droit
Les moules d’injection plastique à démoulage direct sont idéaux pour produire des pièces en grande série. La matière plastique est injectée dans un moule au moyen d’une buse sous haute pression.
Le moule est généralement en acier ou en aluminium. Ses deux moitiés sont maintenues ensemble par des pinces hydrauliques ou mécaniques.
La cavité contient du plastique en fusion. Le mécanisme d’éjection du moule empêche la pièce de se coincer ou de se déformer.
Le moule à tirage direct est le type de moule le plus simple. Sa conception est simple et permet de maintenir le coût total à un niveau bas.
La géométrie du moule doit être de 2.D et sans surplomb. Les géométries plus complexes nécessitent des noyaux ou des inserts à action latérale. Toth Mold/Die Inc. produit des milliers de moules à action latérale chaque année.
Les coûts d’outillage commencent à 1 000 TTP1 et peuvent atteindre 1 000 TTP3. Ces coûts sont indépendants du volume de production élevé et du nombre de pièces fabriquées.
Les petites productions sont particulièrement touchées par les coûts d’outillage. Il existe toutefois des moyens de réduire ces coûts. Une simple modification de la conception peut réduire les coûts d’outillage de 50-70%.
L’ajout d’actions latérales augmente le nombre de géométries de pièces pouvant être produites. Les actions latérales sont des inserts placés dans la cavité d’un moule.
Ces inserts permettent de réaliser des contre-dépouilles qui ne peuvent pas être produites par un moule à tirage direct. Ils permettent également au matériau de s’écouler autour d’eux.
L’épaisseur de la paroi des pièces doit être uniforme pour éviter les concentrations de contraintes. Une épaisseur de paroi non uniforme peut également entraîner une distorsion de la géométrie de la pièce.
Il est important de calculer le retrait exact avant de concevoir le moule. Chaque polymère a un taux de retrait différent.
Cette information n’est souvent pas fournie par le vendeur du polymère. Par conséquent, la qualité du polymère doit être sélectionnée avant la conception du moule.
Les concepteurs doivent également tenir compte de l’espace disponible pour l’expansion. Si la pièce est très souple, la bosse peut se déformer sur le moule lors de l’éjection.
En fonction de l’excédent de matériau utilisé, la butée ne doit pas être située à proximité d’éléments de raidissement. La butée doit avoir un angle de 30 à 45 degrés.
Canaux de refroidissement
Les moules à injection sont fréquemment utilisés dans la fabrication de pièces en plastique. Ces pièces sont susceptibles de subir une accumulation de chaleur localisée, ce qui peut entraîner des défauts dans le produit.
Pour éliminer ce problème, les chercheurs ont proposé d’utiliser des canaux de refroidissement dans les moules d’injection.
Ce type de technologie améliore le processus global de refroidissement en réduisant le temps de cycle et en améliorant la productivité.
Les différentes formes de canaux ont des propriétés de refroidissement différentes. La longueur, la distance de pas et la distance de l’axe central de chaque canal influencent le temps de refroidissement.
Différentes formes de canaux offrent des solutions optimales pour différents types de pièces en plastique.
En outre, la conception optimale des canaux de refroidissement devrait permettre de réduire les variations des temps de refroidissement.
Par exemple, les canaux triangulaires nécessitent des surfaces de refroidissement plus importantes que les canaux carrés, mais leur efficacité de refroidissement est moindre.
Une autre méthode de refroidissement des moules consiste à utiliser un canal de refroidissement conforme. Ce type de système de refroidissement permet au moule de refroidir des composants ayant des capacités de refroidissement différentes.
Il permet également au moule de refroidir plus efficacement en évitant les surchauffes. En général, les moules d’injection frittés utilisent des canaux de refroidissement conformes.
Lors de la conception d’un moule, il est important de prendre en compte les différents canaux de refroidissement. Le bon canal de refroidissement réduira la probabilité de déformation ou de défaut.
Les canaux de refroidissement conformes permettent également un refroidissement uniforme et rapide, ce qui réduit les déformations et les défauts.
Les canaux de refroidissement peuvent être conçus à l’aide d’un processus de fabrication additive. Cette méthode est avantageuse à la fois pour la production de masse de moules et pour le développement.
Une autre manière d’intégrer des canaux de refroidissement consiste à fabriquer rapidement des pièces d’outillage en plastique. Des techniques d’outillage rapide comme le SLS et l’impression 3D permettent de réaliser des moules d’injection dotés de canaux de refroidissement en cuivre intégrés.
Matériaux utilisés
Le moulage par injection est un procédé de fabrication polyvalent qui permet de fabriquer des pièces complexes à faible coût.
Il existe une grande variété de matériaux qui peuvent être utilisés dans ce processus, et ces matériaux peuvent être mélangés à d’autres matériaux pour créer des combinaisons de couleurs uniques.
La conception d’une pièce doit être adaptée aux propriétés du matériau utilisé pour la fabriquer. Certains matériaux présentent toutefois des limites ou conviennent moins bien à certaines applications. Pour y remédier, les concepteurs doivent respecter des règles précises lors de la fabrication des moules.
Dureté : plus le matériau utilisé est dur, plus il résiste à l’usure et à la corrosion causées par la résine plastique.
Ceci est particulièrement important lorsqu’une pièce doit résister à des impacts contondants répétés de la part d’enfants en bas âge.
L’acier inoxydable est également un excellent choix lors de l’utilisation de résines corrosives. Sa dureté plus élevée améliore également l’intégrité du plan de joint et réduit le risque de carottage.
Choix des matériaux : les polyamides constituent une autre famille de matériaux utilisables pour fabriquer des moules d’injection. Ils peuvent être naturels ou synthétiques, chaque type présentant des avantages et des inconvénients.
Le nylon, par exemple, peut être sujet au rétrécissement et à un remplissage inadéquat. Le PEHD, en revanche, est un thermoplastique très durable qui peut être utilisé pour toute une série d’applications. Il est également rentable et présente une bonne résistance mécanique.
Il est essentiel de choisir le matériau adapté à votre moule : associer le bon matériau au bon moule contribue à assurer un écoulement correct du plastique fondu.
Il faut toutefois également tenir compte de la conception du moule. Le moulage par injection peut être coûteux si la pièce moulée par injection est mal conçue. Évitez les moules en acier prétraité et durci comportant des parois minces et des nervures mal conçues, car ils peuvent provoquer des remplissages incomplets.
Besoin d’un devis pour votre projet de moulage par injection ?Obtenez des prix compétitifs, un retour DFM et un calendrier de production auprès de l’équipe d’ingénierie de ZetarMold.
Demandez un devis gratuit → Consultez notre Guide complet du moulage par injection pour obtenir une vue d’ensemble complète.
