Introduction : Le moulage par injection est une méthode de fabrication super cool. Il existe depuis longtemps et a permis de fabriquer des objets beaucoup plus rapidement. Lorsque l'on fabrique beaucoup de choses, il est important de le faire rapidement et facilement. En effet, cela coûte moins cher de fabriquer des produits, on peut en faire plus, on peut en faire de meilleurs et on peut en vendre plus.

Dans le projet de moulage par injection, le plastique fondu est rapidement refroidi par des lignes de refroidissement pour former le matériau, ce qui convient aux volumes importants. Bien que le moulage par injection présente de nombreux avantages, quels sont ses inconvénients ? Cet article explique cette question.

Qu'est-ce que le moulage par injection ?

Le moulage par injection est un processus de fabrication qui consiste à prendre un produit fondu et à l'injecter dans un moule. Vous le laissez ensuite refroidir et durcir. Ensuite, vous le retirez du moule. Vous pouvez utiliser ce procédé pour fabriquer un seul objet, mais en général, vous l'utilisez pour fabriquer plusieurs exemplaires du même objet. La matière que vous versez dans le moule est généralement du plastique ou du caoutchouc.

Comment fonctionne le moulage par injection ?

Le moulage par injection se fait à l'aide d'une machine spéciale de moulage par injection. Le processus de fabrication est divisé en plusieurs étapes :

Création du moule

La première étape du moulage par injection consiste à fabriquer le moule d'injection. À l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO), suivez plusieurs directives de moulage par injection pour concevoir les moules d'injection pour la pièce que vous souhaitez fabriquer, sur la base du modèle 3D de la pièce. Le moule est ensuite fabriqué en deux parties, généralement à l'aide d'un système d'usinage à commande numérique par ordinateur (CNC). Le moule est fabriqué en métal, généralement en acier ou en aluminium.

Injection

Les deux moitiés du moule sont placées dans l'unité de fermeture de la machine de moulage par injection et maintenues fermement ensemble par l'unité de fermeture. La matière première est introduite dans le cylindre sous forme de granulés ou de pastilles, où elle est chauffée à haute température et sous pression jusqu'à ce qu'elle fonde. La matière, maintenant fondue, est projetée dans la cavité du moule, remplissant tout l'espace du moule. Il refroidit ensuite et durcit, prenant la forme du moule.

Démoulage et finition

Une fois le matériau refroidi et durci, le moule est ouvert à l'aide du dispositif de serrage et la pièce finie durcie est expulsée. Certaines opérations de finition sont effectuées sur la pièce finie. Ces opérations comprennent l'enlèvement du matériau supplémentaire et des structures de soutien, le lissage de la surface et, si nécessaire, la peinture, le placage, le traitement thermique, etc.

Quels sont les matériaux couramment utilisés pour le moulage par injection ?

Polypropylène (PP)

Le PP, ou polypropylène, est un thermoplastique polyvalent utilisé dans le moulage par injection. Il est léger, résiste aux produits chimiques et supporte bien les contraintes. C'est pourquoi il constitue un choix de premier ordre pour la fabrication d'emballages, de conteneurs et de pièces automobiles.

Polyéthylène (PE)

Le polyéthylène (PE) est un plastique léger connu pour sa flexibilité et son faible coût. Il existe différents types de PEHD et de PEBD et peut être utilisé dans un grand nombre d'industries différentes, des emballages et des conteneurs aux produits agricoles et aux jouets.

Polystyrène (PS)

Le polystyrène (PS) est transparent, dur et bon marché. Il est très utilisé dans les produits jetables tels que les emballages, les récipients alimentaires et les couverts jetables, car il est facile à façonner et ne coûte pas cher.

Nylon (PA 6)

Le nylon, plus précisément le nylon 6 ou PA 6, est connu pour sa solidité, sa robustesse et sa résistance à l'usure. Il convient parfaitement à la fabrication de pièces mécaniques et est très utilisé pour les engrenages, les roulements et d'autres pièces qui doivent être produites en grande quantité, durer longtemps et être fabriquées avec une grande précision.

Polycarbonate (PC)

Le PC, ou polycarbonate, est connu pour être transparent, résistant et capable de supporter de fortes chaleurs. C'est pourquoi il est utilisé pour fabriquer des verres de lunettes, des pièces d'ordinateur et des objets transparents qui ne se cassent pas, dans de nombreux secteurs d'activité.

Quelles sont les limites du moulage par injection ?

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 d'un moule adapté à la forme d'une pièce spécifique peuvent être très onéreuses, en particulier pour les modèles complexes ou fantaisistes. Pour les entreprises dont la production est réduite ou dont le budget est limité, cet investissement initial peut être un obstacle.

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

Limites de la conception

Le moulage par injection est très polyvalent et permet de réaliser toutes sortes de formes et de détails, mais il y a tout de même certaines choses auxquelles il faut penser. Certaines formes, comme les angles vifs, les parois minces ou les rainures profondes, peuvent compliquer le remplissage du moule, le refroidissement de la pièce ou son démoulage.

Lorsque vous concevez des pièces 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 les pièces sont de bonne qualité. Parfois, il faut ajouter des éléments supplémentaires au moule ou à la pièce pour qu'elle fonctionne, ce qui peut renchérir le coût.

Défauts visibles dans le produit fini

Bien que le processus soit extrêmement précis, le produit fini peut encore présenter des défauts mineurs qui subsistent dans le processus de moulage par injection. Veuillez noter que ces défauts n'affectent pas la fonctionnalité de la pièce. Les défauts comprennent la distorsion, la bave de buse, les marques d'enfoncement, les marques d'écoulement et les marques de soudure.

Coût plus élevé

Le moulage par injection nécessite de nombreux équipements, notamment des machines de moulage par injection, des moules, des équipements de transport automatique et des équipements auxiliaires connexes. Ces équipements doivent faire l'objet d'une maintenance et d'une gestion rigoureuses et, en cas de défaillance, les coûts de réparation sont relativement élevés.

Le moulage par injection nécessite également des systèmes de contrôle de la température et de la pression de haute précision, et l'équipement doit présenter un degré élevé de stabilité et de fiabilité.

Le coût d'installation du moulage par injection est élevé. L'équipement et les outils nécessaires sont très onéreux. Les prototypes de moules doivent également être fabriqués et testés à plusieurs reprises. En outre, des techniciens expérimentés sont nécessaires pour concevoir les moules afin d'éviter des coûts supplémentaires dans le processus de production.

Cycle de production long

Le cycle de production du moulage par injection de plastique est relativement long, prenant généralement de plusieurs jours à plusieurs semaines. Cela s'explique principalement par le fait que le moulage par injection nécessite de multiples étapes, telles que la fabrication du moule, l'essai du moule et la production en série, et que chacune de ces étapes prend beaucoup de temps. Le cycle de production du moulage par injection n'est donc pas propice au traitement des commandes urgentes.

Par rapport à certaines méthodes de prototypage rapide comme l'impression 3D, le moulage par injection de plastique est généralement plus long à mettre en place et à démarrer. Le processus comprend la conception et la fabrication des moules, les essais de moulage et le réglage des paramètres du processus avant de pouvoir commencer à fabriquer des pièces en grandes quantités. Le délai entre le concept et les pièces finies peut donc être plus long qu'avec les méthodes de prototypage plus rapides.

Pollution de l'environnement

Lorsque l'on fabrique des produits par moulage par injection, on peut aussi fabriquer des produits nocifs. Le plastique inutilisé ou usagé, par exemple, peut produire du gaz et de l'eau, ce qui est néfaste pour le monde. Et il faut beaucoup d'énergie pour fabriquer des objets avec le moulage par injection, ce qui est également mauvais pour le monde.

Limites des matériaux

Les matériaux utilisés pour le moulage par injection sont généralement des thermoplastiques, tels que le polypropylène, le polyuréthane, etc. Ces matériaux ont certaines propriétés chimiques et physiques, de sorte que leurs performances spécifiques ont également des limites.

Dans le moulage par injection, il est nécessaire de tenir compte de la fluidité et de l'indice de fusion du matériau, de sorte que certains matériaux spéciaux ne conviennent pas au moulage par injection, tels que certains matériaux présentant des exigences élevées en matière de performance à haute température et de résistance à la corrosion chimique.

Limites de taille

Le moulage par injection présente certaines limites en ce qui concerne la taille des pièces. En règle générale, le moulage par injection convient aux pièces de petite et moyenne taille. Mais si vous fabriquez des pièces de grande taille, vous devez tenir compte d'éléments tels que la complexité du moule et son coût.

Par ailleurs, le moulage par injection est généralement destiné aux pièces de 300 mm ou moins. Si vous fabriquez des pièces de plus de 300 mm, vous devez utiliser d'autres méthodes de moulage.

Le moulage par injection peut être limité en taille, en particulier pour les grandes pièces. La taille de la machine de moulage par injection et la taille de la cavité du moule peuvent limiter la taille de la pièce que vous pouvez fabriquer. Si vous voulez fabriquer une pièce trop grande, vous aurez peut-être besoin d'un équipement spécial ou de plusieurs cavités de moulage, ce qui rend le processus plus coûteux et plus compliqué.

Limites de forme

Le moulage par injection présente certaines limites quant à la forme de la pièce. Le moulage par injection est le meilleur moyen de mouler des pièces de forme simple, telles que cylindriques, en forme de boîte, etc. Pour les pièces de forme complexe, plusieurs opérations de moulage par injection et de post-traitement sont nécessaires, ce qui augmente le coût et la complexité.

Conclusion

Le moulage par injection est un excellent moyen de fabriquer rapidement un grand nombre de pièces. Il permet de fabriquer des pièces très précises et très détaillées. Mais il présente certains problèmes. La fabrication des moules coûte cher. La fabrication des pièces prend beaucoup de temps.

Les pièces ne doivent pas être trop compliquées. Il faut utiliser le bon type de plastique et faire en sorte que les pièces aient la bonne taille. L'achat des machines et leur fonctionnement coûtent cher. Le plastique peut causer des dégâts et nuire à l'environnement. On ne peut pas l'utiliser pour tout fabriquer.