Du point de vue du développement, le moulage par injection d’une ossature suivi d’une couche de plastique souple agréable au toucher — par insertion ou seconde injection — se révèle pratique, car il ne nécessite aucun traitement ultérieur, tandis que le moulage basse pression de tissu ou de peau exige de nombreuses opérations de finition.
Qu’est-ce que le moulage par injection à basse pression？ ?
Le moulage par injection à basse pression consiste à injecter un matériau encapsulé dans un moule à une pression d’injection très faible et à le durcir rapidement.
Le moulage par injection basse pression est un procédé sûr et délicat, situé entre le moulage haute pression et l’encapsulation. Ses cycles courts et ses faibles pressions en font une solution idéale pour protéger les circuits imprimés.
Dans l’industrie automobile, ce procédé est utilisé pour le moulage de certaines garnitures intérieures et l’emballage de composants électroniques.
Exemples d’applications du moulage par injection à basse pression
Pièces intérieures : Des peaux en PVC ou des tissus tricotés sont intégrés au moulage sous une très faible pression d’injection (300-600 Bar).
Les types de matériaux couramment utilisés sont : le cuir, la peau en PVC, la peau en TPO avec PP-Foam, la peau en PUR, le tissu tricoté avec le tissu non tissé et le feutre de fibre, ainsi que l’injection composite entre le matériau de surface et le matériau de squelette ; de nombreuses pièces intérieures de voitures de milieu et de haut de gamme utilisent le processus de moulage par injection à basse pression, telles que les inserts de panneaux de porte de Mercedes-Benz, BMW, etc.
Encapsulation de composants électroniques : Le processus d’encapsulation utilise une pression d’injection très faible (1,5~40bar) pour injecter la consommation du matériau d’encapsulation dans le moule et le durcir rapidement (5~50 secondes).
La pression et la température utilisées pour le moulage par injection basse pression sont nettement inférieures à celles du procédé normal de moulage par injection. Le procédé est relativement simple et ne nécessite ni équipements ni moules haut de gamme.
Processus de moulage par injection à basse pression
La procédure est la suivante :
Le moulage par injection à basse pression est une technique d’assemblage dans le moule, similaire à l’IMD, où le tissu/revêtement est moulé directement sur le produit (si la pression d’injection est trop élevée, le tissu sera endommagé).
D’après les caractéristiques du processus de moulage, il existe deux types de moulage par injection à basse pression : le moule ouvert et le moule fermé.
La différence réside dans l’existence d’un certain écart entre les moules mobiles et les moules fixes lorsque le moule est fermé.
Tout au long du processus de remplissage, une quantité précise de matière fondue est injectée en douceur (l’écoulement de la matière plastique fondue sur le tissu est beaucoup plus lent que sur une cavité de moule lisse), de sorte que les moules d’injection basse pression pour tissu ont plus de portes que les moules ordinaires.
Caractéristiques du moulage par injection à basse pression
1. Les avantages
a. Haute résistance, le matériau de la peau est intégré au matériau de base en plastique, il n’y a pas de risque de chute.
b. Efficacité de moulage élevée, plus respectueuse de l’environnement, pas de processus d’application de colle nécessaire pour le processus de revêtement, amélioration de la qualité de l’air dans la voiture.
c. La structure interne peut être conçue de manière arbitraire, et la liberté de modélisation de la surface est plus grande que le processus de revêtement, les caractéristiques de modélisation sont plus claires, le produit est beau et le confort est élevé.
2. Inconvénients
a. Le procédé de moulage à basse pression est plus complexe, sensible à l’influence du moule et à la ductilité du tissu/de la peau en PVC, et son taux de rebut est relativement élevé
b. Rétention des motifs, en cas d’étirement important, le sens tridimensionnel des motifs est médiocre.
c. Coût d’outillage plus élevé et tissus plus chers
Compte tenu des avantages et inconvénients ci-dessus, le moulage par injection à basse pression présente les caractéristiques suivantes.
Moule : plan de joint avec un espace de fermeture ; la porte est contrôlée par une vanne séquentielle (contrôlée par une vanne de type canal chaud).
Manipulateur : fonction de serrage du tissu et fonction de prise du produit
Couche composite : PVC/PU ; tissu, etc.
Matériau du squelette : PP modifié et PC/ABS avec une meilleure fluidité, etc.
Facteurs d’influence importants du moulage par injection à basse pression
Tissu ; composition possible : couche non tissée, couche d’éponge, couche de mousse, couche superficielle en tissu tricoté ou couche de plastique souple (PVC).
Propriétés du tissu : allongement statique longitudinal, allongement résiduel longitudinal, allongement statique transversal et allongement résiduel transversal. Un tissu plus extensible se déforme moins facilement, mais ses plis sont plus visibles ; un tissu moins extensible se déforme plus facilement, mais se froisse moins.
Structure du moule : On choisit généralement des seuils ponctuels à obturation séquentielle, plus nombreux que pour une ossature moulée conventionnelle. Pour un produit de longueur totale L = 1000mm et d’épaisseur T = 2.5mm, le nombre recommandé de seuils = 1000/2.5/valeur F, avec F inférieur à 100 pour le FPP et à 80 pour l’ABS ou le PC.
Conception de l’évacuation des gaz de l’empreinte : La structure d’un moule d’injection de peau PVC est identique à celle d’un moule d’injection de tissu, sauf qu’elle privilégie l’évacuation des gaz de l’espace entre l’empreinte et le noyau.
Autres exigences techniques : le rayon R aux angles du produit ne doit pas être inférieur à 3.0 ; l’épaisseur de matière du produit ne doit pas être excessive afin d’éviter son retrait.
L’épaisseur du tendon ne doit pas dépasser 3/5 de l’épaisseur de la colle ; les produits à trous profonds doivent être fendus ; le bord du produit doit envelopper le lieu de travail du tissu, l’arrière du produit ne doit pas comporter de tendon, etc.
Fluidité du plastique moulé par injection à basse pression
L’indice de fluidité du plastique correspond à la valeur MI de l’indice de fluidité à chaud. Comme chacun le sait, l’écoulement du plastique sur le tissu est beaucoup plus lent que sur une empreinte de moule lisse, raison pour laquelle les moules d’injection basse pression avec tissu comportent davantage de seuils que les moules ordinaires.
La lenteur du débit aura inévitablement une incidence sur d’autres problèmes d’apparence du produit, tels que les marques de collage, les manques de matériau, etc.
En général, la valeur MI du matériau PP est comprise entre 20 et 55, ce qui nous oblige à ne pas utiliser aveuglément des tissus et des particules de plastique importés pour le développement de nos produits.
Parce qu’ils sont nécessaires après l’application de la combinaison, tant que le moule est de bonne qualité, les matériaux locaux, comme d’habitude, peuvent fabriquer des produits de moulage à basse pression qualifiés.
Structure des moules de moulage par injection à basse pression
En général, l’éjecteur de ce type de moule se trouve dans le moule fixe, utilisant la vanne pour contrôler la quantité de matériau de chaque porte, le moule fixe a un cadre de tissu pressé, et le moule fixe a une broche de tissu ou une ventouse d’air pour fixer le tissu.
Moulage par injection à basse pression : défauts courants et mesures de manipulation
(1) Manque de matière : Les angles vifs du produit sont sujets aux manques de matière.
(2) Infiltration : Les angles du produit sont sujets aux infiltrations. Causes : température trop élevée du seuil dans la zone concernée, température du moule trop élevée ou quantité de matière excessive au seuil.
(3) Pénétration : Les angles vifs du produit sont sujets à la pénétration. Lorsqu’un jeu existe à l’angle vif du plan de joint, l’augmentation de la quantité ou de la vitesse de la matière moulée à basse pression pousse le plastique fondu dans ce jeu ; il entraîne d’abord le non-tissé, puis traverse le tissu de surface.
L’épaisseur de la paroi au niveau des angles vifs est trop importante, de sorte que l’épaisseur de la paroi au niveau des angles vifs du moule est relativement fine pour éviter que le tissu ne s’infiltre à travers le matériau ou ne se brise.
(4) Rupture du tissu sous pression — Cause : La température d’un moule d’injection basse pression est généralement faible (10-15 degrés). Si la protection antirouille est insuffisante, des points de rouille apparaissent sur le cadre de serrage du tissu et le plan de joint du coulisseau, exerçant une pression excessive sur le tissu dont la ductilité limitée provoque alors la rupture.
Caractéristiques du moulage par injection à basse pression de la peau en PVC
1. La nature de la peau en PVC
Par rapport au tissu, il existe de nombreuses différences entre les deux. Tout d’abord, l’échappement : le tissu a des pores et perd de sa structure, de sorte que le gaz s’écoule facilement de l’intérieur ; tandis que la peau en PVC est une couche de plastique PVC sur la surface, de sorte qu’il est difficile pour le gaz de s’écouler de l’intérieur.
Deuxièmement, le substrat : le substrat en tissu est un tissu non tissé, de sorte que la résistance à l’écoulement du plastique fondu est assez importante ; tandis que le substrat en PVC est une couche de mousse plastique, la surface est lisse et la résistance à l’écoulement du plastique fondu est faible.
Ensuite, il y a la ductilité : l’extension du tissu après l’écart de structure est importante, le plastique en fusion pénètre plus facilement ; l’extension de la peau en PVC a encore une forte résistance, et le plastique en fusion n’est pas facile à pénétrer.
2. Structure du moule
Par rapport au moulage par injection de tissu, la principale différence réside dans la conception des évents de l’empreinte. La structure d’un moule pour peau en PVC est identique à celle d’un moule pour tissu, sauf qu’elle privilégie l’évacuation de l’air dans l’espace entre empreinte et noyau.
Comme il y a de l’air à l’intérieur du noyau et de la cavité après la fermeture, lorsque le plastique fondu est injecté, l’air à l’intérieur est lentement comprimé. Si le gaz n’est pas évacué à temps, il causera inévitablement de graves problèmes au remplissage et de nombreux défauts. Par exemple, des marques de collage, des rétrécissements et des brûlures.
3. Défauts courants et mesures de traitement
(1) Retrait de la surface du produit
Cause : L’écart entre les surfaces de séparation des moules est trop important, ce qui entraîne une fuite de la matière, d’où la nécessité d’un matériau non compacté et donc d’un rétrécissement ;
Comme en moulage par injection ordinaire, les parois épaisses du produit, notamment près des nervures, refroidissent mal et subissent un retrait volumique qui provoque des retassures.
(2) Marques de fusion
Raison : si la cavité du moule et le noyau ne sont pas bien évacués, l’air à l’avant de la porte, là où les fronts se rencontrent, est comprimé et ne peut pas être fusionné naturellement, et la combinaison des traces peut se refléter sur la peau, ce qui entraîne des marques de fusion évidentes et affecte l’apparence.
Comme dans le moulage par injection plastique conventionnel, une faible température du moule et de la matière fondue provoque aussi des lignes de soudure nettement visibles.
(3) La peau est écrasée
Cause : Comme pour l’injection de tissu, la température du moule d’injection basse pression est généralement faible (10-15 degrés). Si la protection antirouille est insuffisante, des points de rouille apparaissent sur le cadre de serrage du tissu et le plan de joint du coulisseau ; la peau subit alors une pression excessive et sa ductilité limitée provoque sa rupture.
(4) Fusion à travers la carotte
Cause : Le plastique fondu plastifié est injecté par le seuil et soumis au cisaillement et au chauffage ; sa température centrale est élevée. L’injection moule ouvert et l’augmentation de la distance réduisent efficacement le risque de traversée de la matière. Il est aussi possible d’abaisser la température du seuil et du moule, tout en tenant compte de la fluidité de la résine pour éviter un manque de matière.
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