Le surmoulage en TPE consiste à surmouler la matière plastique souple TPE sur d’autres matériaux.
Les méthodes employées sont généralement des presses bicolores de moulage par injection ou des presses de moulage par injection standard utilisant un moule de surmoulage, avec deux injections. L’application générale du matériau TPE fait référence à l’élastomère thermoplastique polystyrène TPE-S, qui est un plastique technique thermoplastique modifié avec du SEBS ou de l’élastomère SBS comme matériau de base. Dans l’industrie des élastomères, l’élastomère TPE-S est aussi généralement connu sous le nom de TPE ou TPR.
Principaux avantages du matériau plastique souple élastomère TPE
L’élastomère plastique souple TPE est utilisé pour une injection secondaire selon un procédé de moulage par injection et de surmoulage par injection.
Le matériau TPE ayant de bonnes propriétés antidérapantes et une bonne élasticité, il peut améliorer la sensation tactile des produits et la prise en main.
L’élastomère TPE peut être ajusté à une dureté appropriée (plage de dureté Shore 25-90A) et à des propriétés physiques appropriées (telles que la résistance à l’usure, la résistance aux rayures, l’adhérence, l’indice de fusion, etc. ) en fonction des exigences physiques du produit. Cela permet une grande variété d’applications possibles pour différents produits.
Le TPE est transformé par surmoulage par injection et couramment utilisé pour les poignées, les surfaces de préhension et les composants électroniques.
Le matériau confère aux produits un toucher confortable, améliore la prise en main, rehausse l’esthétique des produits et ajoute de la valeur aux produits. La plupart des produits sont exportés vers les États-Unis, le Japon, l’Union européenne et d’autres pays et régions développés.
L’élastomère TPE étant un matériau sûr, il ne contient pas de phtalates, d’halogènes et 38 substances SVHC très préoccupantes selon REACH. Il répond aux normes d’essai environnemental ROHS, REACH, NP, EN71, PAHS et peut satisfaire pleinement aux exigences environnementales des États-Unis, du Japon, de l’Union européenne et d’autres pays et régions développés.
Technologie de traitement des élastomères TPE
Le procédé de surmoulage en TPE repose généralement sur une injection secondaire : les pièces en plastique dur sont fixées dans le moule de surmoulage, puis le TPE souple est injecté à une température appropriée et adhère aux pièces rigides avant le refroidissement du produit.
La température d’injection pour la fabrication de pièces plastiques surmoulées varie selon le plastique rigide. Elle doit permettre d’assouplir à la fois celui-ci et le TPE afin de favoriser la compatibilité des deux matériaux à leur interface.
Pour obtenir un véritable surmoulage en production, la température d’injection est généralement d’environ 170–190 °C pour le TPE sur PP, d’environ 220 °C pour le TPE sur ABS, légèrement supérieure à celle-ci pour le TPE sur PC, et d’environ 240 °C pour le TPE sur nylon PA.
Matériau TPE matériau dur commun surmoulé
Dans le surmoulage, le TPE souple forme une couche de revêtement sur un matériau rigide, le plus souvent du plastique, mais aussi du métal ou du textile.
L’association du TPE à un tissu est surtout utilisée en bagagerie et constitue généralement, comme le surmoulage sur métal, un faux surmoulage.
Le TPE peut se lier solidement à certains plastiques courants tels que le PP, le GPPS, le HIPS, l’ABS et les plastiques techniques tels que le PC, le PC/ABS, le PA et ses matériaux modifiés.
L’adhésion du TPE au POM reste un problème dans l’industrie des élastomères. Le paramètre de solubilité SP (22,6) du POM étant très différent du SP (7,2-7,6) du TPE, les deux matériaux ne sont pas compatibles et il n’existe pas de compatibilisant approprié pour favoriser une bonne liaison entre les deux.
Questions d’attention concernant le surmoulage du TPE
1. La compatibilité des pièces en TPE et en plastique dur doit être adaptée, la solubilité moléculaire est proche, la compatibilité moléculaire est meilleure ;
2. Les angles vifs doivent être évités lors de la conception afin d’assurer un excellent contact entre le TPE et les pièces en plastique dur et d’améliorer l’effet de collage ;
3. Éviter de laisser des gaz dans la cavité du moule en les évacuant de manière appropriée ;
4. Établir un équilibre entre l’épaisseur du TPE et le toucher attendu ;
5. Maintenir la température du TPE fondu pour garantir l’effet de collage.
6. Le surmoulage en TPE doit être étuvé et retraité afin de réduire les traces d’eau en surface des produits et d’obtenir une couleur de surface uniforme ;
7. La résine porteuse du mélange-maître sélectionné est compatible à la fois avec le TPE et les matériaux des pièces structurelles ;
8. Pour la surface lisse à traiter spécialement, l’objectif est d’augmenter la surface de contact de l’adhésif souple et de l’adhésif dur afin de renforcer l’effet de collage ;
9. Le TPE doit avoir une bonne fluidité, car l’épaisseur de la couche de couverture du TPE et le rapport de taille sont très faibles, le TPE doit généralement s’écouler à travers un long chemin et une zone à parois minces pour remplir le moule.
10. Le rapport entre la longueur du flux et l’épaisseur du produit est inférieur à 150:1 ;
11. Utiliser un bon adhésif.
Défauts de surmoulage des TPE et solutions de traitement
Défauts courants
1. Manque de colle - augmentation de la température d’injection ; augmentation de la pression d’injection ; amélioration de la fluidité du matériau.
2. Joint fendu, bord de débordement - abaisser la température d’injection ; augmenter la force de serrage ; réduire la pression d’injection ; réduire la fluidité du point de vue de la formulation.
3. Surface bosselée, non brillante - augmenter la température de traitement par injection ; cuire le matériau, réduire l’humidité des matières premières.
4. Mauvaise adhérence - cuire complètement le matériau avant l’injection ; augmenter la température d’injection ; ajuster la formule.
5. Déformation du produit - renforcer le refroidissement du moule ; prolonger le temps de serrage de manière appropriée.
6. Le produit colle au moule - ajouter un agent de démoulage ou un lubrifiant (pour le lubrifiant interne - l’agent de démoulage doit faire attention à la quantité ajoutée pour éviter la précipitation et la migration de l’agent de démoulage).
Solution proposée
1. Température d’injection suffisante. Pour le nylon surmoulé, une température de moulage par injection du TPE supérieure à 190 °C, sans dépasser 240 °C, convient. Pour obtenir un véritable surmoulage, la température d’assouplissement du nylon étant de 250–260 °C, l’effet de surmoulage s’améliore à mesure que les températures d’assouplissement du TPE et du nylon se rapprochent, à condition de ne pas dégrader le TPE.
2. La conception de la structure du produit couvre la partie collée, essaie d’atteindre la taille de l’arrondi, pas d’angles évidents, pour augmenter l’étanchéité du contact entre le TPE et le matériau plastique dur du nylon.
3. Dans les pièces du squelette de nylon situées à des endroits sans importance, ouvrir quelques petits trous ou créer une surface non lisse, augmenter la zone de contact entre le TPE et le nylon, de sorte que le matériau plastique souple du TPE s’insère par le petit trou dans le matériau du squelette de nylon, jouant ainsi un effet d’encastrement. En fait, l’effet de l’emballage réel et de l’emballage factice est le même.
4. Pour le nouveau moule, prêtez attention à la conception du seuil et du canal. La couche TPE est généralement mince, souvent 1-2mm, et mesure des dizaines voire centaines de mm. Il faut garantir que le caoutchouc souple TPE remplisse entièrement l’empreinte, sans manque ni ligne ouverte, afin d’assurer l’adhérence entre TPE et nylon.
Le mécanisme principal du surmoulage du TPE
Dans le surmoulage en TPE, il faut distinguer le véritable surmoulage du faux surmoulage.
Le véritable surmoulage exploite la compatibilité des matières souples et rigides lorsqu’elles sont molles et fondues (la compatibilité dépend principalement du paramètre de solubilité SP ; plus ces paramètres sont proches, meilleure est la compatibilité des deux matériaux.
Pour plus d’informations sur le PS, veuillez vous référer à la Chimie des Polymères), une couche de liaison se forme sur la surface de contact du caoutchouc dur et souple, ce qui améliore considérablement l’adhérence du matériau plastique souple TPE au plastique dur.
Le faux surmoulage dépend peu de la compatibilité des deux matières : la liaison entre plastique souple et plastique dur est obtenue mécaniquement, par la conception du moule et du produit, le traitement de surface et des formes d’emboîtement ou de cerclage.
Résumé
Cet article nous a permis de comprendre le procédé de surmoulage du TPE, notamment le choix des matières pour les produits surmoulés, les précautions de fabrication du moule d’injection et certains problèmes susceptibles de survenir pendant le moulage par injection.
Le procédé de surmoulage du TPE exige un moule et une expérience supérieurs à ceux du moulage par injection conventionnel. Pour un projet réel, il est recommandé d’évaluer surtout l’expérience des fournisseurs de moules d’injection et des fournisseurs de production par moulage par injection en matière de surmoulage, afin d’éviter les problèmes de production qui retarderaient le projet.
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