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Qu’est-ce que le moulage par Injection:

Le moulage par Injection est un processus de fabrication permettant de produire des pièces en grand volume. Il est le plus généralement utilisé dans les processus de production de masse où la même pièce est créée des milliers, voire des millions de fois de suite.

Pourquoi Utiliser le Moulage par Injection:

Le principal avantage de moulage par injection est la capacité à l’échelle de la production en masse., Une fois que les coûts initiaux ont été payés, le prix Par unité lors de la fabrication moulée par injection est extrêmement faible. Le prix a également tendance à baisser drastiquement à mesure que plus de pièces sont produites. Les autres avantages sont les suivants:

• le moulage par Injection produit de faibles taux de rebut par rapport aux processus de fabrication traditionnels tels que L’usinage CNC qui coupent des pourcentages substantiels d’un bloc ou d’une feuille de plastique d’origine. Cela peut cependant être négatif par rapport aux processus de fabrication additive tels que l’impression 3D qui ont des taux de rebut encore plus faibles., Remarque: les déchets de plastique provenant de la fabrication de moulage par injection proviennent généralement de quatre zones: la sprue, les coureurs, les emplacements de la porte et tout matériau de débordement qui fuit hors de la cavité de la pièce elle-même (une condition appelée « flash”).

Image de Ferris.edu

Une sprue est simplement le canal qui guide le plastique fondu de la buse de la machine de moulage par injection au point d’entrée de l’ensemble de l’outil de moulage par injection. C’est une partie distincte de l’outil de moule lui-même., Un coureur est un système de canaux qui répondent avec la carotte, généralement à l’intérieur ou dans le cadre de l’outil de moulage, qui guide le plastique en fusion dans la partie cavités à l’intérieur de l’outil de moulage. Il y a deux catégories principales de coureurs (chaud et froid) que vous pouvez lire ici. Enfin, la porte est la partie du canal après le coureur qui mène directement dans la cavité de la pièce., Après un cycle de moulage par injection (généralement seulement quelques secondes), l’intégralité du plastique fondu refroidira, laissant du plastique solide dans la sprue, les coureurs, les portes, les cavités des pièces elles-mêmes, ainsi qu’un peu de débordement potentiellement sur les bords des pièces (si le joint n’est pas à 100% correct).

Le matériau thermodurcissable, tel qu’une résine époxy qui durcit une fois exposée à l’air, est un matériau qui durcit et brûlerait après le durcissement si l’on tente de le faire fondre. Le matériau thermoplastique en revanche, est une matière plastique qui peut être fondue, refroidie et solidifiée, puis être fondue à nouveau sans brûler., Avec des matériaux thermoplastiques, le matériau peut être recyclé est réutilisé. Parfois, cela se produit directement à l’usine. Ils broyent les carottes / coureurs et toutes les pièces de rejet. Ensuite, ils ajoutent ce matériau dans la matière première qui entre dans la presse de moulage par injection. Ce matériau est appelé « re-grind ». En règle générale, les services de contrôle de la qualité limiteront la quantité de rebroyage autorisée à être réinjectée dans la presse. (Certaines propriétés de performance du plastique peuvent se dégrader au fur et à mesure qu’il est moulé)., Ou, s’ils en ont beaucoup, une usine peut vendre cette re-mouture à une autre usine qui peut l’utiliser. En règle générale, le matériau de rebroyage est utilisé pour les pièces de faible qualité qui n’ont pas besoin de propriétés de haute performance.

• Le moulage par Injection est très reproductible. Autrement dit, la deuxième partie que vous produisez sera pratiquement identique à la première, etc. C’est une caractéristique merveilleuse en essayant de produire la cohérence de marque et la fiabilité de pièce dans la production de volume élevé.,

Quel Est l’inconvénient du moulage par Injection:

les coûts initiaux ont tendance à être très élevés en raison des exigences de conception, de test et d’outillage. Si vous allez produire des pièces en volumes élevés, vous voulez vous assurer que vous obtenez le bon design la première fois. C’est plus compliqué que vous ne le pensez.,le droit de conception comprend:

• concevoir puis prototyper la pièce elle-même aux spécifications
• le développement initial du prototype est généralement terminé sur une imprimante 3D et souvent dans un matériau différent (tel que le plastique ABS) que la pièce finale sera construite dans
• la conception d’un outil de moulage par injection pour un tour de production initial
• généralement, la génération de 300 à 1000 prototypes moulés par injection dans le matériau de production nécessite le développement d’un outil de moulage par injection.,
• raffinage de tous les détails de l’outil de moulage par injection avant la production en série dans une usine de fabrication de moules d’injection.

les aspects potentiellement négatifs du moulage par injection sont les suivants:

• deux des principaux inconvénients du moulage par injection sont les coûts d’outillage élevés et les grands délais requis. L’outillage est presque un projet en soi et une seule phase de l’ensemble du processus de moulage par injection., Avant de pouvoir produire une pièce moulée par injection, vous devez d’abord concevoir et prototyper une pièce (probablement via L’impression CNC ou 3D), puis vous devez concevoir et prototyper un outil de moule capable de produire des répliques de la pièce en volume. Enfin, et généralement après des tests approfondis dans les deux étapes susmentionnées, vous arrivez à mouler une pièce par injection. Comme vous pouvez l’imaginer, tout d’itérations nécessaires pour obtenir l’outil correct avant la production de masse nécessite à la fois du temps et de l’argent. Il est rare que vous prototypiez un outil de moulage par injection., Cela arrive cependant, en particulier pour les pièces qui seront fabriquées dans un outil à plusieurs cavités. Par exemple, disons que nous allions mouler par injection un nouveau bouchon de bouteille de shampooing. Ce bouchon aurait probablement des fils pour l’attacher à la bouteille, une charnière vivante, une fermeture à pression et potentiellement un surmoulage. Une entreprise peut choisir de faire un seul outil de cavité de cette partie pour s’assurer que toutes les caractéristiques vont mouler comme vous le souhaitez. Après approbation, ils fabriqueront un nouvel outil capable de mouler, par exemple, 16 bouchons à la fois., Ils font d’abord l’outil à cavité unique, donc s’il y a des problèmes, ils n’ont pas à payer et à attendre qu’il soit corrigé 16 fois pour chaque cavité.

• étant donné que les outils sont généralement fabriqués en acier (un matériau très dur) ou en aluminium, il peut être difficile d’apporter des modifications. Si vous souhaitez ajouter du plastique à la pièce, vous pouvez toujours agrandir la cavité de l’outil en coupant de l’acier ou de l’aluminium. Mais si vous essayez d’enlever le plastique, vous devez diminuer la taille de la cavité de l’outil en y ajoutant de l’aluminium ou du métal., C’est extrêmement difficile et, dans de nombreux cas peut signifier avoir à la ferraille de l’outil (ou une partie de l’outil) entièrement et de recommencer. Dans d’autres cas, vous pourriez être en mesure de souder du métal dans la cavité qui est indésirable.

• le moulage par Injection nécessite une épaisseur de paroi uniforme. Si vous deviez couper une section transversale du moule Panasonic ci-dessus, vous remarquerez que l’épaisseur de la paroi est d’environ 2 à 3 mm d’épaisseur. Il est important de garder les murs trop épais pour éviter les incohérences dans le processus de refroidissement entraînant des défauts tels que des marques d’évier., Une bonne règle de base est de garder les murs inférieurs ou égaux à 4mm d’épaisseur. Plus l’épaisseur du mur le plus matériel que vous utiliserez, plus le temps de cycle et plus votre coût par pièce sera. Inversement, si l’épaisseur de la paroi est inférieure ou égale à 1 mm, vous pourriez avoir du mal à remplir l’outil de moule (ce qui entraînerait des lacunes ou des coups courts). Les concepteurs peuvent compenser cette potentialité en utilisant un matériau avec un indice d’écoulement de fusion plus élevé comme le Nylon qui convient souvent pour des murs aussi minces que 0,5 mm. Différentes techniques de fabrication comme CNC ne nécessitent pas d’épaisseur de paroi uniforme du tout.,

• souvent, de grandes pièces ne peuvent pas être produites par moulage par injection en une seule pièce. Cela est dû aux limitations de taille des machines de moulage par injection et des outils de moulage eux-mêmes. Par exemple d’une grande pièce moulée par injection considérons les caddies à la cible. Bien que la machinerie existe pour mouler de très grandes pièces (p. ex. presses de 1000 tonnes à peu près la taille du cul d’un train), son utilisation est très coûteuse. Pour cette raison, les objets qui sont plus grands que la capacité d’une machine de moulage par injection typique sont le plus souvent créés en plusieurs pièces., Les machines CNC ont des limitations similaires en ce qui concerne la taille du produit, tandis que l’impression 3D a encore plus de limitations. La commande numérique par ordinateur est limitée au voyage et à la taille du lit dans la fraiseuse tandis que les grandes pièces imprimées en 3D doivent souvent être imprimées en plusieurs morceaux, puis collées ensemble.

• les grandes contre-dépouilles nécessitent une conception expérimentée pour éviter et peuvent souvent ajouter des coûts au projet.,

Quelles Sont Les Considérations Pour le Moulage par Injection:

Avant de s’efforcer de produire une pièce par moulage par injection voici quelques-unes des choses suivantes:

1. Considérations Financières
1. Coût d’Entrée: La préparation d’un produit moulé par injection pour la fabrication nécessite un investissement initial important. Assurez-vous de comprendre ce point crucial à l’avant.,
2. quantité de Production
1. déterminer le nombre de pièces produites auquel le moulage par injection devient la méthode de fabrication la plus rentable
2. déterminer le nombre de pièces produites auquel vous vous attendez à atteindre le seuil de rentabilité de votre investissement (tenez compte des coûts production, assemblage, commercialisation et distribution ainsi que le prix prévu pour les ventes). Construire dans une marge conservatrice.,

1. Considérations de Conception
1. Conception de la Partie: Vous voulez la conception de la partie dès le premier jour de moulage par injection à l’esprit. Simplifier la géométrie et minimiser le nombre de pièces dès le début rapportera des dividendes sur la route.
2. conception de L’outil: assurez-vous de concevoir l’outil de moule pour éviter les défauts pendant la production. Pour une liste de 10 défauts courants de moulage par injection et comment les réparer ou les empêcher, lisez ici., Considérez les emplacements des portes et exécutez des simulations à l’aide du logiciel moldflow comme Solidworks Plastics.

1. Production Considérations
1. Temps de Cycle: permet de Réduire les temps de cycle dans la mesure où elle est possible. L’utilisation de machines avec la technologie des canaux chauds aidera tout comme l’outillage bien pensé. De petits changements peuvent faire une grande différence et couper quelques secondes de votre temps de cycle peut se traduire par de grandes économies lorsque vous produisez des millions de pièces.
2. assemblage: Concevez votre pièce pour minimiser l’assemblage., Une grande partie de la raison pour laquelle le moulage par injection est effectué en Asie du Sud-Est est le coût d’assemblage de pièces simples lors d’une course de moulage par injection. Dans la mesure où vous pouvez concevoir l’assemblage hors du processus, vous économiserez beaucoup d’argent sur le coût de la main-d’œuvre.,

un exemple (conception pour le moulage par Injection)

concevoir une pièce qui convient au moulage par injection par rapport à une pièce qui convient à l’usinage, au formage thermique ou à l’impression 3D signifie prendre en compte certaines des différences entre les différentes techniques de fabrication et reconnaître quand votre projet Les pièces typiques que vous voudrez peut-être mouler par injection comprennent des joints, des supports ou des boîtiers., Par exemple, la plupart des outils électroniques grand public sont fabriqués avec une coque en plastique (boîtier) moulée par injection et utilisée pour le corps de l’outil.

considérez le boîtier d’une perceuse électrique produite par Panasonic (voir ci-dessous):

photo fournie avec L’aimable autorisation de Panasonic

l’un des avantages les plus évidents du moulage par injection est que le boîtier sert à de multiples fins. Tout d’abord, il sert de poignée avec laquelle l’utilisateur final peut interagir., Il agit également comme un réceptacle pour la batterie et le moteur ainsi que l’emplacement de divers bossages de vis qui seront utilisés pour fixer l’appareil ensemble une fois que les pièces internes sont assemblées. En d’autres termes, le moulage par injection est extrêmement efficace lorsque vous devez organiser beaucoup de pièces internes dans un boîtier. En conséquence, c’est un moyen fantastique de réduire le nombre total de pièces (« nombre de pièces”). À noter, Cette pièce est également une pièce surmoulée. Pour en savoir plus sur ce processus, lisez ici.,

certaines des autres raisons pour lesquelles le moulage par injection est un bon ajustement pour cet exemple incluent le fait que la perceuse est produite en grand volume. Autrement dit, Panasonic crée un grand nombre de copies de la même poignée de forage. Le moulage par Injection est merveilleux pour ce type de production en volume élevé, car les coûts initiaux élevés remboursent le fabricant au fil du temps avec des coûts unitaires faibles. Pour cette même raison, le moulage par injection peut être un mauvais choix pour une production à faible volume. En outre, il convient de noter qu’il existe certaines contraintes de conception si vous utilisez le moulage par injection., Par exemple, la pièce a une épaisseur de paroi presque uniforme (ce qui est important pour éviter les défauts), et la pièce est fabriquée avec un matériau thermoplastique (ce qui permet de fondre à plusieurs reprises le stock de plastique solide pour la procédure). Si vous conceviez une pièce avec un matériau thermodurcissable, le moulage par injection serait plus nuancé. Vous pouvez mouler par injection un matériau thermodurcissable, mais vous ne pouvez le faire qu’une seule fois. Essayer de faire fondre un plastique thermodurcissable une deuxième fois entraînera la combustion du matériau., De même, une pièce avec une épaisseur de paroi variée nécessiterait plus d’attention dans la conception de l’outil de moule pour assurer un refroidissement uniforme et éviter les défauts pendant la production.

Conclusion

le moulage par Injection est une excellente technologie pour la production finie à grande échelle. Il est également utile pour les prototypes finalisés qui sont utilisés pour les tests de consommation et/ou de produits. Avant ce stade avancé de la production, cependant, l’impression 3D est beaucoup plus abordable et flexible pour les produits aux premiers stades de la conception.