Outil de moulage par injection est l'un des aspects les plus importants de la fabrication actuelle d'une large gamme de pièces en plastique. En outre, il a plusieurs applications sur le marché. Ces produits peuvent aller des pièces automobiles aux ustensiles domestiques, etc. Cet article vous aidera à fournir une analyse plus détaillée des outils de moulage par injection. Nous nous concentrerons sur les différentes catégories, celles qui sont actuellement sur le marché et les principaux fabricants.

Qu'est-ce que l'outillage de moulage par injection ?

Outillage pour le moulage par injection peut être défini comme l'équipement et les outils utilisés dans le processus de moulage par injection. Il permet donc de façonner le plastique fondu en pièces finies. En outre, ce processus est très important pour la production en masse d'articles complexes en plastique, et il offre une grande précision et une grande efficacité. Il peut s'agir de mouler le plastique à l'aide d'une variété de modèles de composants. En outre, l'outillage de moulage par injection se compose d'une base de moule, de son noyau, de canaux de refroidissement et d'une plaque porte-empreinte. L'ensemble de ce dispositif garantit que le plastique en fusion sera formé avec précision, puis refroidi et éjecté du moule.

Comment sont fabriqués les outils de moulage par injection ? Un processus complet

Voici un processus approprié et détaillé de formation des outils de moulage par injection.

1. Phase de conception

●       Design conceptuel : Les ingénieurs et les concepteurs commencent par élaborer le design conceptuel du moule en fonction des spécifications du produit. Ces spécifications peuvent concerner la géométrie des pièces, les fluides d'écoulement ou les fluides de refroidissement.

●       Modélisation CAO : Ensuite, le L'outil de CAO est utilisé pour construire un modèle 3D précis du moule qui doit être produit. Les principaux éléments sont la disposition des composants, l'ébauche, les portes et le système de refroidissement.

●       Examen de la conception : Une fois qu'il est terminé et examiné, il est à nouveau vérifié pour garantir qu'il répond aux exigences fonctionnelles et de fabrication. Il peut donc s'agir de prédire comment le métal s'écoule dans un moule, comment le moule se refroidit, ou encore où et comment les pièces sont éjectées.

2. Prototypage

Dans ce cas, le moule prototype est souvent fabriqué à partir d'un matériau moins coûteux, l'aluminium. Ce moule prototype est généralement utilisé pour tester la conception et confirmer la fonctionnalité du moule. Cette étape permet donc généralement d'identifier les problèmes potentiels et de procéder à des ajustements avant la production finale.

 3. Fabrication d'outils

●       Sélection des matériaux : Une fois la conception et les spécifications finalisées, l'étape suivante consiste à sélectionner le matériau d'outillage approprié. Les matériaux les plus courants sont l'acier à outils (tel que P20, H13), l'acier inoxydable ou l'aluminium. Leur sélection dépend de facteurs tels que le volume de production, la complexité de la pièce et les considérations de coût.

●       Usinage : Les procédés d'usinage CNC sont ensuite utilisés pour découper et façonner les composants moulés à partir du matériau sélectionné. Ces procédés sont généralement le fraisage, le perçage et le meulage de précision. Ils permettent ainsi d'obtenir les dimensions et les états de surface requis.

●       Traitement thermique : Ensuite, Certains matériaux d'outillage subissent des traitements thermiques, à savoir la trempe et le revenu. Ils permettent d'optimiser leurs propriétés mécaniques, telles que la dureté et la ténacité.

4. Assemblage

●       Base du moule : Juste après la fabrication, la base du moule, l'empreinte et les autres composants sont assemblés. Il s'agit donc principalement des inserts de montage, des glissières et de tous les mécanismes nécessaires à l'éjection et au refroidissement des pièces.

●       Montage et alignement :  Les composants y sont soigneusement ajustés et alignés. Ils peuvent ainsi contribuer à la réalisation d'opérations précises lors du moulage par injection.

5. Traitement de surface

Ici, les surfaces critiques du moule, c'est-à-dire la cavité et le noyau, sont soumises à des processus de finition de surface. Elles peuvent ainsi obtenir la douceur et la texture requises. Il peut s'agir de polissage, d'électroérosion (EDM) ou de texturation. Tous ces procédés permettent de conférer des caractéristiques de surface spécifiques aux pièces moulées.

6. Essais et validation

●       Essais : Une fois que le moule est entièrement préparé, il subit des essais. Ceux-ci sont réalisés avec la machine de moulage par injection et le matériau cible dans des conditions de production. Cette phase permet donc de prouver la fonctionnalité du moule, la qualité des pièces et les performances.

●       Ajustements : En cas de problème de moisissure ou de surface, il est nécessaire de procéder à des ajustements. des ajustements peuvent être apportés aux systèmes de refroidissement, d'injection ou d'éjection. Ils peuvent ainsi contribuer à optimiser la qualité des pièces et les temps de cycle.

Types d'outils de moulage par injection

Examinons les différents types d'outils de moulage par injection disponibles.

1. Moules à cavité unique

Les moules à cavité unique peuvent former une pièce à la fois en une seule fois. Ces moules sont utilisés lorsqu'il s'agit d'une production en petite série ou lorsqu'il est nécessaire de produire des pièces de prototypage. En raison de leur structure de base, les moules à cavité unique sont comparativement moins chers et plus faciles à construire que les moules à cavités multiples. Néanmoins, ils fonctionnent lentement car ils ne créent la pièce qu'une seule fois, en un seul cycle. Ils sont généralement utilisés lorsqu'il est nécessaire de respecter des tolérances étroites ou lorsque la pièce peut avoir une désignation difficile à créer dans un moule multi-empreintes.

2. Moules à cavités multiples

Les moules multi-empreintes comportent plusieurs cavités au sein d'un même moule, ce qui permet de produire plusieurs pièces identiques à chaque cycle d'injection. Cela permet d'accroître l'efficacité de la production et rend les moules multi-empreintes adaptés à la fabrication en grande série. Par ailleurs, ces moules sont plus complexes et plus coûteux à fabriquer et à concevoir que les moules à cavité unique. Cependant, ils permettent d'augmenter la production et de réduire les coûts par pièce. Ils peuvent donc justifier l'investissement initial lorsqu'il s'agit de scénarios de production de masse.

3. Moules familiaux

Les moules familiaux créent plusieurs cavités qui produisent une variété de pièces en même temps dans un cycle. Cela signifie que chaque cavité du moule forme une pièce, ce qui peut être idéal pour les environnements d'assemblage où de nombreuses pièces sont le plus souvent nécessaires en même temps. Les moules familiaux sont souvent utilisés pour mouler des pièces appartenant à un groupe spécifique. Ils permettent en effet de mouler simultanément les membres de ce groupe, ce qui réduit les délais. Cependant, ils doivent être très bien conçus en termes de temps de remplissage et de refroidissement de toutes les cavités du moule. Cette condition peut les rendre plus difficiles à produire et à maintenir que les moules à une ou plusieurs cavités.

4. Moules à deux tirs

Les moules à deux tirs, ou moules multimatériaux ou multicolores, permettent de mouler deux matériaux ou couleurs différents en un seul cycle. Cette technique est idéale dans de nombreux cas, comme celui des engrenages nécessitant l'incorporation de différentes couleurs ou matières. On peut ainsi obtenir des pièces avec des poignées ou des zones multicolores. Le processus comprend deux cycles d'injection distincts : le premier matériau est injecté, puis il est partiellement refroidi. Ensuite, le matériau est injecté par-dessus ou autour du premier matériau. La fonction et l'aspect des pièces peuvent être améliorés grâce à la méthode de moulage en deux temps. Toutefois, ce procédé exige un équipement exclusif et une conception précise des moules.

5. Moules pour canaux chauds

Ces moules utilisent un système de chauffage afin de maintenir le plastique à l'état fondu lorsqu'il s'écoule à travers le système de glissières vers les cavités du moule. Cette approche de la reproduction à l'état brut diminue l'ampleur des déchets plastiques, car il n'y a plus de patins à détacher et à recycler. Les systèmes à canaux chauds peuvent réduire les temps de cycle et améliorer la qualité de la pièce, car ils permettent de maintenir la continuité du plastique fondu, améliorant ainsi les garanties de mauvais état de surface. Les systèmes à canaux froids sont plus faciles à concevoir que les moules à canaux chauds, mais ces derniers sont relativement coûteux, tant au niveau de la conception que de la fabrication et de la maintenance.

6. Moules à canaux froids

Les moules à canaux froids sont dotés de canaux dans lesquels la matière plastique fondue s'écoule avant de pénétrer dans les cavités. En revanche, dans les systèmes à canaux froids, les blocs de canaux se solidifient avec la pièce et doivent être retirés et fréquemment recyclés ou mis au rebut. Ces moules sont généralement plus faciles et moins chers que les moules à canaux chauds. Ils se prêtent donc à une utilisation généralisée. Cependant, ils produisent plus de déchets et la durée du cycle peut être plus longue en raison de la nécessité de refondre et de manipuler les patins solidifiés.

Différents paramètres et valeurs clés associés à l'outillage de moulage par injection

Voici quelques paramètres et valeurs clés qui sont généralement associés à l'utilisation de la technologie de l'information. Outillage de moulage par injection.

Quels sont les avantages de l'outillage pour moules à injection ?

●       Haute efficacité : On peut toutefois noter qu'une fois les moules conçus et construits, le processus d'injection du matériau dans le moule est très efficace, ce qui permet de créer de nombreuses pièces en peu de temps.

●       Cohérence et précision : Le moulage par injection permet également un démoulage précis et régulier, ce qui permet d'obtenir des tolérances similaires pour la grande série de la même pièce.

●       Géométries complexes : Ce processus permet aux concepteurs de réaliser des dessins multiples et élaborés sur les pièces. Ce qui ne serait pas possible avec d'autres techniques.

●       Moules, Variété : Les polymères thermoplastiques et thermodurcissables, ainsi que les élastomères, sont préférés pour la plupart des matériaux. Parce qu'ils font preuve de souplesse dans leur sélection.

●       Peu de déchets : Le moulage par injection est aujourd'hui respectueux de l'environnement, principalement grâce aux systèmes à canaux chauds. En outre, il ne permet pas le gaspillage de matériaux.

●       Solidité et durabilité : Il permet d'incorporer des charges dans le matériau injecté afin d'améliorer la résistance et l'endurance des pièces.

●       Automatisation : Le moulage par injection peut impliquer un niveau élevé d'automatisation, ce qui tend à avoir un impact sur la réduction des coûts de main-d'œuvre et l'augmentation de la productivité.

Quels sont les inconvénients de l'outillage de moulage par injection ?

Voici quelques inconvénients et limites de l'outillage de moulage par injection.

●       Coût initial élevé de l'outillage : La création et le développement de moules impliquent des coûts importants, car les conceptions peuvent être complexes, ce qui entraîne souvent des coûts très élevés.

●       Longs délais d'exécution : De la conception à la production, il peut s'écouler beaucoup de temps, ce qui, à vrai dire, est chronophage pour les projets dont le calendrier est serré.

●       Limites de la conception : Le changement de moule est coûteux et, parfois, il nécessite l'acquisition de nouveaux moules. 

●       Machine ; elle a des contraintes : Il n'est pas possible d'utiliser tous les matériaux pour le moulage par injection, ce qui réduit le type de matériau à utiliser.

●       Limitations de la taille des pièces : La production est limitée par la taille du moule et de la machine ; elle est difficile pour les grandes pièces.

●       Entretien du complexe : D'autre part, les moules doivent faire l'objet d'un entretien périodique afin de garantir leur productivité et leur durabilité.

●       Défis en matière de contrôle de la qualité : Il peut être difficile à maintenir, en particulier avec les nombreux cycles de production sur les marchés mondiaux actuels. 

●       Impact sur l'environnement : En tant que processus de fabrication, le moulage par injection peut produire des plastiques et donc des déchets plastiques, ce qui nécessite des mesures d'élimination des déchets. 

Conclusion

En conclusion, les outils de moulage par injection occupent une place très importante dans la fabrication moderne. Ils apportent polyvalence et efficacité dans la production de pièces en plastique. Il est donc très important de comprendre les différents types d'outils et les facteurs permettant de choisir le bon fabricant. En outre, la qualité et la précision, l'assistance à la clientèle, le coût et le délai d'exécution sont également des éléments très importants à prendre en compte lors de la sélection d'un fabricant. En outre, ce domaine du moulage par injection est en constante évolution et permet d'atteindre des performances optimales et une durabilité dans les opérations de fabrication.

Questions fréquemment posées

Q1. Combien de temps faut-il pour fabriquer un outillage de moulage par injection ?

Le délai d'exécution est le temps nécessaire à la fabrication du produit. Il peut donc prendre de quelques semaines à plusieurs mois, en fonction de la complexité de la conception. En outre, il peut évoluer dans le temps.

Q2. Quels sont les facteurs à prendre en compte lors du choix d'un fabricant d'outillage ?

Ce facteur peut être l'expérience, la qualité, le service à la clientèle, le prix, le temps et la capacité à traiter certains matériaux. En outre, les pièces complexes doivent également être prises en considération.

Q3. Quels sont les problèmes courants liés à l'outillage de moulage par injection ?

Ces problèmes comprennent les défauts des pièces, c'est-à-dire les déformations ou les marques d'enfoncement, les variations de qualité et l'exigence de la localisation d'un contrôle rigoureux des facteurs d'injection.