Qu'est-ce que le moulage par compression ?

Dans cet article, nous examinerons ce que Moulage par compression est, les caractéristiques importantes des moules utilisés, les types de matériaux compatibles et les Avantages et inconvénients du processus. Nous examinerons également les nombreux cas d'utilisation du moulage par compression et le comparerons à d'autres procédés de moulage. Poursuivez votre lecture pour explorer l'un des plus anciens procédés de moulage encore en usage.

Qu'est-ce que le moulage par compression ?

Moulage par compression Il s'agit d'un procédé de production qui utilise un moule chauffé des deux côtés, supérieur et inférieur, pour comprimer un matériau moulable selon une forme déterminée par le moule. chaleur et pression sont des aspects importants du processus de moulage par compression.

La chaleur permet au matériau utilisé pour le moulage par compression de fondre ou de durcir, selon le type de matériau utilisé. La pression force le matériau ramolli à s'écouler uniformément dans les cavités du moule.

Comme son nom l'indique, forces de compression sont essentielles à cette méthode de moulage. Le tonnage des presses utilisées peut atteindre 2500 tonnes. Le moulage par compression est une excellente méthode de fabrication pour la production à grande échelle. 

Le processus de moulage par compression

Le procédé de moulage par compression présente quelques variations selon le type de matériau utilisé. Cependant, le procédé principal peut être décomposé comme suit : six étapes de base. 

Étape 1 : Préparation de la machine pour le moulage

Il y a différents types d'équipements de moulage par compression, mais chaque étape devra être préparée d'une manière ou d'une autre avant le début du cycle de production. Cela peut inclure des actions telles que :

• Nettoyer le moule
• Pulvériser un agent de démoulage 
• Allumer le feu et préchauffer le moule
• Placer des inserts, etc.

Ces actions sont essentielles et l’omission d’une étape pourrait entraîner une pièce défectueuse ou endommagée.

Étape 2 : Mesurer et charger la matière première

La quantité d' matériau plastique La quantité de matière utilisée dans le moulage par compression doit être mesurée avec précision. Cela permet de garantir l'homogénéité des produits. Une quantité excessive de matière dans le moule peut entraîner plusieurs problèmes, notamment :

• Quantités excessives de flash qui doivent être coupées
• Les défis du démoulage
• Moules endommagés
• Précision dimensionnelle faible

D'un autre côté, trop peu de matière peut donner lieu à une pièce qui manque de la bonne densité, présente une mauvaise qualité de surface ou présente même des sections de matériau manquantes. 

Une fois la quantité de matière mesurée, elle est placée dans la cavité du moule. Le matériau de moulage peut être préchauffé avant d'être placé dans le moule. Cela peut aider à réduire le temps de cycle.

Étape 3 : fermeture du moule/compression du matériau

Une fois le matériau en place, le moule est fermé pour appliquer la compression qui force le matériau dans chaque partie de la cavité du moule. De la chaleur peut également être appliquée au moule à ce stade pour ramollir le matériau ou pour faciliter le durcissement des matériaux thermodurcissables. 

La fermeture du moule s'effectue à une vitesse prédéterminée pour des temps de cycle plus rapides. La vitesse ne doit pas non plus être trop élevée car le matériau peut être déplacé de l'intérieur de la cavité du moule. 

Étape 4 : Durcissement ou refroidissement

Une fois le moule fermé, le matériau est maintenu en place pendant un certain temps, généralement de 1 à 5 minutes. Pour un plastique thermodurcissable, le matériau subit une réticulation pendant cette période. La réticulation est le processus par lequel le polymère se réticule, ce qui donne une pièce solide. propriétés spécifiques.

Dans le cas d' thermoplastiques, la pièce formée dans le moule est refroidie pendant cette période jusqu'à ce qu'elle soit suffisamment dure pour être retiré sans être endommagé.

Étape 5 : Démoulage

Au cours de cette étape, le moule est ouvert et la pièce solide est retirée du moule. Broches d'éjection et autres systèmes mécaniques peut vous aider. Dans certains cas, le démoulage peut être effectué à la main. 

Certaines pièces ont un processus de démoulage plus compliqué que d'autres. Par exemple, pour une pièce moulée à l'aide d'inserts, ceux-ci doivent être retirés à un moment donné lors de l'étape de démoulage.

Étape 6 : post-traitement

Après avoir été démoulée, une pièce peut nécessiter quelques étapes supplémentaires avant d'être considérée comme prête. À ce stade, il est courant de retirer l'excédent de matière ou les bavures. D'autres pièces peuvent nécessiter un traitement thermique. réduire les contraintes internes ou le nettoyage.

Conception de moules en moulage par compression

Le succès du moulage par compression commence par concevoir le bon moule pour votre pièce. Les mécanismes du moulage par compression imposent certaines limitations aux caractéristiques qu'une pièce peut avoir. Il est important d'être conscient de ces limites pour garantir que la pièce conçue puisse être fabriquée.

Choisissez un niveau de complexité réalisable

Les machines de moulage par compression peuvent être utilisées pour mouler des pièces avec conceptions complexes, mais cela rend le processus plus difficile. 

Une conception complexe peut ajouter plusieurs étapes au processus. De telles conceptions peuvent également compliquer l'écoulement du matériau et son intégration dans chaque partie du moule. Des étapes supplémentaires entraînent des cycles de production plus longs et des coûts plus élevés, tandis qu'un mauvais écoulement du matériau peut entraîner des défauts dans la pièce.

Le concepteur du moule doit avoir l'expérience nécessaire pour proposer un design qui crée des pièces complexes sans réduire de manière significative la fabricabilité de la pièce finale.

Facilitez l’éjection des pièces

La facilité d'éjection des pièces doit être prise en compte lors de la conception d'une pièce, car les pièces difficiles à l'éjection peut être confrontée aux problèmes suivants:

• Temps de cycle longs
• Mauvais état de surface
• Rupture lors de l'éjection

Deux facteurs facilitent l'éjection des pièces : l'utilisation des angles de dépouille dans la conception du moule et l'évitement des contre-dépouilles. 

Choisissez une épaisseur de paroi appropriée

Les parois épaisses comme les parois minces peuvent poser problème aux pièces moulées. Les parois épaisses sont sujettes à la formation de vides internes, causés par un refroidissement excessif des parois extérieures. plus rapide que les sections intérieures. 

Parois minces manque de force pour résister aux forces de déformation induites par les variations de température. Ils sont plus susceptibles de se déformer ou de se déformer lors du refroidissement de la pièce.  

Ces défis signifient que la conception du moule doit choisir une épaisseur de paroi optimale en fonction de la besoins structurels de la pièce et l'écoulement du matériau. Les nervures sont souvent utilisées pour obtenir des pièces solides sans parois épaisses. 

Considérez le matériel

Différents matériaux se comporter différemment Pendant le moulage par compression, certains matériaux s'écoulent moins facilement. D'autres chauffent ou refroidissent plus ou moins vite. Certains matériaux peuvent également se dilater ou se contracter à certaines étapes du processus.

La conception du moule doit prendre en compte ces faits pour éviter de fabriquer des pièces défectueuses ou des pièces avec dimensions incorrectes. 

Concevoir pour durer

Le moulage par compression est classé comme une méthode de fabrication à haut volumeCela signifie que le moule utilisé doit durer longtemps et être utilisé pour de nombreuses pièces.

Pour garantir que ce soit le cas, le moule doit être conçu de manière à ce que minimise les effets néfastes de températures et de pressions élevées. 

Les parties du moule qui peuvent être plus facilement endommagées doivent être conçues pour être facile à réparer. Cela réduira les temps d’arrêt au cas où ces pièces devraient être remplacées ou réparées.

Matériaux pour le moulage par compression

Le moulage par compression est l'un des rares procédés de fabrication pouvant fonctionner à la fois thermodurcissables et thermoplastiques. Cela élargit considérablement la gamme de produits pouvant être fabriqués grâce à ce procédé. Parmi les matériaux couramment utilisés aujourd'hui, on trouve : silicone, époxy et PEHD.

Silicone

Silicone est un matériau élastomère étonnant qui remplace caoutchouc naturel dans de nombreuses applications. Il a meilleure résistance à la température Il est très efficace comme isolant. Il est également plus résistant que le caoutchouc et peut être utilisé dans les deux cas. applications médicales et alimentaires.

Le silicone est idéal pour le moulage par compression car il coule facilement, lui permettant de bien remplir les formes du moule. Silicone est couramment utilisé pour produire joints, jointset des parties de équipement médical.

PU

PU, également connu sous le nom polyuréthane, est utilisé pour fabriquer des pièces à fort impact résistance, résistance à l'abrasion et ténacité. Selon la formulation, une pièce en PU peut avoir de nombreuses qualités physiques différentes. 

Ce thermodurcissable s'écoule facilement et, grâce au moulage par compression, peut être utilisé pour fabriquer des roues, des joints, des rouleaux, etc.

HDPE

Polyéthylène de haute densité est un thermoplastique qui fond facilement et coule bien À l'état fondu. Il peut être utilisé pour le moulage par compression de pièces assez complexes. Ce matériau présente une excellente stabilité dimensionnelle et une excellente résistance aux chocs. 

Le moulage par compression est utilisé pour la fabrication de pièces en PEHD destinées aux applications industrielles et automobiles.

Epoxy

Les pièces en époxy durci sont très solides et durables. Elles peuvent être utilisées pour isolation électrique et même aérospatiale composants. À l'état non durci, la résine s'écoule facilement et remplit bien les cavités du moule. 

Les pièces époxy peuvent résister à des températures élevées et ont une excellente stabilité dimensionnelle.

PTFE

Polytétrafluoroéthylène Il présente d'excellentes propriétés antiadhésives et est également très résistant aux produits chimiques. Le PTFE est un matériau idéal pour le moulage par compression, car il coule facilementLes roulements, les joints et les pièces d’isolation électrique peuvent tous être moulés à l’aide de PTFE.

Comparaison avec d'autres procédés de moulage

Moulage par compression et moulage par injection sont fréquemment comparés car les deux procédés utilisent des moules. Malgré un degré de chevauchement important, ces deux méthodes de fabrication sont sensiblement différents et répondent généralement à des besoins de fabrication différents.

Moule ouvert ou fermé

Le moulage par compression utilise une conception de moule ouvert. Le matériau est placé dans la cavité exposée du moule avant que la partie supérieure du moule ne se referme dessus. 

D'autre part, moulage par injection Usages une conception de moule ferméLe matériau est injecté dans un moule déjà fermé. Des passages sont prévus pour l'introduction du matériau ou sa ventilation.

Conception de pièces

La nature ouverte des moules utilisés pour le moulage par compression en fait un procédé adapté à la fabrication de pièces de grandes dimensions aux géométries simples, comme des panneaux. Des pièces telles que pare-chocs de voiture peut être facilement réalisé en utilisant ce procédé. 

Le caractère fermé de moulage par injection Les moules en font un excellent processus pour la production de pièces aux conceptions plus complexes. Les matériaux sont introduits dans le moule à un la pression élevée qui lui permet de couler en formes complexes.

Coût d'installation

La mise en place d'une opération de moulage par injection a tendance à être plus cher que la mise en place Pour le moulage par compression. Les coûts d'outillage sont assez élevés, car ils doivent pouvoir supporter les pressions élevées du processus de moulage par injection et contrôler rigoureusement les paramètres du procédé.

L'outillage pour le moulage par compression ne coûte pas aussi cher, ce qui en fait un meilleur choix lorsque le volume de production est plus faible.

Temps de cycle

Les cycles de moulage par compression peuvent durer entre une et six minutes. Certains cycles de moulage par injection, en revanche, peuvent durer plus longtemps. aussi peu que deux secondes. 

Il y a des cas où les délais de production pour le moulage par injection Les vidéos durent plus d'une minute, mais elles constituent généralement un processus plus rapide et constituent un excellent choix pour la production de masse. 

Cette différence dans les temps de cycle vient du fait que les processus de moulage par injection sont généralement entièrement automatisés, tandis que le moulage par compression peut être manuel, avec des pièces nécessitant du temps pour guérir avant d'être éjecté. Le chargement des matériaux et l'éjection des pièces peuvent également être effectués manuellement dans le moulage par compression.

Niveau de précision

Le processus de moulage par injection est un processus beaucoup plus précis Comparé au moulage par compression, les moules utilisés pour le moulage par injection sont fabriqués à partir de matériaux très résistants. Ils sont donc moins susceptibles de présenter des défauts affectant la forme et les dimensions des pièces.

Le niveau de précision est suffisamment élevé pour que les pièces moulées par injection n'en aient pas besoin. post-traitement. 

Options matérielles

Bien que le moulage par injection fonctionne bien avec de nombreux matériaux, un cas particulier avec le moulage par compression est qu'il peut utiliser composé de moulage en vrac ou composé de moulage en feuille. Ces matériaux contiennent des fibres coupées et peuvent être utilisés pour fabriquer des pièces composites. 

Le moulage par injection ne peut pas utiliser de tels matériaux et ne convient pas à la réalisation de pièces en matériaux composites.

Avantages et inconvénients du moulage par compression

Le moulage par compression a survécu pendant plus d'un siècle. C'est parce qu'il avantages cela comprend:

• Coût d'outillage réduit : Les équipements associés au moulage par compression, comme les presses hydrauliques, sont moins complexes que ceux utilisés pour le moulage par injection. Cela rend le démarrage d'une opération de moulage par compression moins coûteux.

• Mieux pour la production à faible volume : Le coût inférieur de l’outillage de moulage par compression le rend meilleur pour les faibles volumes de production. En effet, moins de produits sont nécessaires pour atteindre le seuil de rentabilité. 

• Idéal pour les gros objets : Les principaux facteurs limitants en termes de taille et de poids des pièces réalisées par moulage par compression sont le tonnage et la taille de la presse. Par conséquent, le moulage par compression est couramment utilisé pour fabriquer des pièces plus grandes que le moulage par injection et d’autres processus.

• Les inserts sont possibles : Le moulage par insert est le moulage d’un matériau sur un autre. Ceci est possible avec le moulage par compression si les méthodes et les outils appropriés sont utilisés.

• Pièces fortes : Le moulage par compression produit des pièces denses et assez robustes, grâce aux forces de compression importantes qu'il utilise.

• Compatibilité matérielle : Le moulage par compression est compatible avec de nombreux types de matériaux différents, y compris les composites imprégnés de fibres.

Cette méthode de fabrication n'est pas toujours adaptée à certains produits. désavantages du moulage par compression comprennent :

• Complexité de la pièce : Le niveau de complexité qui peut être atteint en utilisant le moulage par compression n'est pas faible, mais il ne peut pas rivaliser avec le moulage par injection et certains autres procédés.

• Délais de fabrication : Les délais de production du moulage par compression sont plus longs que ceux du moulage par injection.

• Post-traitement: Sans mesures appropriées, les bavures peuvent constituer un problème majeur lors du moulage par compression. Cet excédent de matière doit être éliminé, une étape supplémentaire qui peut s'avérer coûteuse.

Les applications du moulage par compression

Le moulage par compression peut être utilisé pour fabriquer une large gamme de pièces à partir de polymères thermoplastiques et thermodurcissables. En voici quelques exemples :

• Pièces électriques: Les prises, plaques frontales, interrupteurs et autres composants électriques peuvent être fabriqués par moulage par compression.

• Appareils électroniques: Des pièces de claviers, de manettes de jeu, etc. peuvent être fabriquées à l'aide de cette technique.

• Pièces automobiles: De grands panneaux et autres pièces de véhicules peuvent être fabriqués par moulage par compression. 

• Pièces de dispositifs médicaux : Les masques respiratoires et autres dispositifs médicaux sont fabriqués par moulage par compression.

Conclusion

Le moulage par compression n'a pas la sophistication du moulage par injection, mais il reste le meilleure méthode pour fabriquer certains types de produits.

Ce procédé de fabrication est simple, et les matériaux sont même chargés manuellement dans le moule. Malgré sa simplicité, il permet d'obtenir des produits très résistants. haute résistance et bonne finition de surface, et il peut même gérer certaines géométries complexes. 

Le moulage par compression fonctionne désormais avec de nombreux matériaux thermodurcissables et thermoplastiques, et ses produits sont utilisés dans de nombreuses industries. 

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