Qu'est-ce que le moulage par injection plastique et comment ça marche ?

Le moulage par injection de plastique est essentiel dans plusieurs industries. Cela fonctionne en créant un produit souhaité à partir de matière plastique fondue.

Table des matières

Le moulage par injection de plastique est l'un des processus de fabrication de pièces en plastique. La demande de pièces complexes en grandes quantités augmente dans l'industrie manufacturière. Heureusement, le processus de moulage par injection plastique a relevé ce défi.

Mais comment fonctionne le moulage par injection plastique ? Cet article explore en détail le processus de moulage par injection de plastique ainsi que les avantages et les limites du processus.

Qu'est-ce que le moulage par injection plastique ?

Moule pour la fabrication de plastique

Le moulage par injection de plastique est un processus populaire pour la fabrication de pièces et d'articles en plastique complexes et complexes. Le processus de fabrication consiste à injecter et à remplir du plastique fondu dans des moules sur mesure selon les spécifications. Une fois que le moule a refroidi et que le plastique s'est solidifié, vous obtenez votre composant en plastique fini.

Le moulage par injection de plastique est essentiel dans la fabrication car il permet de créer des produits de différentes tailles avec des conceptions complexes. Ce processus fabrique des composants en plastique dans plusieurs secteurs, notamment le médical, les biens de consommation, l'emballage et l'automobile.

De plus, comme le procédé fabrique des produits en grande quantité, il permet de maîtriser les coûts.

En 1872, John Kite invente la machine à mouler le plastique pour la production de boules en plastique. Le processus était également utilisé pour fabriquer de petits objets comme des peignes et des boutons. Cependant, avec la croissance rapide de l'industrie, ce procédé est désormais utilisé pour fabriquer des pièces complexes.

Le processus de moulage par injection plastique

Cycle de moulage par injection

Le processus de moulage par injection de plastique comprend une série d’étapes, dont les suivantes :

Étape 1 : Serrage

Lors de l'étape de serrage, une force de serrage suffisante est appliquée pour fermer les demi-moules avant d'injecter la matière plastique fondue. Cependant, la force de serrage maintient toujours le moule en place, permettant au matériau injecté de demeurer dans les cavités.

Étape 2 : Injection

Les granulés de plastique brut sont fondus et injectés dans le moule lors de cette étape. Les facteurs affectant le processus d'injection comprennent la température du canon et de la buse, la contre-pression de la vis et le débit du plastique. La température du baril affecte la fluidité du plastique fondu.

Réglez la température du fût entre le point de fusion et la température de thermo-décomposition du plastique. Si la température est trop élevée, le plastique risque de déborder, provoquant des éclairs. À l’inverse, si la température est trop basse, cela peut ralentir l’écoulement, entraînant des lignes de fusion et des pièces non remplies.

De plus, la température de la buse doit être inférieure à la température du canon. Sinon, le plastique fondu coulera et se décomposera à l'intérieur de la buse. Cela bloque alors la buse et entraîne des produits finis de mauvaise qualité, notamment des buses bouchées et une mauvaise qualité de tir.

La contre-pression de la vis, également connue sous le nom de pression plastique, est la pression appliquée au plastique fondu par la vis. Si la pression est trop élevée, elle augmente l’écoulement du plastique, ce qui peut entraîner la formation de flash. À l’inverse, le débit diminue lorsque la pression est faible, ce qui peut entraîner la formation de bulles et de vides.

Le débit de plastique est un autre facteur affectant le processus d'injection. La viscosité du plastique dépend de son débit. Par conséquent, le débit doit être suffisant pour injecter du plastique fondu dans la cavité du moule sans déformation.

Étape 3 : Refroidissement

Après avoir injecté le plastique fondu dans le moule et l'avoir laissé reposer, il se refroidit. Au cours de cette étape, la pression régnante est la pression de maintien, assurant que le plastique fondu devient compact lors de la solidification. Le moule dispose d'un système de refroidissement qui évacue la chaleur et facilite le refroidissement.

Il n'y a pas de taux et de temps de refroidissement définis. Les facteurs affectant ce taux et ce temps incluent la conception du moule, le matériau utilisé et les attentes du produit final.

Étape 4 : Éjection

Éjection du produit fini

Après refroidissement de la pièce moulée, le moule est ouvert et le produit fini est éjecté. Le système d'éjection est constitué de broches d'éjection poussant le produit solidifié hors des plaques de moule. Un agent de démoulage peut également aider à retirer facilement la pièce moulée.

Étape 5 : Tailler

Une fois la pièce formée et éjectée, le processus de finition consiste à couper l'excédent de plastique. Le rognage a lieu dans une autre machinerie. Après avoir taillé et poli les pièces, elles sont emballées et prêtes à être distribuées.

Quels équipements doivent être utilisés dans le moulage par injection plastique ?

Moule à injection pour pièces en plastique

Composants de la machine de moulage par injection

La machine de moulage par injection comprend une unité de serrage, une unité d'injection et un système d'éjection. L'unité de serrage est chargée de maintenir les plaques de moule alignées, d'ouvrir et de fermer les plaques et d'appliquer une force de serrage suffisante de l'étape d'injection à l'étape de refroidissement.

L'unité d'injection comprend une trémie d'alimentation, un cylindre, des réchauffeurs et une vis alternative. Cette unité fournit du plastique fondu, applique de la chaleur au plastique et l'homogénéise avant de le pousser dans les cavités du moule. Le système d'éjection facilite le retrait des pièces moulées en plastique des cavités du moule.

Types de machines de moulage par injection

Moule à injection à canaux froids vs canaux chauds

Il existe trois machines de moulage par injection populaires, en fonction de leur mécanisme de fonctionnement. Ces machines sont hydrauliques, électriques et hybrides.

  • Machine de moulage par injection hydraulique

La machine de moulage par injection hydraulique est relativement simple à utiliser et à entretenir. La machine injecte du plastique fondu dans les cavités du moule à haute pression.

Ce type de machine de moulage par injection de plastique est un excellent choix pour les entreprises novices dans le moulage par injection car il produit de grandes pièces en peu de temps. Cependant, l'inconvénient de la machine à injection hydraulique est sa pollution sonore.

  • Machine de moulage par injection électrique

Comme son nom l'indique, une presse à injecter électrique utilise de l'électricité. En raison de son efficacité énergétique, la machine n'est pas bruyante et ne traîne pas lorsque des changements de pression se produisent.

Une autre caractéristique de la machine de moulage par injection de plastique électrique est qu'il s'agit d'un processus de production à grand volume, produisant des composants en plastique en peu de temps. L'inconvénient de la machine de moulage électrique est son coût initial élevé.

  • Machine de moulage par injection hybride

La machine d'injection hybride est le meilleur des deux mondes. La machine est économe en énergie et ne produit pas autant de vibrations. Il est également précis et précis, ce qui le rend idéal pour la fabrication de pièces en plastique avec des tolérances serrées.

Composants de moulage par injection

Produits moulés par injection

Tous les types de machines de moulage par injection utilisent un moule. Le moule se compose de deux plaques, et elles sont fixées à l'unité de serrage. Les plaques ont une cavité qui est une section façonnée qui donne au plastique fondu sa forme finale.

Le moule à injection a également une ligne de séparation qui peut être droite ou courbe. Cette ligne indique généralement la séparation entre les deux moitiés de moule.

Que sont la conception et la construction de moules ?

Pièces en plastique moulées par injection

Importance

La conception et la construction du moule font partie intégrante du succès et de la fonctionnalité de la pièce en plastique souhaitée. La conception de moules personnalisés offre des possibilités illimitées. Selon l'application, vous pouvez créer des moules pour fabriquer n'importe quoi, des composants mécaniques aux dispositifs médicaux. La conception du moule assure également la cohérence du produit, réduisant considérablement les erreurs de fabrication.

Des concepteurs et programmeurs qualifiés créent de nouveaux moules à l'aide du dernier logiciel CAD-CAM pendant le processus de conception. Avant de fabriquer le moule, la conception 3D est testée et optimisée jusqu'à ce qu'elle soit prête pour la machine CNC. Ensuite, une forme brute de moule est sculptée dans de l’aluminium ou de l’acier.

L'aluminium et l'acier sont les matériaux les plus courants pour la sculpture de moules. Bien que les moules en acier soient durables et permettent plus de coups par moule, ils sont plus lents et plus coûteux à fabriquer. Les moules en aluminium, en revanche, sont plus rapides et plus abordables à fabriquer. Néanmoins, ils ont une courte durée de vie et ne permettent que quelques coups par moule.

Après avoir choisi un matériau approprié pour le moule et découpé la forme brute du moule, un usinage de précision est utilisé pour finaliser la forme finale du moule. Le moule est ensuite assemblé. Par conséquent, ces moules ont un haut degré de précision.

Facteurs pris en compte dans la conception de moules

Composants en plastique complexes et petits

Les facteurs à prendre en compte lors de la conception d'un moule pour une pièce en plastique incluent les options de matériaux, les tolérances critiques et les retassures. Vous devez également tenir compte de la voie d'éjection, de la ligne de séparation, de la taille du moule et de la disposition de la cavité.

Types de moule

Lors de la conception et de la construction de moules, il est essentiel de noter qu'il existe différents types. Les types de moules comprennent les canaux chauds, les canaux froids, les moules à deux/trois plaques et les moules familiaux.

Le moule à canaux chauds a une buse avec de la chaleur. Après moulage, la pièce en plastique n'a pas de carotte et la marque de porte est très petite. D'autre part, le moule à canal froid a une buse de carotte, et il est nécessaire de couper la carotte après le moulage. Ce type de moule laisse également une très grande marque de grille.

Les moules à deux et trois plaques sont tous deux des moules à canaux froids. Le moule laisse une grande marque de porte dans les moules à deux plaques, et vous devez couper la porte de carotte après le moulage. Le moule à trois plaques a une plaque de guidage supplémentaire par rapport au moule à deux plaques. Ce moule laisse de très petites marques de porte et la carotte est coupée automatiquement.

Quels sont les différents types de moulage par injection plastique ?

plastique moulé par injection

Moulage par injection conventionnel

Le moulage par injection conventionnel consiste à injecter du plastique fondu dans des moules pour former des pièces en plastique de plusieurs formes. Cette méthode de moulage par injection présente plusieurs avantages, notamment la précision dans la production de conceptions complexes et une production de masse rapide.

De plus, avec le moulage par injection conventionnel, vos pièces en plastique peuvent avoir de nombreux détails et caractéristiques remarquables.

Moulage par insertion

Le processus de moulage par injection d'inserts moule les pièces en plastique autour des inserts. Ces inserts peuvent être non plastiques, et ce sont souvent de simples objets. Le moulage par insertion combine le plastique et d'autres matériaux en une seule unité, renforçant la pièce en plastique et améliorant sa résistance à la traction et à l'usure. Pendant le processus de moulage de l'insert, l'insert est placé dans la cavité du moule avant que le plastique fondu ne soit injecté.

Le moulage par insertion est souvent utilisé dans l'industrie électronique. Il est utilisé pour intégrer des composants électroniques dans des plastiques et pour fabriquer des câbles et des tuyaux isolés.

Surmoulage

Le surmoulage est similaire mais différent du moulage par insert. Dans le processus de surmoulage, la couche de base est d'abord moulée. Ensuite, le plastique fondu est moulé sur la partie de base. Le surmoulage crée un produit unique avec une résistance à la traction élevée et une durée de conservation prolongée.

Le surmoulage est souvent utilisé pour fabriquer des poignées ergonomiques sur des outils électriques, des feux arrière de voiture avec des pièces colorées et des outils matériels, notamment des tournevis, des pinces et des marteaux.

Micro moulage

Micromoulage

Le micro moulage est utilisé pour produire des pièces en microplastique. Les micro-pièces pèsent généralement moins d'un gramme. Le processus d'injection par micro-moulage est hautement spécialisé et de haute précision, produisant des composants en plastique dans la forme souhaitée par milliers et millions.

Le micro-moulage est souvent utilisé pour fabriquer des lentilles et des capteurs pour les appareils optiques, les appareils microélectroniques, les œillets et la protection du récepteur pour les prothèses auditives.

Moulage par injection de liquide

Moulage par injection liquide fabrique des produits en caoutchouc à partir de caoutchouc de silicone liquide et d'élastomères similaires. Cette méthode de moulage par injection est polyvalente et précise. Ce processus thermodurcissable mélange le caoutchouc de silicone liquide durci au platine avant de l'injecter dans un moule chauffé et scellé. Ensuite, le moule chauffe le mélange liquide pour initier le durcissement. Une fois durci, la machine de moulage éjecte le produit.

Le moulage par injection de liquide est utilisé dans plusieurs industries, notamment la médecine, l'automobile, l'alimentation et les boissons. De plus, il est utilisé pour fabriquer des joints, des capteurs, des joints et des amortisseurs de vibrations.

Machine de moulage par injection

Quels sont les avantages du moulage par injection plastique ?

Haute efficacité et précision

Le processus de moulage par injection de plastique est très efficace et précis. Le processus utilise un moule pour façonner le plastique fondu. Par conséquent, toutes les pièces fabriquées sont identiques, même avec plusieurs lots.

Large gamme de matériaux

La machine de moulage par injection peut manipuler et mouler une large gamme de matériaux, y compris des plastiques résistants aux produits chimiques et des matériaux thermoplastiques, dans les formes et tailles souhaitées.

Rapport coût-efficacité

Le processus de moulage par injection est un processus de production à haut volume qui permet de réduire les coûts sur plusieurs cycles de fabrication. Cependant, votre matière première et la complexité de votre conception augmentent le coût du processus. Néanmoins, comparé à d'autres méthodes de fabrication, le moulage par injection est plus abordable.

Flexibilité de conception

Le processus de moulage par injection de plastique est flexible - il peut fabriquer des pièces en plastique simples et complexes. De plus, il est facile de personnaliser les moules et d'imprimer un nom de marque ou un logo sur les pièces en plastique pendant le processus de fabrication.

Cohérence et répétabilité

Bien que le processus de moulage par injection de plastique moule plusieurs pièces en plastique en un seul cycle de production, les pièces ont une qualité constante. Cependant, même s'il y a des pièces qui ne répondent pas à la norme, le taux de rejet est minime et souvent négligeable.

moulage par injection

Applications du moulage par injection plastique

  • Industrie automobile Moulage par injection plastique: Il est largement applicable dans l'industrie automobile. Il est utilisé pour produire des pièces en plastique comme des panneaux de porte et des tableaux de bord.
  • Plastique pour l'industrie médicale moulage par injection: Il est précis et précis, ce qui le rend idéal pour la production de stéthoscopes, de pompes cardiaques et de brassards de tensiomètre.
  • Industrie électronique: Les composants électroniques tels que les prises, les interrupteurs et les composants informatiques sont fabriqués à l'aide d'un moulage par injection de plastique.
  • Industrie des biens de consommation: Le procédé de moulage par injection de plastique est utilisé dans l'industrie des biens de consommation pour mouler des matières plastiques non toxiques. Ces matériaux sont sans danger pour la manipulation des aliments.
  • Industrie de l'emballage : Le moulage par injection de plastique est utilisé pour mouler du plastique fondu en produits d'emballage appropriés. En raison de la polyvalence de l'industrie de l'emballage, le processus de moulage est utilisé pour produire des assiettes, des sacs en plastique et du papier bulle selon les spécifications.

Quels sont les défis et les limites du moulage par injection plastique ?

Bien que le moulage par injection de plastique offre de nombreux avantages pour l'industrie manufacturière, ce procédé a encore ses limites. Vous trouverez ci-dessous les défis et limites suivants du moulage par injection de plastique.

Préoccupations environnementales

Bien que le processus de moulage par injection génère peu de déchets, les déchets plastiques suscitent toujours des inquiétudes. Cependant, les déchets plastiques sont mauvais pour l'environnement. Une conception de produit réfléchie et un processus de production efficace devraient limiter les déchets. Il devrait également tenir compte du recyclage dans la mesure du possible pour un processus plus respectueux de l'environnement.

Choix des matériaux

Les machines de moulage par injection de plastique peuvent mouler plusieurs matériaux, notamment le polyéthylène, le nylon et le polypropylène. Cependant, vous ne pouvez pas utiliser n'importe quel matériau pour votre produit. Par conséquent, il est essentiel de considérer la résistance à la traction du produit souhaité avant de choisir un matériau.

Limites de conception

Les processus de moulage plastique comme l'impression 3D vous permettent de télécharger un fichier et d'apporter une modification de conception chaque fois que nécessaire. Mais vous ne pouvez pas simplement modifier la conception avec le moulage par injection de plastique. Au lieu de cela, vous devrez peut-être créer un nouveau moule à partir de zéro.

moulage par injection

Frais d'outillage et d'équipement

Les coûts initiaux de démarrage du moulage par injection sont élevés. Il est nécessaire de créer des moules pour chaque pièce en plastique que vous souhaitez mouler. L'outillage pour les moules complexes est encore plus cher que les conceptions simples. Néanmoins, comme les moules sont réutilisables, vous pouvez économiser sur les coûts d'équipement à long terme.

Conclusion

Le moulage par injection de plastique est utile dans les secteurs médical, automobile et des biens de consommation. Le processus produit un minimum de déchets et, bien qu'il ait un coût initial élevé, il est rentable à long terme.

De plus, comme le processus implique l'utilisation de moules, il produit efficacement des produits homogènes et de haute qualité. Vous pouvez également consulter les moulures en caoutchouc comme Moulage par compression et découpe.

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