Avec le développement de l'industrie du moulage par injection, des techniques innovantes sont apparues, repoussant les limites du possible en matière de fabrication. L'une de ces méthodes révolutionnaires est le moulage par injection multi-coups. Chez Prototool, nous avons exploité ce processus avancé, qui permet de créer des composants complexes et multimatériaux en un seul cycle. Ce procédé offre une précision et une souplesse de conception inégalées. Dans cet article, nous allons nous pencher sur les nuances de cette technique, en mettant en lumière ses avantages, ses considérations en matière de conception et son potentiel de transformation dans le domaine du moulage par injection.
Vue d'ensemble des techniques de moulage par injection multi-projets et multi-matériaux
Introduction au moulage par injection multi-projections
Le moulage par injection multi-coups, également connu sous le nom de moulage par injection multi-couleurs, désigne le processus par lequel deux ou plusieurs couleurs ou matériaux différents sont moulés à l'aide d'un moule doté d'un ou de plusieurs canaux. Historiquement, le moulage par injection bicolore a été le pionnier dans ce domaine. La brosse à dents est un exemple courant avec lequel beaucoup d'entre nous interagissent quotidiennement. Le manche de la plupart des brosses à dents est produit par moulage par injection bicolore, combinant généralement le PP (plastique dur) et le TPE (plastique souple). Le TPE est choisi en raison de son excellente compatibilité avec le PP, et la couche de plastique souple améliore la prise en main.
L'évolution de la complexité des produits
Au fur et à mesure que les produits devenaient plus complexes, la demande de moulage tricolore et même quadricolore a commencé à augmenter. Il existe généralement deux types de machines tricolores : la machine tricolore à deux stations (appelée familièrement "pseudo-tri-couleur") et la machine tricolore à trois stations (appelée "vraie tricolore"). La distinction entre les deux n'est pas une question d'authenticité, mais plutôt de conception de la structure du produit et de la méthode de contrôle de la table tournante adoptée.
Machines à deux ou trois stations
- Machines à deux stations : Comme son nom l'indique, la table tournante tourne et se positionne en deux endroits, de manière similaire à la méthode de contrôle de la table tournante à 180 degrés de la machine bicolore. Dans une machine tricolore à deux stations, deux des trois unités d'injection sont injectées simultanément dans le même moule. Si deux sections du produit n'ont pas de limites adjacentes (et peuvent être conçues pour être moulées simultanément dans le même moule), seuls deux moules sont nécessaires pour produire un produit à trois composants.
- Machines à trois stations : Ces machines se distinguent par le fait que leur plateau tournant peut être positionné à trois endroits (120 degrés chacun). Dans une machine tricolore à trois stations, chacune des trois unités d'injection est injectée dans un moule séparé. Si les trois sections du produit ont des limites adjacentes, on utilise une machine tricolore à trois stations. De même, les machines quadri peuvent également être classées en machines "à deux stations" et "à plusieurs stations". D'un point de vue technique, la précision du contrôle de la table tournante multiposte est nettement plus élevée que celle de la table tournante à deux postes, ce qui entraîne un coût de production relativement plus élevé. Il convient donc de choisir la solution la plus rentable en fonction des exigences de la structure du produit.
Dynamique de moulage par injection bicolore
Les moules bicolores se composent généralement de deux parties. Une moitié est fixée sur le plateau fixe de la machine de moulage par injection bicolore, du côté de la porte d'injection. L'autre moitié est montée sur le plateau rotatif, qui est le côté à partir duquel le moule est éjecté. Les cavités arrière des deux moules sont généralement identiques, tandis que les cavités avant sont différentes. Après l'injection du premier matériau dans le premier moule, les moules fixes et mobiles de la machine s'ouvrent. Le plateau rotatif, qui porte les parties arrière des deux moules, pivote de 180 degrés. À ce stade, le produit semi-fini du premier moule n'est pas éjecté. Les moules se referment et le second matériau est injecté. Après refroidissement, les moules s'ouvrent et le produit fini provenant du moule mobile du premier moule est éjecté. Ce cycle produit à chaque fois un produit semi-fini et un produit fini.
Catégories de produits de moulage par injection à tirs multiples
- Produits formés par la co-injection de deux ou plusieurs types de plastiques.
- Produits formés par la co-injection de deux ou plusieurs couleurs.
- Moulage par injection d'un type de plastique avec adjonction d'un milieu, tel que le moulage par injection assisté par gaz ou par eau.
Avantages du moulage par injection multi-projections et multi-matériaux
Le moulage par injection bicolore et multicolore est devenu un point central dans l'évolution de la technologie du moulage par injection, et ses avantages sont multiples. Diverses techniques permettent d'obtenir des duretés et des résiliences différentes au sein d'un même composant. Les plastiques souples comme le TPE offrent diverses options de couleur, des surfaces transparentes et d'autres caractéristiques attrayantes, ce qui améliore la conception esthétique. Cette méthode élimine les étapes d'assemblage, raccourcit le cycle de moulage, réduit les coûts de traitement et offre une valeur ajoutée aux utilisateurs finaux en termes de conception, de qualité et de fonctionnalité.
Principes clés de conception pour les produits moulés par injection multi-projets et multi-matériaux
Distinctions de design dans les produits multicolores
Les produits fabriqués par moulage par injection multicolore ont une structure sensiblement différente de celle des produits en plastique ordinaires. Lors de la conception de la structure et de la forme de ces produits, il est essentiel de tenir compte de l'utilisation et de la finalité prévues. Il est essentiel d'approfondir la conception structurelle du produit moulé par injection, en tenant compte des caractéristiques de compatibilité des différents matériaux utilisés. En règle générale, la conception vise à augmenter la surface de contact des matières premières afin d'améliorer la solidité. Cet objectif peut être atteint en incorporant de nombreux petits renfoncements et saillies dans le produit, qui servent à augmenter la zone de contact des matériaux, améliorant ainsi la résistance, la durée de vie et la praticité du produit.
Méthodes d'assemblage des matériaux multicolores
Dans la conception de produits moulés par injection multicolores/multimatériaux, deux méthodes principales sont utilisées pour assembler des composants adjacents :
- Fixation mécanique : Cette méthode n'implique pas d'adhésion physique entre des matériaux adjacents. Elle implique généralement des points de connexion, en utilisant les évidements ou les trous sur le produit semi-fini obtenu par moulage par injection ou l'interconnexion structurelle entre deux matériaux.
- Collage : L'assemblage dans les produits moulés par injection multicolores/multimatériaux fait généralement référence à la connexion physique entre deux matériaux adjacents. Bien qu'ils soient parfois considérés comme une liaison chimique, les matériaux thermoplastiques ne subissent pas de réactions chimiques significatives. La liaison résulte d'interactions intermoléculaires (forces de van der Waals) et de l'enchevêtrement moléculaire, où les parties adjacentes de grosses molécules s'entrelacent, formant une connexion mécanique.
Conception de la position du joint
La position du joint fait référence à la jonction ou à la limite entre les plastiques durs et souples. Une bonne conception évite l'aspect "plumeux" (c'est-à-dire que la position du joint ne doit pas s'amincir progressivement), car des bords trop minces peuvent entraîner une mauvaise adhérence et un gauchissement. Dans l'idéal, le dessin de la position du joint devrait comporter une marche ou un renfoncement distinct afin de garantir une épaisseur de paroi constante. Dans certains produits, en particulier ceux qui présentent de longs trajets d'écoulement ou des zones sujettes à l'usure, des connexions mécaniques peuvent être conçues entre le plastique souple et le plastique dur, assurant ainsi une liaison solide entre les deux matériaux.
Épaisseur de paroi et texture de surface optimales
Si l'on prend l'exemple du surmoulage du TPE, étant donné le coût élevé du matériau TPE, les concepteurs doivent envisager une réduction des coûts lors de la conception du produit en utilisant une paroi TPE plus fine. La sensation tactile du TPE est directement liée à l'épaisseur et à la dureté de sa paroi. Lorsque l'épaisseur du TPE est inférieure à 1,5 mm, la souplesse ou la dureté est principalement influencée par la dureté du plastique dur sous-jacent. La réduction de l'épaisseur du TPE peut gravement affecter sa force d'adhérence avec le plastique dur, principalement parce qu'un TPE trop fin refroidit trop rapidement dans le moule, ce qui entraîne une réduction de la force d'adhérence.
L'ajout d'une finition texturée à la surface des produits TPE peut donner une impression de cuir, améliorant la sensation tactile et masquant les imperfections de la surface. Certaines textures peuvent également modifier la dureté de la surface des produits en TPE, les rendant plus doux ou plus durs que lorsqu'ils sont fabriqués avec une surface en TPE lisse. Si les concepteurs polissent la surface du TPE pour obtenir une finition miroir, elle peut présenter de nombreuses lignes d'écoulement et des stries de couleur, ou devenir blanche à l'usage, ce qui dégrade la qualité de la surface.
Principes essentiels de conception des moules pour le moulage par injection multi-projections et multi-matériaux
Conception de l'empreinte du moule
1. Dans les moules multicolores, la forme de la cavité du moule avant varie, mais la cavité du moule arrière doit être identique.
2. Il est impératif de s'assurer qu'une fois que le moule arrière a tourné autour de son centre, il s'aligne parfaitement avec le moule avant. Cet aspect doit faire l'objet d'une attention particulière lors de la conception.
Considérations préalables à la conception
3. Avant de concevoir le moule, il est essentiel de connaître les paramètres de la machine de moulage par injection multicolore destinée à la production de masse. Il s'agit de données telles que la capacité maximale/minimale du moule, l'épaisseur du moule et la distance entre les broches d'éjection.
4. La carotte d'un moule à trois plaques devrait idéalement être conçue pour démoulage automatique. Une attention particulière doit être accordée à la fiabilité du démoulage de la carotte en plastique souple.
Sélection et compatibilité des matériaux
5. Il est essentiel de choisir le bon matériau. Il faut tenir compte de facteurs tels que l'adhésivité du matériau, la déformation potentielle lors de l'injection et les risques associés à la fusion.
6. Lors de la conception de la cavité pour la seconde injection, certains vides peuvent être incorporés pour éviter que le produit nouvellement formé ne soit rayé ou raclé par le moule. Toutefois, il est essentiel d'évaluer soigneusement la résistance de chaque position d'étanchéité afin de s'assurer qu'aucune bavure ne se produise en raison des pressions d'injection élevées.
Considérations relatives à l'injection
7. Le produit issu de la première injection peut être légèrement surdimensionné. Cela permet d'obtenir un ajustement plus serré lors du second moulage et d'obtenir un meilleur effet d'étanchéité.
8. Il est essentiel de se demander si l'écoulement du plastique lors de la deuxième injection ne risque pas de perturber le produit déjà moulé lors de la première injection, en provoquant une déformation. Si c'est le cas, des mesures correctives doivent être prises.
Refroidissement et éjection
9. Les canaux de refroidissement dans l'empreinte et le noyau du moule doit être répartie de manière adéquate et uniforme.
10. Dans 99% des cas, la partie en plastique dur du produit est moulée en premier, suivie de la partie en plastique souple, principalement parce que le plastique souple est plus susceptible de se déformer.
Adhésion et texture de la surface
11. Pour obtenir une liaison plus étroite entre les matériaux, il faut tenir compte de l'adhésivité entre les matériaux et de la rugosité de la surface du moule.
12. Les dispositions relatives à la purge pendant la première, la deuxième ou les injections suivantes doivent être étudiées à l'avance afin d'éviter les défauts et d'assurer la qualité.
Maîtriser le moulage par injection multi-projections avec Prototool
Le moulage par injection multi-coups exige un niveau élevé de ressources en matière de processus et d'installations. Cette méthode de fabrication du plastique a changé la façon dont nous concevons et fabriquons les produits, en améliorant leur aspect et leur fonctionnement. Alors que les industries continuent à rechercher des solutions innovantes, Prototool émerge comme un leader dans ce domaine, spécialisé dans la fabrication de produits et de pièces en plastique à l'aide du procédé de moulage par injection en deux temps et de techniques multi-coups. Grâce à son engagement en faveur de la précision, de la qualité et des technologies de pointe, Prototool n'est pas seulement un fabricant, mais un partenaire pour les entreprises qui visent l'excellence. Alors que nous naviguons dans l'avenir de la fabrication du plastique, s'aligner avec des pionniers comme Prototool garantit un voyage marqué par l'innovation, l'efficacité et une expertise inégalée.
