En quoi le moulage par injection de grandes pièces diffère-t-il du moulage par injection traditionnel ?

Le moulage par injection est un outil de fabrication utilisé dans d'innombrables secteurs. Il produit tout, des Legos aux panneaux de carrosserie, en utilisant les mêmes principes de base : chauffer le plastique jusqu'à ce qu'il devienne liquide, l'injecter dans un moule et le refroidir pour lui donner une forme solide.

Mais tous les moulages par injection ne sont pas égaux. Les machines de moulage par injection traditionnelles sont généralement plus petites et adaptées à la production en grande quantité de petites pièces. Le moulage par injection de grandes pièces nécessite des machines robustes pour produire des composants surdimensionnés tels que des palettes, des caisses, des meubles et des boîtiers d'appareils électroménagers.

Si vous avez besoin de faire fabriquer de grandes pièces en plastique, il peut être tentant de passer d'un système traditionnel à un système plus moderne. moulage par injection de grandes piècesg. Cependant, il n'est pas aussi simple de passer à l'échelle supérieure - il y a plusieurs différences clés à prendre en compte avant d'appuyer sur le levier "go".

Qu'est-ce que le moulage par injection de grandes pièces ?

Commençons par quelques termes clés. Le moulage par injection traditionnel fait généralement référence à des machines qui produisent de petits composants, comme des étuis de téléphone portable ou des récipients alimentaires. Le moulage par injection de grandes pièces permet de produire des pièces plus grandes, mesurées en pieds plutôt qu'en pouces ou plus petites.

Il n'y a pas de limite stricte au début du moulage par injection de "grandes pièces". Mais en général, les moules de plus de 3 pieds dans n'importe quelle direction poussent la désignation "grande". Les composants de plus d'un pied cube avec des parois minces de moins de 1⁄4 pouce d'épaisseur nécessitent également un équipement plus spécialisé pour les grandes pièces.

Le moulage par injection de grandes pièces est apparu dans les années 1980, lorsque les fabricants ont compris comment adapter économiquement le processus à des composants de plus en plus grands.

Aujourd'hui, le moulage par injection d'une grande partie des pièces est réalisé à domicile :

• Palettes
• Caisses
• Fourre-tout
• Pare-chocs de voiture
• Coques de kayak
• Boîtier de l'appareil
• Mobilier

Et bien d'autres choses encore. En résumé, si vous avez besoin d'un gros composant en plastique, le moulage par injection de grandes pièces est probablement à l'ordre du jour.

En ce qui concerne le processus lui-même, le moulage par injection de grandes pièces fonctionne de la même manière que le moulage par injection traditionnel. Les granulés de plastique sont acheminés par gravité d'une trémie aérienne vers la chambre d'injection. Une vis d'extrusion mélange et cisaille le matériau, le chauffant jusqu'à ce qu'il devienne liquide.

Lorsque le plastique devient fondu, la vis se déplace vers l'avant, injectant le matériau à haute pression dans le moule. Les deux moitiés du moule se serrent l'une contre l'autre pour éviter les fuites à mesure que le matériau remplit la cavité ouverte.

Après une période de refroidissement, le moule se sépare et des bras robotisés munis de ventouses saisissent et tirent les pièces en plastique durci. Les pièces refroidies tombent le long d'un toboggan dans des bacs pour l'emballage et l'expédition ou la finition secondaire.

En quoi le moulage par injection de grandes pièces diffère-t-il du moulage par injection traditionnel ?

Bien que fondamentalement similaire, le passage au moulage par injection de grandes pièces nécessite plusieurs ajustements de l'équipement et des considérations supplémentaires par rapport au moulage par injection traditionnel. Voici quelques-unes des principales différences.

1. Tonnage

Dans le domaine du moulage par injection, le tonnage fait référence à la force de serrage que la machine peut exercer. Cette force maintient les moitiés du moule ensemble pendant l'injection afin d'éviter les fuites.

Une plus grande surface sur les côtés de la pièce signifie une plus grande force totale requise. En règle générale, il faut compter une tonne de pression pour chaque pouce carré de surface projetée sur la pièce.

Le moulage par injection de grandes pièces nécessite des machines très puissantes pour fournir une force de fermeture suffisante. Les machines de moulage par injection traditionnelles plafonnent souvent à moins de 500 tonnes de pression. Les machines de moulage par injection de grandes pièces commencent aux alentours de 500 tonnes, les plus grandes exerçant une pression de plus de 4 000 tonnes !

Toute cette pression supplémentaire nécessite des plateaux de moules robustes capables de résister à la force sans fléchir, ainsi que des cadres plus robustes capables de déplacer et de manipuler ces moules lourds.

2. Conception du moule

Une autre différence majeure provient des moitiés de moules beaucoup plus grandes nécessaires pour le travail sur des pièces de grande taille. La création de ces énormes morceaux d'acier usiné prend beaucoup plus de temps.

Un moule d'injection traditionnel peut utiliser des blocs d'environ 36 x 30 pouces. Les moules d'injection courants pour grandes pièces s'étendent souvent sur 72 pouces par 60 pouces, certains étant même plus grands. La sculpture manuelle de ces cavités nécessite un équipement spécialisé et des délais beaucoup plus longs.

Les moules pour grandes pièces ont également tendance à coûter 5 à 10 fois plus cher en raison de l'augmentation des matériaux, de l'usinage, de l'expédition et des exigences en matière de manutention. Toute petite erreur de conception se traduit par d'énormes problèmes de qualité au bout du compte. Un travail d'ingénierie important est nécessaire pour la conception d'outils pour grandes pièces.

3. Délais d'exécution

En ce qui concerne les délais, les questions de planification entrent en jeu ici. Le moulage par injection de grandes pièces nécessite en moyenne 16 à 20 semaines pour l'achèvement du moule après l'approbation de la conception. Les moules d'injection traditionnels sont souvent expédiés dans un délai de 14 semaines.

Il faut plus de temps pour sculpter ces moules monstrueux, y compris les compétences spécialisées, les machines et les équipements de manutention. La disponibilité de l'acier peut également ralentir les projets si les ressources sont insuffisantes.

Comme toujours, si vous pouvez payer le supplément, les services d'expédition peuvent vous permettre de gagner 1 à 4 semaines sur le calendrier. N'oubliez pas que les commandes personnalisées entraînent des retards pour tous les éléments de la file d'attente déjà inscrits au calendrier !

4. Coût partiel

En raison de l'augmentation des dépenses liées aux moules et de la nécessité d'utiliser des machines de moulage par injection plus puissantes, le coût par pièce augmente de manière significative avec le moulage par injection de pièces de grande taille. Toutefois, les étapes de finition secondaire permettent souvent de réduire les coûts.

Par exemple, une pièce en plastique traditionnelle peut nécessiter une tampographie pour le marquage ou les textures. Les grandes pièces en plastique ont souvent ces détails moulés directement.

Je recommande toujours de procéder à une analyse détaillée des coûts en décomposant le prix par pièce. Veillez à prendre en compte l'amortissement du coût du moule, les dépenses d'équipement, les réductions de la finition secondaire, l'expédition, les taxes et les droits de douane le cas échéant.

Cela est vrai quelle que soit la taille ou la quantité des pièces. Mais avec le moulage par injection de grandes pièces, les petites différences de coût par pièce deviennent énormes sur des cycles de production de centaines de milliers d'unités.

Quels sont les facteurs qui influencent les exigences en matière de force de serrage ?

Le calcul du tonnage exact de la pince nécessite des calculs d'ingénierie mécanique avancés. Cependant, trois données faciles à saisir permettent d'avoir une idée approximative des besoins :

• Partie Épaisseur de la paroi - Les parois plus épaisses ont besoin de plus de pression pour se remplir sans s'effondrer que les composants à parois minces.
• Géométrie des pièces - Les formes simples requièrent moins de force d'écoulement que les géométries complexes avec des contours et des angles.
• Viscosité du matériau - Viscosité élevée résines résistent à l'écoulement par rapport aux matériaux à faible viscosité

Les modifications de la conception qui altèrent l'un de ces éléments contribuent à changer la pression d'injection et le tonnage de serrage nécessaire. En cas d'erreur, le remplissage de la cavité risque d'être incomplet et des fuites de flash peuvent se produire si la pression dépasse les limites du confinement.

Conclusion

Fondamentalement, le moulage par injection de grandes pièces fonctionne comme n'importe quel processus de moulage par injection. Toutefois, un équipement unique, des délais d'exécution prolongés et des considérations techniques le distinguent du moulage par injection traditionnel.

Si vous avez besoin de gros composants en plastique, la compréhension de ces différences clés vous aidera à définir des attentes réalistes. Les chefs de projet bien préparés contournent les écueils potentiels grâce à une planification adéquate et à une sélection judicieuse des moules et des machines.

Le monde fonctionne avec des pièces en plastique, petites et grandes. Qu'il s'agisse de moulage par injection traditionnel ou de pièces de grande taille, la compréhension des options qui s'offrent à vous offre les meilleures chances de réussite en matière de fabrication.

Maintenant, si vous voulez bien m'excuser, mes briques Lego ont besoin d'être triées - les pièces en plastique ne se fabriquent pas toutes seules, après tout ! Faites-moi savoir si cela vous a aidé à expliquer les différences de moulage par injection de grandes pièces dans les commentaires. Je suis toujours heureux de discuter de fabrication !