Le moulage par injection est un procédé de fabrication polyvalent utilisé pour produire des pièces et des produits en plastique de toutes formes et tailles. Qu'il s'agisse de petits composants complexes ou de grandes pièces moulées, le moulage par injection peut tout prendre en charge.
Mais lorsqu'il s'agit de moulage par injection de grandes pièces Plus précisément, le processus devient plus complexe. Les exigences en matière de matériaux changent à mesure que les composants moulés augmentent en taille et en épaisseur. Des facteurs tels que la solidité, la durabilité, la flexibilité, la résistance chimique et le coût jouent un rôle encore plus important.
Quels sont donc les matériaux qui conviennent le mieux au moulage par injection de grandes pièces ? Voyons ce qu'il en est.
Aperçu du moulage par injection de grandes pièces
Tout d'abord, qu'est-ce qu'une "grande" pièce moulée ? Il n'y a pas de limite de taille définitive, mais en général, les pièces de :
- Surfaces supérieures à 16 pieds carrés
- Poids supérieur à 8 livres
- Epaisseurs de paroi supérieures à 1⁄4 pouce
...sont considérés comme des composants de grande taille convenant aux machines de moulage par injection de grand tonnage.
La production de pièces moulées de grande taille nécessite de prendre en compte certains éléments clés de l'équipement, au-delà de la taille et de la capacité de force de serrage :
- Systèmes de manutention robotisée des pièces
- Systèmes de transport
- Instruments de contrôle de la température et de la pression
- Systèmes de séchage et de manutention des matériaux
Mais le facteur le plus critique est le choix du bon matériau thermoplastique.
Propriétés des matériaux moulés à prendre en compte
Avec des surfaces et des volumes importants, les résines thermoplastiques doivent conserver une intégrité structurelle sur l'ensemble du composant moulé. Voici quelques-unes des principales propriétés des matériaux :
Solidité et résistance aux chocs
La grande pièce moulée doit résister à diverses forces au cours de la fabrication, de l'assemblage et du fonctionnement, sans se fissurer ni se déformer. Une résistance élevée à la traction et à la flexion est essentielle.
Résistance à la chaleur
Les gros composants moulés peuvent être exposés à des températures élevées au cours de leur fabrication ou de leur utilisation. Le matériau doit conserver ses propriétés malgré l'exposition à la chaleur pendant le moulage par injection ou plus tard pendant le fonctionnement du produit.
Résistance chimique
Selon l'application, la pièce plastique à grande échelle peut entrer en contact avec des huiles, des solvants ou d'autres produits chimiques. Le matériau de moulage optimal résistera à la détérioration ou à la modification des propriétés critiques en cas d'exposition à des produits chimiques.
Stabilité dimensionnelle
Les composants moulés de grande taille ont moins de marge d'erreur. Le plastique choisi doit produire des produits dimensionnellement cohérents et uniformes dans des tolérances étroites, malgré les défis de moulage posés par l'outillage de grandes pièces.
Les meilleurs matériaux pour les composants surdimensionnés moulés par injection
Les principaux facteurs de performance des matériaux étant couverts, quelles sont les résines plastiques qui conviennent aux grandes pièces moulées par injection ? Voici cinq matériaux couramment utilisés qui conviennent à cette tâche :
1. Polypropylène (PP)
Le polypropylène est une résine de moulage par injection polyvalente, utilisée dans tous les domaines, des récipients alimentaires aux pièces automobiles. Le débit de fusion élevé rend le PP facile à traiter, même pour les composants de grande taille.
Le PP présente une résistance à la flexion et une rigidité élevées, essentielles pour les produits de grande taille pour lesquels le contrôle de la déformation est vital. L'excellente résistance chimique convient à de nombreux composants industriels, tandis que la grande résistance à la fatigue convient aux contraintes cycliques répétées.
La rentabilité du polypropylène permet de fabriquer des pièces en plastique de grande taille mais abordables, allant des caisses et plateaux aux racks de calage, aux bacs et aux palettes.
2. Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS)
L'ABS est un autre polymère largement utilisé pour le moulage, dont les propriétés répondent aux exigences des composants lourds moulés par injection.
Le mélange thermoplastique ABS allie solidité, rigidité et haute résistance aux chocs grâce à sa teneur en caoutchouc butadiène. La facilité d'écoulement permet à l'ABS fondu de remplir des vides complexes dans des moules de grandes dimensions.
Qu'il s'agisse de panneaux de carrosserie automobile ou de boîtiers à clapet, le moulage par injection d'ABS grand format permet de produire des pièces en plastique suffisamment résistantes pour supporter des manipulations brutales et l'usure. La rentabilité permet également aux composants ABS lourds de s'adapter aux environnements de production de masse.
3. Polyamide (Nylon)
Les grades de nylon pour le moulage par injection sont d'excellents candidats pour les pièces moulées importantes où la résistance chimique et les performances mécaniques sont toutes deux importantes.
La forte liaison hydrogène intermoléculaire confère aux nylons une solidité et une rigidité élevées, une résistance à l'abrasion et à l'usure, ainsi qu'une stabilité face aux contraintes répétées. Bien que sujet à l'absorption d'humidité, le nylon permet de fabriquer des pièces moulées de grande taille, durables et stables sur le plan dimensionnel, dans tous les contextes de fabrication et d'assemblage.
Les composants en nylon surdimensionnés résistent également à une chaleur modérée et à de larges expositions chimiques, ce qui est idéal pour les aspects exigeants des conceptions de matériel médical, industriel et automobile. Des porte-bagages pour véhicules tout-terrain aux bacs et couvercles de chariots médicaux, les moules en nylon robuste tiennent la forme.
4. Polycarbonate (PC)
Pour les pièces en plastique trop grandes pour le polystyrène ou l'acrylique à fort impact, le moulage par injection du polycarbonate représente l'étape suivante en termes de solidité, de résistance à la température et de stabilité dimensionnelle pour les composants transparents.
Le PC conserve une résistance élevée à la traction et à la flexion, de la température ambiante jusqu'à 150°C. Le polycarbonate moulé à grande échelle tire parti de ces avantages mécaniques sur de plus grandes surfaces, ce qui convient aux applications mécaniquement exigeantes.
Les grands projets de moulage de PC vont de l'extérieur et du couvercle des équipements aux boucliers anti-émeutes, en passant par les protections de machines, les profils structurels de bâtiments et les barrières pare-balles. Les pièces plastiques surdimensionnées mais résistantes aux chocs sont également utilisées pour l'imagerie médicale et les boîtiers électroniques à grande échelle.
5. Polyétherimide (PEI)
En tant que thermoplastique technique avancé, le polyétherimide PEI offre des performances thermomécaniques exceptionnelles qui conviennent à des pièces moulées très substantielles utilisées dans des environnements d'équipement exigeants.
Fabriqué à partir de bisphénol-A et de diamines aromatiques, le PEI offre une résistance à la chaleur inégalée, conservant sa résistance mécanique jusqu'à 170°C - ce qui est essentiel pour les composants plastiques spacieux confrontés à des fluides hydrauliques chauds, à la vapeur ou à des cycles à haute température dans les systèmes industriels.
Outre sa résistance à la chaleur et à la fissuration sous contrainte, le PEI présente également une large compatibilité chimique. Les grandes pièces moulées résistent aux huiles, aux alcools, aux acides organiques dilués et aux produits chimiques. alcalies. Le PEI permet de fabriquer des pièces structurelles et des pièces de manipulation des fluides moulées par injection dans les avions et les machines, là où les autres plastiques échouent.
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La conception et la fabrication de composants moulés par injection surdimensionnés présentent des complexités uniques. La sélection des matériaux joue un rôle déterminant dans les performances, la longévité et la rentabilité des pièces sur l'ensemble des cycles de production.
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