Le moulage sous pression utilise des moules haute pression et est destiné à la production en série. Les deux procédés utilisent des moules pour façonner le matériau, mais il existe de nombreuses différences.

La différence entre le moulage sous pression et le moulage par injection se reflète dans le prix, le temps, l'expertise et les matériaux. Ce guide présente les fondamentaux du moulage sous pression, les différences entre le moulage par injection et la fonderie, ainsi que des conseils pour vous aider à trouver le procédé de fabrication adapté. 

Qu'est-ce que le moulage sous pression ?

Le moulage sous pression est un procédé de fabrication de pièces utilisant une empreinte de moule et du métal en fusion. Le métal en fusion est versé dans le moule, appelé matrice, et se solidifie sous pression, prenant la forme de l'empreinte. 

Coulée sous pression Utilisé pour la production en grande série de formes métalliques complexes et lorsque des pièces métalliques nécessitent une surface prête à l'emploi. Le moulage sous pression à l'aide d'un moule produit une surface lisse. 

Il est important de noter que le moulage sous pression nécessite un chauffage et des fours, qui consomment de l'énergie. Le moulage sous pression est généralement utilisé pour les métaux à point de fusion modéré, comme l'aluminium à 660 °C ou les alliages de zinc, qui sont mous et plus faciles à couler. 

Processus de moulage sous pression étape par étape

Toutes les pièces moulées sous pression sont fabriquées selon le même processus fondamental. 

Conception de la matrice

Avant de commencer avec moulage par injection de métal Après avoir sélectionné l'outil, vous devez concevoir votre outil. Vous pouvez utiliser des logiciels de modélisation 3D spécialisés dans la fabrication d'outils en deux parties. 

Les matrices sont fabriquées en acier à outils trempé (nuances H11, H13 et alliages d'acier hautes performances) pour leur résistance aux températures élevées. L'acier à outils trempé offre également une résistance élevée à la pression d'injection, empêchant ainsi le flambage (déformation sous charge).

Préparation de la matrice

La préparation de l'outil comprend une étape de lubrification simple. Un lubrifiant comme DIE SLICK, une huile minérale ou une huile synthétique adaptée aux matériaux peut pulvériser la cavité de l'outil, facilitant ainsi le démoulage et l'éjection de la pièce. 

Métal en fusion

Le moulage sous pression fait appel à des matériaux et alliages spécifiques en raison de leurs propriétés. La viscosité, le point de fusion et une résistance élevée sont des critères importants. Les matériaux utilisés pour le moulage sous pression comprennent : 

• Zinc,
• Laiton, 
• bronze,
• Aluminium,
• Cuivre et certains alliages de plomb et d'étain

Injection

L'injection de matière dans la matrice est similaire au processus de moulage par injection. Cependant, il existe quelques différences à ce stade. 

Chambre chaude : Dans ce type de transfert de métal, un piston prend le métal en fusion du four et l'injecte dans le moule. 

Une chambre chaude est utilisée pour les métaux comme le zinc car leur réactivité avec l'acier est faible et ils n'érodent pas les composants en acier. 

Chambre froide : Dans ce cas, le transfert repose sur le chargement préalable du métal en fusion dans une chambre de tir où un piston presse le métal en fusion dans la matrice. 

La chambre froide maintient la chambre d'injection plus froide et sépare les métaux réactifs comme l'aluminium, dont le point de fusion élevé peut endommager les composants de la chambre chaude. D'autres métaux à point de fusion élevé peuvent également user la matrice. 

Titre : Chambres chaudes et froides dans la coulée sous pression

Solidifier

Les métaux moulés sous pression peuvent être laissés refroidir à leur vitesse standard, mais la méthode de fabrication optimale nécessite des pulvérisations d'eau pour refroidir rapidement le moule et éjecter la pièce solidifiée.   

Éjection

Une fois le moule refroidi, vous pouvez relâcher la pression de serrage et ouvrir le moule pour éjecter la pièce. 

Titre : pièce moulée sous pression en aluminium

Aluminium coulé sous pression est l'un des types de moulage sous pression les plus populaires. 

Avantages du moulage sous pression

Le moulage sous pression présente de nombreux avantages et explique pourquoi il est préféré au moulage par injection de métal. 

• Finition de surface : Les pièces moulées sous pression à haute pression ont une finition de surface lisse. 
• Efficacité du grand volume de production : lorsque des chambres chaudes sont utilisées, les temps de cycle peuvent être aussi bas que 15 secondes, ce qui signifie des milliers de pièces par jour.
• Durabilité : Le refroidissement à l'eau modifie la structure du grain, ajoutant durabilité et résistance à la pièce.
• Réduction des déchets et recyclabilité : tout matériau gaspillé peut être refondu ou recyclé pour la prochaine production. Source : Recherche sur le moulage sous pression en chambre chaude
• Production cohérente : contrôle du processus de production et des tolérances par matrice fixe
• Injections : Les moules de coulée ne sont pas destinés à produire une seule pièce. Ils peuvent être conçus pour contenir plusieurs empreintes, chaque pièce résultant de l'empreinte étant appelée injection. Cela peut optimiser le processus de coulée sous pression. 

Inconvénients du moulage sous pression

• Coût d'outillage élevé : Le moule de coulée doit être usiné avec des tolérances précises, ce qui peut coûter des milliers de dollars. De plus, les coûts du four, du piston et d'exploitation peuvent s'accumuler avec l'investissement initial. 
• Rentable uniquement pour les grandes séries : La machine de moulage sous pression n'est rentable que pour les séries de plus de 10,000 XNUMX pièces. L'usinage CNC peut également être utilisé pour les petites séries. 
• Limité à quelques matériaux : Le moulage sous pression utilise principalement des matériaux à point de fusion bas à modéré (jusqu'à 1000 XNUMX °C). Cela limite généralement les matériaux utilisés pour le moulage sous pression aux alliages d'aluminium, de zinc, de magnésium ou de cuivre. 

Les métaux à point de fusion élevé comme l'acier inoxydable peuvent endommager les matrices en acier à outils, et le moulage de ces matériaux utilise généralement le moulage au sable. 

• Porosité des pièces : L'utilisation de pressions élevées, une mauvaise ventilation ou la présence de gaz emprisonnés dans le métal en fusion peuvent provoquer la solidification et la porosité de la pièce. Cette porosité peut affaiblir l'intégrité structurelle et la résistance des pièces moulées. 
• Dommages aux matrices : le chauffage et le refroidissement des matrices pendant le moulage sous pression peuvent provoquer des dommages permanents tels que des fissures, une fatigue thermique ou une érosion. 
• Délais de production : L'un des principaux inconvénients du moulage sous pression réside dans ses longs délais de production. De la conception à l'outillage et à la production des pièces, cela peut prendre plusieurs semaines. 

Qu'est-ce que le moulage par injection ?

Le moulage par injection Il s'agit d'une technique de production en grande série qui utilise une buse d'injection pour injecter la matière fondue dans un moule. Le moulage par injection utilise généralement des plastiques ou des polymères thermodurcissables. 

La principale différence entre le moulage par injection et le moulage sous pression réside dans le matériau. Le moulage par injection de plastique consiste à faire fondre des granulés de plastique dans un cylindre et à les introduire sous haute pression dans un moule. 

Moulage par injection étape par étape

Fabrication de moules

Le moulage par injection plastique nécessite un moule en deux parties. Un moule d'injection plastique possède deux faces. 

Côté cavité (A) : Le côté cavité accueille le canon et l'injection de la grenaille. L'outillage du moule est plus sophistiqué que celui du moulage sous pression. Il nécessite des canaux de refroidissement, des plaques de serrage, des picots et la cavité. 

Côté noyau (B) : Le côté noyau se déplace vers l'intérieur et vers l'extérieur et maintient les broches d'éjection, les broches de guidage, la fente de serrage et la plaque d'éjection. 

Matériau en fusion

Le procédé de moulage par injection plastique consiste à introduire des granulés thermoplastiques dans un cylindre chauffé à l'aide d'une trémie. Le plastique fond alors et conserve une consistance uniforme. 

Dans le moulage par injection de métal, les métaux et les alliages sont utilisés sous forme de poudres avec des liants à l'intérieur du cylindre et injectés dans la matrice du moule. 

Les plastiques comme l'ABS nécessitent généralement des températures supérieures à 200 °C, tandis que le moulage par injection de métal (MIM) nécessite environ 150 °C pour faire fondre le liant ; la poudre métallique n'a pas besoin d'être fondue et est maintenue en suspension. Source : Science directe

Administration des coups 

Lors du moulage par injection, le plastique est injecté dans le moule à l'aide de la même vis rotative, située à l'intérieur du cylindre, qui mélange les granulés de plastique. Pour fabriquer des pièces en plastique moulées par injection, la vis s'arrête de tourner et coulisse vers la buse, pressurisant ainsi le matériau vers l'extérieur et l'intérieur du moule. 

Pendant que le matériau utilisé commence à refroidir dans le moule, les vis continuent d'exercer une pression pour empêcher le matériau de refluer et compenser tout retrait. 

Solidifier 

La presse à injecter utilise des canaux de refroidissement par eau intégrés. L'eau refroidit le matériau plus rapidement, augmentant ainsi la cadence de production. Il est important de maintenir la température du moule en dessous du point de fusion du matériau utilisé. 

Poster traitement

Le moulage par injection peut produire des bavures et des défauts le long du plan de joint. La plupart des grandes pièces, comme les canettes et les gallons, nécessitent la découpe des protubérances et bavures en plastique. 

Avantages du moulage par injection

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les fabricants préfèrent le moulage par injection aux autres méthodes de formage du plastique. 

Répétabilité 

Le plastique étant beaucoup plus souple que le matériau du moule, il est facile à façonner et produit des résultats cohérents avec une variation nulle ou minimale. 

Vitesse de production

Pour les plastiques, la durée du cycle de moulage par injection varie de 10 à 30 secondes, selon la vitesse de refroidissement du matériau et le poids de la pièce. Pour les métaux, la vitesse de refroidissement est nettement plus élevée, selon la taille des particules de poudre et du matériau. Elle peut varier de 80 à 500 secondes pour certains matériaux à base de cuivre. 

Choix de matériaux

Le moulage par injection offre un choix de matériaux bien plus vaste. Vous pouvez utiliser des thermoplastiques, des thermodurcissables, des élastomères, du verre et des métaux. 

Faible perte

Le moulage par injection ne gaspille pas de matière contrairement à d'autres procédés de fabrication. En effet, toute bavure, excédent de plastique ou matériau fuyant peut être réchauffé et réutilisé. 

Solution économique

Au départ, le moulage par injection peut être coûteux, notamment en termes d'outillage et de moules. Cependant, ce coût est rapidement compensé par des cadences de production élevées et des fractionnements de production reproductibles qui coûtent des milliers de pièces.

Produit des parois minces

En termes de conception, de nombreuses caractéristiques exigeant précision et exactitude peuvent être facilement produites par moulage par injection. Les parois fines des produits en plastique sont difficiles à fabriquer, car leur usinage peut produire de la chaleur et déformer les bords. 

Les pièces en plastique à parois minces peuvent être facilement produites à l'aide du moulage par injection, car le matériau s'écoule dans la cavité de la paroi et se solidifie. 

Caractéristiques internes complexes

Le moulage par injection est devenu un procédé de fabrication populaire grâce à sa capacité à produire des filetages et des charnières en une seule opération. De nombreuses caractéristiques internes peuvent également être obtenues par simple insertion d'un noyau. 

Capacité de surmoulage

Il est possible de surmouler du plastique par injection. Comparé au moulage sous pression, ce procédé présente l'avantage de donner à la pièce une texture double ou triple. 

Par exemple, une pièce peut avoir une base en plastique et être surmoulée avec une poignée en caoutchouc ou en silicone. 

Titre : Production de pièces moulées par injection à haut volume

Inconvénients du moulage par injection

Coût initial du moulage

Tout comme pour le moulage sous pression, le coût de l'outillage d'un moule à injection est également élevé. Il nécessite une conception soignée et des techniques de fabrication de précision comme l'électroérosion. 

Délai De Mise En Œuvre

Passer de la conception initiale du moule à la production de la première pièce nécessite d'importantes itérations et tests de conception. Toute modification de dernière minute nécessite l'usinage du moule à partir de zéro, et le processus de prototypage est lent. 

Aucune flexibilité de conception

Le moulage par injection n'offre aucune flexibilité de conception. Une fois la conception définie et le moule produit, toutes les pièces doivent respecter les tolérances et la géométrie de l'empreinte conçue. 

Angles de dépouille et goupille d'éjection

La conception du moule d'injection nécessite que l'empreinte intègre des angles de dépouille pour faciliter le retrait des pièces. Les angles de dépouille et le positionnement des éjecteurs peuvent nécessiter une modification de la conception et de l'orientation des pièces. 

Porosité

La porosité désigne les minuscules bulles de gaz emprisonnées à l'intérieur de la pièce après le moulage par injection. Cela peut se produire lorsqu'il n'y a pas de ventilation adéquate pour évacuer le gaz et l'air emprisonnés dans le moule. 

Principales différences entre le moulage sous pression et le moulage par injection

Source:  Coût de l'outillage, pression d'injection

Moulage par injection de métal VS moulage sous pression

Titre : Moule d'injection métallique

Le moulage par injection de métal (MIM) est similaire au moulage par injection de plastique, mais présente quelques différences de matériau et de procédé. Le MIM est totalement différent du moulage sous pression, et cette comparaison détaillée entre le moulage sous pression et le moulage par injection de métal vous permettra de découvrir les différences significatives. 

Processus

Dans le moulage par injection de métal, une fine poudre métallique (granulométrie inférieure à 20 micromètres) est utilisée et mélangée à un liant dans un cylindre, comme pour le moulage par injection de plastique. Le cylindre chauffe le mélange à 200 °C, juste assez pour le liant. Ce mélange est injecté dans un moule, où le liant se solidifie, créant ainsi la structure de la pièce. 

La structure passe par des étapes de déliantage pour éliminer le liant. 

• Utilisation d'un solvant pour délianter : les solvants dissolvent le liant et chauffent pour éliminer tout liant restant. 

La poudre métallique est fusionnée par frittage, ce qui donne une pièce métallique plus dense et liée. 

Le moulage sous pression est une technique de fabrication en une seule étape. Du métal liquide est coulé dans un moule, puis refroidit et prend sa forme. Cette technique est plus rapide, plus simple et beaucoup plus simple. 

C’est la principale différence entre le moulage sous pression et le moulage par injection de métal. 

Titre : Pièces métalliques frittées

Matériel Requis

Le moulage sous pression utilise principalement des métaux non ferreux. Ces métaux ont un point de fusion plus bas et n'usent pas rapidement le moule. Parmi les métaux couramment utilisés pour le moulage sous pression, on trouve l'aluminium, le zinc, le magnésium et le cuivre.

Le moulage par injection de métal offre un choix de matériaux plus large et permet de produire de l'acier inoxydable, du titane, du cuivre et d'autres alliages. Le moulage par injection de métal ne fond pas le métal, mais le fritte en dessous de son point de fusion. 

Solidité

Le MIM produit une pièce métallique dense à 99 % après frittage. Sa résistance est similaire à celle du métal forgé.

La résistance des alliages MIM dépend de leur densité et des éléments d'alliage qui les composent. Les pièces moulées par injection d'aluminium ont une résistance d'environ 180 MPa, et un Inconel à 99 % de densité atteint une résistance maximale de 1330 XNUMX MPa.

Coût de l'outillage

Le moulage par injection de métal présente un coût d'outillage inférieur à celui du moulage sous pression, mais les post-processus tels que le frittage et la compensation du retrait augmentent le coût global. 

Quand devriez-vous choisir les services de moulage sous pression et de moulage par injection ?

Lors du choix entre le moulage sous pression et le moulage par injection, le choix dépend en grande partie des matériaux avec lesquels vous travaillez et de l'application finale de votre pièce. 

Pour la plupart des plastiques, le moulage par injection est le choix standard. Si l'on compare ces deux techniques de fabrication, le matériau de référence est principalement le métal.

• Vous pouvez utiliser le moulage sous pression pour produire des pièces à partir de métaux non ferreux afin de résister à de lourdes charges et contraintes.
• Si votre application repose sur des propriétés telles que la conductivité thermique et la conductivité électrique, vous pouvez utiliser le moulage sous pression car les métaux non ferreux comme le cuivre ont une conductivité plus élevée.
• Pour des volumes de production élevés avec des délais d'exécution plus rapides
• Les pièces fabriquées par MIM nécessitent une finition de surface. Les pièces moulées sous pression présentent une finition de surface plus lisse. 
• Pour pièces de grand diamètre ou de grande section
• Lorsque le rétrécissement est un problème dans la fabrication

Applications du moulage sous pression et du moulage par injection

Service de moulage sous pression peut vous aider à produire des pièces pour une variété d'industries, des machines industrielles aux automobiles. 

Utilisations du moulage sous pression

• Blocs moteurs en aluminium nécessitant une dissipation thermique
• Composants en zinc comme les corps de serrure
• Dissipateurs thermiques à grand volume
• Composants de transmission de voiture

Utilisations du moulage par injection

• Composants ABS dans les véhicules
• Tableaux de bord dans les voitures
• Bouteilles et contenants en plastique

Applications du moulage sous pression et du moulage par injection de métal

• Moulage par injection de métal de connecteurs et d'électronique en cuivre
• Instruments chirurgicaux en métal

Titre : Grille d'aération de voiture en plastique ABS

Conclusion

Il y a beaucoup de types de moulage par injection Classés selon le choix du matériau, le moulage par injection de métal offre la comparaison la plus proche avec le moulage sous pression, chacun présentant ses avantages et ses inconvénients. 

Vous pouvez utiliser les concepts décrits dans cette comparaison détaillée pour choisir entre différents procédés et découvrir le moulage sous pression. multinationales ici.

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QFP

Quelle est la différence entre le moulage sous pression et le moulage par injection ?

Le moulage sous pression est spécialisé dans la production de pièces en métaux non ferreux comme l'aluminium, le zinc, le magnésium et le laiton. Le moulage par injection est principalement réservé aux thermoplastiques comme l'ABS.

Le moulage par injection est-il moins cher que le moulage sous pression ?

Le moulage sous pression entraîne des coûts d'outillage, de four et de post-traitement. Cela le rend plus coûteux que le moulage par injection, qui permet de produire des produits finis en une seule opération. 

Quel procédé est le moins cher pour les pièces métalliques en grand volume ?

Dans la production en grande série de 10,000 XNUMX pièces ou plus, le moulage sous pression est une méthode moins coûteuse pour la production de pièces métalliques.

Le moulage par injection peut-il être utilisé pour des métaux comme le moulage sous pression ?

Le moulage par injection de métal permet de produire des pièces métalliques. Il offre une couverture métallique plus large et permet de produire des pièces en titane, ce qui est difficile en fonderie sous pression, car le titane fond à 1725 XNUMX °C.

Comment les finitions de surface se comparent-elles entre le moulage sous pression et le MIM ?

Le MIM nécessite un traitement et une découpe de matériau supplémentaires pour garantir une bonne qualité de surface. Le moulage sous pression utilise une enceinte fermée, ce qui produit une finition plus lisse. 

Quel processus offre une plus grande flexibilité de conception ?

Le moulage par injection vous permet de concevoir des parois plus fines avec des caractéristiques plus complexes et offre une gamme de matériaux plus étendue. 

Existe-t-il des limitations de taille entre le MIM et le moulage sous pression ?

Le MIM produit généralement des pièces de dimensions comprises entre 50 et 100 mm et pesant moins de 250 g. Le moulage sous pression permet de produire des pièces plus grandes. 

Le moulage sous pression est-il plus durable que le moulage par injection ?

Les pièces moulées par injection MIM correspondent à la résistance des pièces moulées sous pression et, en termes de résistance du moule, les pièces moulées sous pression sont plus durables et durent plus longtemps en production.