Tout sur la finition de surface du moulage par injection

« Le moulage par injection est une technique de fabrication inestimable pour créer une fabrication de pièces dont la qualité est rigoureusement contrôlée. Il profite aux utilisateurs en étant rentable et en fournissant des produits d'utilisation finale ou de rechange avec des capacités de délai d'exécution courtes. 

Le moulage par injection personnalisé est un processus indispensable pour produire des pièces en plastique de manière rapide et rentable. Il permet la production de grandes séries de pièces ou de composants identiques. C'est bon finition de surface de moulage par injection est généralement avantageux et rend souvent inutile un traitement de surface supplémentaire.

Bien que la pré-coloration des granulés puisse réduire le processus de peinture ou de teinture après moulage, le besoin de finitions de surface différentes peut survenir. Ces finitions varient du simple polissage droit à des types de traitement plus compliqués. Plusieurs entreprises ont leurs exigences et leurs besoins ; certains se concentrent sur les finitions lisses pour l'apparence de leurs produits, tandis que d'autres s'intéressent à la rugosité ou à la texture des surfaces pour les pièces ou la durabilité des produits. La Society of Plastics Industry (SPI) a défini de nombreux grades de finition de surface dans ce contexte. 

Ceux-ci sont spécifiques au matériau et à l’application prévue. Il existe plusieurs options de finition de surface pour les pièces personnalisées, fabriquées par injection de plastique dans des moules. D'un autre côté, certaines applications sont conçues avec des finitions plastiques brillantes pour des raisons esthétiques, tandis que d'autres sont destinées à des finitions plus rugueuses pour des raisons de robustesse mécanique ou de rentabilité. Le SPI a développé un ensemble de normes industrielles pour les finitions de surface des moulages de plastique. Ces normes, appelées désignations de finition SPI, sont divisées en quatre groupes de 12 types de finition de surface, allant des textures lisses aux textures rugueuses. Cet article présente les normes courantes de finition de surface du moulage par injection. défauts de moulage par injectionet les mesures de contrôle de la qualité des produits moulés. 

Qu’est-ce que les finitions de surface du moulage par injection ?

Finitions de surface de moulage par injection

Si vous préférez  qu'est-ce que le moulage par injection, en réalité. La réponse réside dans sa capacité à produire rapidement des pièces de qualité standard et uniformes. Les finitions de surface du moulage par injection sont les processus supplémentaires appliqués aux pièces en plastique après le moulage pour améliorer leur apparence ou leur fonctionnalité. Ces procédures de finition comprennent la texturation de la surface, créée pour donner aux objets moulés par injection un aspect, une texture ou une sensation spécifique ; ils ont donc des fonctions esthétiques et fonctionnelles. 

Différentes finitions de surface peuvent être obtenues par moulage de plastique, et chacune d’entre elles présente ses avantages. Par exemple, une finition de surface lisse fournie par une célèbre entreprise de moulage par injection de plastique peut être un facteur qui améliorera les performances de la pièce. D’un autre côté, les finitions texturées peuvent entraîner une augmentation de l’adhérence et de la sensation tactile, ce qui se traduit par une expérience utilisateur satisfaisante. Les critères de sélection d'une finition de surface appropriée constituent une étape cruciale dans la réalisation du produit car ils déterminent l'apparence et la facilité d'utilisation du produit final.

Les normes de finition de surface du moulage par injection SPI

Les types de finition de surface SPI sont les suivants :

Grade A : la finition de surface brillante du moulage par injection

Finition brillante de moulage par injection

Rugosité minimale : 0, 012 μm. 

Cette catégorie de finition est obtenue grâce à des processus spécialisés tels que le polissage au diamant, qui produit souvent des niveaux de brillance élevés. Les fabricants peuvent méticuleusement polir les pièces moulées par injection pour obtenir une finition brillante en utilisant des meules avec des matériaux abrasifs libres. Cependant, Moulage par injection de téflon les produits ou matériaux tels que l'acrylique et le PC peuvent être facilement polis pour former une surface lisse, les matériaux à haute résistance à l'abrasion, tels que le TPU, présentent des défis pour obtenir une finition aussi brillante. 

Grade B : finition de surface de moulage par injection semi-brillante.

Rugosité minimale : 0.05 μm 

Généralement, il convient aux pièces nécessitant un niveau de brillance modéré. Les techniques de papier de verre abrasif des finitions de grade B sont utilisées à cet effet. Cette méthode facilite le travail avec une large gamme de plastiques, y compris les plastiques de qualité technique utilisés pour le moulage par injection. De plus, ces pièces sont séduisantes et adaptées aux applications grand public. 

Grade C: finition de surface mate de moulage par injection

Rugosité minimale: 0, 35 μm 

Le processus de ponçage au grain produit généralement des finitions mates haute résolution en supprimant les marques d'usinage sans ajouter de brillance. Cette option de finition est bien adaptée aux pièces qui n’ont pas d’importance esthétique mais qui nécessitent une texture de surface cohérente. Ce processus permet de garantir une texture de surface du moule de haute qualité, dépourvue de toute marque ou creux visible. La technique de polissage à la pierre convient généralement à la plupart des plastiques moulés par injection.

Grade D : finition de surface de moulage par injection texturée

Surface de moulage par injection texturée

Rugosité minimale: 0, 80 μm 

Certaines applications nécessitent une rugosité de surface ou une finition texturée spécifiée par le SPI. Habituellement, ces conditions sont utilisées pour augmenter la friction à des fins mécaniques. Le sablage est considéré de manière optimale pour produire la texture souhaitée, et la technique du sablage est utilisée. Grâce à l'air comprimé, les particules abrasives sont dirigées avec force contre la pièce, ce qui permet à sa surface rugueuse de répondre à certains besoins d'application.

Facteurs contrôlant la finition de surface dans le moulage par injection

Le processus d’obtention d’une texture fine d’une pièce en plastique commence bien avant le moulage. Plusieurs facteurs clés influencent la finition de surface :

1. Outillage

Le choix du matériau du moule influence considérablement la qualité de la surface du moule à injection. Différents métaux sont utilisés, mais principalement l'acier à outils trempé et l'aluminium sont utilisés pour la fabrication des pièces. Les moules en acier, en particulier, sont répandus pour obtenir les finitions les plus lisses possibles, parfaites pour les pièces qui doivent être esthétiques.

2. Bonne sélection de matériaux

Le choix matériel de finitions de moulage par injection des produits. Différents plastiques présentent différents degrés de compatibilité pour obtenir une surface lisse ou texturée. De plus, des charges et des pigments sont également utilisés comme additifs, ce qui peut affecter les propriétés de surface du matériau. 

3. Variables de processus

La vitesse d'injection et la température du moule sont les deux variables critiques du processus responsables des finitions de surface dans le moulage par injection. Des vitesses d'injection à des températures de fusion plus élevées peuvent produire des finitions plus brillantes avec moins de lignes de soudure. Le remplissage rapide des cavités du moule élimine la visibilité des lignes de soudure, améliorant ainsi l’apparence générale. L'ajout de températures élevées de moule et de fusion aux vitesses d'injection rapides donne à SPI une finition de surface plus lisse.

4. Considérations fonctionnelles

L'esthétique n'est pas la seule raison de choisir la finition de surface dans le moulage par injection ; les exigences fonctionnelles sont cruciales. Des finitions texturées peuvent être utilisées pour améliorer l’adhérence de la peinture ou pour empêcher les surfaces lisses de se décoller. Les finitions texturées sont un type d'amélioration du produit qui donne une surface tactile qui renforce l'adhérence. D’un autre côté, les finitions texturées améliorent également la résistance et la sécurité des pièces, les rendant ainsi adaptées aux applications antidérapantes.

5. Considérations de coût

Le moulage est associé à des coûts de configuration initiaux élevés, qui augmentent lorsque des finitions de qualité supérieure comme A-1 sont utilisées. Plus la finition est complexe, plus le coût de production est élevé. Par ailleurs, la conception du produit est également un facteur essentiel dans la maîtrise des coûts. Les conceptions sont simples et peuvent être facilement reproduites, de sorte que la production en série se fait à l'aide d'un seul moule et que le coût est donc faible. Le processus de fabrication est standardisé par un seul moule, ce qui réduit les dépenses et accélère la production. D'un autre côté, les variantes de conception nécessitent plus d'un moule, ce qui explique l'investissement financier élevé dans le projet.

6. Finition de surface VDI (STD) pour le moulage par injection

Finition de surface VDI 3400, communément appelée finition VDI. Il est standard de définir la texture du moule définie par le Verein Deutscher Ingenieure (VDI), qui est la société des ingénieurs allemands. La finition se fait par usinage par électroérosion (EDM) lors de l'usinage du moule. Bien qu'elles aient été fondées par la Société des ingénieurs allemands, les normes de finition de surface VDI sont désormais applicables aux fabricants d'outils du monde entier, y compris dans les régions d'Amérique du Nord, d'Europe et d'Asie.

Étapes du contrôle qualité dans le moulage par injection

L'espace contrôle qualité pour le moulage par injection dans l’industrie de la fabrication du plastique se compose généralement de quatre étapes principales. Le processus commence par la phase de conception, puis passe du moule à l'inspection de pré-production. Parallèlement, le contrôle qualité des processus et enfin l’inspection du produit final. Après tout, cela passe par des licences et des certifications pour le contrôle qualité. Discutons des étapes impliquées pour maintenir la qualité rigoureuse des pièces moulées. 

1. Phase de conception

Dans la phase initiale du contrôle qualité, connue sous le nom de revue de conception, les ingénieurs ou les concepteurs internes et externes se réunissent pour examiner l'exactitude de toutes les conceptions avant la production. L’approche de l’impression 3D présente de nombreux avantages sur cet aspect. Il permet d'examiner l'apparence du produit avant l'actualisation de la production, ce qui, à son tour, garantit la minimisation des dépenses en ressources en équipements et matériaux de fabrication. En outre, l’impression 3D fournit une connaissance précise de l’échelle des modèles de production finaux. Cette configuration affecte la vitesse de production et l’utilisation des matériaux. À titre d’exemple, le choix de matériaux pouvant former plusieurs pièces simultanément pourrait contribuer à réduire les coûts de production et les déchets en réalisant des économies. 

2. Conception de moule

Dans cette pré-production, le moule est fabriqué et utilisé dans la fabrication. Le matériau du moule dépend du type de produit. Par exemple, le moulage du plastique utilise généralement des moules en aluminium ou en alliages d'acier, tandis que d'autres méthodes peuvent utiliser des matériaux en céramique ou des moules en grès, en fonction de la pièce d'utilisation finale.

3. Inspection de pré-production

L'inspection de pré-production, ou « inspection du premier article », visualise les pièces fabriquées via le processus de moulage par injection avant l'expédition. Cette étape vitale nous permet de vérifier que chaque pièce répond aux spécifications et de détecter les défauts avant que le client ne reçoive le produit. Les inspecteurs effectuent des inspections visuelles de chaque pièce pendant la phase de développement et utilisent des instruments de mesure pour garantir que les dimensions, les poids et les tolérances sont conformes aux exigences spécifiées. 

Aussi, des tests fonctionnels sont effectués pour vérifier la compatibilité des pièces dans leur assemblage et leur adéquation à l'usage auquel elles sont destinées, sachant qu'elles peuvent nécessiter quelques ajustements après le moulage. Outre l'inspection visuelle et les tests fonctionnels, les inspecteurs peuvent appliquer des balayages aux rayons X ou d'autres tests non destructifs pour garantir la sécurité et la fonctionnalité des pièces.

Dans le moulage par injection plastique, divers types d’imperfections peuvent survenir, notamment :

• Les changements de couleur et de texture rendent le produit différent des autres. 
• Les trous manquants ou mal alignés sont essentiels au fonctionnement et à l'apparence du produit. 
• Le problème est que les dimensions du trou, telles que la taille et l’épaisseur, ne correspondent pas au design, ce qui n’est pas ce qui était prévu. 
• Un remplissage insuffisant de la cavité entraîne des lacunes, telles que des flashs et des plans courts, qui peuvent avoir un impact sur la qualité du produit.

5. Contrôle qualité du processus

Le parcours du processus de contrôle qualité implique un contrôle strict des matières premières, garantissant qu’elles sont conformes aux spécifications avant leur intégration dans le processus. L’accent est ensuite mis sur la confirmation des bons réglages de température et de pression pour la machine de moulage par injection et d’autres pièces vitales pour un fonctionnement fluide. Cette étape permet d'éviter des problèmes tels que des bulles d'air dans les pièces finies ou des produits de mauvaise finition de surface. 

L'étape suivante consiste à filtrer le plastique fondu pour détecter toute impureté (matière étrangère) susceptible de provoquer des perturbations pendant le processus de moulage de la pièce. L'étape suivante a lieu lorsque le plastique est déjà exempt de particules. Il est ensuite injecté dans le moule. La dernière étape du contrôle qualité consiste à examiner soigneusement les pièces moulées pour déceler tout vide ou autre défaut, ce qui signifie que chaque composant sortira de la machine de moulage par injection parfaitement formé et exempt d'imperfections.

6. Inspection finale

Chaque pièce du produit fini est examinée pour détecter tout défaut avant de quitter l'usine. L'inspection manuelle garantit que seuls les produits parfaits sont emballés et envoyés aux clients. Cette procédure rigoureuse garantit que les produits sont de qualité supérieure et ne présentent pas d'imperfections telles que des rayures, des bulles ou d'autres défauts. Tous les problèmes identifiés sont corrigés avant l'emballage et l'expédition, garantissant ainsi la satisfaction du client. 

Le contrôle est effectué par des professionnels rompus à l'identification d'éventuels écarts dans les pièces et matériaux utilisés dans la fabrication. Cette application de rigueur garantit que seuls des produits précis et impeccables sont expédiés en maintenant le strict standard de supériorité attendu par les clients. 

7. Emballage

Le colis doit être suffisamment solide pour résister au processus d’expédition sans être endommagé. Il doit également contenir les instructions précises pour une installation ou une utilisation en toute sécurité afin d'éviter tout problème. Dans la mesure du possible, remplacez les matériaux d'emballage non recyclables par des matériaux recyclables pour réduire l'impact environnemental et accroître la durabilité.

Défauts courants du moulage par injection et leur prévention

Le moulage par injection de plastique n’est pas sans défauts. Différents types d’erreurs peuvent survenir au cours du processus et éventuellement affecter les produits finaux. Discutons brièvement de certains des défauts de moulage courants.

Délaminage des surfaces

Exemple de délaminage de surface 

Lors du délaminage de la surface, le défaut d'écaillage de la couche superficielle se produit lorsque de fines couches à la surface d'un composant moulé se séparent ou se décollent facilement du matériau sous-jacent. Comme cela affaiblit le composant, il est généralement considéré comme le principal problème du produit fini. La principale raison du délaminage est la contamination des pastilles de résine ou d'autres matériaux de base par des matières étrangères. Si les deux matériaux ne peuvent pas bien adhérer, une séparation feuilletée se produit. En plus du matériau entrant dans la trémie, tous les agents de démoulage supplémentaires utilisés pour séparer les composants du moule peuvent également être contaminés. Le délaminage peut également être causé par l’humidité excessive du matériau due à un séchage insuffisant avant utilisation.

Des marques de brûlure

Marque de brûlure dans la pièce moulée par injection

Les marques de brûlure sont des marques noires ou de couleur rouille qui apparaissent sur la surface ou sur les bords des pièces moulées par injection. Ces défauts sont souvent liés à la température élevée des bulles d'air ou de la résine emprisonnées dans le moule lors de l'injection, provoquée par les vitesses d'injection élevées ou par l'échauffement très élevé du matériau. 

La prévention des marques de brûlure nécessite de réduire les températures de fusion et de moulage et d'optimiser les vitesses d'injection. Les fabricants peuvent également résoudre ce problème en utilisant des systèmes d’échappement et en élargissant les bouches d’aération des gaz pour faciliter l’évacuation de l’air chaud lors de l’injection à basse pression. De plus, la réduction du temps de cycle de moulage permet d’éviter de piéger de l’air ou de surchauffer la résine.

Vides sous vide

Les vides sous vide sont un problème fréquent dans le processus de moulage et surviennent généralement en raison d'un manque de matière plastique dans le moule. Généralement, ils sont causés par un tir court, lorsque le processus d'injection n'injecte pas suffisamment de plastique pour façonner complètement la pièce. En refroidissant, le plastique se contracte, créant ainsi des espaces vides dans le produit moulé. 

En outre, des vides de vide peuvent être provoqués par les poches de gaz qui se forment à l’intérieur du matériau plastique au cours du processus. Ces poches peuvent se former pour les raisons suivantes :

• Le manque de ventilation fait que l'air est emprisonné dans le moule au lieu d'être déplacé par le plastique. 
• L'eau se vaporise à l'intérieur de la résine plastique, ce qui crée des poches en s'échappant. 
• Lorsqu'ils sont chauffés pendant le moulage, les composés volatils contenus dans le mélange de résines peuvent se vaporiser en gaz. 
• L'injection de la résine plastique peut entraîner une surchauffe, qui à son tour peut provoquer la dégradation de la résine plastique et l'introduction de gaz dans le matériau. 

Tous ces facteurs provoquent des vides, qui à leur tour affectent la qualité du produit moulé.

Décoloration

Décoloration de surface

La décoloration, ou « stries de couleur », se produit lorsqu'un objet moulé présente une variation de couleur inattendue. Cependant ce défaut n’affecte généralement que des stries de couleur anormale. Cela peut ruiner l’attrait visuel du produit, même si cela n’affecte pas son intégrité structurelle. Les causes habituelles de décoloration sont les résidus de résine dans la buse, les granulés vieillis dans la trémie ou les restes d'un cycle de production précédent. En outre, les autres facteurs pouvant conduire à la défaillance du produit sont la faible conductivité thermique du composant colorant ou un mauvais mélange du mélange maître. 

Pour éviter la décoloration, les fabricants doivent s'assurer que la machine, la trémie, la buse et le moule sont soigneusement nettoyés entre les cycles de fabrication afin d'éliminer tous les restes de matériaux. En outre, le choix d’agents colorants à haute conductivité thermique est indispensable pour survivre au processus de moulage. Le mélange approprié du mélange maître est également essentiel pour assurer le même résultat couleur à toutes les étapes de la production.

Gauchissement

Le gauchissement se produit lorsque diverses parties d'un objet moulé se contractent de manière inégale pendant le processus de refroidissement, tout comme le bois peut se déformer lorsqu'il sèche de manière inégale. Ainsi, l’objet devient tordu, inégal et courbé. La raison la plus importante de déformation est le refroidissement précoce ou instantané. Une température élevée ou une faible conductivité thermique du matériau peuvent également être à l’origine d’un gauchissement. En outre, la conception du moule est également un facteur, en particulier lorsque le retrait est plus important avec l'épaisseur de la paroi. 

Le gauchissement est un processus de refroidissement lent et long qui permettra au matériau de refroidir uniformément ou. Le choix du matériau est également important puisque certains matériaux sont moins susceptibles de rétrécir lors du refroidissement que d’autres. À titre d’exemple, les thermoplastiques chargés de particules sont plus résistants à la déformation que les matériaux semi-cristallins ou les qualités non chargées. La refonte du moule pour garantir que l'épaisseur de la paroi et la symétrie sont cohérentes peut également être le facteur qui rendra le composant plus stable pendant le processus de refroidissement, réduisant ainsi le risque de déformation.

Marques d'évier

Les marques d'enfoncement ressemblent à de petites bosses ou cratères sur la surface plane d'une pièce, que l'on trouve généralement dans les régions les plus épaisses où le matériau rétrécit et tire la surface vers l'intérieur. Habituellement, le temps de refroidissement n’est pas suffisant car le mécanisme de refroidissement n’est pas efficace, ce qui est à l’origine de ces défauts. Par ailleurs, la faible pression dans l'enceinte du moule ou la température élevée au niveau de la porte peuvent provoquer des traces d'affaissement, notamment dans les parties épaisses où le refroidissement est lent. 

Pour éviter les traces d’évier, de nombreuses mesures peuvent être prises. Le temps de refroidissement peut être augmenté en réduisant le retrait, et l'épaisseur des sections plus épaisses peut être raccourcie en réduisant les temps de refroidissement. En abaissant les températures du moule, en augmentant la pression de maintien et en prolongeant la durée de maintien, les processus de refroidissement et de durcissement deviennent plus efficaces, réduisant ainsi les risques de traces d'évier.

Jetting

Le jet ressemble à un défaut de surface sur des pièces moulées par injection, ressemble à des lignes serpentines ou ondulées, tout comme des traces de vers. Ce problème se produit lorsque la résine est injectée trop rapidement dans le moule à travers une petite zone comme une porte ou un canal. La résine pénètre dans la cavité du moule avec un mouvement de pulvérisation, créant un flux semblable à un serpent qui refroidit avant que le reste de la masse fondue ne remplisse le moule, ce qui empêche le matériau de fusionner suffisamment et entraîne la formation de jets. 

Les causes sous-jacentes des jets peuvent inclure :

• La dynamique du flux de résine dans le moule est un phénomène fascinant qui peut être facilement expliqué d’un point de vue humain. 
• La vitesse d'injection de la résine est un facteur clé qui doit être pris en compte lors de la conception du processus de moulage par injection de résine. 
• La température de la résine doit être idéale pour réaliser la pièce parfaite. 

Le dépannage doit être centré sur le placement de la porte et le réglage du diamètre afin que l'injection ne se fasse pas directement au centre de la cavité du moule. En outre, vous pouvez également vérifier et modifier les paramètres de vitesse du coulisseau, utiliser des canaux chauds ou des moules chauffés pour éviter un refroidissement prématuré et essayer d'autres options de résine meilleures en termes de caractéristiques et de performances, en particulier la température du moule et la vitesse de refroidissement.

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résumer 

Le choix de la bonne finition de surface pour votre pièce en plastique moulée par injection n'est pas seulement une question d'esthétique mais aussi de nombreux avantages. Néanmoins, prendre cette décision dès le début de la phase de conception est de la plus haute importance car c'est la base de l'outillage, de la sélection des matériaux et d'autres facteurs importants. 

Travailler avec un expert en moulage par injection plastique est crucial pour maîtriser ce processus. Les experts de Prolean peuvent vous fournir des conseils personnalisés et vous aider à prendre des décisions éclairées. Laissez-nous être vos conseillers experts pour obtenir le meilleur de leur catégorie service de moulage par injection pour vos projets de fabrication de pièces prévus.

Questions Fréquentes Posées 

T1. Qu’est-ce que le moulage par injection personnalisé ?

Le moulage par injection personnalisé est le processus de production de pièces ou de composants en plastique personnalisés selon les besoins du client. Il s'agit d'un processus consistant à utiliser un moule pour injecter une matière plastique fondue dans une forme particulière, permettant ainsi de produire des pièces complexes et précises avec des caractéristiques personnalisables telles que la taille, la forme, la couleur et les propriétés du matériau.

Q2. Quels sont les avantages de l’utilisation de la finition de surface dans le processus de moulage par injection ?

Les finitions de surface améliorent l’esthétique, la fonctionnalité et la durabilité du produit final, le rendant plus attrayant, texturé et durable.

Q3. Pourquoi le polissage et le rodage sont-ils considérés comme les meilleurs choix pour la finition ?

Le rodage et le polissage sont des techniques de précision utilisées pour obtenir une finition de surface plane et lisse en retirant soigneusement une fine couche de matériau de la surface. Dans le moulage par injection, cela se fait généralement à l’aide de tampons abrasifs et de composés diamantés. La procédure consiste à déplacer la pièce dans des mouvements circulaires sur le tampon abrasif, ce qui réduit la rugosité et l'état de surface. 

Q4. Qu’est-ce que la gravure chimique ? 

La gravure chimique est le processus de création de textures uniques sur les surfaces du moule par réaction chimique, adaptée au traitement précis du moule. La procédure consiste à préparer la surface du moule, à appliquer des encres résistantes pour former un motif et à graver les zones exposées avec un acide fort, ce qui laisse la texture souhaitée.