Un détail complet sur le processus de surmoulage

« Le surmoulage par injection est devenu une technique fiable pour fabriquer des produits de conception complexe, de petite échelle à de grands volumes, dans des délais rapides. Son utilisation est désormais devenue courante dans les secteurs de l’automobile et des produits de consommation.

La technique fait référence au processus le plus rapide et en plusieurs étapes de moulage d'une couche d'un polymère à l'aide de la méthodologie de moulage par injection TPU sur une pièce de substrat. Cela représente généralement l’enchevêtrement mécanique des molécules polymères. Il s’agit généralement d’un type de processus de moulage par injection. La partie substrat (la partie la plus résistante) est généralement constituée de plastique en général et résulte du processus de moulage par injection. De la fabrication de brosses à dents à l'amortissement des vibrations, en passant par les pièces intérieures durables et résilientes cruciales des automobiles et de l'aérospatiale, et a attiré une attention particulière pour former des pièces à petite échelle. Le processus est réalisé par verrouillage chimique ou physique. 

Cet article fournit des détails précieux sur le surmoulage, son processus et ses types ; comme le plastique, et surmoulage métallique, et d’autres aspects essentiels liés à la conception. 

Processus de surmoulage : guide étape par étape

Le surmoulage implique différentes étapes, de la phase de conception jusqu'au produit final. Voici un guide étape par étape du processus.

1. Phase de conception du moule :

La première étape est la conception géométrique vectorielle virtuelle 3D ou 2D de la fabricabilité (DFM) de la pièce prévue. Sur la base de la conception, un moule est organisé en fonction d'un substrat pour le développement du produit.

2. Préparation du substrat :

Le substrat, élément crucial, est généralement constitué de matériaux résistants comme le TPU, le caoutchouc de silicone ou le TPE, en fonction des exigences du produit. L'usinage CNC est généralement utilisé pour former des matériaux de substrat. Cela nécessite généralement un prétraitement ou un préchauffage pour améliorer l’adhérence et l’adhérence des pièces surmoulées.

3. Moulage par injection en deux temps

Dans le processus de moulage par injection en deux temps, le substrat (matériau primaire) est inséré dans la matrice du moule, le matériau de surmoulage est fondu et injecté pour le verser sur le substrat afin de former un produit de surmoulage durable.

4. Post-traitement

La dernière phase du processus de surmoulage consiste à obtenir la finition de surface requise. De cette façon, diverses options de finition, notamment le détourage, l'élimination des bavures, l'anodisation et le revêtement chimique, contribuent à répondre aux spécifications exactes du produit. 

Quels sont les matériaux couramment utilisés pour le processus de surmoulage ?

Moulage par injection plastique

Il existe divers surmoulage plastique matériaux utilisés dans le processus, des thermoplastiques flexibles aux thermoplastiques robustes. L'utilisation finale dépend de la résistance et des caractéristiques requises de la pièce. Certains des types de matériaux les plus couramment utilisés comprennent : acrylonitrile butadiène styrène, polypropylène, LDPE (polyéthylène basse densité), HDPE (polyéthylène haute densité), élastomères thermoplastiques TPE, Delrin (POM) et polyétherimide (PEI). 

Parmi ceux-ci, l'ABS est très apprécié pour ses caractéristiques distinctes dans les boîtiers et les applications de prototypes de tests fonctionnels. Ces caractéristiques comprennent : compatibilité chimique et capacité à résoudre les problèmes de pelage en offrant une résistance élevée. De plus, en ce qui concerne la résistance du polypropylène, il offre une stabilité chimique élevée et la capacité de résister à des conditions environnementales difficiles. De plus, il facilite la fabrication et permet son utilisation pour les composants médicaux jetables, les gips esthétiques, l'ergonomie et les pièces électroniques intérieures. 

De plus, les matériaux en polyéthylène basse densité sont peu coûteux et bien adaptés à la fabrication de produits surmoulés, tels que des composants de vannes, des articles de qualité alimentaire, des chambres de stockage et des conduites de gaz. Il contribue également grandement à des applications telles que l'ensachage industriel de qualité alimentaire, les récipients à jus, les prothèses médicales et les composants de moulage par extrusion. 

Parallèlement, les thermoplastiques élastomères comme les TPE offrent des performances élevées et une adaptabilité aux produits de moulage. Ces matériaux appartiennent à une famille de vulcanisats thermoplastiques, de TPV et d'autres classes apparentées telles que : des élastomères de polyoléfine thermoplastiques et des composés copolymères séquencés de styrène. Outre leurs applications, les TPE sont très précieux pour la fabrication de pièces destinées aux articles de sport automobile et aux chaussures. Quelques exemples courants incluent les conduits d'air, l'encapsulation en verre, les tuyaux haute/basse pression, les palmes et les poignées pour poteaux aériens. 

De plus, le Delrin ou le polyoxyméthylène de qualité technique offre les énergies de surface les plus faibles et convient à la fabrication de pièces telles que les inserts filetés et la fabrication de pièces d'accouplement. Un autre polyétherimide thermoplastique (PEI) de qualité technique haute performance contribue aux applications techniques. La résistance aux températures élevées, la capacité à mouler des pièces à tolérances très strictes, les solutions de personnalisation et la fabrication de composants scientifiques de haut niveau sont des caractéristiques particulières de ce plastique de qualité technique. De plus, il est généralement surmoulé sur des pièces de base métalliques (substrat), lorsqu'il est utilisé dans des applications de surmoulage. 

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Types de processus de surmoulage

Plusieurs types de processus de surmoulage comprennent le moulage par insert, le moulage par injection, le moulage en deux temps et le moulage d'uréthane. Discutons de chaque type en bref détail ; 

Moulage par insertion

Insert moulure

Le moulage par insertion, comme son nom l'indique, insère simplement une pièce métallique dans une pièce moulée par injection en une seule fois. Par conséquent, également connu sous le nom de processus mono-injection, le moulage par insert élimine efficacement les exigences de post-traitement, offre des cycles de production rapides et un nombre illimité de configurations de conception lorsqu'il s'agit de volumes volumineux de pièces composites ou de fabrication de produits. En plus de l'adaptabilité, le moulage par insert est généralement privilégié pour les productions urgentes. Parce qu’il offre une approche rapide pour rendre les conceptions pratiques dans un court délai. 

Moulage par injection à deux injections

moulage par injection 2k

Le moulage par injection est une technique conventionnelle de surmoulage de plastique généralement connue sous d'autres noms tels que bi-, 2k ou double-surmoulage. Comme son nom l’indique, il s’agit de deux unités distinctes moulées par injection situées à des endroits différents. Par conséquent, le moulage par bi-injection est relativement compliqué, coûteux et difficile à mettre en œuvre par rapport aux autres techniques de surmoulage. De plus, le taux de changement de moule est assez élevé lors de son fonctionnement. Cette technique profite généralement à la production de pièces en grand volume, allant jusqu'à 10 à 10,000 XNUMX s.  

Le produit résultant du processus de moulage par bi-injection forme généralement une ligne entre deux pièces moulées, et la technique est souvent utilisée pour des pièces nécessitant des produits de couleurs différentes, ainsi que des caractéristiques de résistance ou de dureté doubles. Cependant, la sélection des outils et des matériaux nécessite généralement une expertise professionnelle pour gérer les projets de fabrication de pièces. 

Relatif à: Qu'est-ce que le moulage par injection?

Moulage en uréthane

Coulée d'uréthane

Le moulage d'uréthane est également identifié par des noms tels que moulage d'uréthane, moulage sous vide et résine de coulée polyuréthane. Habituellement, le moulage d'uréthane utilise un moule en silicone et est utilisé pour fabriquer des pièces rigides, caoutchouteuses ou flexibles à haute résistance, ainsi que pour la fabrication de produits détaillés. 

Parmi les techniques mentionnées ci-dessus, le moulage d'uréthane est souvent pratique et économique pour les fabricants qui l'utilisent pour une petite gamme de produits. Au cours du processus, de l'uréthane liquide est versé dans un moule en silicone. Lors de la réaction de chauffage et de durcissement, la pièce souhaitée est réalisée et légèrement démoulée lors du refroidissement. En règle générale, les moules en silicone sont fabriqués selon des techniques telles que l'impression 3D et l'usinage CNC. Les temps de cycle limités et la complexité de la conception des moules ont quelque peu limité son utilisation. Malgré cela, le moulage d’uréthane est largement utilisé pour fabriquer des équipements structurels et développer un prototypage fonctionnel et rapide.

Cinq avantages du surmoulage en caoutchouc

Discutons des cinq principaux avantages indiqués ci-dessous ; 

1. Fabrication de pièces personnalisées

L’un des principaux avantages est qu’il facilite la fabrication et la personnalisation de diverses conceptions et produits en plastique. Suite à surmoulage métallique, les fabricants peuvent surmouler des plastiques sur des substrats métalliques pour obtenir des pièces à haute résistance, dimensionnellement stables et durables. Par conséquent, les produits de consommation sont souvent fabriqués selon ces techniques. Quelques exemples courants sont répertoriés ci-dessous ;

• Poignées
• Poignées en caoutchouc
• Capsules de bouteilles
• Boutons électroniques
• Inserts filetés
• Garnitures de voitures automobiles
• Batterie de cuisine
• Outils matériels, et
• Appareils chirurgicaux, etc.

2. Améliorer les performances du produit

Étant donné que les pièces surmoulées possèdent les propriétés combinées de deux pièces différentes, les produits fabriqués sont relativement plus résistants et ont une longévité d'utilisation que les autres techniques conventionnelles. Habituellement, comme indiqué ci-dessus, des thermoplastiques hautes performances comme l'ABS, le polyéthylène et le polyétherimide sont utilisés. Ainsi, les pièces qui en résultent augmentent l’adhérence, l’épaisseur et l’ergonomie et atténuent les problèmes potentiels tels que les glissements inconditionnels des pièces d’utilisation finale.

3. Meilleure absorption des chocs 

Le processus de surmoulage du caoutchouc fait également l'objet d'une attention particulière pour améliorer l'absorption des chocs en offrant une longue durée de conservation aux pièces en plastique. Les résines couramment utilisées pour améliorer des propriétés telles que la résistance à l’abrasion, aux impacts et, en plus, l’absorption des chocs ; inclure; silicone, caoutchouc et néoprène. Ces fonctionnalités clés leur permettent d’être largement utilisées dans les secteurs automobiles. Par exemple, les garnitures intérieures des voitures, les appuie-têtes, les portes et les sièges sont généralement fabriqués.

4. Réduisez les coûts de fabrication

D'une manière générale, cette technique polyvalente réduit les coûts de production sur les grandes pièces en réduisant les besoins d'assemblage excessifs. Il s'agit d'un seul tir, c'est-à-dire d'un seul assemblage en pièces formantes ; par conséquent, les fabricants OEM bénéficient de la fabrication de pièces à la demande selon des cycles rapides ou à un rythme plus rapide que les autres techniques de moulage par injection pour les besoins du marché secondaire. De plus, le processus entraîne généralement un gaspillage minimum de matériaux, réduisant ainsi les dépenses du projet de fabrication. 

5. Améliorer l'ergonomie et l'expérience utilisateur

Le processus offre une forte adhérence et une résistance à la traction aux outils et aux produits portatifs. De plus, il améliore l'ergonomie de la pièce pour des performances optimales et des normes de qualité élevées. Le surmoulage du plastique permet aux fabricants d'ajouter plusieurs couleurs et d'augmenter l'aspect artistique des pièces réelles surmoulées.  

Quels sont les défis liés au processus de surmoulage du plastique ?

Le surmoulage de plastique est désormais pratiqué dans plusieurs industries pour la fabrication de pièces de rechange. Cependant, cela pose certaines limites, notamment des coûts d'outillage plus élevés, le maintien d'une qualité rigoureuse et la gestion des processus. 

De plus, l’intégration de matériaux avec d’autres matériaux lors de la fabrication nécessite une expertise et un contrôle précis de la coordination et de l’alignement. De plus, les pièces surmoulées entraînent souvent un délaminage et une mauvaise adhérence en raison d’une préparation de surface et d’une conception de moule inefficaces. Ainsi, pour compter sur ces problèmes liés au surmoulage, les fabricants doivent s'assurer de la compatibilité des matériaux (Voici notre guide pour Le tableau de compatibilité des matériaux de surmoulage) et optimiser les paramètres du processus. En général, le surmoulage en plusieurs étapes nécessite généralement une température du moule allant jusqu'à 70 °F – 120 °F.

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résumer

Le processus de surmoulage est devenu une technique instrumentale en raison de sa rapidité de fabrication de produits et de sa compatibilité avec divers matériaux. Il permet de reproduire rapidement des modèles de prototypes rapides en pièces produites en série en maintenant une qualité rigoureuse. Les pièces généralement fabriquées selon ce processus possèdent une double résilience et résistance. 

De plus, cela permet aux fabricants OEM de commercialiser facilement des pièces sur une courte période. Cependant, quelques limitations sont associées à un processus en termes de complexité de configuration et de sélection de matériaux appropriés. Malgré cela, il est notamment considéré comme un procédé précieux en raison de sa grande efficacité à répondre à la complexité des pièces et de ses capacités de fabrication de pièces à long terme. 

Questions Fréquentes Posées

T1. Quelle est la principale différence entre le moulage conventionnel et le moulage par co-injection ?

La première et principale différence réside dans l’épaisseur du produit ou des pièces d’utilisation finale. Le processus traditionnel de moulage par injection produit généralement des pièces d'une épaisseur approximative de 6/8 mm. Le moulage par co-injection, en revanche, produit des pièces d'une épaisseur relativement plus élevée, de l'ordre de 15 à 40 mm. De plus, le moulage par co-injection nécessite deux chambres distinctes pour mener le processus de moulage. 

Q2. Quels sont les défauts courants associés aux produits surmoulés ?

Habituellement, les pièces créées présentent des lignes d'écoulement, des plans courts, des marques cutanées, une mauvaise liaison et des problèmes de surface de délaminage. Ces problèmes sont dus à un contrôle qualité inefficace des paramètres de processus tels que la température, la pression et l’environnement.

Q3. Comment concevoir des pièces pour le processus de surmoulage ?

L’aspect le plus critique du processus est la conception du moule et du substrat. Certaines des variables clés incluent : le mécanisme de liaison, contrôlant l'épaisseur de la pièce surmoulée, la ventilation et le déclenchement pour des résultats de produit uniformes. Cependant, il est difficile de contrôler tous les paramètres, voici notre guide complet guide de conception de surmoulage, qui vous aide à fournir des informations précieuses sur la phase de conception. 

Q4. Quelle est la principale différence entre le moulage par insert et le surmoulage ?

Bien que les deux processus relèvent du type de moulage par injection, la principale différence réside dans leur approche de fabrication des pièces. Le moulage par insert est un processus de moulage par injection en une seule fois, tandis que le surmoulage est un processus de moulage en deux étapes ou à deux étapes. De plus, le moulage par insertion étant un seul coup, le produit est transformé en un minimum de temps et de coûts. 

Lire la suite : Surmoulage ou moulage par insertion : lequel choisir ?

Q5. Quels métaux peuvent être utilisés dans le processus de surmoulage de métal ?

C'est une déclaration complexe, car les gens ne savent pas si les métaux peuvent être surmoulés ou non. De manière générale, les métaux sont dans la plupart des cas utilisés comme substrats (matériaux de base), et des matériaux comme le caoutchouc et les polymères de haute qualité sont utilisés pour le surmoulage sur des substrats métalliques. Ce processus est appelé surmoulage de caoutchouc, dans lequel le caoutchouc de silicone est souvent utilisé pour la fabrication de pièces.