Les procédés de moulage par injection permettent de fabriquer des pièces en plastique en injectant du plastique fondu — généralement un thermoplastique — dans des moules d'injection métalliques, généralement en acier ou en aluminium.
La machine alimente le moule en matière première, créant ainsi une empreinte négative de la pièce finale, qui se compose de deux sections : un moule d'injection (A) et un moule d'éjection (B).
L'espace entre les deux sections constitue la cavité du moule, dans laquelle le matériau est injecté.
Bien que capables de produire une vaste gamme de pièces, les moules d'injection présentent certaines contraintes de conception. Les pièces moulées par injection plastique doivent avoir des parois fines. Elles doivent éviter les surplombs et présenter un certain degré de dépouille (côtés coniques) afin de faciliter l'éjection de la pièce moulée.
Le moulage par injection est principalement utilisé pour les plastiques, et plus particulièrement les thermoplastiques. Les thermoplastiques sont des polymères qui se ramollissent à haute température (température à laquelle ils peuvent être injectés librement dans un moule) et reprennent leur état solide après refroidissement. Le moulage par injection est également compatible avec les thermodurcissables, qui peuvent être polymérisés pour former un solide mais ne peuvent pas être fondus à nouveau. Les élastomères sont moins fréquemment utilisés.
En principe, le moulage par injection est un procédé relativement facile à comprendre. Sa mise en œuvre, en revanche, est un peu plus complexe.
Le moulage par injection commence par le versement de granulés de matière plastique dans une trémie. Ces granulés sont ensuite transférés de la trémie vers un cylindre et chauffés jusqu'à fusion.
Le matériau fondu est ensuite propulsé à travers le canon par une vis sans fin à mouvement alternatif jusqu'à ce qu'il y ait suffisamment de matériau près de la sortie du canon pour remplir le moule. Cette quantité de matériau est appelée une coulée.
Après avoir traversé un clapet anti-retour, le matériau liquide est propulsé du cylindre vers un canal du moule appelé carotte, puis à travers un réseau de canaux plus petits appelés canaux d'alimentation, jusqu'à la cavité du moule. Ces canaux d'alimentation sont généralement agencés de manière à acheminer le matériau vers les zones appropriées du moule avec une force adéquate.
Dès qu'il atteint le moule, le matériau commence immédiatement à refroidir et à durcir. Ce refroidissement peut également être accéléré grâce à des conduites d'eau circulant autour du moule.
Une fois le matériau refroidi et solidifié, l'opérateur ouvre le moule et la pièce moulée peut être extraite. Selon la rigidité du matériau plastique, l'utilisation d'éjecteurs peut faciliter le démoulage sans casser la pièce.
La carotte et le canal d'alimentation sont retirés de la pièce — laissant parfois une petite marque — avant que la pièce moulée par injection ne soit prête pour le post-traitement ou la livraison.
Le moulage par injection est le procédé de fabrication le plus répandu pour la production de pièces en plastique. Une presse à injecter, alimentée en matière plastique et équipée de moules variés, permet de fabriquer une grande diversité de pièces, de toutes tailles et de toutes durées de vie, pour de nombreuses applications industrielles. Mais comment fonctionne le moulage par injection ?
Le moulage par injection est un procédé de formage, contrairement aux procédés soustractifs (usinage CNC) ou additifs (impression 3D), qui utilisent un moule comme outil de mise en forme. Ce procédé convient aux matériaux thermoplastiques, qui sont chauffés jusqu'à fusion puis injectés dans un moule métallique où ils refroidissent et prennent la forme intérieure de la cavité.
Le procédé de moulage par injection peut être divisé en quatre étapes : la fusion du matériau, son injection dans le moule, son refroidissement (ou son refroidissement progressif) jusqu’à durcissement, puis l’éjection de la pièce finale du moule. En résumé.
Dans tout projet de moulage par injection, des décisions cruciales doivent être prises avant le début du processus. Le déroulement est généralement le suivant :
1. Choisir le matériau : Le choix du matériau est la première étape de la préparation au moulage par injection. Les concepteurs de produits prennent généralement en compte des matériaux spécifiques pour le moulage par injection lors de la conception d'un nouveau produit. En cas de doute, la réalisation de prototypes rapides est la meilleure façon de tester différentes options.
2. Confirmer la quantité : Il est essentiel de discuter dès le départ du nombre de pièces moulées à produire. Le nombre d’injections déterminera le type de moule utilisé : un moule prototype ou un moule de production en grande série.
3. Analyse du flux de moulage : Le logiciel d’analyse du flux de moulage par injection génère un rapport de simulation. Ce rapport prédit des facteurs tels que la déformation des pièces et l’efficacité des canaux de refroidissement, aidant ainsi les fabricants à éviter les erreurs. En cas de rapport négatif, la conception peut être modifiée afin d’améliorer le processus.
4. Création du moule : La fabrication de moules est un processus spécialisé. De nos jours, les moules sont souvent fabriqués par usinage CNC et électroérosion, car ces procédés permettent de produire rapidement des moules métalliques de haute précision.
5. Création des moules : Une fois le moule prêt, le processus de moulage par injection peut commencer.
