Le moulage par injection est devenu un procédé de fabrication répandu pour de nombreuses raisons. Il est particulièrement utile dans la conception de produits de consommation, car le plastique entre dans la composition de nombreux articles et l'injection constitue l'un des meilleurs moyens de les fabriquer.
Voici les trois grandes étapes du moulage par injection.
Étape 1 : conception du produit
La conception est l'une des étapes les plus importantes de la production, car elle offre la première possibilité d'éviter des erreurs qui pourraient coûter cher par la suite.
Pour éviter les erreurs coûteuses lors de la conception, il est préférable de prévoir une épaisseur de paroi uniforme chaque fois que possible et de ménager des transitions progressives lorsque l'épaisseur doit varier. Il convient également d'éviter les concentrations de contraintes, notamment dans les angles de 90 degrés ou moins.
La conception d'un produit répond à de nombreux besoins : fonction, esthétique, aptitude à la fabrication, assemblage, etc. Une bonne conception atteint les objectifs attendus de façon satisfaisante et créative. Elle s'appuie souvent sur des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO).
Une équipe qualifiée d'ingénieurs concepteurs saura imaginer, concevoir et améliorer différentes solutions adaptées aux difficultés propres à chaque projet.
Étape 2 : conception du moule
Après validation d'une conception, l'étape suivante consiste à fabriquer un moule (ou une matrice). Les moules sont généralement réalisés dans les métaux suivants :
- Acier trempé : c'est le matériau le plus coûteux pour un moule, mais aussi le plus durable. L'acier trempé convient à la fabrication de produits dont les volumes atteignent plusieurs centaines de milliers d'unités.
- Acier prétraité : il supporte moins de cycles que l'acier trempé, mais son coût de fabrication est inférieur.
- Aluminium : utilisé habituellement pour des outillages prototypes à une seule empreinte, lorsque la quantité de pièces requise est relativement faible.
- Alliage cuivre-béryllium : couramment employé dans les zones du moule nécessitant une évacuation rapide de la chaleur ou concentrant la chaleur de cisaillement.
Comme pour la conception du produit, la conception du moule représente une autre occasion d'éviter les défauts pendant la fabrication. Voici quelques exemples de défauts de conception pouvant entraîner des coûts importants :
- Dépouille insuffisante : il s'agit de l'angle permettant de démouler le produit fini. Une dépouille insuffisante peut provoquer des problèmes d'éjection, coûteux en temps et en argent.
- Points d'injection mal placés ou mal dimensionnés : ce sont les ouvertures par lesquelles la matière thermoplastique ou thermodurcissable est injectée dans le moule. Chacune laisse une trace pouvant présenter des défauts esthétiques ou fonctionnels si elle est mal positionnée.
- Le nombre de pièces à fabriquer (et donc de cycles), ainsi que la matière choisie, déterminent comment et dans quels matériaux le moule sera réalisé.
Étape 3 : fabrication
Une fois le produit correctement conçu, testé et approuvé, la fabrication proprement dite peut commencer.
Voici les principes de base du moulage par injection…
La matière thermodurcissable ou thermoplastique sous forme de granulés est introduite par une trémie dans un fourreau chauffant. Chauffé à une température définie, le plastique est poussé par une vis à travers le ou les points d'injection jusque dans le moule. Une fois l'empreinte remplie, la vis maintient la pression nécessaire pendant une phase de refroidissement prédéterminée. La vis recule ensuite, le moule s'ouvre et la pièce est éjectée. Les carottes et points d'injection sont séparés automatiquement ou manuellement. Le cycle se répète et permet de produire des centaines de milliers de pièces en un temps relativement court.