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La conception de pièces identiques en grande quantité demande une technique spécifique pour garantir la qualité de ces dernières et accélérer travail. L’injection plastique est le procédé par excellence utilisé par de nombreuses industries. Cette solution est effectivement intéressante pour la production de centaines de pièces. Comment fonctionne le principe de l’injection plastique ?
L’injection plastique : de quoi s’agit-il ?
L’injection plastique est une technique de production utilisée pour fabriquer des pièces semblables en série. Il est similaire à l’injection de liquides par seringue. Ce procédé vise à chauffer et à faire fondre la matière plastique avant de la transférer dans un moule. Elle prendra alors la forme désirée grâce au refroidissement de la matière.
Cette méthode facilite la fabrication de pièces aux formes complexes en grande quantité. Elle a l’avantage de réduire les coûts, notamment grâce à l’utilisation d’une matière première abordable, au temps de production raccourci et au poids faible. Elle est surtout efficace et performante, car elle permet d’obtenir un rendu parfait, ne nécessitant aucune retouche. Les surfaces obtenues par injection plastique sont non seulement esthétiques, mais elles présentent également un ratio poids/solidité optimal. Pour adopter l’injection plastique, il faut évidemment les bons équipements adaptés.
Le fonctionnement d’une presse à injection plastique
L’injection plastique est réalisée grâce à une presse à injecter. Elle est facile à utiliser pour fabriquer des pièces plastiques en grand nombre. La presse se charge de chauffer les granulés de plastique intégrés dans la trémie, grâce à ses colliers de chauffe. La température allant de 200 à 250°C, avec la friction de la vis, se charge alors de faire fondre la matière plastique efficacement.
Une fois mou, le vérin d’injection de la presse l’injecte dans le moule, avec une pression qui peut atteindre les 2500 bars. Ce moulage va donc permettre à la matière d’épouser la cavité de l’outillage, notamment en répartissant le plastique de manière uniforme pour qu’elle puisse prendre la forme désirée.
La prochaine étape a pour objectif de refroidir la pièce qui a pris sa forme définitive. La température sera alors baissée entre 50 et 80°C pour permettre la solidification de la matière. Dès lors que les pièces produites deviennent solides, l’outillage et les différents tiroirs de la presse à injecter s’ouvrent pour envoyer toutes les pièces produites dans un bac. Le cycle de la presse peut alors reprendre pour produire plus de quantité.
Le moule d’injection plastique
Le moule d’injection plastique est également connu sous le nom d’outillage. Il s’agit d’un élément fondamental dans la technique de production de pièces plastiques injectées. Tout simplement parce qu’il permet au matériau de prendre la forme définitive de la pièce souhaitée. Le moule est un ensemble mécanique généralement fait d’acier. Son poids peut aller de quelques dizaines de kilos jusqu’à plusieurs tonnes. Il est constitué d’une partie fixe, et d’une partie mobile. La partie fixe se trouve du côté de l’injection et est constituée d’une partie des empreintes et du système d’alimentation. Celle mobile, quant à elle, est située du côté de l’éjection. Elle est composée de l’autre partie de l’empreinte, du système d’éjection et des noyaux.
Il est destiné à être fixé sur la presse d’injection plastique et joue un rôle essentiel dans le processus de production. Lors de l’injection dynamique, le moule reçoit la matière polymère thermoplastique fondue dans la vis d’injection. Grâce à la pression constante, le moule est rempli au bon dosage pour éviter le retrait d’excès de la matière une fois refroidie. Au moment du refroidissement, la matière épouse les parois du moule avec précision pour ensuite se solidifier et ainsi prendre sa forme.
Il est donc essentiel que le moule dispose de canaux de coulée de mêmes dimensions pour assurer l’homogénéité de son remplissage. La conception de cet outillage demande un savoir-faire et une grande précision. Elle s’appuie sur une modélisation 3D, et demande l’usage d’appareils et de logiciels performants. Le choix de l’acier de fabrication du moule d’injection doit se faire avec soin pour assurer sa résistance et sa durabilité.
Il est tout à fait possible de confier la conception de vos moules à des professionnels dans le domaine. Ces derniers peuvent se charger de l’établissement du plan 3D, passant par la réalisation des moules, jusqu’au choix de la matière première jusqu’à l’assemblage, les finitions et la livraison.
Qu’est-ce que le point d’injection plastique ?
Le point d’injection plastique n’est autre que l’entrée de la matière dans l’empreinte du moule. La présence de ce point est d’ailleurs l’une des spécificités des pièces produites via le procédé d’injection. Il prend la forme d’une nappe ou d’un petit picot. L’emplacement de ce point doit être étudié dès la réalisation de l’outillage. Si vous recourez à un mouliste professionnel, ce dernier se chargera de définir le meilleur emplacement pour équilibrer le moule et optimiser le remplissage de la pièce. Il est possible de le situer sur un bord extérieur ou au centre de la pièce.
Dans le premier cas, il sera plus simple de couper le canal d’injection. C’est également un moyen pour réduire le coût de l’outillage multi-empreintes et d’automatiser l’égrappage. Cependant, placer le point d’injection sur le bord risque d’affecter l’équilibre du moule. Mais les traces de soudure risquent également d’être trop apparentes. Voilà pourquoi cet emplacement n’est conseillé que pour un nombre de pièces plutôt limité.
L’idéal est donc de choisir le centre pour le point d’injection pour une production en masse. C’est le moyen par excellence pour garantir l’équilibrage des pressions au moment de l’injection et optimiser les dimensions du moule. Néanmoins, il sera plus compliqué de couper la carotte d’injection pour les outillages sans buse chaude.
Comprendre le concept de ligne de plan de joint
La ligne de plan de joint est également une des caractéristiques des pièces obtenues par injection. Cette ligne se trouve au niveau des parties de fermeture du moule, notamment sur les zones où se rencontrent ses éléments mobiles. Elle entoure toute la pièce et est présente au niveau de la jonction avec les tiroirs. Tout comme le point d’injection, l’emplacement de la ligne de plan de joint doit également être bien pensé. Il est important de veiller à la dissimuler autant que possible. C’est pourquoi elle est généralement placée à la base non visible d’un boîtier.
Il est également possible de la fondre entre deux états de différentes surfaces. Le choix de cet emplacement doit donc se faire en fonction du type de pièces à produire. Le professionnel chargé de la conception du moule doit donc se baser sur l’usage prévu pour déterminer les meilleures techniques à suivre. Vous l’aurez compris, l’injection plastique est une méthode à privilégier pour la conception de pièces en plastique en grande quantité. Elle permet d’obtenir un rendu esthétique, durable et résistant, mais elle est surtout synonyme de gain de temps et de productivité. Grâce à la presse à injecter, le matériau peut être chauffé et fondu, pour qu’il puisse ensuite épouser les empreintes du moule.
Le principe de refroidissement se charge ensuite de solidifier la matière. Cependant, la conception du moule est une étape déterminante pour mener à bien la production des éléments. De nombreux critères doivent être considérés pour optimiser leur efficacité. Le matériau avec lequel l’outillage sera fabriqué aura un impact sur sa durabilité. L’emplacement du point d’injection plastique et de la ligne de plan de joint doit également être choisi avec soin. Sans parler des canaux de coulée qui doivent garantir une répartition homogène du liquide. Voilà pourquoi le recours à un mouliste professionnel est vivement recommandé.
