Dans cet article, nous examinons les différents types de moules à injection de plastique et les méthodes de préparation et d'utilisation de ceux-ci. Les plastiques sont divisés en deux groupes : 1. Moules thermoplastiques 2. Moules thermodurcissables (bakélite) :

Moules thermoplastiques :

Le groupe des thermoplastiques ou thermoplastiques qui, sous l'effet de la chaleur, se plient et retrouvent leur dureté lorsque la chaleur diminue, ne subissent pas de changements chimiques et prennent la forme de la cavité du moule après injection.

Dans le moulage par injection de plastique, le matériau thermoplastique chaud remplit la cavité du moule. Dans cette méthode, le matériau thermoplastique est chaud et la cavité du moule est froide, ce qui permet au matériau de prendre la forme du moule après injection et de durcir.

D'un autre point de vue, les matériaux thermoplastiques sont ceux qui peuvent être réutilisés après une ou plusieurs utilisations dans le processus de production. Ces matériaux sont versés sous forme de granulés ou de poudre dans la machine d'injection.

Structure des moules à injection :

Les moules en plastique sont généralement divisés en deux types :

1- Moules à injection de plastique avec canal froid

2- Moules à injection de plastique avec canal chaud

Et également, en termes de structure, ils se divisent en deux types :

1- Moules à injection de plastique à deux plaques

2- Moules à trois plaques dont le nombre de plaques et la ligne de séparation sont déterminés par des facteurs tels que le nombre de cavités du moule, la forme de la pièce en plastique, le type de machine d'injection, le type de matériaux utilisés et le système d'évacuation de l'air, etc. En général, chaque moule d'injection comporte deux parties principales :

a- La partie fixe du moule (semi-fixe) dans laquelle le matériau plastique injecté chaud est injecté.

b- La partie mobile (semi-motrice) qui se ferme dans la partie mobile de la machine d'injection et où se trouve généralement le système et le mécanisme d'éjection des pièces.

Déterminer le nombre de cavités et de chambres du moule est un point important dans la conception des moules à injection, et les moules en plastique se divisent à cet égard en deux types :

1- Moules à injection de plastique à cavité unique

2- Moules à injection de plastique à plusieurs cavités

Moules à injection de plastique à cavité unique :

Les moules à cavité unique sont utilisés lorsque la quantité de production de la pièce en plastique est limitée ; par conséquent, la conception et la fabrication de moules à cavité unique seront moins coûteuses en termes de temps de fabrication et d'économie.

Moules à injection de plastique à plusieurs cavités :

Si le nombre de produits fabriqués est élevé, en particulier lorsque la pièce est petite, on utilise la méthode de conception et de fabrication de moules à injection de plastique à plusieurs cavités.

Moules en plastique thermodurcissables (bakélite) :

Le groupe des plastiques thermodurcissables ou bakélite, ou thermodurcissables, se durcit sous l'effet de la chaleur et subit des changements chimiques, c'est pourquoi on les appelle thermodurcissables ou bakélite.

Dans cette méthode, le moule est à froid et le matériau est également froid, puis après alimentation, le moule est soumis à la chaleur et le matériau prend la forme de la cavité du moule et durcit.

Les plastiques thermodurcissables ou durplastiques sont produits sous pression et chaleur à 170 degrés Celsius. Ils deviennent d'abord mous et prennent une forme plastique, mais après un certain temps, ils durcissent, et la caractéristique principale de ces matériaux est qu'après durcissement, ils ne peuvent plus être ramollis ni réutilisés, et ils ne se dissolvent dans aucun type de solvant, et après durcissement, des changements chimiques importants se produisent en eux.

Types de moules en matériaux thermodurcissables (bakélite)

Dans le moulage des matériaux thermodurcissables, les matériaux dans la cavité du moule sont progressivement chauffés et alimentés dans le moule chaud, et ces matériaux ramollis prennent la forme et la structure des cavités du moule sous pression et, en raison des changements chimiques, se refroidissent et sont éjectés du moule.

Le moulage des matériaux thermodurcissables se fait selon trois méthodes spécifiques, bien que d'autres méthodes comme le moulage par compression, etc., soient également utilisées.

1- Moulage par transfert

2- Moulage sous pression

3- Moulage sous pression par piston

1- Moulage par transfert :

Dans cette méthode, les matériaux sont injectés sous pression à travers une ou plusieurs canaux dans la cavité du moule, et le moule est fermé et verrouillé avant le début du travail.

2- Méthode de moulage sous pression :

Dans la méthode de moulage sous pression, la poudre ou les billes ou les comprimés de matériaux sont versés dans la cavité du moule et, avec la fermeture du moule, prennent la forme désirée sous pression et chaleur.

3- Méthode de moulage sous pression par piston :

Dans la méthode de moulage sous pression par piston, les matériaux thermodurcissables sont introduits dans la cavité et la cavité du moule sous pression du piston qui forme la surface de la pièce, et prennent la forme nécessaire sous pression et chaleur.

Processus de moulage sous pression :

Dans le processus de moulage sous pression, les matériaux fondus (qui peuvent être des matériaux comme l'aluminium, le cuivre, etc.) sont dirigés sous une pression spécifique dans la cavité du moule, et grâce à cette méthode, des pièces de haute précision et de formes complexes et nettes peuvent être produites. En général, après la production, il n'est pas nécessaire d'effectuer d'autres opérations telles que l'usinage et le polissage, il suffit d'éliminer les bavures et les pièces excédentaires.

Parmi les avantages de la méthode de moulage sous pression et de moulage sous pression, on peut citer les points suivants :

1- Production de pièces précises avec des formes complexes

2- Fabrication de pièces avec des parois fines et étroites

3- Bon polissage de la surface des pièces et leur lissage

4- Pas besoin d'usinage après la production

5- Résistance des pièces en raison de la rapidité de refroidissement

6- Précision du noyautage dans les moules de moulage sous pression

7- Production en masse à l'étape de production en raison de la durabilité et de la résistance élevées de ces moules

Processus d'extrusion

Le mécanisme général de l'extrusion est constitué d'une vis qui tire son mouvement d'un moteur et d'un réducteur et se déplace dans un cylindre chauffé par des chauffages externes, et les matériaux plastiques sous forme de granulés sont versés dans l'appareil. Après la fusion des matériaux, ils passent sous pression à travers la forme du moule et, au fur et à mesure qu'ils se refroidissent, prennent la forme du moule. Différentes formes de pièces plastiques, qu'elles soient creuses ou pleines, sont produites par cette méthode.

Les matériaux plastiques sous forme de poudre ou de granulés sont versés dans le goulot de l'appareil. Les matériaux ramollis et chauffés par la vis et les éléments autour du cylindre fondent et sortent sous pression par un trou (forme) qui a la section transversale du produit fabriqué, et après refroidissement, prennent la forme et l'état du trou (moule) qui est utilisé pour produire des pièces telles que des fils, des barres, des tubes, des plaques, etc.

Conception du moule

Après avoir présenté les différents types de moules, nous examinons chaque étape de la fabrication du moule. La première étape pour fabriquer un moule est la conception des moules.

Il existe différents types de pièces, la forme de ces pièces est la base pour la conception de la pièce. Il convient de noter que la conception de la pièce souhaitée doit être effectuée avant la conception du moule et comprend des calculs spécifiques. La conception des pièces comprend les éléments suivants :

1- Les enfoncements et les saillies (groupe de poissons)

2- Les enfoncements et les saillies autour du trou

3- Les bords pliés

4- La tolérance

5- Le découpage des trous

6- Les trous droits

7- Les trous saillants

8- La relation entre les trous et les plis

9- Les fentes (dents)

10- Les plis et les tubes

Après la conception de la pièce, il faut commencer à concevoir le moule. Le concepteur, en fonction de ses informations et de son expérience, et en utilisant des modèles spécifiques, procède à une conception mentale du moule souhaité et à le dessiner sur papier tout en contrôlant chaque élément, puis il procède à des plans descriptifs du moule souhaité et, en tenant compte de la séparation des différentes parties du moule, les renvoie à l'unité d'usinage.

Tous les calculs tels que la résistance à la pression, la respiration, la limite de rupture, la flexion, la résistance dans des conditions critiques telles que la chaleur, le froid, les chocs et d'autres facteurs de travail relèvent des tâches du concepteur de moules et des facteurs de contrôle. Il est important de noter que la conception des différents types de moules varie, et le concepteur doit avoir une connaissance complète des différents types de moules et de leur conception.

Matériau des moules en plastique

Après que le moule a été préparé théoriquement, c'est-à-dire en utilisant des formules et des plans, il est temps de fabriquer le moule en profondeur, mais avant la fabrication, il existe d'autres étapes qui consistent à choisir les matériaux et le type de moule, qui sont déterminés en fonction du type de pièce qui est finalement souhaité.

Le choix du métal pour une application pure dépend des caractéristiques de la pièce souhaitée, du coût de fabrication et de la disponibilité du métal. Les spécifications techniques des pièces varient, il peut être nécessaire d'avoir de la résistance pour une pièce et pour une autre, l'apparence peut être la première condition.

Par exemple, pour les moules de découpe, le poinçon et la matrice du moule de découpe doivent être en acier avec un carbone plus élevé (plus dur) et une capacité de traitement à l'eau ; comme Spk.

La raison d'utiliser des aciers à froid pour les moules de découpe est leur capacité de traitement à l'eau avec un minimum de déformation, et cette caractéristique confère une résistance aux chocs et une dureté très élevée. L'acier utilisé pour les moules de découpe doit avoir une dureté comprise entre 60 et 56 RC en fonction de l'épaisseur de la tôle.

Ou, dans un autre exemple, l'acier utilisé pour les moules en plastique doit avoir une haute capacité de revêtement, donc la présence de chrome à un pourcentage élevé dans cet acier est nécessaire. La raison de choisir ce type d'acier pour ces moules est d'obtenir une surface lisse pour la pièce en plastique et une séparation facile de la pièce de la surface du moule.

Estimation des coûts – Justification économique – Rentabilité du moule

Un point très important et à prendre en compte dans chacune des étapes et des processus de fabrication de moules est la justification économique. L'estimation des coûts de fabrication du moule, tels que les matériaux, la fabrication et d'autres facteurs, est directement liée au nombre de pièces demandées.

Ainsi, les pièces avec un faible tirage doivent être produites manuellement ou par une méthode autre que celle nécessitant un moule, afin d'éviter la fabrication du moule, sinon la fabrication du moule est nécessaire.

Un point important soulevé dans la fabrication de moules est la question de la rentabilité. Par exemple, le niveau de qualité souhaité indique le nombre de cavités dans les moules en plastique, de sorte qu'un moule avec une seule cavité ne répond souvent même pas aux besoins en électricité, en frottement et en force humaine de la machine d'injection, alors qu'un moule avec un plus grand nombre de cavités peut complètement changer cette situation.

Fabrication de moules en plastique

Mais la dernière étape pour produire un moule est la fabrication du moule. La fabrication de moules en plastique se fait en déterminant le temps de travail, le type de machine outil nécessaire et la main-d'œuvre spécialisée. Tous les composants du moule doivent être examinés en termes de temps de travail afin de déterminer approximativement le temps de fabrication du moule.

À l'étape suivante, il faut déterminer les types d'outils nécessaires pour l'usinage approprié des pièces du moule.

Les machines outils nécessaires pour la fabrication des moules sont généralement les suivantes :

Tour - Fraiseuse - Perceuse - Électro-érosion

Ainsi, dans la fabrication de chaque composant du moule dans l'unité d'usinage, les pièces sont prêtes pour l'assemblage.

Dans l'unité d'assemblage, après avoir contrôlé les dimensions des pièces et la précision des tolérances requises, le moule est assemblé.

Après l'assemblage et la préparation finale du moule, la dernière étape est le test du moule et l'échantillonnage.

Après le contrôle de la pièce d'essai, si des défauts sont constatés dans le moule en plastique préparé, il est renvoyé à l'unité d'usinage pour correction.

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