Comment éviter les erreurs coûteuses dans le moulage par injection

Geoff Giordano | 11 août 2022

Pour réduire les coûts associés au moulage par injection, il est essentiel de donner la priorité à la moulabilité des pièces pendant la phase de conception. L'optimisation de la moulabilité dès le départ peut permettre d'économiser des milliers de dollars.

L'épaisseur de paroi est la principale considération dans la conception de la moulabilité, selon un expert en processus, suivie de près par l'optimisation de l'éjection du moule.

Selon l'ingénieur en moulage par injection Jack Rulander de Protolabs à Maple Plain, MN, pour éviter les parois trop épaisses ou trop fines, la conception d'une épaisseur de paroi comprise entre 0,040 et 0,140 po (1,0 à 3,5 mm) est idéale. L'entreprise offre une gamme d'expertise en fabrication numérique.

"Les conceptions trop épaisses seront sujettes à des vides/des affaissements/un rétrécissement élevé, entraînant souvent un gauchissement", a conseillé Rulander. "Un mur trop mince et vous serez sujet à l'hésitation, où le flux de fonte ralentit ou s'arrête le long d'un chemin particulier. Cela conduit à des fissures, des lignes de soudure faibles, des tirs courts, et plus encore."

Pour obtenir une éjection optimale des pièces, a-t-il poursuivi, les ingénieurs doivent ajouter au moins un degré de dépouille pour garantir que les broches d'éjection et les lames sortent facilement les pièces d'un moule. Le choix du matériau joue un rôle clé dans la quantité de tirage nécessaire, car "le semi-cristallin a souvent un retrait élevé, tandis que les matériaux amorphes ont généralement un faible retrait. La texture et la finition de surface jouent également un rôle. Pour l'éjection des pièces, les contre-dépouilles et les caractéristiques internes peuvent présenter des problèmes et peuvent devoir être repensés pour permettre un moulage réussi. "

L'apparence finale de la pièce est une autre considération pour la conception des pièces et des processus, a noté Rulander. "Les pièces moulées par injection conservent également des vestiges de porte et des lignes de contrôle des surfaces de séparation/fermeture. Les portes à languette, qui sont les plus courantes, offrent une grande flexibilité de placement, mais peuvent également laisser un vestige plus important par rapport à d'autres options. Pour les pièces cosmétiques, il est important de trouver l'emplacement idéal où cette marque est moins apparente. En ce qui concerne les pièces fonctionnelles, ces mêmes marques ou bavures (excès de plastique) sur les surfaces de séparation/fermeture peuvent avoir un impact sur l'étanchéité."

L'optimisation de la forme, de l'ajustement et de la fonction du moule au stade du prototypage est une tâche parfaitement adaptée à la flexibilité de conception rapide de l'impression 3D, qui permet aux concepteurs d'évaluer plusieurs itérations de pièces avant d'investir dans des moules coûteux pour une production à volume élevé et à faible coût.

Cependant, a averti Rulander, "garder à l'esprit le jeu final pendant l'étape de prototypage est essentiel, car ce qui fonctionne bien dans une pièce imprimée en 3D peut ne pas se traduire par un moulage par injection. Essayez de concevoir en gardant à l'esprit le moulage par injection pendant la phase de prototypage afin que vous puissiez rapidement passer au moulage de plus grandes quantités au lieu de revenir à la planche à dessin".

Pour éviter des erreurs coûteuses, Rulander a proposé ces conseils :

Pendant la pandémie, Protolabs a été un partenaire consultatif clé dans la création du ventilateur Aura du projet Aura, une bouée de sauvetage à faible coût destinée à être utilisée par les organisations à but non lucratif, les organisations non gouvernementales et les petits hôpitaux pour aider les communautés mal desservies.

Protolabs a fourni des services d'impression 3D Multi Jet Fusion à la petite équipe de développeurs d'Aura pour surmonter les obstacles réglementaires de la FDA pendant la phase de prototypage, a expliqué Rulander.

« Tout en travaillant avec des pièces imprimées en 3D, l'équipe Aura a utilisé la plateforme de devis numérique de Protolabs pour recevoir des devis rapides et une analyse DFM en moins d'une heure pour les pièces moulées par injection », a-t-il noté. "La possibilité d'exécuter simultanément des devis précis pour les pièces IM a aidé l'équipe à déterminer si chaque modification de conception du prototype imprimé en 3D valait l'investissement à la fin lorsqu'ils sont passés à IM pour les pièces de production."

Avec une conception optimale affinée grâce à une évaluation initiale rigoureuse, Aura est passée à la production de moulage par injection à 500 unités par mois, "ce qui équivaut à environ 6 000 pièces par mois de Protolabs", selon Rulander.

Vous pouvez lire l'étude de cas complète de Protolabs/Aura ici.

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