Qu'est-ce que le moulage par injection ?

Dans le film The Graduate (1967), M. Robinson donne un seul conseil de carrière à Benjamin Braddock, le personnage interprété par Dustin Hoffman : "[...]Plastiques." Il semblerait que Robinson ait eu la bonne idée. La science industrielle qui consiste à transformer les résines plastiques en objets utiles par le biais du processus de moulage par injection a eu un impact considérable sur l'industrie et sur la plupart de nos vies.

Les processus de moulage par injection Le moulage par injection a été conçu pour la première fois dans les années 1930 et était à l'origine basé sur des conceptions de moulage de métal sous pression. Le moulage par injection offre de nombreux avantages par rapport à d'autres méthodes de fabrication, notamment des pertes minimes dues aux déchets (puisque les pièces de rebut peuvent être fondues et recyclées) et des exigences minimales en matière de finition. Le moulage par injection diffère du moulage sous pression des métaux en ce sens que les métaux fondus peuvent simplement être versés ; les résines plastiques doivent être injectées avec force.

Le processus utilise de grandes machines de moulage par injectionLes machines de moulage par injection, qui font progresser les résines à travers six processus principaux, permettent de produire toutes sortes de produits, des pièces d'ordinateur aux araignées d'Halloween en plastique. Bien qu'une machine de moulage par injection soit un équipement complexe, elle se compose de deux éléments de base : l'unité d'injection et l'unité de fermeture.

Le processus commence par un moule, qui est serré sous pression pour permettre le processus d'injection et de refroidissement. Les résines granulées sont ensuite introduites dans la machine, suivies des colorants appropriés. Les résines tombent ensuite dans un cylindre d'injection, où elles sont chauffées jusqu'à leur point de fusion, puis injectées dans le moule à l'aide d'une vis ou d'un dispositif de battage.

Vient ensuite la phase de logement, au cours de laquelle les matières plastiques fondues sont contenues dans le moule et une pression hydraulique ou mécanique est appliquée pour s'assurer que toutes les cavités du moule sont remplies. On laisse ensuite les matières plastiques refroidir dans le moule, qui est ensuite ouvert en séparant les deux moitiés du moule. Lors de la dernière étape, la pièce en plastique est éjectée du moule à l'aide de broches d'éjection. La pièce achevée peut contenir des parties étrangères appelées "patins", qui sont coupées et recyclées. L'ensemble du processus est cyclique, avec des durées de cycle allant de 10 à 100 secondes, en fonction du temps de refroidissement nécessaire.

Le processus de moulage par injection nécessite des calculs complexes. Chaque type de résine a une valeur de retrait qui doit être prise en compte et le moule doit la compenser. Si cette valeur n'est pas déterminée avec précision, le produit final aura des dimensions incorrectes ou pourra présenter des défauts. En règle générale, on compense ce retrait en remplissant d'abord le moule de résine, en le maintenant sous pression, puis en ajoutant davantage de résine pour compenser la contraction. D'autres complications peuvent survenir, notamment des pièces brûlées en raison d'une température de fusion trop élevée, un gauchissement dû à une température de surface inégale ou un remplissage incomplet en raison d'une course d'injection trop lente.

Moules d'injection eux-mêmes peuvent être étonnamment coûteux, parfois plus de $100 000. Toutefois, si la quantité de pièces souhaitées est suffisamment importante, le coût du moule devient relativement insignifiant et les pièces en plastique qui en résultent sont d'un prix très raisonnable. Certains moules sont fabriqués avec plus d'une cavité ; ces moules multicavités coûtent plus cher que leurs homologues à cavité unique, mais en raison de l'efficacité accrue de la production, le coût par pièce est minimisé.

Moulage par injection peut être utilisé avec une grande variété de résines plastiques. Les résines les plus populaires pour ce type de moulage sont le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE) et l'ABS. Chaque résine présente ses propres avantages et inconvénients et est choisie en fonction des caractéristiques souhaitées pour la pièce finale.