Guide injection plastique

En ce qui concerne la production de pièces en matières plastiques, aucune méthode de fabrication ne se rapproche de la popularité du moulage par injection.

C'est un choix idéal pour la production en grand volume en raison de ses qualités. De plus, seuls quelques procédés de fabrication peuvent prétendre être aussi connus et polyvalents que l'injection plastique. Le processus peut créer des milliers voire des millions de pièces en plastique avec la plus grande cohérence et au moindre coût.

Le moulage par injection existe depuis un certain temps, mais continue de révolutionner l'industrie manufacturière et joue un rôle essentiel pour rendre la production de pièces en plastique plus efficace, rentable et durable pour de multiples industries.

Ce n'est pas tout, les coûts associés à la production diminuent à mesure que vous augmentez le volume en raison des économies d'échelle. C'est pourquoi la méthode de fabrication continue de croître rapidement dans l'industrie. 

Bien que le processus soit simple, cohérent et rentable, il existe également quelques limites. Les exigences de qualité du processus sont importantes, ce qui signifie qu'il y a peu ou pas de place pour les erreurs.

C'est pourquoi les fabricants doivent mettre en œuvre des normes de qualité strictes dans le processus d'injection plastique pour garantir d'excellents résultats . Le triptique Pièce / moule / machine est trés important, dès la phase de conception du produit : 

1. Une conception de produit de qualité :  Une conception réalisée pour l'injection plastique doit etre réalisée par un bureau d'étude plasturgie, capable d'anticiper la fabrication du moule, le comportement de la matière (retrait, déformation, gauchissement, tolérances dimensionnelles) . Les règles de conception de pièces plastiques doivent etre respectées,  notamment au niveau des dépouilles, des épaisseurs, du nervurage ou des positionnement et dimensionnement des futs de vissage.
2. Un moule d'injection conçu et réalisé professionnellement : Chaque fonction de l'outillage doit etre dessinée et réalisée de manière a optimiser la productivité du moule, et réaliser le produit dans des conditions optimum. 
   Le suivi rigoureux de la conception et de la fabrication est primordial. 
   1. Le système d'injection de la pièce : 
      1. Type 
      2. Size 
      3. Position 
      4. Nombre 
         de points d'injection 
         Pour des moyennes et grandes séries, l'utilisation de bloc chauds s'avère un choix judicieux pour limiter les rebuts, et optimiser le remplissage des empreintes.
   2. Les canaux de refroidissement nécessaires à évacuer les calories apportées par la matière chaude dans l'empreinte du moule. 
   3. Les éjecteurs / tiroirs / cales montantes servant au démoulage de la pièce sans l'endommager. 
   4. la préparation de la maintenance et de l'entretien du moule pendant toute la durée de la production. 
3. Une machine performante et adaptée au produit : Le dimensionnement de la machine est évidemment  crucial, sous peine de ne pas transformer la matière correctement. 

Qu'est-ce que le moulage par injection et comment ça marche ? Quand a-t-il commencé et comment est-il devenu si populaire dans l'industrie ? Existe-t-il des exigences particulières pour le processus et quels sont les principaux facteurs qui affectent la qualité globale des résultats ?

Dans les termes les plus simples, l'injection plastique  est une technique de moulage plastique qui utilise des matières thermoplastiques en granulés et les fait fondre pour créer des pièces en plastique identiques dans les plus brefs délais. Le processus utilise des moules d'injection pour donner forme au plastique fondu qui se solidifie sous pression pour donner un produit en plastique durable et fiable.  

Le moulage par injection peut créer des centaines à des milliers de pièces et fait partie des méthodes les plus rentables pour produire des pièces en matières plastiques. En effet, plus le volume est élevé, plus la production sera économique. Résultant en des économies importantes sans aucun compromis sur la qualité et d'autres paramètres techniques.

Étape 1 : Fermeture

La phase de fermeture est une étape simple qui lance le processus de moulage par injection. Un moule d'injection plastique se compose de deux parties, l'une est fixe, l'autre est mobile. Lors de la fermeture, la partie mobile du moule vient en contact avec la partie fixe. La presse à injecter verrouille le moule en position fermée. (la force de verrouillage du moule est proportionnelle à la taille du produit).

Étape 2 : Injection

La phase d'injection commence une fois le processus de verrouillage terminé. Le plastique dosé et fondu dans le cylindre d'injection de la pièce et poussé dans le moule sous pression. Bien que le processus puisse sembler simple sur papier, ce n'est pas réellement le cas en pratique. En effet, les conditions de pression, vitesse et température propres à chaque matériau et chaque pièce doivent etre respectés. Des paramètres non adaptés entraineraient des défauts d'aspect ou des baisses de performance de la pièce.

Étape 3 : Maintien

La matière est maintenue en pression dans le moule jusqu'à sa solidification, afin de lui conférer ses dimensions et sa stabilité dimensionnelle.

Étape 4 : Refroidissement

Cette étape est simple. La matière se solidifie, grâce aux circuites d'eau placés judicieusement dans le moule d'injection. Le refroidissement est l'étape généralement la plus longue du cycle d'injection plastique.

Étape 5 : Ouverture du moule

L'étape suivante consiste à ouvrir le moule pour permettre le démoulage et l'entrée d'un robot au plan de joint.

Étape 6 : Éjection

Le moule est ouvert, on peut démouler la pièce, grâce a un dispositif d'éjection placé dans le moule. La presse à injecter actionne le dispositif d'éjection par un vérin hydraulique ou électrique placé coté mobile du moule.

Étape 1 : La conception du produit

Définir le cahier des charges, les cas d'usage, les fonctionnalités, la fin de vie, le recyclage. 
Lui donner des formes, des fonctions techniques, une texture, une couleur. 

Ce travail est réalisé par un bureau d'études en plasturgie et un designer. La synergie entre les deux spécialistes donne la pleine mesure du potentiel du produit. A notre sens, l'un ne va pas sans l'autre. 

Étape 2 : Les tests fonctionnels / les prototypes

Une fois la conception réalisée, il est impératif de tester, de modifier, d'améliorer, de peaufiner et de valider la conception. 
La phase de prototyping et de test de validation prend place, afin de limiter les risques avant les investissements lourds. 

Étape 3 : La réalisation des moules

Fabriquer le moule est l'aboutissement de la conception et des tests fonctionnels. il n'est pas judicieux de les lancer trop tôt, mais il ne faut néanmoins pas les lancer trop tard ! (le délai de réalisation d'un moule d'injection est d'environ 5 a 8 semaines).

Étape 4 : La mise au point 

Ok, le moule est fait...mais nous n'en sommes pas pour autant sorti de la phase d'industrialisation. Il convient maintenant de le marier à la presse d'injection plastique sur laquelle la production se fera. s'en suivent les étapes de mesures, mise au point dimensionnelle, ajustement des paramètres d'injection et modifications si nécessaire. Certaines de ces opérations se passent à l'atelier de moule, les autres dans l'usine d'injection plastique.

Étape 5 :La production série

Le moule est fabriqué, répétable, il peut maintenant fabriquer plusieurs dizaines, voire centaines de milliers de pièces. 
la production série est réalisée en campagnes de fabrication, permettant d'alimenter les besoins du client au fil de l'eau.

Étape 6 : L'amélioration continue

Quelques semaines ou mois ce sont écoulées, il est temps de recueillir les retours du terrain, préparer les versions futures et les améliorations à apporter au produit.

Un moule d'injection pas cher c'est possible ? 

Oui c'est possible, mais encore faut il définir ce qu'etre cher ou pas ? 
Beaucoup s'imaginent qu'un moule d'injection plastique n'est composé que de 2 plaques d'acier dans lequel on a fait juste un petit usinage..et bien non !! Un moule d'injection plastique est un assemblage complexe de plusieurs dizaines ou centaines de pièces unitaires usinées, ajustées. L'étude de conception moule plastique est complexe et nécessite des compétences multiples de conception 3D, d'usinage CNC, de thermodynamique, de rhéologie. 

Le budget est proportionnel à 3 facteurs : 

• La complexité du produit 
• La taille du produit 
• La durée de vie de l'outillage

Un petit produit simple nécessitera peu d'études, peu d'acier, peu d'usinage...un moule à moins de 2000€ est tout à fait possible. 

En revanche, un produit complexe, de grande taille, produit à plusieurs millions d'exemplaires nécessitera un moule d'injection plastique de plusieurs centaines de milliers d'euros.  Un moule n'est pas un produit sur étagère ! 

Quels matériaux pour une moule d'injection plastique ?

Les moules d'injection plastique pour la série sont réalisés en aciers pour outils (1.2311 / 1.2312 / 1.2344 / 1.2343...). 
Pour des petites séries ou des prototypes, les moules peuvent etre réalisés en aciers doux, en aluminium ou en impression 3D (résine). Toutes les matières plastiques ne sont pas compatibles avec l'injection dans un moule imprimé en 3D, et le cout de la résine peut etre trés élévé pour des pièces de taille moyennes.

Moules d'injection multi-empreintes 

Dés lors que la production est importante, il est possible de réaliser des moules à plusieurs empreintes. Cela signifie qu'à chaque cycle d'injection plastique, plusieurs pièces identiques sont produites simultanément. Un moule peut contenir, par exemple, 8 / 16 / 24 / 48 / 96 ou 128 voir 256 empreintes. C'est le cas, notamment dans l'emballage et dans la production de chevilles de bricolage.

Moules d'injection bimatière

Injecter plusieurs matériaux dans un même moule est possible, grâce à la bi-injection ou injection bi matière. Cette technologie, datant des années 1960 est trés utilisée dans les produits ayant plusieurs couleurs, des fonctions d'étanchéité ou des opacités différentes (transparent / Opaque). On retrouve ceci sur les jouets en plastique, les boites alimentaires en plastique, les produits de grande consommation ou les pièces plastiques pour l'éclairage.