Pièces en plastique à paroi mince

1. Un rapport longueur d'écoulement/épaisseur (L/T) supérieur à 150 correspond à un moulage par injection à parois minces. La longueur d'écoulement désigne la distance maximale entre l'entrée du matériau fondu dans le moule et le remplissage complet de la cavité.

2. L'épaisseur de la pièce en plastique est inférieure à 1 mm et la surface projetée est supérieure à 50 cm².

3. Pour les pièces en plastique en forme de disque, le rapport épaisseur/diamètre inférieur à 0,05 peut être défini comme des pièces en plastique à paroi mince.

LDPE 270 ; HDPE 230 ;PP 250；PS 210；ABS 190；PC 90；PA 170；POM 150；PMMA 150；TPE 150.

Les plastiques à bonne fluidité tels que le PP, le PS et le PE avec un coefficient de viscosité de 1. Lorsque l'épaisseur de la paroi est inférieure ou égale à 0,5 mm ou que le rapport L/T est supérieur à 150, il s'agit d'une pièce en plastique à paroi mince.

Pour les pièces en plastique peu fluides, l'épaisseur de paroi doit être divisée par le coefficient de viscosité N. Le rapport longueur d'écoulement/épaisseur des pièces en plastique est alors de L/T*N. Par exemple, un boîtier de batterie de téléphone portable en polycarbonate (PC) a une longueur d'écoulement L = 40 mm, une épaisseur T = 0,4 mm et un coefficient de viscosité N = 2. Son rapport longueur d'écoulement/épaisseur est donc de L/T*N = 200.

Le tableau présente le coefficient de viscosité des thermoplastiques :

1. Économiser le plastique, réduire les coûts

2. Temps de moulage réduits

3. Permet de libérer de l'espace pour le produit, facile à utiliser.

1. Mauvaise rigidité

2. Le moulage est difficile

3. Processus complexe

Les pièces en plastique à parois minces présentent une faible épaisseur, mais doivent répondre aux exigences de résistance aux chocs, de qualité esthétique et de stabilité dimensionnelle du produit, ainsi qu'aux tolérances dimensionnelles précises, et supporter des charges statiques importantes. Par conséquent, la rigidité, la résistance aux chocs et la facilité de fabrication des pièces en plastique doivent être prises en compte dès leur conception.

1. Étant donné que la cavité du moule d'injection plastique à parois minces est très étroite et que la résistance au remplissage par fusion est importante, les pièces en plastique doivent être conçues de manière à éviter les angles vifs et à réduire les perforations.

2. Les procédés de moulage par injection de parois minces utilisent des pressions plus élevées, ce qui permet de limiter la contraction localisée et, par conséquent, de concevoir des raidisseurs plus épais. Lorsque l'épaisseur de paroi est inférieure à 1,00 mm, les nervures peuvent avoir la même épaisseur que la paroi. Il est également possible d'ajouter un petit bourrelet sur le bord extérieur des pièces moulées intérieures ou des pièces en plastique.

3. Étant donné que le retrait des pièces en plastique à parois minces est faible, le dépouillement des nervures de renfort, des bossages et des bords doit être augmenté.

4. La rigidité en flexion étant inversement proportionnelle au cube de l'épaisseur de la paroi, plus la pièce est fine, moins elle est rigide. Le moyen le plus simple d'accroître la rigidité des pièces en plastique est d'utiliser des renforts en fibres. L'assemblage des pièces en plastique est réalisé par encliquetage, vissage, soudage par ultrasons et moulage par injection bicolore pour les pièces combinées, permettant ainsi d'assembler plusieurs pièces aussi solidement qu'une seule.

5. Le dernier facteur à prendre en compte est la résistance aux chocs. La plupart des pièces en plastique à parois minces doivent répondre à des exigences strictes en matière de résistance aux chocs, car le produit peut subir des chocs incontrôlables lors de son utilisation. Il existe deux façons d'améliorer la résistance aux chocs :

• • • Transfert de la charge de choc. La charge peut être transférée à la structure interne de la pièce en plastique. Cette méthode ne nécessite pas d'espace supplémentaire et prévient ainsi toute déformation. Il convient de veiller à éviter les points de concentration de contraintes.
    • La structure extérieure est conçue pour absorber la majeure partie de l'impact par déformation. Cette conception nécessite davantage d'espace afin de protéger les pièces internes en plastique. Il convient d'éviter les concentrations de contraintes, telles que les arêtes vives dans la structure.

Actuellement, les applications de moulage par injection de plastique à parois minces utilisent principalement des plastiques tels que le PP, l'ABS, les mélanges PC/ABS et le PA6. Les plastiques PP présentent un indice de fluidité (MI) pouvant atteindre 60 g/10 min, comme le Moplen RP1086 de Basell. L'utilisation fréquente de pièces en PC/ABS s'explique par la robustesse du PC et la fluidité de l'ABS, matériaux particulièrement adaptés aux pièces à parois minces.

L'expérience nous montre que les machines de moulage par injection classiques peuvent difficilement satisfaire aux exigences du moulage par injection de parois minces.

1. Les presses à injecter à parois minces nécessitent généralement des cylindres plus petits que les presses à injecter conventionnelles. Le volume d'injection est de préférence compris entre 35 % et 75 % du volume d'injection maximal de la presse à injecter.

2. Les presses à injecter doivent être contrôlées par des microprocesseurs haute résolution tout au long du processus de moulage par injection de parois minces. La pression et la vitesse doivent être contrôlées indépendamment et simultanément. La méthode conventionnelle consiste à contrôler la vitesse pendant la phase de remplissage et la pression pendant la phase de remplissage. Cette méthode n'est plus adaptée.

3. La presse à injecter hydraulique pour moules à parois minces est équipée d'un accumulateur permettant d'alimenter fréquemment l'injection et le serrage du moule. Afin de résister à la haute pression de la presse, la force de verrouillage doit atteindre 7,5 à 10,5 kg/mm². De plus, lorsque l'épaisseur de la paroi diminue, la pression d'injection est réduite et le gabarit de grande taille contribue à limiter la déformation.

4. La rapidité est un facteur clé pour la réussite du moulage par injection de pièces plastiques à parois fines. Un remplissage rapide et une pression élevée permettent d'injecter le matériau thermoplastique fondu dans la cavité du moule à grande vitesse, évitant ainsi la solidification du point d'injection. Si une pièce plastique standard est remplie en 2 secondes, l'épaisseur du moule est réduite de 25 %, ce qui permet de réduire le temps de remplissage de 50 %, soit à seulement 1 seconde.

Cet article traite des pièces en plastique à parois minces. Nous y abordons leur définition, leurs avantages et inconvénients, le choix des matières premières et de la presse à injecter, ainsi que les exigences de conception. Nous espérons que ces informations vous seront utiles. Dans les prochains articles, nous partagerons notre expérience en matière de conception et présenterons des exemples de moules d'injection pour pièces en plastique à parois minces.