Moulage par injection d'inserts : processus, applications et considérations de conception

Aujourd'hui, les fabricants sont à la pointe de l'innovation et utilisent le plastique pour le rendre compatible avec les métaux ou d'autres matériaux afin de produire une large gamme de produits. Parmi les principales technologies à l'origine de ces progrès figure le moulage par insertion, une technique courante dans le moulage par injection de plastique. De cette façon, les fabricants peuvent combiner des plastiques techniques avec des inserts en différents matériaux, ce qui donne des produits résistants à l'usure, légers et à haute résistance à la traction. L'article se concentre sur les détails complets du moulage par insertion et discute de ses avantages et inconvénients. De plus, nous examinerons les applications du moulage par insertion de pièces par injection et vous donnerons des conseils et des idées précieux sur la façon de réussir dans ce domaine. moulage par injection d'inserts.

Moulage par injection d'inserts : un aperçu

Insérer le moulage par injection ou simplement dire moulage par insertionIl s'agit d'un type particulier de procédé de moulage par injection de plastique dans lequel des inserts, généralement en métal, sont incorporés ou combinés à une pièce moulée par injection. Le procédé consiste à insérer le moule dans la cavité, puis à injecter du plastique fondu sous haute pression autour de celui-ci. Par la suite, lorsque l'insert est refroidi, il fond avec le plastique et forme une pièce solide et unifiée.

Cette méthode est utilisée pour fabriquer des produits en plastique solides, durables et légers, en ajoutant des composants métalliques. Le moulage par insertion de métal est une technique multifonctionnelle et efficace largement utilisée dans de nombreux secteurs en raison de sa compatibilité et de son efficacité dans la production de pièces de haute qualité.

Le flux de travail du moulage par injection d'inserts

Le moulage par injection par insertion est un procédé de moulage classique pour la fabrication de divers produits finis, qui consiste à faire fondre et à injecter du plastique fondu dans un moule ou une cavité de matrice dans des conditions contrôlées. La principale caractéristique est que des inserts filetés de moulage par injection sont ajoutés au moule, ce qui le différencie des autres techniques de moulage par injection traditionnelles. Les étapes mentionnées ci-dessous sont impliquées dans le processus de moulage par injection par insertion.

Étape 1 : Insérer la charge dans le moule

Les ingénieurs concepteurs conçoivent minutieusement les moules pour le moulage par insertion en tenant compte du placement exact des inserts du moule d'injection dans la cavité du moule. L'orientation et le placement corrects du moulage sont de la plus haute importance pendant la phase de moulage. Cette technique garantit que les inserts sont fermement maintenus en place, ainsi l'orientation et la position des inserts sont conservées comme souhaité dans la pièce moulée.

Il existe deux méthodes principales pour insérer des composants dans un moule :

1. Insertion automatique :

L'insertion automatisée utilise des robots et des systèmes automatisés pour l'insertion de composants dans un moule. Cette méthode présente des avantages tels qu'un placement cohérent des inserts, une efficacité accrue et une grande précision. Les machines automatisées peuvent gérer des environnements à haute température, ce qui garantit une rotation rapide de la production avec la possibilité de produire plus de pièces par heure. Néanmoins, l'investissement initial pour les systèmes automatisés est plus important, ce qui entraîne un coût de production plus élevé.

2. Insertion manuelle :

L'insertion manuelle consiste à placer des composants dans un moule à la main. Cette méthode est applicable dans les situations de production à faible volume. Elle est plus adaptée aux travaux qui nécessitent une inspection détaillée des pièces et aux opérations peu coûteuses comme l'emballage et l'assemblage. Néanmoins, l'insertion manuelle n'a pas la précision et la répétabilité des systèmes automatisés. Les opérateurs peuvent également avoir des problèmes de dextérité en raison des températures élevées impliquées, ce qui peut nécessiter l'utilisation de gants.

Étape 2 : Poussez le plastique fondu dans le moule

La deuxième étape du processus d'injection par moulage par insertion consiste à injecter de la résine plastique de qualité technique dans une cavité de matrice à travers l'unité d'injection. L'injection se fait sous haute pression, de sorte que le plastique est poussé pour remplir toutes les pièces du moule. Cette pression conduit à la ventilation de l'air à travers les moules, ce qui à son tour garantit que le plastique adhère complètement aux inserts. Le maintien d'une température d'injection optimale, ainsi que la pression et la température dans la plage acceptable, sont d'une importance primordiale pour un remplissage uniforme et des pièces moulées finales sans défaut.

Étape 3 : Retirez le moule et récupérez la pièce moulée

Le plastique fondu est ensuite versé dans une cavité de moule prévue à cet effet et laissé se solidifier pour éjecter la pièce finale. Enfin, le moule est ouvert et la pièce est soigneusement retirée. Maintenir la pression pendant le refroidissement permet d'éviter les effets de rétrécissement et de garantir qu'il n'y ait pas de reflux dans le cylindre d'injection. Le temps et la température de refroidissement sont soigneusement surveillés pour garantir que la solidification de la pièce moulée est uniforme et que la pièce ne se déforme pas. Le moule refroidit ensuite et s'ouvre, ce qui facilite l'extraction sans effort de la pièce moulée de la cavité du moule. Les cycles se répètent ensuite pour une production continue.

Étape 4 : Retirez la pièce moulée de la carotte.

La plupart des pièces moulées sont reliées à des carottes, qui sont les canaux par lesquels le plastique liquide s'écoule dans et hors de la cavité du moule. La pièce moulée doit être séparée de la carotte avant de pouvoir être mise en œuvre. Cette séparation est effectuée manuellement, le plus souvent à l'aide d'outils simples tels que des ciseaux ou des couteaux. L'étape de moulage doit être surveillée de près pour s'assurer que la pièce ne soit pas endommagée ou perdue.

Étape 5 : Traitements post-traitement

Le moulage et l'éjection de la pièce à partir de la carotte peuvent être suivis d'autres opérations de post-traitement pour terminer la pièce moulée par insertion avant l'utilisation finale.

Certains traitements de post-traitement courants incluent :

Ébavurage : élimination des excédents de matière ou des bavures pouvant altérer l'aspect ou les performances de la pièce moulée. L'ébavurage est généralement réalisé à la main à l'aide d'outils permettant d'éliminer les bavures.

Traitement thermique : Des procédés tels que le recuit ou le relâchement des contraintes, associés à un traitement thermique, peuvent être utilisés dans la pièce moulée pour éliminer les contraintes internes. De plus, cela peut conférer aux pièces une résistance et une précision dimensionnelle améliorées.

Finition de la surface : L'étape finale peut être réalisée de diverses manières, notamment par impression, peinture ou galvanoplastie. Les processus de finition permettent non seulement de rendre les pièces belles et durables, mais aussi de leur conférer des caractéristiques particulières telles que la résistance à la corrosion.

Contrôle de l'humidité : Processus de gestion de l'humidité dans l'environnement qui affectera le rétrécissement des objets, la prévention de l'oxydation et le taux d'absorption d'eau. Ce processus est généralement réalisé en plaçant les objets dans un environnement humide créé par différentes méthodes, notamment en les immergeant dans des bains d'eau chaude ou en les exposant à des chambres à vapeur.

Considérations relatives au moulage avant insertion 

Il y a de nombreux éléments à prendre en compte avant le moulage par insertion afin que le processus de production se déroule sans accroc et sans accroc. : Pour rappel, voici ce sur quoi vous devez vous concentrer :

1. Types d'inserts :

Les inserts utilisés dans le processus de moulage par insertion sont l'un des facteurs les plus importants qui peuvent conduire au succès du processus. Déterminez les inserts qui peuvent supporter les variations de température et de pression qui font généralement partie intégrante du moulage.

2. Insérer l'emplacement :

Le positionnement des inserts dans les moules est l'un des éléments les plus importants à prendre en compte pour la durabilité et l'entretien des moules dans le futur. Imaginez les forces qui agissent sur l'insert et assurez-vous qu'il y a suffisamment de matière plastique en dessous et autour de celui-ci pour garantir qu'il reste en place.

3. Largeur de l'espace pour les inserts métalliques :

Il est important de maintenir l'espace entre les inserts métalliques et le matériau liquide à une distance sûre pour éviter tout impact négatif sur les produits finis. La fermeture de l'espace entre le moule et la pièce garantit que la pièce se lie pour former un composant moulé fini fiable.

4. Sélection de la résine et conditions de moulage :

Le choix du type de résine et des conditions de moulage est crucial, car cela permet de mouler des pièces complexes (composants électroniques, verre). La résine doit être suffisamment résistante pour bien sceller les inserts et les fixer correctement.

5. Conception du moule :

Le moule ne se contente pas de façonner le matériau, il maintient également les inserts immobiles pendant le processus de moulage. Utilisez des moules dotés d'inserts fabriqués pour les maintenir fermes tout au long de l'étape de production.

6. Considérations relatives aux coûts :

Le prix total doit couvrir les coûts d'insertion, les frais de l'opérateur (pour l'insertion manuelle) et l'augmentation de prix qui peut survenir en raison de l'insertion d'insertions. Ajoutez une analyse coûts-avantages à votre processus de prise de décision et basez-le sur des faits.

7. Volume de production :

Choisissez entre une option de chargement manuelle ou automatique en fonction du volume de production. Analysez les exigences de production et évaluez les avantages et les inconvénients de toutes les méthodes de chargement pour atteindre les niveaux d'efficacité et de rentabilité les plus élevés possibles.

Considérations lors du moulage par insertion

La précision dans le processus de moulage par injection d'inserts est le point clé qui garantit des performances de la plus haute qualité. Voici les points essentiels que vous devez garder à l'esprit.

1. Conception du moule :

La conception du moule est le facteur clé du processus de création de l'insert pour le protéger des dommages généralement causés par des températures et des pressions élevées. Le facteur critique qui déterminera la conception du moule sera le degré de sécurité et de stabilité dont le moule a besoin pour être réalisé avec succès.

2. Placement sécurisé de l'insert :

Le positionnement et la stabilité des inserts sont des points critiques qui jouent un rôle important dans le bon fonctionnement des inserts dans le processus de moulage. Le moindre mouvement ou secousse peut entraîner un produit final défectueux. Découvrez différentes manières d'obtenir un maintien parfait des inserts pendant le moulage.

3. Caractéristiques de la coupe dégagée :

Les inserts de moulage par injection apportent non seulement une valeur esthétique aux pièces, mais améliorent également l'intégrité structurelle et la résistance des pièces. Ils lient les composants, ce qui permet de les maintenir cohésifs.

4. Sélection des partenaires :

Il est judicieux de choisir un partenaire fiable et expérimenté pour le moulage par insertion. La collaboration avec des entreprises vous offre la possibilité de bénéficier des inventions et des compétences les plus récentes en matière d'assemblage de composants pour fabriquer des pièces intégrées de qualité supérieure.

Avantages et limites du moulage par injection d'inserts

Les inserts de moulage par injection offrent de nombreux avantages qui en font un choix populaire dans les processus de fabrication :

Rentabilité : Les inserts de moulage par injection sont l'une des techniques utilisées pour réduire les coûts d'assemblage et de main-d'œuvre car ils éliminent l'assemblage post-moulage, d'où les économies de coûts globales.

Perte de poids : Les inserts sont un moyen de réduire la masse et le volume des produits moulés afin qu'ils soient plus portables et plus faciles à manipuler.

Flexibilité de conception : Les inserts sont un dispositif de conception que les concepteurs utilisent pour faire en sorte que leurs produits se démarquent de la foule en les rendant plus complexes et uniques.

Résistance accrue des pièces : Les inserts métalliques intégrés au processus de moulage confèrent aux pièces moulées des propriétés mécaniques plus solides que celles des pièces ordinaires, augmentant ainsi leur durabilité et leurs performances.

Malgré ces avantages, les inserts de moulage par injection présentent également certains inconvénients.

Complexité et coût : La conception des moules d'insertion est beaucoup plus complexe et coûteuse par rapport aux processus de moulage classiques qui nécessitent de prendre en compte des facteurs supplémentaires et d'allouer des ressources.

Compatibilité des matériaux : Certains des matériaux utilisés pour les inserts peuvent ne pas convenir au moulage en raison de la différence de coefficient de dilatation thermique, ce qui peut entraîner des problèmes lors de la production.

Précision de positionnement : Des erreurs peuvent survenir dans les pièces moulées si les inserts de moulage par injection ne sont pas correctement alignés dans le moule, ce qui peut entraîner des défauts dans le produit final.

Augmentation du temps de cycle : L'inclusion d'inserts peut entraîner une augmentation du temps de cycle car ils doivent être soigneusement positionnés dans le moule avant le début du processus de moulage, ce qui peut affecter l'efficacité de la production.

Le moulage par insertion et le surmoulage sont comparés

Les deux procédés de moulage par injection utilisés pour créer une pièce moulée avec des caractéristiques spéciales sont le moulage par insertion et le surmoulage. Bien qu'ils poursuivent tous les deux les mêmes objectifs, ils sont très différents dans la manière dont ils y parviennent et dans le résultat final.

Le moulage par insertion est une technique spéciale qui consiste à façonner la matière plastique autour de l'insert préformé qui est placé dans le moule. Pour ce faire, la matière plastique adhère étroitement à l'insert de sorte qu'il devienne une seule pièce intégrale. Le moulage par insertion est une technique de moulage par injection en une seule fois qui présente l'avantage d'être rapide et économique, ainsi que d'utiliser des matériaux économiques.

Principalement, surmoulage Il s'agit d'un procédé de moulage à deux injections, qui consiste à mouler un plastique de type caoutchouc sur un substrat en plastique. La complexité et le coût de ce procédé de moulage par double injection sont plus élevés que ceux du procédé de moulage par injection simple, en raison de la couche supplémentaire de matériau et du surmoulage qui entraîne des coûts de moulage supplémentaires.

L'objectif principal du procédé de moulage par insertion est de renforcer les pièces moulées en ajoutant des inserts lors de la phase de conception initiale. Le premier, qui est utilisé pour ajouter du confort, de la beauté et des couches protectrices à un produit, lui conférant ainsi une meilleure fonctionnalité et une meilleure apparence, est différent du second.

Par conséquent, l'objectif principal du moulage par insertion est d'améliorer la résistance et l'efficacité du matériau, tandis que le surmoulage est davantage axé sur la polyvalence fonctionnelle et l'esthétique, de sorte que chaque technique est adaptée à certaines applications et exigences de conception.

Pour résumer simplement, Le moulage par injection par insertion ne nécessite qu'un seul coût de moule (surmoulage), le processus de surmoulage nécessite deux investissements de moule, le moule de substrat (le premier moule) et le surmoulage (le deuxième moule).

Applications de moulage par insertion dans de nombreuses industries différentes

Le moulage par insertion est aujourd'hui un procédé de fabrication très demandé en raison de sa diversité et de son efficacité. Parlons des principales industries qui tirent parti du moulage par insertion et des applications particulières de chacune d'elles.

Industrie aérospatiale :

Le moulage par injection d'inserts est la technique la plus populaire utilisée dans l'industrie aérospatiale pour la production de pièces critiques, telles que les sièges d'avion, les loquets de bacs de rangement, les toilettes, les poignées et les commutateurs d'interface utilisateur. Ces aspects doivent être un mélange de conceptions robustes, durables et légères. Le moulage par injection peut être la réponse à tous ces attributs. Avec le moulage par insertion, l'industrie spatiale obtient des avions légers, des composants à haute résistance, des temps de fabrication et d'assemblage plus courts et une amélioration de la conception.

Secteur automobile :

Dans l'industrie automobile, le moulage par injection d'insert est le processus utilisé pour remplacer les pièces métalliques par des pièces en plastique plus durables.

Cette transformation permet de fabriquer des pièces automobiles légères, ce qui améliore la consommation de carburant et réduit les coûts d'assemblage. Le moulage par insertion est l'un des procédés de fabrication les plus courants dans l'industrie automobile. Il est utilisé pour produire des panneaux intérieurs, des boutons, des poignées, des connecteurs électroniques et des pièces structurelles. De plus, la technique de moulage par insertion offre à la fois flexibilité et fiabilité, ce qui permet aux constructeurs automobiles d'innover et de proposer de nouveaux modèles et fonctionnalités.

Fabrication de dispositifs médicaux :

Les inserts de moulage, largement utilisés dans l'industrie de fabrication de dispositifs médicaux, nécessitent une précision, une biocompatibilité et une fiabilité de très haut niveau. Des dispositifs médicaux allant des outils simples aux implants et instruments chirurgicaux sophistiqués sont fabriqués à l'aide de techniques de moulage par insertion. Par exemple, les tubes, les composants d'équipements médicaux, les instruments dentaires, les prothèses, les lames chirurgicales et les boîtiers pour dispositifs médicaux sont quelques-unes des applications. Le processus de moulage par insertion garantit une transition en douceur entre différents matériaux et répond aux normes de qualité et de sécurité élevées de l'industrie médicale.

Secteur de l'électronique grand public :

Les moulage par insertion La technique du moulage par insertion a changé la donne dans l'industrie de l'électronique grand public car elle permet de simplifier les processus d'assemblage en supprimant les attaches et la soudure. L'industrie des inserts de moulage est très vaste et elle est souvent utilisée pour encapsuler des inserts filetés, des fiches de fils et produire des panneaux de commande numériques, des assemblages et des boutons pour les appareils électroménagers. En outre, le moulage par insertion a une large gamme d'applications dans les équipements militaires, les attaches filetées et divers composants électroniques utilisés dans l'électronique grand public.

Secteur de la Défense :

Dans le secteur de la défense, le moulage par insertion est une technologie clé pour la fabrication d'équipements de qualité militaire rentables, efficaces et légers. Cette technologie est utilisée pour fabriquer des appareils de communication portables, des composants d'armement, des blocs-piles, des munitions et des boîtiers pour instruments optiques tels que des jumelles et des monoculaires. Le moulage par insertion présente l'avantage de créer des pièces aux structures robustes et fiables, aux conceptions et fonctionnalités complexes, et qui répondent aux normes élevées requises pour les applications de défense.

Ces industries profitent du fait que le moulage par insertion peut réunir différents matériaux, augmenter la durabilité du produit, réduire les coûts de fabrication et améliorer les performances globales du produit, ce qui en fait la méthode de fabrication préférée pour une large gamme d'applications.

FAQ

Q1.Pourquoi avons-nous besoin d'inserts dans le moulage par injection ?

Les inserts sont les éléments clés des produits en plastique moulé qui augmentent la résistance et la durabilité des produits et de plus, ils sont en métal.

Q2.Le moulage par injection par insertion est-il applicable à la fabrication de grandes pièces ?

Le moulage par insertion est le meilleur choix pour la production de pièces de petite et moyenne taille. Des défis tels que des coûts d'outillage plus élevés et la complexité du placement des inserts sont les problèmes rencontrés lors du traitement des pièces de plus grande taille.

Q3.Quels sont les inserts généralement utilisés dans le moulage par injection d'inserts ?

Les inserts sont généralement utilisés par les fabricants pour renforcer la résistance et les performances des pièces moulées. Ces inserts sont constitués de pièces métalliques telles que des goujons et des vis, d'éléments électroniques tels que des connecteurs, des bornes, des interrupteurs et des boutons, et de pièces en plastique.

En résumé :

Le moulage par insertion est un procédé de fabrication qui combine le plastique avec des matériaux non plastiques, qui est populaire dans des secteurs tels que l'aérospatiale, la défense, l'automobile et l'équipement médical pour plusieurs raisons. Il s'agit notamment de réaliser des économies, d'améliorer la fiabilité des pièces et d'améliorer la flexibilité de conception.