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Comment choisir le bon matériau de moulage par injection ?
Selon des statistiques incomplètes, il existe actuellement 45 séries de polymères dans la bibliothèque de matériaux, soit jusqu'à 85,000 XNUMX types de plastiques, qui peuvent être grossièrement divisés en deux catégories : les plastiques thermodurcissables et les thermoplastiques. Le moulage par injection est l'une des méthodes les plus courantes de fabrication de pièces à grand volume, et le choix d'un matériau approprié peut sembler une tâche ardue. Cela nécessite une compréhension détaillée du matériau et doit faire référence à l'objectif, à l'efficacité et au coût de fabrication de la pièce. Certes, certains matériaux peuvent être plus appropriés, mais il n'y a pas de "taille unique" en matière de moulage par injection. En choisissant le bon matériau, vous pouvez améliorer la forme, l'ajustement et la fonction de vos pièces. Au final, le matériau choisi est toujours directement lié à l'application de la pièce.
1. La différence entre les plastiques thermodurcissables et les thermoplastiques
La principale différence entre les thermodurcissables et les thermoplastiques est qu'ils réagissent à la chaleur avec des résultats différents.
Plastique thermodurcissable. Ce matériau augmente sa résistance lorsqu'il est chauffé ou exposé à des températures élevées. par exemple, les produits en plastique thermodurcissables conservent leur résistance et leur forme globales lorsqu'ils sont exposés ou exposés à des températures plus élevées. Cette décision caractéristique est bénéfique lors de la fabrication de pièces et d'assemblages permanents de grande taille. Ils résistent bien à plus d'utilisations et à des conditions extrêmes. Les thermodurcissables présentent également des inconvénients importants. Une fois chauffées, leur structure interne change et ne peut pas être remodelée, rendant la réutilisation impossible. Le point de fusion élevé des plastiques thermodurcissables ne convient pas au processus de moulage par injection. De plus, tous les thermodurcissables n'ont pas le même point de fusion. Chaque matériau réagit différemment à la chaleur, donc pour un certain type de plastique thermodurcissable, une machine spéciale peut être nécessaire, ce qui n'est généralement pas universel.
Thermoplastiques.Les thermoplastiques sont des matériaux recyclables qui peuvent être réutilisés sans modifier leur structure chimique après chauffage et refroidissement répétés. Pour le moulage par injection, les thermoplastiques ont l'avantage d'avoir un point de fusion relativement bas, ce qui les rend plus adaptés à la fabrication à grande échelle de pièces en plastique.
* Les thermoplastiques coûtent généralement plus cher que les thermodurcissables.
2. Facteurs à prendre en compte lors de la sélection des matériaux
Pour trouver le bon matériau pour votre pièce en plastique, il peut être utile de revenir en arrière. Soyez prêt à répondre à ces questions : à quoi servira la pièce ? Quel type de pression la pièce subira-t-elle ? Travaillent-ils dans un environnement difficile ? Le montage est-il compliqué ? Donner la priorité aux facteurs suivants peut aider à choisir le bon matériau :
Position de montage: La position d'installation des pièces est un facteur qui doit être pris en compte.
Au soleil, dehors, dans un environnement humide, ou installé à l'intérieur ou à l'extérieur du module ?
Température: La pièce fonctionne-t-elle dans un réfrigérateur froid ou dans un environnement à haute température comme la température ambiante ou sous la hotte ?
Cycle de la vie: Le temps de travail moyen des pièces est-il de 5 ans, 10 ans ou plus ?
Garantie: Surtout dans l'industrie automobile, il faut tenir compte du fait que les pièces peuvent être endommagées après quelques années. Combien coûtera la réparation ?
Contraintes de coût : Les plastiques de qualité commerciale tels que le polyéthylène haute densité ou le polypropylène ont généralement une densité élevée, une faible chaleur et relativement bon marché. L'autre est les plastiques techniques, tels que le PEEK, le PEI et d'autres matériaux, qui sont résistants aux hautes températures et très durs, mais dont le coût est relativement élevé.
Exigences d'apparence : si la pièce a besoin de texture, quelle doit être la finition de surface, si les pièces colorées sont plus appropriées que les pièces transparentes, etc.
Après avoir compris la question initiale, vous pouvez exclure la majeure partie du contenu, mais vous devez toujours tenir compte de la série de questions suivante pour affiner davantage le contenu :
Fonction de conception: Compte tenu des propriétés mécaniques de la pièce, avez-vous besoin de fonctions telles que la flexibilité, la compressibilité et l'adhérence ? Nécessite-t-il une résistance à la traction ? Quelles sont les exigences de résistance aux chocs ou d'isolation électrique de la pièce ? Le matériau nécessite-t-il des inserts collés, tels que le surmoulage multi-matériaux ou le moulage par insert ? Le poids de la pièce est également un facteur important.
Les facteurs environnementaux: À quel environnement d'exploitation la pièce sera-t-elle exposée ? Sera-t-il exposé à des produits chimiques, doit-il être ignifuge, quelles sont les exigences en matière d'UV ?
Conformité: Pour certaines industries spécifiques, les pièces nécessitent des seuils d'accès aux matériaux. Votre pièce a-t-elle besoin d'une certification alimentaire, doit-elle être conforme à la FDA ? Ou nécessite-t-il une qualité médicale, une norme ISO, une conformité électrique, etc. ?
Différences entre les thermodurcissables et les thermoplastiques
| Polymères thermodurcissables | Polymères thermoplastiques |
| Peut être chauffé et moulé une seule fois | Peut être chauffé et moulé plusieurs fois |
| Ils durcissent lors de leur formation et ne ramollissent pas lorsqu'ils sont chauffés | Ils ramollissent lorsqu'ils sont chauffés (parfois liquéfiés) |
| Ils ne fondent pas. Ils peuvent supporter des températures élevées. | Lorsque la chaleur est appliquée, elles deviennent blanches et retrouvent leur dureté en refroidissant. |
| Jusqu'à 5 minutes pour se stabiliser | La stabilisation peut être obtenue en 10 secondes |
| Haute résistance thermique et chimique. | Bonnes propriétés mécaniques et facilité de mise en œuvre. |
| Insoluble. | Insoluble dans les solvants organiques. |
| Exemples : silicones, certains types de polyester et matériaux phénoliques. | Exemples : polyéthylène, polypropylène, polystyrène, chlorure de polyvinyle. |
3. Avantages et applications des matériaux thermoplastiques couramment utilisés
Un professionnel moulage par injection L'usine fournit généralement des dizaines de plastiques de qualité technique en stock et doit également prendre en charge davantage de matériaux spéciaux demandés par les clients. Les avantages et les applications des thermoplastiques couramment utilisés sont résumés sur la base de l'inventaire des matériaux en stock par DDPROTOTYPE, un fournisseur de moulage par injection en Chine.
① ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène).
Avantages: L'ABS est un plastique dur et résistant aux chocs avec un faible retrait, des dimensions stables et une excellente résistance aux acides et aux alcalis, et est largement utilisé dans différents domaines. Le prix de ce matériau est relativement bon marché.
Champs d'application: Y compris, mais sans s'y limiter, les produits électroniques, les télécommandes, les ordinateurs, les téléphones, les cosmétiques, les appareils portables, les boîtiers, etc.
Précautions: Les pièces moulées par injection en ABS présentent des lignes de soudure et peuvent présenter des dépressions et des vides dans certaines zones où elles sont plus épaisses. Heureusement, l'ABS peut être mélangé avec du PC, et le matériau amélioré peut grandement résoudre les défauts.
②ABS/PC
Avantages: Le matériau hybride ABS/PC possède à la fois la solidité et la résistance à la chaleur du polycarbonate et la flexibilité et la stabilité dimensionnelle de l'ABS, qui est un matériau aux excellentes propriétés mécaniques. Ce matériau a une résistance à la chaleur plus élevée que l'ABS. À basse température, ce matériau a une résistance aux chocs plus élevée que le PC.
Applications : Ces matériaux hybrides sont courants dans les industries de l'automobile, de l'électronique et des télécommunications, entre autres industries.
Précautions: Le matériau ABS/PC maximise les défauts lors du moulage avec un seul matériau, comme les problèmes de moulage épais. Dans le cas où l'on choisit d'excellentes propriétés mécaniques et que l'on souhaite réduire les coûts, ce matériau hybride peut être sélectionné.
③ PC (polycarbonate)
Avantages: Le PC est un plastique transparent avec une qualité optiquement claire, une résistance élevée, une résistance extrême aux chocs, un faible retrait et une bonne stabilité dimensionnelle. De plus, le PC a une bonne résistance à la chaleur et la finition de surface des pièces usinées est très élevée.
Applications : Y compris, mais sans s'y limiter, les lentilles, les lumières, les boîtiers de téléphones portables, les composants électroniques, les équipements médicaux, le verre pare-balles, etc.
Précautions: PC fait des pièces plus épaisses, il peut y avoir des vides, des bulles d'air ou des dépressions. De plus, la résistance chimique des pièces en PC est relativement faible. Le matériau de mélange ABS/PC est un bon substitut au PC et peut résoudre certains défauts, mais les pièces fabriquées sont opaques.
④PA ou PPA (polyamide aliphatique)
Avantages: PA est un plastique technique avec d'excellentes performances. Il possède d'excellentes propriétés mécaniques, une résistance à la corrosion exceptionnelle, une résistance à l'huile, une résistance à la chaleur, etc., et son renforcement et sa modification ignifuge peuvent améliorer considérablement sa résistance à la chaleur. propriétés, stabilité et ignifugation. Le nylon se décline en plusieurs variétés (4, 6/6, 6, 6/10, 6/12, 12, etc.). Chaque matériau a ses propres avantages. Le nylon a une résistance élevée et à haute température, une excellente résistance chimique. Par exemple, le nylon 6/6 a une résistance et une dureté élevées et est très résistant à l'usure. Le nylon 6 est très rigide et résistant à basse température. Le nylon 6/12 a une meilleure résistance aux chocs.
Applications : Y compris, mais sans s'y limiter, les pièces à parois minces, les arbres, les engrenages et les roulements, les vis, les pompes, les guides, etc.
Précautions: Le nylon est facile à déformer, ce qui est de notoriété publique. Dans certains environnements spécifiques, comme à l'intérieur d'un réfrigérateur humide, les pièces en nylon sont généralement évitées. Étant donné que le nylon est un matériau absorbant l'eau, il peut modifier la taille et la structure de la pièce et l'endommager.
⑤POM (Polyoxyméthylène)
Avantages: Avec sa ténacité, sa rigidité, sa dureté et sa résistance, il est très dur par rapport aux autres plastiques. En même temps, il a un bon pouvoir lubrifiant et une bonne résistance aux solvants organiques, ainsi qu'une bonne élasticité. Par conséquent, ce plastique convient très bien à la fabrication de surfaces d'appui et d'engrenages.
Applications : Y compris, mais sans s'y limiter, les engrenages, les pompes, les turbines, les lames, les chaînes de convoyeur, les ventilateurs, les composants de commutation, les boutons et les boutons, etc.
Précautions: En raison du retrait du POM, il est nécessaire de concevoir une épaisseur de paroi uniforme lors de la fabrication de pièces. En raison de son pouvoir lubrifiant, il est difficile de le peindre ou de le revêtir, et il est également difficile d'obtenir un effet esthétique.
⑥PMMA (polyméthacrylate de méthyle)
Avantages: Aussi connu sous le nom d'acrylique, c'est aussi un plastique transparent avec de bonnes propriétés optiques, une finition de surface, une résistance aux rayures et un faible retrait.
Application: Y compris, mais sans s'y limiter, la lentille, le conduit de lumière, la lentille, l'abat-jour, la fibre optique, le logo, etc.
Précautions: Le PMMA est relativement fragile, se fissure facilement après l'application d'une force et a une faible résistance chimique.
⑦PP (polypropylène)
Avantages: Le PP a une bonne formabilité, une bonne rigidité de surface et une bonne résistance aux rayures. C'est un plastique à faible coût avec une bonne résistance aux chocs, une résistance à l'usure, une très grande ténacité, un bon allongement, une résistance aux acides alcalins.
Applications : Y compris, mais sans s'y limiter, les charnières, les ventilateurs, les bouchons de bouteilles, les pipettes médicales, etc.
Précautions: Le PP deviendra cassant à basse température. La fabrication de pièces plus épaisses peut créer des poches d'air, et il existe également un risque de rétrécissement et de déformation.
⑧PBT (polytéréphtalate de butylène)
Avantages: Le PBT est un matériau d'ingénierie avec d'excellentes performances, qui a une excellente ténacité et résistance à la fatigue, une résistance à la chaleur, une bonne résistance aux intempéries, de bonnes propriétés électriques et une faible absorption d'eau. Le renforcement et la modification ignifuge peuvent améliorer considérablement sa résistance à la chaleur, sa stabilité dimensionnelle et son caractère ignifuge. Il convient très bien aux automobiles et offre de bonnes propriétés électriques pour les composants électroniques. Il est de résistance moyenne à élevée, résistant, a également une bonne résistance aux carburants, aux huiles, aux graisses et à de nombreux solvants, et n'absorbe pas les odeurs.
Application: Ne se limite pas aux paliers lisses, engrenages, meuleuses, aspirateurs ; boutons, etc...
Précautions: La résine PBT est facile à déformer et difficile à transformer en pièces à parois minces.
⑨PPSU (Polyphénylsulfone)
Avantages: Le PPSU a les caractéristiques d'une ténacité et d'une résistance à la chaleur élevées, et est un matériau résistant aux hautes températures et dimensionnellement stable. Il a également une résistance aux radiations et une certaine résistance aux acides et aux alcalis.
Applications : Non limité aux composants de dispositifs médicaux, plateaux de stérilisation, accessoires d'eau chaude, prises et connecteurs, etc.
Précautions: Pour les pièces plus épaisses, le PPSU peut provoquer des vides, des bulles d'air. Les solvants organiques et les hydrocarbures ont une certaine corrosion sur les matériaux PPSU. Les colorants ne peuvent généralement pas être ajoutés à la résine PPSU.
⑩PEEK (polyéther éther cétone)
Avantages: Le PEEK est un matériau résistant aux températures élevées, bonne résistance chimique, ignifuge, d'une excellente résistance et dimensionnellement stable, couramment utilisé dans les industries médicales, aérospatiales et automobiles.
Application: Ne se limite pas aux roulements, pièces de piston et pompes, fils isolés, etc.
Notes: Le PEEK est un matériau performant, donc le coût est très élevé.
⓫PEI (polyétherimide)
Avantages: Semblable au PEEK, le PEI est un matériau avec une résistance à la chaleur et un retardateur de flamme, une excellente résistance et stabilité dimensionnelle, et une bonne résistance chimique. Couramment utilisé dans les industries médicales, aérospatiales et automobiles.
Applications : non limité aux instruments médicaux et chimiques; climatiseurs, canalisations, etc.
Notes: Le PEI est également un matériau à fort taux de rotation, mais il est moins cher que le PEEK.
Les 11 matériaux ci-dessus sont couramment utilisés dans le moulage par injection. D'autres options plastiques sont également incluses dans la mémoire DDPROTOTYPE, telles que PPS, TPE, TPU, LCP, HDPE, LDPE et PSU, et ces résines peuvent également améliorer les performances en ajoutant du verre et de la fibre de carbone.
4. Matériaux typiques pour le moulage par injection médicale
Les plastiques ont longtemps été considérés comme ayant des avantages par rapport aux métaux pour les applications médicales. Car, au contact du corps humain, le métal peut réagir chimiquement avec la solution saline du corps humain. Dans le processus de moulage par injection, l'industrie médicale a le plus haut niveau d'exigence et est très demandée. La qualité des pièces moulées par injection médicale est liée à la santé humaine et menace même la vie humaine. Lorsque vous travaillez avec des fabricants de moulage par injection médicale, il est très important qu'ils comprennent parfaitement les caractéristiques des thermoplastiques les plus couramment utilisés dans le moulage par injection médicale, ce qui est l'une des manifestations du respect par le fabricant de normes de fabrication strictes. Ci-dessous, nous présentons les matériaux et applications courants des pièces moulées par injection médicale. Habituellement, ces matériaux médicaux ne sont pas utilisés comme matériaux de rechange, mais doivent être utilisés en production après des tests rigoureux avant la fabrication.
Polyéthylène (DPE)
Le polyéthylène, de loin le plastique le plus utilisé au monde, est un matériau de qualité médicale économique qui est non absorbant, non biodégradable et résistant à la couleur, ce qui le rend idéal pour les dispositifs et composants médicaux sensibles. Le polyéthylène ne retient pas facilement les bactéries dangereuses et peut résister aux agents de nettoyage agressifs. Il est couramment utilisé dans les conteneurs, les bouteilles et les tuyaux, etc., mais il est sensible aux rayons UV et est inflammable. Il a une résistance à la traction de 4,000 XNUMX psi.
Polypropylène - un thermoplastique couramment utilisé pour le moulage par injection de dispositifs médicaux.
Le polypropylène est un matériau thermoplastique avec d'excellentes propriétés mécaniques et une résistance chimique. Le polypropylène est relativement solide et durable, avec une résistance à la traction très élevée de 4,800 XNUMX psi, et est utilisé dans des applications allant des pare-chocs automobiles aux outils médicaux. Le polypropylène est couramment utilisé dans la fabrication de seringues jetables, de connecteurs, de prothèses d'articulation, de sutures non résorbables, de conteneurs, de flacons et de sacs transparents, entre autres.
polystyrène
Le polystyrène est l'un des plastiques les plus utilisés. Il s'agit d'un plastique dur, transparent et vitreux qui est relativement peu coûteux mais qui présente une faible barrière à l'oxygène et à la vapeur d'eau et un point de fusion relativement bas. Le polystyrène est couramment utilisé dans la fabrication de tubes à essai, de boîtes de Pétri, de plateaux, de vaisselle en plastique jetable, etc.
Acrylique
Le PMMA a une transmission presque parfaite de la lumière visible et a la propriété inhabituelle de garder les faisceaux lumineux réfléchis à l'intérieur de sa surface, il est donc souvent utilisé pour fabriquer des fibres optiques. Il est souvent utilisé dans les dispositifs médicaux pour fabriquer des dents artificielles, des implants dentaires, des matériaux pour prothèses dentaires, des obturations dentaires, des lentilles intraoculaires et des membranes pour la dialyse.
Chlorure de polyvinyle
Le chlorure de polyvinyle (PVC) est l'un des polymères thermoplastiques les plus couramment utilisés dans le monde. Il est le plus couramment utilisé dans les industries de la construction telles que les revêtements de sol, la tuyauterie et les revêtements dans les laboratoires stériles des hôpitaux. Il est également utilisé comme substitut du caoutchouc dans certains cas et est également couramment utilisé dans la fabrication d'appareils d'hémodialyse ou d'hémoperfusion, de tubulures de sang, de poches de sang et de matériaux prothétiques.
Polycarbonate - un thermoplastique couramment utilisé pour le moulage par injection de dispositifs médicaux
Les polycarbonates sont un groupe de polymères thermoplastiques naturellement transparents à la lumière visible et résistants aux rayons UV. Ils sont couramment utilisés dans les verres de lunettes et sont considérés comme un bon substitut au verre. Le polycarbonate est un matériau très résistant qui n'est pas cassant et qui est couramment utilisé dans les dispositifs médicaux. Les pièces fabriquées en polycarbonate peuvent être stérilisées à la vapeur à 120 °C, par rayonnement gamma ou par des méthodes à l'oxyde d'éthylène (Eto).
5. Trouvez un fabricant de moulage par injection digne de confiance
Lorsque vous confiez votre projet de moulage par injection à un manufacturier, vous vous attendez à ce qu'il réponde constamment à vos attentes et ajoute de la valeur à votre projet. Vous devez donc savoir comment rechercher un fabricant de moulage par injection.
Certification appropriée en moulage par injection.
L'industrie du moulage par injection a des directives strictes, en particulier pour les industries spéciales telles que le médical.
Qualification de conception et de fabrication :
Il est très important que l'équipement du fabricant réponde aux normes de qualité pour la validation des processus IQ/OQ/PQ. De plus, l'utilisation d'un logiciel de conception tel que SolidWorks CAD est une performance importante pour déterminer leur capacité de prototypage.
Certification de contrôle et d'évaluation de la qualité
Pour les fabricants, ISO 9001:2015 est une certification importante car elle implique un système de gestion de la qualité adapté.
Sécurité des matériaux et certification des achats
Surtout dans le domaine médical, la traçabilité est très importante. Assurez-vous que les registres de production du fabricant sont en pleine conformité avec les contraintes légales et éthiques pertinentes.
Niveau de contrôle qualité du fabricant
Le moulage par injection nécessite une stabilité extrêmement élevée, alors assurez-vous que votre fournisseur met en œuvre des mesures de contrôle de qualité et de sécurité tout au long du processus de production. Découvrez leur usine pour une solution pratique pour la fabrication d'une gamme de pièces thermoplastiques. Il est sage de les entendre décrire des exemples précis de pratique.
Équipement de fabrication interne et mécaniciens professionnels
Les équipements de fabrication avancés et les machinistes internes sont une base importante pour fournir une qualité élevée et répondre aux attentes de production. Une machine-outil CNC à 5 axes, un instrument de mesure à trois coordonnées, etc. sont une condition nécessaire. Bien sûr, des mécaniciens expérimentés devront suivre toute la phase de développement.
Si vous avez des doutes sur le choix des matériaux de moulage par injection, n'hésitez pas à contacter DDPROTOTYPE immédiatement, ils vous conseilleront gratuitement, en s'appuyant sur leur expérience de plus de 20 ans.