6 questions courantes sur l'épaisseur des parois des moulages par injection

Epaisseur L'épaisseur désigne l'épaisseur de la paroi d'une pièce moulée par injection comportant des cavités ou des coques. C'est l'un des paramètres clés de la conception structurelle des produits en plastique.

Selon les statistiques, environ 40 % des défauts sont directement liés à une conception incorrecte de l'épaisseur de paroi. procédé de moulage par injection, une épaisseur de paroi scientifique assure un remplissage en douceur de la cavité du moule et un refroidissement uniforme du produit, réduisant ainsi la consommation de matériaux et les coûts de maintenance du moule.

Cet article partagera 6 questions et réponses courantes sur la conception de l'épaisseur des parois du moulage par injection.

1. Pourquoi la conception de l’épaisseur des parois est-elle importante ?

La conception de l’épaisseur des parois est l’un des facteurs clés qui déterminent la qualité du produit, l’efficacité de la production et le contrôle des coûts. Examinons cela sous quatre aspects ci-dessous:

Premièrement, concernant la qualité du moulage, l'épaisseur des parois affecte directement l'écoulement et le refroidissement. Des parois trop fines augmentent la résistance à l'écoulement, provoquant un refroidissement et une solidification prématurés avant le remplissage complet de la cavité, ce qui entraîne des défauts de coulée. À l'inverse, des parois trop épaisses peuvent entraîner des vitesses de refroidissement irrégulières, provoquant des retassures et des vides internes visibles, affectant gravement l'aspect et les propriétés mécaniques du produit.

Deuxièmement, concernant le coût de production, l'épaisseur de paroi affecte directement la consommation de matière et l'efficacité de la fabrication. Les données du secteur montrent que chaque augmentation de 0.1 mm de l'épaisseur de paroi augmente le coût unitaire de la matière de 3 à 5 %. Plus important encore, le temps de refroidissement augmente proportionnellement au carré de l'épaisseur de paroi (par exemple, des parois de 3 mm nécessitent un refroidissement 125 % plus long que des parois de 2 mm), ce qui allonge les temps de cycle et réduit le taux d'utilisation des équipements.

Troisièmement, en ce qui concerne la résistance structurelle, une épaisseur insuffisante conduit à une défaillance du produit par fracture pendant l'utilisation, tandis qu'une épaisseur excessive non seulement gaspille du matériau mais peut également induire des risques de fissuration dans les zones de concentration de contraintes (par exemple, les coins).

Enfin, la conception de l'épaisseur des parois a un impact direct sur la complexité du moule et les coûts de fabrication. Des parois trop fines augmentent la difficulté de fabrication du moule. Une mauvaise répartition de l'épaisseur nécessite souvent des systèmes d'injection, des canaux de refroidissement et des conceptions d'aération plus complexes, ce qui augmente les coûts de fabrication. coûts de production et difficulté d'entretien du moule.

2. Quelles sont les épaisseurs de paroi recommandées pour les pièces en plastique ?

En raison des différences de fluidité, taux de retrait, et les propriétés mécaniques des différents plastiques, ainsi que l'épaisseur de leurs parois, varient également. Voici les valeurs recommandées pour les plastiques courants (voir tableau ci-dessous).

Conseil : les pièces à parois minces (< 1 mm) nécessitent des matériaux à haut débit (tels que PP, PC) et des machines d'injection haute pression.

Ces valeurs peuvent servir de référence pour la conception préliminaire. Il est toutefois important de noter que l'épaisseur finale de la paroi doit être validée par une analyse de l'écoulement du moule, en tenant compte de facteurs tels que la structure du produit, les exigences fonctionnelles et les procédés de production.

3. L’épaisseur de la paroi doit-elle être complètement uniforme ?

L’épaisseur de la paroi n’a pas besoin d’être uniforme, mais doit suivre les principes de transition.

Bien que la variation d'épaisseur soit autorisée,Il est recommandé d'utiliser le mode de changement progressif, permettant à la zone à parois épaisses de passer progressivement à la zone à parois mincesDes variations brusques d'épaisseur peuvent entraîner une concentration de contraintes, entraînant des déformations ou des affaissements. En pratique, certaines zones clés (par exemple, les coins des coques de téléphone, les joints porteurs) nécessitent une épaisseur supplémentaire, mais des nervures de renfort doivent être utilisées pour assurer un soutien accru plutôt que de compter uniquement sur des parois plus épaisses pour la résistance.

Lors de la conception, la variation d'épaisseur de paroi entre les zones adjacentes doit être limitée à ± 20 %. Les zones de transition doivent être arrondies ou chanfreinées pour assurer des raccordements fluides. Une attention particulière doit être portée aux jonctions entre les nervures et la base afin d'éviter un empilement excessif d'épaisseurs. L'expérience du secteur montre que l'épaisseur des nervures est généralement contrôlée entre 50 % et 70 % de l'épaisseur de la paroi principale, ce qui garantit l'intégrité structurelle tout en prévenant les défauts de moulage dus à une épaisseur de paroi inégale. En contrôlant judicieusement la variation d'épaisseur de paroi et en optimisant la conception des transitions, il est possible de garantir la qualité du moulage et la fiabilité structurelle du produit tout en répondant aux exigences fonctionnelles.

4. La variation de l’épaisseur de la paroi affecte-t-elle la durée de vie du moule ?

Oui. Lorsque l'épaisseur des parois du produit est nettement inégale, certaines zones du moule restent à haute température. Cette charge thermique inégale accélère la fatigue thermique de l'acier du moule, rendant la surface sujette aux fissures et autres dommages. Deuxièmement, les taux de refroidissement plus lents dans les sections à parois épaisses provoquent souvent des retassures, ce qui oblige les ouvriers à retravailler et polir fréquemment, ce qui augmente les coûts de main-d'œuvre et raccourcit la durée de vie du moule en raison de modifications répétées. 

Plus grave encore, le retrait irrégulier causé par la variation de l’épaisseur de la paroi peut entraîner une diminution de la précision de l’alignement du moule, ce qui entraîne des problèmes de qualité tels que des bavures ou des écarts dimensionnels. Pour prolonger la durée de vie du moule, il est recommandé d'harmoniser autant que possible les normes d'épaisseur de paroi dès la conception du produit. Si des épaisseurs de paroi différentes doivent être utilisées pour des raisons fonctionnelles, la configuration du système de refroidissement doit être optimisée dès que possible par une analyse de l'écoulement du moule afin de maintenir des températures équilibrées dans toutes les zones du moule.

5. Comment déterminer rapidement si l'épaisseur de la paroi est appropriée ?

Dans le processus de conception de pièces moulées par injection, l'analyse de l'épaisseur de paroi est une étape cruciale qui nécessite des vérifications et des optimisations répétées. Les concepteurs peuvent réaliser efficacement cette évaluation grâce à un logiciel de modélisation 3D professionnel comme SolidWorks.

La fonction d'analyse de l'épaisseur des parois du logiciel permet de numériser automatiquement l'intégralité du modèle 3D et d'afficher visuellement la répartition de l'épaisseur via une carte couleur. Elle permet aux concepteurs d'identifier rapidement les points faibles structurels potentiels ou les zones d'accumulation de matériaux.

Lorsque le résultat de l'analyse montre plusieurs zones avec une épaisseur de paroi non conforme, cela indique généralement la nécessité de reconsidérer le schéma de conception global. Il est important de noter que l’analyse doit être combinée avec les propriétés des matériaux et les paramètres réels du processus de moulage par injection pour obtenir les résultats d’évaluation les plus précis.

6. Comment réduire l’épaisseur de la paroi tout en conservant la résistance ?

Pour obtenir une réduction de l'épaisseur de paroi sans compromettre l'intégrité structurelle des pièces moulées par injection, les ingénieurs doivent prêter attention à quatre aspects : la conception structurelle, la sélection des matériaux, les processus de moulage et la vérification de la simulation.

Design structurelL'ajout de nervures de renfort aux points de contrainte critiques permet d'économiser des matériaux et d'améliorer la rigidité globale. Des congés peuvent également être utilisés aux transitions d'épaisseur pour éviter la concentration des contraintes.

Choix des matériaux :Le choix de matériaux renforcés, comme l’ajout de fibres, peut augmenter considérablement la résistance du matériau et réduire l’épaisseur de la paroi.

Processus de moulageLa technologie de moussage microcellulaire permet de réduire le poids tout en conservant plus de 90 % de la résistance initiale en formant une structure à bulles fermées à l'intérieur du matériau. Pour les parois épaisses, le moulage par injection assistée par gaz permet de former une structure creuse à l'intérieur et d'obtenir une épaisseur de paroi plus fine.

Vérification de la simulationLa conception doit être validée à l'aide d'un logiciel de simulation IAO. Il est important de s'assurer que le produit répond toujours aux exigences de résistance après réduction de l'épaisseur de paroi, tout en évitant les défauts tels que les tirs courts et le gauchissement.

Enfin, n'hésitez pas à contact RJCMOLD, une usine avec plus de 20 ans d'expérience en moulage par injection. Nous pouvons vous aider à analyser l'épaisseur des parois et vous proposer des améliorations.