Dans le domaine de fabrication de moules, nous avons plus de 20 ans d'expérience et comprenons que la sélection de matériaux de moulage va bien au-delà des considérations de coût. La performance des matériaux a un impact direct sur la durée de vie des moules, la qualité des produits finis et même l'efficacité globale de la production, ce qui en fait un facteur déterminant de la performance des moules.
Si vous cherchez le matériau de moulage adapté à votre projet, cet article vous fournira des repères clairs. Forts de notre expérience, nous avons résumé les principales caractéristiques et applications typiques de plusieurs matériaux de moulage couramment utilisés.
Vous pouvez commencer par établir rapidement une compréhension de base à travers le tableau ci-dessous, puis approfondir la logique de sélection et les recommandations d'utilisation pour chaque matériau.
| Type d'ouvrage | Principales caractéristiques | Applications typiques |
|---|---|---|
| Acier pré-trempé (par exemple, P20, 718, NAK80) | Dureté moyenne (HRC 28-40), bonne usinabilité, aucun traitement thermique ultérieur nécessaire. | Moules d'injection en petites et moyennes séries ; moules nécessitant un polissage élevé (NAK80). |
| Acier trempé (par exemple, H13, D2, SKD11) | Dureté élevée (HRC 45-52+), excellente résistance à l'usure, haute résistance, bonne stabilité thermique (H13). | Moules à grand volume, haute précision et haute usure ; moules de moulage sous pression (H13) ; matrices d'emboutissage et de forgeage à froid (D2). |
| Acier Inoxydable (par exemple, 420SS, S136) | Excellente résistance à la corrosion, bonne polissabilité. | Dispositifs médicaux, moules d'emballage alimentaire ; moules pour plastiques corrosifs (PVC) ; moules à finition miroir élevée (S136). |
| Acier de métallurgie des poudres (par exemple, ASP23, ASP30) | Résistance à l'usure ultra élevée, ténacité élevée, excellente stabilité dimensionnelle, microstructure uniforme. | Moules de très haute précision et de très longue durée de vie ; matrices d'emboutissage complexes ; moules d'injection haut de gamme. |
| Acier inoxydable (par exemple, 6061, 7075) | Faible densité, léger, excellente conductivité thermique, usinage rapide. | Prototypage rapide, production en petites séries ; moules de soufflage ; composants de moules nécessitant une dissipation rapide de la chaleur. |
| Alliage de cuivre (par exemple, cuivre au béryllium, cuivre au chrome-zirconium) | Conductivité thermique exceptionnelle, bonne résistance à l'usure, haute résistance (cuivre au béryllium). | Inserts de moule pour points chauds locaux pour améliorer le refroidissement ; composants de matrice d'emboutissage de haute précision (cuivre-béryllium). |
| Carbure (par exemple, carbure de tungstène) | Dureté et résistance à l'usure extrêmement élevées. | Composants de moules soumis à une usure extrême (par exemple, poinçons, matrices pour emboutissage) ; pièces à durée de vie ultra longue. |
Acier à outils
Dans notre production, l'acier à outils est sans conteste le matériau le plus utilisé. Sa résistance, sa dureté, sa résistance à l'usure et sa stabilité thermique exceptionnelles lui permettent de répondre à des situations complexes.
En fonction des exigences spécifiques du projet, nous sélectionnons méticuleusement parmi différentes séries d'aciers à outils :
Acier pré-durci (par exemple, P20, 718, NAK80)
Ces aciers sont notre premier choix pour les moules d'injection de petites et moyennes séries. Ils sont pré-trempés avant livraison, avec une dureté généralement comprise entre 28 et 40 HRC. Cela permet un usinage direct sans traitement thermique secondaire fastidieux, évitant ainsi les risques de déformation. Il simplifie considérablement la fabrication des moules et raccourcit les cycles de production. Le NAK80 se distingue notamment : lorsque les clients exigent des finitions de surface extrêmement soignées (par exemple, pour des lentilles optiques ou des pièces intérieures automobiles), sa polissabilité supérieure permet d'obtenir facilement des effets miroir.
Acier trempé (par exemple, H13, D2, SKD11):
Pour les moules nécessitant des charges, des températures ou une usure plus importantes (par exemple, pour la production en série ou les moules de moulage sous pression), nous optons pour ces aciers. Contrairement à l'acier pré-trempé, ils subissent une trempe et un revenu rigoureux pour atteindre une dureté HRC de 45 à 52 ou plus. Ce procédé supplémentaire offre une résistance à l'usure et une robustesse supérieures, ainsi qu'une durée de vie prolongée du moule. Le H13 est notre référence pour les moules de moulage sous pression en raison de son excellente résistance à la fatigue thermique. Pour les matrices de découpage et les moules d'emboutissage à froid, les aciers D2 et SKD11 sont de meilleurs choix : leur résistance à l'usure quasi optimale garantit des performances stables lors de l'usinage de matériaux de haute dureté.
Acier inoxydable (par exemple, 420SS, S136)
Pour les dispositifs médicaux, les moules d'emballage alimentaire ou les plastiques dégageant des gaz corrosifs (par exemple, le PVC), nous utilisons généralement ces aciers. Leur excellente résistance à la corrosion et leur aptitude au polissage en font la solution idéale pour ces applications. Le S136, en particulier, offre des résultats impeccables pour les pièces en plastique transparent nécessitant une finition miroir parfaite.
Acier de métallurgie des poudres (par exemple, ASP23, ASP30)
Pour les projets exigeants de très haute précision et de très longue durée de vie (par exemple, les matrices d'emboutissage de précision ou les moules d'injection haut de gamme), ces aciers constituent la solution idéale. Malgré leur coût plus élevé, leur structure granulaire uniforme offre une résistance à l'usure et une ténacité exceptionnelles, prolongeant considérablement la durée de vie des moules, s'avérant souvent plus rentables à long terme.
Alliage d'aluminium (par exemple, 6061, 7075)
L'alliage d'aluminium est un autre matériau fréquemment utilisé dans la fabrication de nos moules. Sa conductivité thermique est plusieurs fois supérieure à celle de l'acier, ce qui permet aux moules d'injection de refroidir plus rapidement, réduisant ainsi considérablement les temps de cycle et améliorant l'efficacité de la production.
Cependant, les alliages d'aluminium n'ont pas la dureté et la résistance à l'usure de l'acier. Par exemple, l'acier 7075 présente une dureté inférieure d'un quart à celle des aciers à outils de haute qualité. Ils sont donc souvent utilisés pour le prototypage rapide et la production de moules en petite série.
Cela dit, l’aluminium fonctionne exceptionnellement bien dans les moules de soufflage, les moules de prototypage rapide ou les composants nécessitant une dissipation thermique efficace.
Alliage de cuivre
En cas de surchauffe localisée ou de besoin d'un refroidissement plus efficace, nous utilisons souvent des alliages de cuivre (par exemple, le cuivre-béryllium, le cuivre-chrome-zirconium). Leur excellente conductivité thermique et leur résistance modérée à l'usure en font des matériaux idéaux pour les inserts ou les matériaux de noyau, placés avec précision aux points chauds du moule. Dans les moules de coulée sous pression, les inserts en alliage de cuivre abaissent efficacement la température du noyau, prolongeant ainsi la durée de vie du moule tout en améliorant l'efficacité de la production et la qualité du produit.
Pour les outils d'emboutissage de haute précision nécessitant des composants élastiques ou des sections de formage spécifiques, le cuivre-béryllium est également envisagé en raison de son élasticité et de sa résistance à la fatigue. Compte tenu de son coût plus élevé, nous l'utilisons uniquement dans les domaines critiques où ses propriétés uniques sont indispensables.
Carbure
Pour les composants de moules soumis à une usure extrême (par exemple, les matrices de poinçonnage, les matrices concaves) ou exigeant une précision et une longévité exceptionnelles, nous nous tournons vers le « champion poids lourd » : le carbure (par exemple, l'acier au tungstène). Avec une dureté supérieure à HRA 90 et une résistance à l'usure exceptionnelle, il est inégalé. Cependant, sa fragilité et son prix élevé limitent son utilisation aux situations où les performances sont impératives.
Enfin, le choix des matériaux de moulage ne doit pas reposer uniquement sur l'expérience générale, mais requiert un jugement approfondi basé sur les conditions spécifiques du projet. Nous recommandons de consulter des ingénieurs en moulage professionnels avant de prendre une décision.
Avant cela, il serait utile de préparer les informations clés suivantes :
- Caractéristiques de base du produit (telles que le matériau utilisé, la complexité structurelle, la précision dimensionnelle et les exigences de finition de surface) ;
- Volume de production estimé ;
- Fourchette budgétaire des coûts ;
- Autres exigences particulières (par exemple, résistance à la corrosion, conductivité thermique ou performance de polissage, etc.).
Grâce à ces informations, les ingénieurs peuvent vous proposer plus efficacement des solutions de matériaux de moulage adaptées, en obtenant ainsi un équilibre optimal entre performances, durée de vie et coût.
Si vous avez encore des questions concernant la sélection du matériau du moule, n'hésitez pas à contacter l'équipe d'ingénierie des moules RJC, nous pouvons vous fournir une assistance technique gratuite. Contacter maintenant.
