Les métaux étaient la principale solution lors de la sélection de matériaux de composants qui nécessitaient résistance, durabilité et capacité à résister à des charges sous diverses contraintes ; Contraintes d'impact, de cisaillement, de traction et de gauchissement. Avec les avancées technologiques modernes dans l'analyse par éléments finis (FEA), l'ingénierie composite et processus de moulage par injection de précision, la conversion de pièces de métal en plastique est devenue une solution viable, économique et populaire.
L'utilisation de plastiques réduit non seulement le poids des pièces et les coûts de fabrication, mais améliore également la flexibilité de conception grâce à moins d'opérations de fabrication. L'utilisation de méthodes scientifiques pour rendre les composants plastiques comparables aux composants métalliques peut donner des composants avec la même intégrité structurelle, avec des avantages supplémentaires tels que la résistance chimique et le blindage électromagnétique (EM) et radiofréquence (RF).
Pour réduire le poids des véhicules et améliorer l'efficacité énergétique, les industries automobile et aérospatiale ont été les premières à remplacer les pièces métalliques par des pièces en plastique. Un article récent publié par l'American Society of Mechanical Engineers (ASME) déclare :
En utilisant des matériaux de qualité technique avec une conception structurelle appropriée, les pièces en plastique peuvent en fait être plus solides que les pièces métalliques. La capacité de façonner les caractéristiques de résistance structurelle (telles que les nervures, les bossages et les renforts d'angle) au moment de la production initiale (plutôt que la fixation, le soudage et le collage ultérieurs) augmente la résistance globale de la pièce assemblée et réduit les coûts supplémentaires.
Le matériau polymère approprié et l'effet de moulage peuvent être préalablement confirmés en utilisant un logiciel d'ingénierie d'analyse par éléments finis et des tests d'écoulement de moule. Des simulations de charge de contrainte supplémentaires effectuées par des professionnels de l'ingénierie mécanique peuvent donner aux clients la tranquillité d'esprit en sachant que leur conversion de pièce est soutenue par des données scientifiques, objectives et en temps réel.
Considérez les trois facteurs suivants qui soutiennent de manière convaincante la conversion de pièces métalliques en plastique :
- Poids plus léger
Compte tenu de la gravité spécifique de l'aluminium (le rapport de densité ou de masse de deux substances), il est généralement utilisé pour son rapport poids / résistance louable, qui varie de 2.5 à 2.8 SG. En comparaison, le polycarbonate, l'un des plastiques les plus denses, a une plage de gravité de 1.2 à 1.4 SG. La conversion de pièces en métal en pièces en plastique a été très efficace pour réduire le poids des composants, ce qui réduit directement les coûts de transport et réduira également les coûts de fabrication et de traitement. La fabrication de pièces métalliques a toujours nécessité des machines puissantes, de nombreux cycles de fonctionnement et des mécaniciens qualifiés. Un seul processus de moulage par injection qui peut être réalisé en moins d'une minute produit des pièces en plastique similaires.
- Fusion en plusieurs parties
Le moulage par injection est capable de produire une géométrie complexe, y compris des bossages, des nervures, des trous, des filetages, des coupes inférieures et des orifices, le tout avec des tolérances strictes. En créant un moule de précision technique et un processus de production à grande vitesse, des pièces en plastique à multiples facettes peuvent être fabriquées efficacement. Alors que les moulages sous pression sont considérés comme l'équivalent métallique de plastique moulé par injection pièces, considérez ces additifs de matériaux potentiels qui font des pièces en plastique une meilleure solution :
- Lubrifiants : améliorent l'usure et réduisent les frottements
- Acier au carbone ou acier inoxydable : conductivité électrique améliorée et blindage EMI/RFI
- Minéraux : propriétés électriques, stabilité dimensionnelle et résistance aux chocs
- Modificateur : augmente la résistance
- Protection UV : maintien de la stabilité dans l'environnement extérieur
- Colorants : choix de couleurs illimités
- Modificateur de résistance : verre, tungstène, Kevlar, cuivre
- Réduire le coût
En utilisant des résines de qualité technique telles que le nylon ou l'ABS, les pièces métalliques moulées sous pression plus épaisses et plus lourdes peuvent être remplacées par des pièces en plastique plus solides, plus minces et plus uniformes. Moins de matériau équivaut à un coût de matériau inférieur. En éliminant les opérations d'usinage multi-passes (telles que le filetage, le soudage et la finition de surface), les cycles de production à grande vitesse et à un seul passage peuvent réduire les coûts de fabrication de 25 % à 50 % par rapport aux pièces métalliques. Il existe une variété de mélanges et de mélanges de polymères haute performance qui peuvent être conçus pour répondre à des exigences de performance spécifiques, dont beaucoup fourniront une alternative abordable aux métaux et alliages.
Le processus est lancé en consultant un équipement de moulage par injection de précision expérimenté pour déterminer la viabilité économique de la conversion de pièces métalliques en plastique. Grâce à des revues d'ingénierie, les exigences matérielles et fonctionnelles actuelles du projet peuvent être déterminées pour assurer la cohérence et la meilleure qualité entre les pièces tout au long du cycle de vie du projet.
De nombreux clients de RJC souhaitent réduire le coût de production des pièces, en particulier celles fabriquées à partir de thermoplastiques. L'application d'un chauffage complet ne fonctionnera pas car cela provoque un gauchissement et une déformation du plastique le long de la soudure. Utilisez notre service de soudage par ultrasons pour fournir des soudures sûres, efficaces et très durables sans chauffage direct.
