Les métaux étaient autrefois la principale solution pour la fabrication de composants exigeant résistance, durabilité et capacité à supporter diverses contraintes : chocs, cisaillement, traction et déformation. Grâce aux progrès technologiques modernes en matière d’analyse par éléments finis (AEF), d’ingénierie des composites et de moulage par injection de précision , la conversion de pièces métalliques en pièces plastiques est devenue une solution viable, économique et largement répandue.

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 permet de produire des géométries complexes, telles que des bossages, des nervures, des trous, des filetages, des découpes de fond et des orifices, le tout avec des tolérances strictes. Grâce à la conception d'un moule de précision et à un processus de production à grande vitesse, il est possible de fabriquer efficacement des pièces plastiques aux formes complexes. Si le moulage sous pression est considéré comme l'équivalent métallique des pièces moulées par injection plastique , l'ajout de matériaux supplémentaires peut faire des pièces plastiques une solution plus performante :

  • 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.