Coulée sous vide (moulage de polyuréthane) est l'un des procédés peu coûteux utilisés pour fabriquer des pièces en plastique rigides ou caoutchouteuses. Le moulage en uréthane convient aux prototypes et à certaines pièces d'utilisation finale qui ne nécessitent pas de moules durs coûteux, mais des moules en silicone sont utilisés pour réaliser un nombre limité de copies du modèle principal. Le processus de moulage en polyuréthane consiste à créer un moule de moulage en silicone à partir d'un modèle principal de la pièce (usiné CNC ou imprimé en 3D), puis à couper le moule en deux pour la production. Le moulage d'uréthane est compatible avec un large éventail de conceptions de pièces possibles et est couramment utilisé pour le prototypage de pièces en plastique, le moulage de ponts et la fabrication de pièces en plastique avec des détails fins, des épaisseurs de paroi variables et des géométries complexes.
L’un des avantages majeurs du moulage en polyuréthane est la rapidité de mise sur le marché, car la plupart des pièces en plastique peuvent être fabriquées en moins de deux semaines. De plus, les pièces moulées ont tendance à moins rétrécir que les pièces produites par des procédés tels que le moulage par injection. Étant donné que le moulage du polyuréthane est un processus de fabrication très polyvalent, le choix des matériaux peut impliquer divers facteurs. Lorsqu’il s’agit de moulage de polyuréthane, les clients disposent d’une variété d’options. En plus de choisir entre des pièces rigides ou flexibles, ils peuvent facilement ajouter de la couleur à leurs pièces moulées pendant ou après la fabrication, et même utiliser des matériaux transparents pour créer des pièces en plastique personnalisées comme des boîtiers transparents et des boîtes de présentation. Les équipes produit doivent faire preuve de diligence raisonnable pour s'assurer que le matériau de coulée sous vide le plus approprié est sélectionné pour un projet particulier, ce qui peut affecter la qualité de la pièce en plastique finale.
Le moulage en polyuréthane est compatible avec une variété de plastiques rigides et flexibles, de sorte que les pièces moulées en polyuréthane peuvent être fabriquées dans une variété de couleurs, textures et finitions. Cependant, avec autant d'options parmi lesquelles choisir, il est important de suivre les meilleures pratiques de conception pour la fabricabilité (DFM) lors de la sélection des matériaux. Vous évaluerez une gamme complexe de facteurs, notamment :
1. Propriétés requises du produit final :
La première considération lors du choix d’un matériau pour le moulage du polyuréthane concerne les propriétés souhaitées du produit final. Différents matériaux de moulage en polyuréthane ont des propriétés différentes, telles que la résistance aux chocs, la résistance à la chaleur, la stabilité aux UV et la dureté. Par exemple, si vous fabriquez un produit qui sera exposé à une pression extrême, il est essentiel de choisir un matériau de moulage en polyuréthane capable de résister à cette plage de pression.
2. Environnement d'exploitation du produit :
Les matériaux de moulage en polyuréthane réagissent différemment à différents environnements. Lors du choix des matériaux coulables en polyuréthane, il est nécessaire de prendre en compte l'environnement dans lequel le produit sera utilisé. Par exemple, certains bétons en polyuréthane sont sensibles à l’humidité, ce qui peut entraîner une baisse des performances du produit. Néanmoins, le choix d’un matériau de moulage en polyuréthane résistant à l’humidité est essentiel si vous fabriquez des produits régulièrement exposés à l’humidité.
3. Coût
Le coût des bétons en polyuréthane est un autre facteur à considérer. Même si le prix ne devrait pas être un facteur majeur, il est néanmoins très important de choisir un matériau de moulage en polyuréthane rentable. Il est possible d’utiliser des matériaux économiques sans compromettre la qualité du produit final.
En fin de compte, l’identification du matériau le plus adapté à une application spécifique est essentielle pour garantir le succès tout au long du cycle de production. Les matériaux de moulage en polyuréthane, notamment les résines de moulage en silicone, en mousse et en polyuréthane, peuvent généralement être classés en fonction de la dureté du matériau. Vous trouverez ci-dessous un aperçu rapide des duromètres, de la dureté Shore et de certains des matériaux de moulage en polyuréthane les plus courants.
Une note sur le duromètre et l'échelle Shore
Un duromètre est une mesure standardisée de la dureté d'un matériau, c'est-à-dire de sa résistance à une déformation localisée. Les duromètres pour la plupart des matériaux coulés sous vide appartiennent à l'une des trois catégories suivantes : Shore 00, Rivage A ou Shore D, chacun représentant une plage de dureté, Shore 00 étant le plus doux et Shore D le plus dur. Les matériaux en uréthane varient généralement en duromètre de 25 Shore 00 (semblable à un canapé) à 75 Shore D (semblable à une boule de bowling).
Matériau polyuréthane rigide
Le polyuréthane de type ABS est une résine à usage général peu coûteuse comparable en termes de résistance et de résistance aux chocs à l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS). L'acrylonitrile butadiène styrène est un polymère thermoplastique couramment utilisé dans les extérieurs automobiles.
Avec une dureté typique de 80 à 85 Shore D, les résines de type ABS constituent d'excellents boîtiers de produits et composants capables de résister à des manipulations lourdes (comme les contrôleurs de console de jeu). Le polyuréthane est sensible aux rayons UV et nécessite donc des stabilisants ou des revêtements s'il est utilisé dans des applications extérieures.
L'uréthane acrylique est un autre matériau de moulage courant. Dures et transparentes, ces résines ont des propriétés similaires au polyméthacrylate de méthyle (PMMA), une résine acrylique légère souvent utilisée comme substitut du verre. Ces matériaux ont une dureté d'environ 87 Shore D, ce qui les rend idéaux pour les pièces transparentes et durables telles que les tubes lumineux.
Des résines plus souples et rigides, telles que celles ayant une dureté au duromètre comprise entre 60 et 75 Shore D, peuvent également être utilisées pour fabriquer des pièces solides avec une certaine flexibilité, telles que des pneus de voiture ou des casques de sécurité. Ces résines ont une faible viscosité, ce qui les rend idéales pour remplir des conceptions de moules complexes.
Polyuréthane élastomère
Les polyuréthanes élastomères ont des propriétés similaires à celles des matériaux flexibles tels que le TPE, le TPU et le caoutchouc de silicone, ce qui les rend idéaux pour des produits tels que les pièces d'usure et les pare-chocs.
Tout comme les résines rigides, les polyuréthanes élastiques offrent de nombreux avantages mécaniques. Les matériaux d'une dureté de 50 Shore A et moins offrent une résistance à la traction, une ténacité et une flexibilité élevées, tandis que les matériaux d'une dureté de 60 à 80 Shore A sont bien adaptés à la production de pièces et d'accessoires résistants à l'usure avec une certaine flexibilité. Les résines Shore A peuvent également être utilisées pour fabriquer des moules de coulée en polyuréthane plus durables que leurs homologues en silicone.
Les matériaux polyuréthanes élastomères rigides sont disponibles dans une plage de dureté de 90 Shore A à 60 Shore D, ce qui les rend idéaux pour les applications industrielles exigeantes telles que le formage de moules et d'engrenages. Dans certains cas, ces résines sont plus durables que les modèles en métal.
Liste des matériaux de coulée sous vide couramment utilisés
Matières | Dureté Shore | Description | Info technique. |
Objectif général | J 76-80 | Un matériau de type ABS résistant aux chocs, utilisé depuis les boîtiers de boîtier jusqu'aux modèles conceptuels. | TC-878, TC-852 ou équivalent |
Rigide Clair | D 80 | Un polyuréthane transparent et polyvalent. | Poly-Optique 1410 ou équivalent |
Type ABS, FR | J 78-82 | Un matériau ignifuge Shore 80D résistant qui est répertorié UL avec un indice d'inflammabilité de 1/16″ (1.6 mm). | TC-891-FR ou équivalent |
Similaire au polypropylène | J 65-75 | Un uréthane flexible solide et résistant à l'abrasion avec une ductilité semblable à celle du polypropylène. | TC-872, HP-2270D ou équivalent |
Similaire au polycarbonate | J 82-86 | Un matériau rigide, à fort impact et à haute HDT, avec une grande variété d'utilisations. Simule le polycarbonate (non transparent), Shore 84D. | TC-854 ou équivalent |
En nylon rempli de verre | D 85 | Un uréthane rigide, USP classe VI, haute performance avec une résistance élevée aux chocs et un HDT de 190°F (88°C). | PT8902 ou PT8952 (FR) |
Polyuréthane de type caoutchouc | A 25-95 | Un élastomère Shore A avec un allongement à la rupture élevé. | F-130 à F-190 ou équivalent |
Polyuréthane transparent de type caoutchouc | A 40-95 | Un élastomère Shore A incolore avec un allongement à la rupture élevé. | WC-540 à WC-595 ou équivalent |
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1. Qu’est-ce que le moulage sous vide et pourquoi est-ce important ?
La coulée sous vide est un processus qui consiste à créer un moule à partir d'un modèle tridimensionnel, puis à utiliser ce moule pour couler des pièces. Cette méthode est importante dans la production de pièces complexes, notamment pour les concepteurs mécaniques. Comparée à d'autres méthodes de prototypage telles que l'impression 3D et l'usinage CNC, la coulée sous vide est un excellent choix pour ceux qui ont besoin de productions de haute qualité et à faible volume nécessitant un processus de fabrication à faible coût. AN-Prototype offre ce service aux concepteurs mécaniques, créant des pièces durables et dimensionnellement précises.
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