Comparaison entre Thermoplastiques Thermodurcissables

Il existe deux grandes catégories de matières plastiques : les thermoplastiques et les thermodurcissables, qui se différencient par leur comportement à la chaleur. Ce conseil de conception vous indique ce qu’il faut prendre en considération lors de l’emploi de ces matières.

On peut illustrer la différence entre les polymères thermoplastiques et thermodurcissables en préparant une omelette au fromage.

On casse un œuf et on dépose une tranche de fromage dans une poêle chaude. L’œuf est liquide au départ (un colloïde, en fait, mais ne chicanons pas) mais au contact de la poêle chaude, il devient solide. Le fromage, en revanche, est solide, mais lorsqu’il est chauffé (sans excès), il devient un liquide visqueux.

Après avoir cuit votre œuf, vous pourrez le refroidir ou le réchauffer, mais il ne reviendra jamais à l’état liquide. Il restera solide, tout comme les polymères thermodurcissables. Mais si vous laissez refroidir le fromage fondu, il retrouvera sa forme solide. Réchauffez-le encore une fois, et il redeviendra fluide, tout comme les thermoplastiques.

Guide d’utilisation des thermoplastiques

Gardez à l’esprit que même une pièce bien conçue peut échouer si elle est fabriquée dans une matière inadaptée. Par conséquent, il faut considérer avec soin des facteurs tels que la solidité, la résistance aux chocs, les performances à haute température et d’autres éléments lors du choix de votre matière pour le moulage par injection.

Il est donc judicieux de passer en revue les propriétés des types de résine les plus courants, tels que l’acétal (POM), l’acrylique (PMMA), le polyéthylène haute densité (PEHD), le polycarbonate (PC), le polypropylène (PP) et le polystyrène (voir tableau). Consultez également notre Guide de comparaison des matières pour plus de détails. Pensez que si une matière standard ne vous convient pas parfaitement, vous pourrez peut-être trouver une résine mélangée qui répond à vos besoins. N’oubliez pas que c’est la matière qui constitue votre pièce. Le tableau de cette page montre par exemple que lorsque le polycarbonate et l’ABS sont combinés, la nouvelle matière est plus résistante et peut former une pièce plus précise qu’en utilisant uniquement de l’ABS.

Considérations sur les thermodurcissables

Chez Protolabs, dans la catégorie des polymères thermodurcissables, nous proposons différents caoutchoucs de silicone liquide (LSR).

Le LSR est un thermodurcissable courant et une matière utile en raison de sa flexibilité et de son excellente résistance à la chaleur et aux produits chimiques. Les applications les plus courantes comprennent les surfaces douces au toucher, les joints et les isolants thermiques. Les mouleurs mélangent deux composants de LSR pour former une solution de « caoutchouc liquide » de viscosité relativement faible. La matière durcit en présence de chaleur pour former une liaison définitive.

Le tableau suivant présente les matières LSR que nous utilisons le plus souvent pour les utilisations en médecine et en optique. Vous trouverez des fiches techniques détaillées sur toutes ces variétés dans notre Guide de comparaison des matières.

En travaillant avec les matériaux LSR, vous devrez affronter de nombreux défis lors de la conception. Pour relever ces défis, voici plusieurs éléments à prendre en compte :

Épaisseur des parois et nervures. Les LSR remplissent généralement des sections de parois minces, jusqu’à 0,25 mm, avec un minimum de difficultés, selon la dimension de la paroi et la présence de sections adjacentes plus épaisses. L’épaisseur des nervures doit être de 0,5 à 1 fois l’épaisseur de la paroi adjacente. Le LSR s’adapte aux variations d’épaisseur de paroi, et les retassures sont pratiquement inexistantes.

Rétraction et bavures. Le taux de rétraction des LSR est assez élevé, avec une tolérance attendue de 0,01 mm par mm. Le LSR a tendance à former facilement des bavures pendant le moulage (même dans des orifices d’à peine 0,005 mm), que nous essayons chez Protolabs de supprimer en intégrant des éléments supplémentaires lors de la conception du moule.

Lignes de joint. La simplification et la minimisation des lignes de joint de votre pièce vous aideront à obtenir des pièces LSR plus propres, le plus rapidement possible.

Contre-dépouilles. Le LSR peut être moulé pour former des pièces avec des contre-dépouilles, éjectées manuellement par l’opérateur de presse. Les actions mécaniques nécessaires au démoulage des contre-dépouilles sont proposées en option par Protolabs.

Éjection de la pièce. On n’utilise normalement pas d’éjecteurs pour démouler le LSR en raison de la nature élastique et de la faible viscosité de la matière. Cependant les pièces doivent être conçues pour être maintenues par une moitié du moule lorsqu’il est ouvert à la fin du cycle. La pièce est ensuite démoulée à la main, souvent avec une assistance pneumatique.

Le point suivant concernant les thermodurcissables est la réticulation. La réticulation détermine de nombreuses caractéristiques des thermodurcissables. Elle les rend solides, dimensionnellement stables et très résistants à la chaleur et aux produits chimiques (voir l’illustration ci-dessous).

Un exemple connu est celui des ustensiles de cuisson en caoutchouc de silicone. La réticulation lui permet de résister facilement à des températures de four de 200 degrés C et lui confère des caractéristiques anti-adhérentes recherchées en pâtisserie. Mais les thermodurcissables présentent aussi certains inconvénients. Dans les formes plus dures, les plastiques thermodurcissables ne sont pas aussi résistants aux chocs que les thermoplastiques et peuvent avoir tendance à se briser.

Donc finalement, tout type de matière est soumis à des règles. Nous vous encourageons à consulter notre Guide de comparaison des matières, où vous pouvez examiner et choisir parmi des centaines de produits pour la fabrication.

En fin de compte, chez Protolabs, nous ne pouvons pas faire de choix de résine pour vous, mais nous sommes toujours disponibles pour vous aider à vous retrouver dans les caractéristiques des thermoplastiques et des thermodurcissables. Il suffit de nous consulter au +33 (0)4 56 64 80 50 ou à [email protected]