La conquête du complexe : les techniques de fabrications des moules rendent possibles certaines géométries compliquées
La conception d'une pièce moulée par injection prenant correctement en compte la dépouille, l'épaisseur de paroi, les rayons d'angle ainsi que d'autres considérations peut représenter en soi une tâche difficile. Si votre pièce doit en plus comporter des formes complexes (denture, clip,…), le niveau de difficulté est accru. Toutefois, l’utilisation de tiroirs, d’inserts manuels, de zones de fermeture coulissantes ou autres méthodes, nous permet de réaliser ces formes que nous rencontrons couramment. Voici comment.
Les montures à baïonnette
Nous pouvons réaliser des géométries à baïonnette internes dans la conception d'une pièce. Elles sont créées en utilisant des trous de dégagement et une zone de fermeture coulissante. On crée une zone de fermeture en mettant en contact la moitié A et la moitié B du moule. Cette zone de fermeture empêche la matière de s’écouler et forme ainsi un trou débouchant sur la pièce. Le service de moulage par injection de Protolabs a besoin d'au moins 3° de dépouille sur les baïonnettes.
Les gorges pour joints toriques et les goujons à tête bombée
Si vous créez une baïonnette comportant une gorge pour joint torique, le service de moulage par injection utilisera un insert manuel en deux parties. Cet insert est un élément amovible que l'on place manuellement dans le moule avant l'injection et que l'on retire de la pièce après l'éjection. On peut aussi créer une géométrie pour joint torique en utilisant deux tiroirs, selon son orientation, sa proximité avec le plan de joint et l'absence d'interférence avec d'autres éléments de la pièce. Nous pouvons aussi réaliser des géométries contenant des goujons à tête bombée ; tout comme dans le cas des joints toriques, ces éléments sont réalisés à l'aide d'un insert manuel en deux parties ou de deux tiroirs. Il est à noter qu'avec l'utilisation d'inserts manuels en deux parties, une ligne de plan de joint est présente à l'endroit où ces parties se rejoignent.
Le texte sur les pièces
L'utilisation de texte sur une pièce peut avoir diverses raisons mais, si votre modèle le requiert, nous recommandons généralement de le concevoir en relief et non en creux ; en effet, les textes en creux sur une pièce sont difficiles à lire et, lorsque les lettres sont en relief dans le moule, il est difficile d'obtenir une bonne finition. Les choses se compliquent légèrement selon l'emplacement du texte sur votre pièce. Lorsque le relief du texte est orienté parallèlement au sens d'ouverture et de fermeture du moule, un simple moule à éjection directe suffit pour le créer, mais s'il est orienté parallèlement au plan de joint, il crée des contre-dépouilles qui nécessitent un tiroir. On utilise, un tiroir mis en position par came car il fonctionne automatiquement pendant le processus de moulage et permet d'économiser sur les coûts de production au final.
On peut aussi créer du texte sur les nervures. Au lieu de fraiser une longue nervure mince puis de fraiser encore davantage pour usiner un texte minuscule, nous utilisons une des deux options suivantes : la première consiste à usiner d'abord le texte à l'aide d'une fraise de très petite taille (0,5 mm), puis la nervure est créée par deux inserts boulonnés. La deuxième option fait appel à l'usinage par électroérosion (EDM) qui utilise une rapide série d'étincelles électriques pour graver le texte voulu dans la pièce. Ces deux solutions augmenteront le coût du moule. Enfin, n'oubliez pas d'appliquer une dépouille à votre texte afin de faciliter le démoulage de la pièce.
Les clips
On peut créer des clips à ressort de différentes manières dont chacune présente des avantages et des inconvénients. Lorsqu'un trou de dégagement à la base du clip et une dépouille supplémentaire sont acceptables, le service de moulage par injection de Protolabs peut utiliser une zone de fermeture pour créer un clip tout aussi fonctionnel mais moins coûteux. Si la présence de ce trou affecte votre design, on peut utiliser un tiroir pour mouler le clip, mais il doit être positionné de manière à permettre l'accès depuis le plan de joint. L'insert manuel représente la méthode la plus coûteuse pour créer la contre-dépouille dans le clip, mais il permet d'éliminer pratiquement toute restriction de forme ou de positionnement. Le matériau est également une considération importante du point de vue de la fonctionnalité du clip. Plus le matériau est rigide et plus il est difficile de défaire le clip, on choisira donc un matériau plus flexible pour les connexions amovibles utilisées régulièrement.
Les engrenages
Un engrenage aligné parallèlement au sens d'ouverture et de fermeture du moule est créé à l'aide d'un simple moule à éjection directe. Toutefois, si l'engrenage est profond, les faces de ses dents pourront nécessiter une dépouille afin de permettre le démoulage. Par ailleurs, si le profil des dents est très pointu ou si les dents sont de petite taille, il faudra parfois utiliser une électrode EDM pour former l'engrenage, au lieu de le fraiser.
Les bossages
Les bossages sont essentiellement des géométries cylindriques en relief, prévues pour recevoir des pièces de fixation ou supporter des éléments d'autres pièces qui passent à travers. La plupart des bossages sont faciles à mouler ; un problème se pose lorsqu'ils sont placés sur une surface inclinée ou lorsqu'ils sont très hauts et minces. Un bossage incliné n'est parallèle ni au sens d'ouverture et de fermeture du moule, ni au plan de joint et il forme une contre-dépouille. Ce problème est résolu par l'utilisation d'un insert manuel. Pour les bossages hauts et minces présentant un rapport longueur/diamètre très élevé, le service de moulage par injection pourra utiliser une broche en acier afin d'éviter qu'elle ne se casse pendant l'injection.
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