Surmonter les problèmes de conception grâce à des tiroirs, des inserts, des aménagements du plan de joint

Dans le monde des pièces moulées par injection de plastique, les contre-dépouilles sont omniprésentes : Des bords en creux d'un boîtier de smartphone aux languettes de verrouillage d'un capuchon de bouteille de ketchup et au trou qui court le long d'une charnière de porte. Rien de tout cela ne pourrait être obtenu sans un design et une notion particulière en moulage appelée contre-dépouille Mais souvent, les fichiers CAO téléchargés dans notre système de devis reçoivent des alertes liées aux contre-dépouilles qui exigent une modification de la conception de la pièce. Ce conseil de conception vous aide à contourner rapidement et efficacement certaines de ces alertes, et à surmonter d'autres problèmes liés aux contre-dépouilles.

L'un des problèmes des contre-dépouilles est lié au fait qu'elles interfèrent avec l'éjection de la pièce. Lorsque le moule s'ouvre à la fin du cycle de moulage, la pièce doit se libérer facilement, mais elle risque de rester coincée sur la section métallique qui forme la contre-dépouille. Cela bloque la production pendant que l'opérateur essaie de libérer la pièce, au risque de l'endommager, d'endommager le moule, ou les deux. Le second problème tient au fait que les contre-dépouilles ne peuvent pas être fraisées par fraisage standard 3 axes, parce que l'élément en saillie empêche la fraise d'enlever la matière de la partie qu'il recouvre.

Mais il y a quand même une bonne nouvelle : il existe plusieurs techniques pour éviter cette situation. Certes, cela peut contribuer à augmenter légèrement les coûts d'outillage, mais la fonctionnalité ajoutée en vaut largement la peine. Alors, quelles alertes voit-on apparaitre le plus souvent ?

Il y a de nombreuses solutions permettant de résoudre les problèmes de contre-dépouille dans la géométrie de vos pièces, depuis la refonte totale de la pièce pour assurer la bonne orientation de ses attributs dans le moule jusqu'à la conception de géométries à base d'insert, voire même la suppression pure et simple de la contre-dépouille.

L'une des solutions consiste à tourner la pièce sur le côté. Parfois, une simple réorientation de la position de la pièce dans la cavité du moule suffit à résoudre le problème. Plutôt que d'orienter le canal, le trou ou le sillon perpendiculairement à l'ouverture du moule, tourner la pièce de manière à ce que ces attributs soient parallèles (en d'autres termes, qu'ils soient orientés vers le haut) peut constituer une parade simple. Bien sûr, cela peut soulever des défis à d'autres endroits, ou rendre la pièce non-moulable. Vous devez donc étudier attentivement notre analyse de fabricabilité (DFM) après avoir téléchargé votre fichier CAO pour obtenir un devis et contacter l'un de nos ingénieurs de conception pour demander conseil, le cas échéant. Toutefois, si la réorientation s'avère impossible, pas de panique. Vous avez d'autres options à disposition. 

Souvent, un composant mécanique appelé tiroir peut être utilisé pour résoudre les problèmes de contre-dépouille. Les tiroirs sont utilisés pour créer des attributs tels que des crochets, des clips ou des trous dans les pièces moulées par injection. Comme leur nom l'indique, ces appareils se glissent en place latéralement (le long des axes X et Y) lors de la fermeture du moule, bloquant certaines sections de celui-ci pour générer l'attribut souhaité. Lorsque le processus est terminé, le moule s'ouvre, activant le tiroir qui recule et sort de la pièce.

Un moule peut contenir plusieurs tiroirs, si sa base est assez grande pour les accueillir, et ils peuvent se déplacer dans n'importe quelle direction, perpendiculairement à celle de démoulage (l'axe Z figuré en bleu dans l'analyse DFM). Évidement, l'intérêt de cette approche tient au fait que le processus est automatique, accélérant le cycle de production tout en éliminant les chargements manuels. Toutefois, cet avantage est quelque peu contrebalancé par une plus grande complexité du moule. Vous devez donc vous livrer à une analyse de coût, surtout pour des productions en petites séries. Notre outil de devis automatique peut aider à déterminer l'approche la plus économique mais vous pouvez également nous contacter pour envisager d'autres options possibles.

Une autre technique courante pour former de nombreuses contre-dépouilles consiste à charger manuellement un insert, appelé insert manuel. Utilisé dans des situations où le recours à un tiroir s'avère impossible (nous y reviendrons plus loin), un insert manuel n'est ni plus ni moins qu'une pièce de métal usinée que l'opérateur charge dans le moule au début de chaque cycle de moulage. Le métal obstrue le flux de matière fondue, créant ainsi une fenêtre, un trou, un rebord ou tout autre type de contredépouille dans la pièce. Une fois le processus terminé, l'insert est « retiré » de la pièce et réutilisé.

Il est possible d'utiliser plusieurs inserts, mais chacun doit être facilement accessible (de préférence à proximité du plan de joint) et être correctement maintenu dans le moule pour éviter qu'il ne bouge sous l'effet de la pression d'injection. Concrètement, cela signifie que l'insert manuel doit être situé dans la partie inférieure du moule, ou que son empreinte doit être connectée à un plan de joint. Et puisqu'il s'agit d'une opération manuelle nécessitant un opérateur, cela entraîne un surcoût sur le prix pièce

Voici quelques points supplémentaires à prendre en compte lors de la conception de pièces comprenant des contre-dépouilles. Étant spécialisés dans le prototypage et le moulage par injection de plastique de petites séries, nous ne proposons pas certaines des fonctionnalités avancées des moules de production traditionnels, qui sont beaucoup plus onéreuses. Nos tiroirs sont limités à un mouvement X-Y (perpendiculaire), sans possibilité de tiroirs ou de zones de fermeture obliques. Nous ne proposons pas non plus de cales montantes qui, comme les tiroirs, sont des éléments mécaniques automatiques permettant de démouler des contre-dépouilles localisées sur des faces intérieures, 

À la place, nous utilisons les inserts manuels Il est important de souligner que la complexité d'une contre-dépouille dépend de divers facteurs tels que la distance la séparant du plan de joint, l'angle de dépouille, la taille et la géométrie de la pièce, ainsi que la souplesse de la matière. Les plastiques très rigides tels que le polycarbonate (PC) sont moins flexibles.

Tout concepteur de pièces moulées le sait bien, les angles de dépouille représentent un vrai défi. Une dépouille insuffisante ou mal orientée (ce que nous appelons une « mauvaise » dépouille) peut se comporter comme une contre-dépouille, empêchant l'éjection de la pièce et entravant le processus de moulage. Nous conseillons au moins 0,5 degrés sur toutes les surfaces verticales, mais un angle plus important est généralement préférable, surtout sur les surfaces très hautes ou si les surfaces du moule sont texturées. Dans certains cas, la dépouille peut même être utilisée pour éviter l'emploi de tiroirs et d'inserts à chargement manuel : imaginez une pièce en forme de boîte comportant une fenêtre ou une fente à mi-hauteur sur un côté. Augmentez suffisamment la dépouille et la pièce aura assez de place pour glisser hors du noyau et de sa géométrie générant la contre-dépouille lors de l'ouverture du moule.

Comme nous l'avons déjà mentionné, nous serons ravis de discuter de ces alertes et des autres problèmes de conception soulignés dans votre devis et liés aux contre-dépouilles. N'hésitez pas à nous contacter à [email protected] ou par téléphone au +33 (0)4 56 64 80 50