Qu'est-ce que le moulage par insertion ?
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« KRMOLD est un fabricant professionnel de moules d'injection, peut fournir aux clients une conception complète de moules d'injection, une fabrication et un service après-vente. KRMOLD a près de 20 ans d'expérience dans les projets de moulage par injection, s'engage à fournir aux clients une solution de production complète et recherche des avantages de production de produits de moulage par injection à long terme. Les moules d'injection KRMOLD peuvent réaliser une variété de processus de moulage par injection différents, y compris le moulage par insertion qui aide les clients de nombreux secteurs à résoudre leurs besoins de production."
Le moulage par insertion est un procédé de moulage par injection dans lequel des pièces métalliques ou autres pièces préfabriquées (inserts) sont placées dans un moule puis encapsulées dans du plastique, généralement utilisé dans les équipements marins, l'aérospatiale, l'automobile, l'électricité et l'électronique et les industries médicales.
Le moulage par insertion est un procédé qui associe un insert en métal ou autre matériau, pré-fixé dans un moule d'injection, à du plastique. Lors du moulage par injection, le plastique est injecté et moulé autour de l'insert. Après ouverture du moule, l'insert est encapsulé par le plastique refroidi et polymérisé, ce qui permet d'obtenir des produits dotés d'inserts tels que des filetages et des électrodes. Le moulage par insertion permet d'améliorer la robustesse, la résistance à l'abrasion, la conductivité électrique, la résistance à la chaleur ou l'étanchéité des produits en combinant les propriétés de différents matériaux (comme la facilité de moulage des plastiques et la rigidité des métaux). Il est largement utilisé pour le moulage par injection de pièces et composants dans les secteurs de l'équipement marin, de l'aérospatiale, de l'automobile et des appareils électriques et électroniques.
Avantage du moulage par injection
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1. Synergie des matériaux et avancées en matière de performance
Le moulage par injection, combinant un plastique facile à mouler et un métal rigide, résistant à la chaleur et à la corrosion, permet d'obtenir une structure complexe de moulage intégré. Le moulage par injection de coques électroniques de précision, utilisant un procédé de production par injection, prend en compte la légèreté et l'amélioration des performances. L'association de l'isolation plastique et de la conductivité métallique permet de répondre aux fonctions de base des produits électriques.
2. Améliorer l'efficacité de la production de moulage par injection
Le moulage par injection permet d'éliminer le soudage, le rivetage et autres opérations secondaires, de raccourcir le cycle d'assemblage et de réduire les investissements en main-d'œuvre et en équipements. Parallèlement, la presse à injection verticale et le robot, ainsi que toute une gamme de dispositifs permettant d'automatiser le positionnement des inserts, l'injection et le contrôle, améliorent l'efficacité et le rendement, permettant ainsi aux clients d'optimiser leur production à long terme.
3. Innovation dans la conception des moules
Matériaux d'insertion de moulage par injection couvrant le métal, le verre, la fibre, les plastiques techniques, etc., pour prendre en charge les applications intersectorielles, grâce à l'optimisation du moule et au prétraitement des inserts, pour obtenir une miniaturisation, une structure à parois minces et biomimétique, des percées dans les limitations de conception traditionnelles.
4. Effet de moulage par injection de haute précision
Le plastique fondu et les inserts sont étroitement enveloppés, la précision du contrôle de l'espace atteint le niveau du micron, ce qui améliore considérablement la résistance aux vibrations et l'étanchéité, et adopte une conception d'évitement de la surface de séparation, de compression de la broche inclinée et de refroidissement par gradient, évitant les bavures et la concentration de contraintes internes, pour assurer la stabilité du moulage d'inserts complexes.
5. Améliorer la qualité des produits moulés par injection
Le préchauffage des inserts et la pression d'injection sont coordonnés pour réduire le risque de déformation causé par les différences de coefficient de dilatation thermique, et les capteurs IoT intégrés surveillent la température du moule et l'état de positionnement des inserts en temps réel, et se combinent avec la simulation Moldflow pour prédire le problème de déviation de poinçonnage et réduire le taux de produits défectueux.
Procédé de moulage par insertion
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1. insérer le prétraitement
Lors du moulage par injection, la première étape consiste à éliminer l'huile et la couche d'oxydation de l'insert, puis à appliquer un sablage, un placage ou un traitement chimique pour améliorer la liaison au plastique. Dans le moulage par injection des connecteurs de batterie de véhicules à énergie nouvelle, les inserts en cuivre doivent être pré-argentés afin d'améliorer la conductivité et la résistance à la corrosion. Pour compenser la différence de coefficient de dilatation thermique entre les inserts métalliques et les inserts en plastique, ces derniers doivent être préchauffés afin de réduire la déformation ou les fissures causées par les contraintes internes après le moulage.
2. Installation du moule d'injection
Les inserts sont orientés par une table vibrante, puis le robot (EOAT) équipé d'un système de vision les saisit et les place avec précision dans les cavités du moule d'injection à l'aide d'une adsorption par vide ou de pinces mécaniques. L'utilisation d'une presse à injection verticale, avec son moule orienté vers le haut, facilite le placement entièrement automatisé des inserts. C'est un cas courant pour la production de moules d'injection pour boîtiers de capteurs automobiles.
3. Injection plastique
Après l'installation du moule d'injection, l'injection haute pression assure le remplissage complet des espaces entre les inserts et réduit les poches d'air. La température de fusion doit être parfaitement adaptée aux propriétés du matériau et la température du moule est contrôlée par un régulateur de température afin de réduire le retrait. En règle générale, les polymères à cristaux liquides ou le polyétherétheréthercétone PEEK sont privilégiés, car ils allient résistance aux hautes températures et faible retrait, ce qui les rend adaptés aux composants électroniques de précision.
4. Refroidissement et durcissement
La presse à injecter utilise un système de refroidissement par gradient pour accélérer le durcissement et réduire les temps de cycle. Certains matériaux (par exemple, la résine époxy) nécessitent un double chauffage pour durcir afin d'améliorer leurs propriétés mécaniques.
5. Démoulage et éjection
La disposition de la cartouche doit être évitée au niveau des inserts afin d'éviter toute contrainte sur ces derniers lors de l'éjection. Pour les produits moulés par injection à parois minces, un éjecteur pneumatique ou une barre d'éjection flexible est utilisé afin de réduire le risque de déformation. Le système d'automatisation synchronise le démoulage et la récupération de l'insert.
6. Contrôle qualité des pièces moulées par injection
La découpe laser ou les vibrations ultrasoniques éliminent le surplus de matière afin de garantir la finition de surface de la partie exposée des inserts. Parallèlement, des capteurs de pression et de température sont intégrés au moule pour fournir un retour d'information en temps réel sur les écarts des paramètres d'injection. Tests de conductivité électrique et d'étanchéité pour les produits moulés par injection.
Application du moulage par insertion
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1. Moule de moulage par injection automobile
Les composants des systèmes de gestion de batterie, des unités de distribution d'énergie haute tension et des onduleurs des véhicules à énergie nouvelle sont combinés à des plastiques isolants tels que des rangées de cuivre et d'autres inserts métalliques grâce à la technologie de moulage par injection d'inserts, afin d'isoler efficacement le risque de court-circuit haute tension et d'optimiser l'espace d'implantation. Les connecteurs électriques automobiles, grâce à des inserts métalliques en laiton ou en cuivre et à du PBT, du PA et d'autres plastiques techniques, offrent une conductivité et une résistance à la corrosion élevées.
2. Moule de moulage par injection pour l'électronique grand public
Le module d'antenne de téléphone portable adopte des inserts métalliques et un moulage par injection de polymère à cristaux liquides, en tenant compte du poids fin et léger et de la capacité de transmission du signal haute fréquence ; le connecteur d'interface de type C intègre des bornes conductrices via la technologie d'insertion pour améliorer la résistance mécanique et la stabilité électrique.
3. Moules d'injection pour dispositifs médicaux
Manches de bistouris chirurgicaux, implants orthopédiques grâce à des inserts en alliage de titane et des plastiques biocompatibles PEEK, garantissant rigidité, résistance à la stérilisation et ergonomie ; instruments dentaires intégrant sonde métallique et joints en plastique moulés pour une précision opératoire optimale ; stylos à insuline, inhalateurs, etc. grâce à l'intégration par moulage de valves métalliques et de coques en plastique, garantissant étanchéité et durabilité ; cathéters médicaux grâce à des inserts de fil-guide en acier inoxydable pour une meilleure résistance à la flexion.
4. Moules de moulage par injection aérospatiale
Le squelette des sièges d'avion et le système de verrouillage des bagages utilisent des inserts en alliage d'aluminium combinés à des plastiques renforcés PPS pour répondre aux exigences de rapport résistance/poids élevé et de résistance à la corrosion. La coque du capteur est dotée de la technologie d'inserts pour une stabilité aux températures extrêmes. Les boîtiers des capteurs sont stabilisés par cette technologie pour des températures extrêmes. Les connecteurs d'avion sont constitués d'inserts en cuivre plaqué or combinés à des plastiques PEI résistants aux hautes températures pour garantir la fiabilité de la transmission du signal. Les fixations sont moulées par insertion pour réduire le nombre d'étapes d'assemblage et améliorer la cohérence structurelle.
Caractéristiques de conception du moule d'injection par moulage par insertion
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1. Assurer le bon positionnement des inserts
Avant le moulage par injection, il est nécessaire d'utiliser un serrage mécanique, une aspiration magnétique, une adsorption sous vide, un positionnement par goupille et d'autres moyens pour fixer les inserts afin de garantir leur stabilité pendant l'injection. De plus, une structure antidérapante est conçue pour renforcer la force de liaison du plastique. KRMOLD recommande généralement à ses clients d'utiliser des robots pour automatiser le placement des inserts afin d'améliorer la précision et de réduire les erreurs humaines, ce qui est adapté à la production de masse. Concevez un système de guidage d'insert adapté pour garantir un alignement précis du robot et réduire les temps de prélèvement et de placement.
2. Conception du port du moule d'injection
Le moule d'injection d'inserts adopte un canal d'écoulement équilibré pour assurer un remplissage uniforme du plastique et éviter les bulles d'air et les marques de fusion. L'agrandissement de la fente d'échappement du moule évite la rétention d'air pouvant entraîner des bulles, des points noirs ou des marques de fusion. Un système d'échappement assisté par vide assure un moulage par injection d'inserts de précision et améliore le remplissage. Un circuit d'eau de refroidissement est intégré autour de l'insert pour assurer un refroidissement uniforme et éviter les contraintes thermiques.
Précisez le type de plastique (par exemple, PP, ABS) et les exigences de post-traitement (par exemple, pulvérisation, sérigraphie), et fournissez des plans 2D ou 3D des pièces en plastique. Indiquez également le volume de production, les exigences d'aspect, les normes de tolérance, etc.
En règle générale, nos ingénieurs commencent à préparer le devis dès que le client a fourni l'ensemble des spécifications de production. Cela prend généralement entre 1 et 3 jours.
Le délai de fabrication des moules d'injection standard est généralement de 30 à 60 jours, et peut être plus long pour les moules complexes. Par exemple, le délai de fabrication typique des moules en silicone liquide est d'environ 60 jours, couvrant la conception, la fabrication, les tests, etc.
Technologie de traitement de haute précision : des équipements de haute précision tels que les centres d'usinage CNC (CNC) et l'usinage par décharge électrique (EDM) sont utilisés pour optimiser le processus de conception en combinaison avec un logiciel de CAO/FAO. Contrôle qualité : Inspection des dimensions clés du moule par machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) et vérification de plusieurs lots d'échantillons pendant l'étape de moulage d'essai. Sélection des matériaux : utilisez de l'acier à matrice avec une résistance élevée à l'usure (par exemple H13, S136) et un traitement de surface (par exemple nitruration, chromage) pour les écrous de matrice afin de prolonger la durée de vie.
Tous les 50 000 moules, vérifiez le pilier de guidage, la goupille d'éjection et les autres pièces d'usure, et nettoyez les résidus de plastique et de rouille à la surface du moule. Utilisez de la graisse haute température pour les pièces coulissantes (par exemple, couvercle basculant, glissière) afin de réduire les pertes par frottement. Assurez-vous que le circuit d'eau est fluide et que la différence de température est ≤ 5 °C afin d'éviter toute fissuration du moule due aux contraintes thermiques.
Le coût des matériaux de moulage représentait environ 30 à 40 % (par exemple, une tonne d'acier P20 coûte environ 20 000 yuans), tandis que les coûts de traitement représentaient plus de 50 % (taux horaire de la main-d'œuvre CNC d'environ 80 à 150 yuans/heure). Pour la production en petites séries, il est possible d'opter pour un moule en aluminium ou de simplifier la conception structurelle ; pour plus de 100 000 pièces, il est recommandé d'utiliser des plaquettes carbure pour prolonger la durée de vie !
Les produits moulés par injection doivent répondre pleinement aux exigences de conception (dimensions, aspect, etc.) et permettre une production continue et stable. Le marquage du moule, les rapports d'inspection (test de dureté du matériau, par exemple) et les plans techniques doivent être complets.
L'acier du moule (tel que le S136H, le NAK80 et d'autres matériaux importés coûtent plus cher) et le type d'embryon de moule (le coût à court terme du moule en aluminium est faible mais la durée de vie est courte) affectent directement le coût, l'utilisation de la technologie de conception CAO/CAE/FAO, le système de canaux chauds, etc. augmentera l'investissement initial, mais peut améliorer les avantages à long terme (tels que la réduction des carottes, l'augmentation de la capacité de production).
