Guide général des tolérances de moulage par injection

Les tolérances de moulage par injection définissent les limites admissibles de variation dimensionnelle des pièces moulées. La compréhension et la gestion de ces tolérances sont essentielles pour garantir que les pièces répondent aux spécifications de conception et fonctionnent comme prévu.

Dans ce guide complet, nous explorerons les facteurs qui influencent les tolérances, l’importance de maintenir des tolérances précises et les stratégies pour les optimiser afin d’obtenir des composants en plastique parfaits.

Que vous soyez concepteur, ingénieur ou fabricant, cet article vous fournira les connaissances nécessaires pour naviguer dans les complexités du processus de moulage par injection et améliorer la qualité et la fiabilité de vos produits.

Quelles sont les tolérances du moulage par injection ?

Les tolérances de moulage par injection de plastique sont exprimées sous forme de valeurs positives ou négatives (±) en millimètres ou en pouces qui spécifient l'écart acceptable par rapport aux dimensions nominales d'une pièce. Elles sont essentielles pour garantir l'ajustement et le bon fonctionnement des pièces, en particulier lors de l'assemblage de plusieurs composants.

Il existe deux types de tolérance : tolérance d'usinage et tolérance à la résine.

La tolérance d'usinage fait référence à la tolérance intégrée à l'outil de moulage lui-même. En règle générale, les moules d'injection sont usinés CNC selon des tolérances de +/- 0,003 pouces (0,076 mm). Cela représente la précision des dimensions de la cavité du moule.

La tolérance de la résine fait référence à la tolérance de la pièce moulée finie, qui est influencée par les propriétés du matériau et le processus de moulage. La tolérance de la résine est généralement supérieure ou égale à à +/- 0,002 pouce par pouce (0,051 mm par mm).

Ensemble, ces deux types de tolérances déterminent la précision dimensionnelle globale réalisable pour les pièces moulées par injection.

Les tolérances réellement réalisables peuvent varier en fonction de différents facteurs. Cependant, en général, pour les applications non critiques, le taux de tolérance typique est ±0,1 mm; pour les applications nécessitant des tolérances plus strictes (par exemple, les pièces médicales) est ±0,025 ou mieux.

Pourquoi les tolérances de moulage par injection sont-elles importantes ?

De nombreux secteurs, tels que l’automobile, l’aérospatiale et les appareils médicaux, ont des exigences de tolérance strictes en matière de sécurité et de conformité réglementaire.

Les tolérances déterminent si les pièces s'assemblent correctement lors de l'assemblage et fonctionnent comme prévu. Même de petits écarts peuvent entraîner des problèmes d'ajustement, d'alignement et de performances, en particulier pour les assemblages complexes.

Quels sont les facteurs qui influencent les tolérances du moulage par injection ?

Les tolérances du moulage par injection sont influencées par plusieurs facteurs, qui peuvent affecter la précision dimensionnelle et la cohérence des pièces moulées. Voici les principaux facteurs basés sur :

• Rétrécissement:Les différents matériaux ont des taux de retrait différents, ce qui a un impact sur la capacité à atteindre des tolérances serrées. Les matériaux cristallins ont généralement des taux de retrait plus élevés que les matériaux amorphes en raison des changements de phase pendant le refroidissement. Cela affecte le volume et les dimensions de la pièce finale.
• Déformation:À mesure que la résine refroidit dans le moule, toutes les pièces subissent un rétrécissement. Les pièces dont l'épaisseur de paroi est uniforme ont tendance à rétrécir de manière uniforme, ce qui permet d'éviter les déformations et les marques de retassure. En revanche, les pièces dont l'épaisseur de paroi n'est pas uniforme refroidissent et rétrécissent à des vitesses variables, ce qui augmente le risque de déformation en raison de la conception.
• Dilatation thermique:Les plastiques présentent généralement des taux de dilatation thermique élevés, ce qui peut entraîner des changements dimensionnels lorsque les températures fluctuent. Cela est particulièrement crucial lorsque les pièces sont utilisées dans des environnements avec des variations de température ou sont combinées avec des matériaux tels que les métaux.
• Conception des pièces:La géométrie, la taille et l'épaisseur de paroi d'une pièce influencent considérablement le contrôle des tolérances. Les pièces plus grandes ou celles qui présentent des sections épaisses peuvent subir des taux de rétrécissement différents, ce qui rend plus difficile le maintien de tolérances strictes. Une épaisseur de paroi uniforme et des caractéristiques de conception stratégiques peuvent aider à gérer ces problèmes.
• Complexité des pièces:Les pièces complexes peuvent affecter le flux de matériaux et la conception de l'outillage, ce qui affecte la capacité à maintenir des tolérances strictes. Une gestion appropriée de la pression d'injection, de la viscosité de la résine et du temps de remplissage du moule est essentielle pour garantir une qualité constante des pièces.
• Outillage:La conception et le matériau du moule, ainsi que le nombre d'empreintes, influent sur la capacité à atteindre les tolérances souhaitées. Un refroidissement et un chauffage constants sont essentiels pour maintenir des tolérances strictes. Les outils multi-empreintes ou familiaux nécessitent une conception et un support soignés pour éviter les erreurs dues aux variations de pression ou de température.

Comment réduire l'impact des facteurs affectant les tolérances du moulage par injection

Pour réduire l’impact des facteurs affectant les tolérances du moulage par injection, plusieurs stratégies peuvent être employées :

1. Conception pour la fabricabilité (DFM):
   1. Adoptez les pratiques DFM dès le début du processus de conception du moule afin d'anticiper les variations potentielles et d'éviter des modifications coûteuses. Cela implique de concevoir des pièces avec des épaisseurs de paroi cohérentes et des angles de dépouille appropriés et de prendre en compte le placement d'éléments tels que les bossages et les nervures pour minimiser le gauchissement et le retrait.
2. Sélection des matériaux:
   1. Choisissez des matériaux avec des taux de retrait adaptés à l'application. Tenez compte des propriétés de dilatation thermique et de la manière dont différents matériaux peuvent interagir, en particulier dans les assemblages multi-matériaux. Surdimensionnez les dimensions du moule pour tenir compte du retrait du matériau.
3. Considérations relatives à l'outillage:
   1. Concevez des moules avec un outillage précis pour garantir des dimensions de pièces en plastique cohérentes. Cela comprend l'optimisation de l'emplacement des portes pour un flux de matériau uniforme, l'utilisation de canaux de refroidissement pour un refroidissement uniforme et le placement de broches d'éjection pour minimiser le gauchissement et les défauts de surface.
4. Contrôle des processus:
   1. Mettez en œuvre des contrôles de processus efficaces pour gérer des variables telles que la température, la pression et le temps de refroidissement. Utilisez des capteurs pour surveiller ces paramètres en temps réel, ce qui permet des ajustements rapides pour maintenir des tolérances cohérentes.
5. Prototypage et tests rapides:
   1. Utilisez le prototypage rapide pour tester et affiner les conceptions avant la production à grande échelle. Cela permet d'apporter des ajustements à la conception ou au processus pour améliorer les tolérances et la qualité des pièces.

Les normes de tolérances du moulage par injection

Voici un tableau visualisant les tolérances dimensionnelles en millimètres (mm) :

Le tableau suivant visualise les dimensions de Tolérances de concentricité/ovalité (en mm)

Tolérances de rectitude/planéité (mm)

Tolérances de profondeur de trou borgne (mm)

Tolérances de diamètre de trou (mm)