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Lors de l’injection multicomposants, deux matières plastiques ou plus sont transformées dans un seul moule au cours d’un même cycle de fabrication. Les composants sont assemblés soit par liaison de matière, grâce à l’adhésion ou à la fusion mutuelle, soit par liaison mécanique de forme, au moyen de contre-dépouilles.

On distingue les procédés suivants :

• Surmoulage (overmolding) : un composant déjà solidifié est placé dans un deuxième moule, puis surmoulé.
• Procédé à plateau rotatif / table tournante : l’ébauche reste dans le moule et est transférée par rotation vers une seconde empreinte.
• Procédé à plaque indexable : les empreintes changent de position dans le moule par indexation.

Les applications typiques sont les associations rigide-souple, par exemple PP + TPE pour des poignées ergonomiques ou des lèvres d’étanchéité, les pièces multicolores sans reprise ainsi que les composants intégrant des éléments d’étanchéité ou d’amortissement.

Le procédé est particulièrement économique, car il supprime des étapes d’assemblage et offre souvent une résistance de liaison supérieure à celle des sous-ensembles assemblés mécaniquement.

Domaines d’application : technologie médicale, biens de consommation, électrotechnique et industrie automobile.

Le procédé de moulage par injection le plus utilisé est celui des thermoplastiques. Ce procédé permet de fabriquer en un seul cycle des pièces de géométrie simple ou complexe. Il est particulièrement avantageux pour la production en grande série, grâce à des temps de cycle courts et à un faible besoin de retouches. Les pièces injectées peuvent peser de quelques milligrammes à environ 50 kg. Le moulage par injection permet d’obtenir des objets de haute précision. L’aspect de surface peut être choisi avec une grande liberté : surfaces lisses pour les applications optiques, textures agréables au toucher, motifs et gravures.
L’association de plastique et de métal est également fréquente dans la fabrication par injection. Des douilles filetées, des éléments de contact, des grilles métalliques découpées ou des bandes continues sont ainsi surmoulés. Nous réalisons également les procédés d’insert molding, d’outsert molding et de reel-to-reel (surmoulage de bandes).
Les thermoplastiques sont souvent modifiés par des charges et des additifs en fonction de leur application finale, notamment des billes de verre, des fibres de verre ou des charges minérales.

Fonctionnement d’une presse à injecter : les granulés plastiques sont acheminés vers l’unité de plastification par une trémie ou un système d’alimentation en matière. Une vis les transporte vers la buse d’injection tout en les chauffant jusqu’à leur fusion. La quantité maximale de matière plastifiée dépend de la course du piston d’injection effectuant un mouvement d’aller-retour. La matière fondue s’écoule dans le moule par le canal d’alimentation. L’unité de fermeture maintient le moule fermé sous pression. La température du moule est régulée selon l’application. La pièce se solidifie dans le moule sous pression de maintien et subit un retrait. Chaque matériau possède son propre coefficient de retrait. Lorsque le moule s’ouvre au niveau de son plan de joint principal, la pièce est éjectée. Le cycle recommence alors.

Le retrait désigne la diminution de volume d’une pièce plastique pendant son refroidissement après l’injection. Il résulte de la contraction thermique des chaînes polymères et, pour les matériaux semi-cristallins, de la densification volumique liée à la cristallisation.

Le taux de retrait dépend du matériau ; il est par exemple d’environ 0,4–0,7 % pour le PC, 0,5–2,0 % pour le PA et 1,0–2,5 % pour le PP. Il est pris en compte lors de la conception du moule par une majoration appropriée des dimensions de l’empreinte.

La déformation (warpage) apparaît lorsque le retrait n’est pas uniforme dans la pièce. Parmi ses causes figurent des épaisseurs de paroi hétérogènes, des vitesses de refroidissement différentes du côté noyau et du côté éjecteur, l’orientation des fibres dans les matériaux renforcés de fibres de verre ou des positions de points d’injection inadaptées.

La déformation entraîne des écarts dimensionnels qui, pour les pièces de précision, peuvent être réduits par la simulation Moldflow, une stratégie thermique ciblée et des paramètres de transformation adaptés.

La simulation Moldflow est une méthode informatique permettant de prévoir le comportement de la matière plastique fondue dans le moule d’injection. Elle comprend la simulation du remplissage (Fill), du maintien en pression (Pack), du refroidissement (Cool), ainsi que du retrait et de la déformation (Warp).

Grâce à cette simulation, les paramètres suivants peuvent être optimisés avant même la fabrication du moule :

• Position du point d’injection et géométrie du système d’alimentation
• Répartition des épaisseurs de paroi et lignes de soudure
• Géométrie des canaux de refroidissement et stratégie de régulation thermique
• Comportement au retrait et à la déformation

L’identification précoce de défauts, tels que les emprisonnements d’air, les lignes de soudure ou un remplissage irrégulier, permet de réduire, voire d’éviter, de coûteuses corrections du moule.

La simulation constitue un élément essentiel du développement simultané (Concurrent Engineering) et fournit des données précieuses pour la conception des pièces et des moules.

Nous utilisons le logiciel CADMOULD de Simcon.

Également appelé « reel-to-reel », ce procédé consiste à dérouler une bande métallique découpée à partir d’une bobine et à l’introduire dans le moule d’injection. Après l’injection, la bande est enroulée sur une bobine vide. Des outils de découpe et de pliage peuvent naturellement être intégrés en amont ou en aval. Les produits peuvent ainsi être livrés au client sur bobines ou dans des plateaux.

Dans le moulage par injection, la matière plastique fondue est acheminée vers l’empreinte par un système d’alimentation et de distribution. Deux systèmes principaux se distinguent :

Système à canaux froids : les canaux de distribution et la carotte se solidifient en même temps que la pièce. La matière solidifiée (carotte froide) doit être séparée manuellement ou automatiquement. Elle peut être broyée, recyclée et réutilisée. Les systèmes à canaux froids sont peu coûteux à fabriquer et faciles à entretenir. Ils conviennent particulièrement aux petites séries, aux changements de matière et aux matériaux sensibles.

Système à canaux chauds : le bloc distributeur est chauffé électriquement et maintenu à la température de transformation du plastique. La matière reste constamment fondue dans les canaux, ce qui évite la production de déchets de carottes. Les systèmes à canaux chauds permettent de raccourcir les cycles et de ménager la matière ; ils sont plus économiques pour les grandes séries. Leurs inconvénients sont un coût d’acquisition plus élevé et des besoins d’entretien accrus. Le choix et la conception du système exigent une attention particulière pour les matériaux sensibles ou fortement chargés.

La tampographie permet d’imprimer sur des pièces moulées, y compris sur des surfaces convexes ou concaves. Elle convient donc aux pièces dépourvues de surfaces d’impression planes, pour lesquelles la sérigraphie est impossible ou difficile. L’encre est prélevée sur un cliché gravé à l’aide d’un tampon élastique en silicone. En s’abaissant, le tampon épouse le cliché et récupère le motif à imprimer. Il s’agit donc d’un procédé d’impression indirecte.

La technique dite « insert » consiste à associer des éléments métalliques au plastique. Des pièces métalliques (par exemple des douilles filetées ou des arbres) sont placées dans le moule d’injection, puis surmoulées de plastique.

Dans la technique outsert, un support métallique, généralement une grille découpée ou un leadframe, est partiellement surmoulé de plastique. Contrairement à la technique insert, dans laquelle une pièce métallique est entièrement noyée dans une matrice plastique, l’élément métallique reste le support principal du sous-ensemble. Le plastique assure de manière ciblée des fonctions de guidage, d’étanchéité, de fixation ou d’isolation électrique.  Ce procédé permet d’intégrer économiquement plusieurs fonctions dans une seule pièce en supprimant des opérations complexes d’assemblage et de liaison. Il est fréquemment utilisé en électrotechnique (connecteurs, capteurs), en technologie médicale (appareils de diagnostic et de thérapie) ainsi que dans l’industrie automobile. Associé au procédé reel-to-reel (surmoulage de bandes), il permet de produire de très grandes quantités de manière économique.

De nouvelles possibilités de conception pour la construction légère. L’association de métaux à haute résistance et de plastiques permet de réaliser des composants stables tout en offrant une grande liberté de conception. Les avantages des deux matériaux, métal et plastique, sont ainsi combinés.
Contrairement aux techniques d’insert molding et d’outsert molding, la technologie hybride consiste à concevoir les deux matériaux sous des formes solidaires, avec des caractéristiques fonctionnelles différentes.
La plupart des applications se trouvent dans l’industrie automobile. Mais cette technologie se développe également dans l’électroménager (« produits blancs ») et l’industrie du meuble.

La viscosité mesure la résistance à l’écoulement d’une substance non solide ou d’un fluide. Son inverse est la fluidité, qui caractérise la capacité d’un fluide à s’écouler. Plus la viscosité est élevée, plus le fluide est épais et moins il s’écoule facilement ; plus elle est faible, plus le fluide est fluide. Le terme désigne généralement la viscosité en cisaillement, mais il est également possible de mesurer la viscosité en extension. Les particules des liquides visqueux sont plus fortement liées entre elles et donc moins mobiles ; on parle aussi de frottement interne. Celui-ci ne résulte pas uniquement des forces d’attraction entre les particules du fluide (cohésion). Pour les solides, on utilise plutôt les notions de ductilité, de fragilité et de plasticité. Le terme « consistance » est parfois employé dans un sens proche de celui de viscosité. Le mot viscosité provient du nom latin du gui (Viscum), dont les baies produisent un suc épais autrefois utilisé pour fabriquer la glu à oiseaux ; « visqueux » signifie donc approximativement « épais comme la glu ».