« Moulage par injection » : différence entre les versions
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== Explication ==
[[Fichier:PlasticsInjectionMoulder-die.jpg|vignette|Partie mobile du moule fixée sur la presse à injecter.]]
Le moulage par injection est une technique de fabrication de pièces en grande ou très grande série. Il concerne avant tout les [[matière plastique|matières plastiques]] et les [[élastomère]]s (caoutchoucs) mais aussi divers métaux et alliages à [[point de fusion]] relativement bas : alliages d'[[aluminium]], de [[zinc]] (
On rencontre des composants moulés par injection dans de très nombreux produits manufacturés : automobile, électroménager, [[matériel informatique]], mobilier{{etc.}} Pour les pièces métalliques, les dimensions sont relativement limitées (les [[Carter (mécanique)|carters]] de boites de vitesses en aluminium sont moulés par injection), mais [[Injection d'un plastique|pour les matières plastiques]], les pièces vont de quelques millimètres à plusieurs mètres (éléments de carrosseries automobiles, tables de jardin, par exemple).
Les [[Moule (outil)|moules]], installés sur une machine spéciale (presse), sont constitués le plus souvent de deux coquilles (partie fixe et partie mobile) qui sont fortement pressées l'une contre l'autre au moment du moulage puis écartées pour permettre l'éjection de la pièce moulée. Outre ces coquilles, le moule peut comporter un ou plusieurs noyaux destinés à former les parties creuses de la pièce et des poinçons permettant de réserver des ouvertures dans ses parois. Il arrive fréquemment que l'on place dans le moule des « inserts » qui se retrouveront par la suite inclus dans la pièce : il s'agit le plus souvent d'éléments métalliques filetés qui pallient localement la résistance insuffisante du matériau constituant le corps de la pièce.
Les dispositifs d'injection du matériau fondu sont très différents selon qu'il s'agit de mouler un métal ou un matériau organique.
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Contrairement à d'autres procédés où le moule est perdu ([[moulage en sable]], à la [[cire perdue]]{{etc.}}), il faut impérativement veiller à ce que les pièces injectées ne restent pas coincées dans les coquilles et qu'elles puissent au contraire en sortir sans aucune détérioration. C'est pour cela que les surfaces un tant soit peu importantes ne sont pas parallèles à la direction d'extraction mais en diffèrent d'un petit angle appelé « [[Injection d'un plastique#Dépouilles|dépouille]] ».
Les pièces présentant ces dépouilles et de faible épaisseur (en forme de seau par exemple) se contractent lors du refroidissement et enserrent parfois très fortement les noyaux autour desquels elles ont été coulées
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Les deux photos montrent une pièce en plastique moulée par injection. On devine facilement ici la forme des deux coquilles constituant le moule : l'une est presque plane, l'autre comporte, en creux, tous les reliefs de la pièce. Lorsque les coquilles se séparent, la pièce a évidemment tendance à rester enfermée dans la seconde coquille, elle doit donc être extraite de force. Les deux traces circulaires que l'on voit sur le disque de base sont celles des extrémités des éjecteurs. Les petites bavures que l'on voit sur les deux parties les plus hautes sont les restes de la matière plastique qui s'est infiltrée dans les évents du moule, il faut en effet prévoir des orifices pour que l'air contenu dans le creux du moule puisse être évacué au moment où l'on introduit le plastique.
La conception des moules est très délicate. Outre le fait que les pièces doivent se démouler facilement, il faut s'assurer que le moule soit complètement rempli avant que le matériau ne se solidifie. Certaines parties sont réchauffées, d'autres refroidies, afin de donner au moule en production un certain équilibre thermique. Ce dernier est assuré par des éléments chauffants éventuels et aussi par les circuits de refroidissement à l'intérieur du moule. Le tracé des pièces est très important aussi pour éviter la formation de défauts tels que déchirures, retassures, criques et porosités. Des logiciels de simulation permettent aujourd'hui de faciliter le travail, hautement spécialisé, des moulistes.
Le moulage par injection permet d'obtenir des pièces très précises qui ne nécessitent très souvent aucun [[usinage]] ultérieur. Pour toutes les pièces « de façade », en particulier celles qui forment les parties visibles des appareils ménagers, des téléviseurs, des tableaux de bord automobiles{{etc.}}, l'aspect extérieur dépend directement de la qualité du moule. Ce dernier subit donc, outre un usinage soigné par [[fraisage]] ou par [[électro-érosion]], diverses opérations de finition telles que le [[polissage]] et le [[chromage]] dur. Le coût des moules est très élevé et ne peut être amorti que par la production de pièces en grande série.
== Mise en œuvre des thermoplastiques ==
La matière plastique avant transformation se présente sous forme de [[Granulé plastique|granulés]] dépassant rarement quelques millimètres. Ces granulés servent à alimenter la vis de plastification (type "[[vis
Procédé de mise en œuvre par injection plastique :
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* un nouveau cycle peut commencer.
== Paramètres et réglages pour l'injection plastique ==
Les paramètres principaux à régler sont :
* le dosage (volume de matière qui constituera la moulée) ;
* l'injection (vitesse)
* Maintien (pression) ; * Refroidissement ;
* l'ouverture (vitesse) ;
* l'éjection (vitesse et force) ;
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Le nom de presse est dû au fait que le moule est fortement fermé et compressé dans une presse hydraulique ou électrique spéciale.
Les presses à injection sont classées par tonnage
== Sécurité et prévention des risques professionnels ==
Les machines, et plus généralement les installations automatisées utilisées dans l'industrie peuvent, si aucune mesure de prévention n'est prise, présenter des risques pour les opérateurs et tierces personnes amenés à les côtoyer. Dans l’Union européenne, d'un point de vue réglementaire, la conception et l’utilisation des presses à injection plastique doivent être conformes, entre autres :
* à la directive « Machines » 2006/42/CE<ref>{{Lien web |auteur institutionnel=Parlement européen, Conseil de l’Union européenne |titre=Directive Machines 2006/42/CE |url=https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2006:157:0024:0086:fr:PDF |site=EUR-Lex}}.</ref> pour la conception ;
* à la directive 2009/104/CE<ref>{{Lien web |auteur institutionnel=Parlement européen, Conseil de l’Union européenne |titre=Directive 2009/104/CE |url=https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:32009L0104&from=EL |site=EUR-Lex}}.</ref> qui s’adresse aux utilisateurs de machines.
=== Conception des machines destinées au marché européen ===
Conformément aux dispositions de la directive européenne « Machines » 2006/42/CE, les fabricants doivent réduire les risques dès la conception et respecter les Exigences essentielles de santé et de sécurité listées dans son {{nobr|Annexe I}}.
Pour les aider dans leur démarche, les fabricants pourront s'appuyer sur la norme {{nobr|ISO 12100:2010}} « Sécurité des machines — Principes généraux de conception — Appréciation du risque et réduction du risque »<ref>{{Ouvrage|titre=ISO 12100 Sécurité des machines - Principes généraux de conception - Appréciation du risque et réduction du risque |éditeur=ISO|lire en ligne=https://www.iso.org/fr/standard/51528.html}}.</ref> qui décrit les principes généraux de conception des machines, ainsi que sur les brochures INRS relatives à la prévention des risques mécaniques<ref>{{Ouvrage|titre=ED6122 Sécurité des équipements de travail. Prévention des risques mécaniques |éditeur=INRS|lire en ligne=https://www.inrs.fr/media.html?refINRS=ED%206122}}.</ref> et à la conception des systèmes de commande<ref>{{Ouvrage|titre=ED6310 Sécurité des machines. Principes de conception des systèmes de commande |éditeur=INRS|lire en ligne=https://www.inrs.fr/media.html?refINRS=ED%206310}}.</ref>.
=== Utilisation des machines sur le territoire européen ===
Afin de préserver la santé et la sécurité des travailleurs, l’employeur doit s’assurer que les machines sont sûres et conformes et que leur utilisation n’expose pas les salariés à des risques, et ceci dans toutes leurs phases de vie.
À cet effet, il doit réaliser l’évaluation des risques liés à la machine dont les résultats seront transcrits dans le [[Document unique d'évaluation des risques professionnels|Document unique d’évaluation des risques]].
De plus, l’employeur a l’obligation de maintenir la machine en état de conformité (article 4.2 de la directive européenne 2009/104/CE).
== Logiciels de simulation de moulage par injection en plasturgie ==
Désormais les ingénieurs et les [[bureaux d'études]] ont accès à des logiciels pour simuler l'injection des matières plastiques. Ces logiciels, communément appelés «
* phase de remplissage des empreintes ;
* phase de compactage ;
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=== Logiciels de rhéologie ===
Les principaux logiciels de simulation rhéologiques pour la plasturgie sont :
* Cadmould, édité par la société Simcon
* Moldex3D, de la société CoreTech System Co., Ltd. ;
* Moldflow, édité et distribué par [[Autodesk]] ;
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{{autres projets
|Commons=Category:Injection moulding}}
{{catégorie principale}}
=== Articles connexes ===
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* [[Oléohydraulique]]
* [[Moteur à pistons radiaux|Moteur hydraulique]] pour entraîner la vis d'extrusion
* [[Défaut de moulage]]
=== Bibliographie ===
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* Munch T., ''Du process à la pièce : l'injection des plastiques'', VTP Éd., 2006.
* Pichon J.-F., ''Aide-mémoire d'injection des matières plastiques'', Dunod, 2005.
* Munch T.V., ''La conception des moules pour injection plastique'', KDP Éd., 2021.
=== Liens externes ===
* [https://www.inrs.fr/media.html?refINRS=ED%206146 Brochure INRS ED 6146], ''Atelier de plasturgie - guide pratique de ventilation''
* [https://www.inrs.fr/media.html?refINRS=FAR%2035 Fiche INRS FAR 35], ''Postes susceptibles de présenter un risque cancérogène pour l'activité d'injection ou de moulage de plastiques thermodurcissables''
* [https://www.inrs.fr/media.html?refINRS=FAR%2036 Fiche INRS FAR 36], ''Postes susceptibles de présenter un risque cancérogène pour l'activité d'injection et d'extrusion de thermoplastiques''
* INRS, [https://www.inrs.fr/risques/conception-machines/ce-qu-il-faut-retenir.html « Conception des machines »]
* INRS, [https://www.inrs.fr/risques/utilisation-machines/ce-qu-il-faut-retenir.html « Utilisation des machines »]
* {{Autorité}}
* {{Bases}}
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[[Catégorie:Polymère]]
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