Qu'est-ce que le surmoulage ?

Le surmoulage est un procédé unique de moulage par injection personnalisé qui permet d'obtenir une combinaison homogène de plusieurs matériaux en une seule pièce ou un seul produit. Il comprend généralement un composant rigide à base de plastique recouvert d'une couche extérieure en élastomère thermoplastique (TPE) mince, souple et semblable à du caoutchouc ou d'autres matériaux utilisant une technique à un seul coup (moulage par insertion) ou à deux coups (moulage à coups multiples).

CONCEPTION POUR LE SURMOULAGE Concevoir pour le surmoulage peut s'avérer complexe. Cependant, il est essentiel de s'assurer que votre pièce est correctement conçue pour le processus de surmoulage. Le processus de conception commence par la compréhension de la fonction de la pièce. Voici quelques questions importantes à se poser en amont : ● À quoi sert votre pièce ? – Le surmoulage ayant de nombreuses applications, vous devez comprendre sa fonction principale. Par exemple, si vous moulez un joint sur un boîtier étanche, une étanchéité parfaite est probablement la fonction la plus importante. ● À quoi la pièce sera-t-elle exposée ? – L'exposition aux UV du soleil ou à des produits chimiques agressifs peut endommager certains types de plastiques. En comprenant où la pièce est destinée et à quoi elle est exposée, vous pouvez choisir des matériaux plus résistants aux UV que d'autres. ● Pourquoi la pièce est-elle surmoulée ? – Si vous ajoutez du TPE (un plastique caoutchouté) à une poignée, cela peut être pour des raisons de préhension, d'ergonomie, de confort ou d'amortissement des vibrations (voir ci-dessus). Répondre à cette question vous aidera à déterminer le matériau le plus adapté à vos besoins. Par exemple, vous pouvez choisir une certaine nuance de TPE (il en existe de nombreuses) pour une adhérence élevée en conditions humides et une autre pour un amortissement des vibrations élevé. Quels sont les besoins de production à long terme ? – Les facteurs de conception des pièces, tels que l'épaisseur de paroi, peuvent influencer le temps de cycle et le prix unitaire. Prenons l'exemple d'une adhérence à forte absorption des vibrations. Le TPE pourrait être plus épais pour une meilleure absorption des vibrations, mais cela pourrait allonger le temps de cycle. Le coût à long terme de la matière ajoutée et du temps de cycle pourrait être énorme à grande échelle ; cependant, cela pourrait être rentable pour une application à plus faible volume. Une fois que vous avez clairement compris la fonction de votre pièce, vous devez examiner sa conception et vous assurer qu'elle est optimisée pour le processus de fabrication. D'autres considérations de conception incluent l'épaisseur de paroi, l'emplacement du point d'injection, le retrait, les caractéristiques d'étanchéité et les caractéristiques de verrouillage mécanique. ● Épaisseur de paroi – Comme pour toute pièce moulée par injection, l'épaisseur de paroi doit être constante et les zones épaisses doivent être évitées. Une épaisseur de paroi constante permet un écoulement uniforme du plastique. Un plastique trop épais peut entraîner des marques de retrait et des vides. ● Emplacement du point d'injection : le plastique doit passer de la machine de moulage à la zone souhaitée de la pièce. Lorsque le plastique pénètre dans la pièce (au point d'injection), une petite marque peut se former. Pour les pièces esthétiques, il est essentiel de prévoir ce point. ● Caractéristiques d'étanchéité : le moule doit assurer une étanchéité parfaite contre la surface du substrat afin d'obtenir des bords nets entre le substrat et le surmoulage. Si le substrat est en plastique, une certaine interférence peut être intégrée à l'outillage de surmoulage pour le comprimer et assurer l'étanchéité. ● Rétrécissement : comme tout autre plastique, le surmoulage se rétracte en fonction des spécifications du fabricant du matériau et de la conception de la pièce. Le retrait étant plus important avec des parois plus épaisses, il est important de s'assurer que le surmoulage ne se rétracte pas du substrat.

MATÉRIAUX DE SURMOULAGE. Après avoir suivi les deux étapes précédentes (compréhension de la fonction de votre pièce et optimisation de sa conception pour la fabrication), vous devriez disposer d'un ensemble solide de paramètres pour le choix des matériaux. La difficulté réside dans le fait qu'il existe des milliers de matériaux de surmoulage disponibles, et que de nouveaux sont développés pratiquement chaque semaine. C'est pourquoi, lorsque nous évaluons un nouveau projet de surmoulage, nous contactons directement nos fournisseurs pour nous assurer de disposer des matériaux les plus adaptés. La plupart des fabricants de plastiques disposent d'ingénieurs d'application pour évaluer chaque application et se tenir au courant des dernières avancées. Il est donc essentiel de tirer parti de leur expérience et de leurs connaissances. Parallèlement, il est important de comprendre certains facteurs généraux du choix des matériaux, comme l'adhérence. Il est également important de bien maîtriser leurs propriétés, comme la dureté et le frottement. Lors du choix du matériau, il est important de prendre en compte à la fois le substrat et le matériau de surmoulage. Le TPE se décline en plusieurs variantes selon ses propriétés physiques, comme l'élasticité et la dureté, ainsi que sa capacité à adhérer à d'autres plastiques. Par exemple, un TPE peut avoir la même sensation qu'un autre, mais ne pas adhérer correctement à un substrat en polypropylène. Voici quelques facteurs à prendre en compte : ● Adhérence – Certains matériaux adhèrent entre eux lors du surmoulage, d'autres non. Une adhérence parfaite est idéale, bien que ce ne soit pas toujours nécessaire. Si les matériaux ne peuvent pas adhérer ou ne le nécessitent pas, des caractéristiques mécaniques telles que des contre-dépouilles et des empreintes peuvent être conçues pour assurer une connexion durable. ● Température – Puisque vous moulez du plastique sur du plastique, le substrat ne doit pas se déformer sous la chaleur et la pression du processus de moulage par injection. Les propriétés des matériaux sont importantes pour les applications nécessitant des fonctions spécifiques (comme l'absorption des vibrations ou l'adhérence). Pour le surmoulage des TPE, quelques propriétés sont essentielles : ● Propriétés liées à la traction – La plupart des fiches techniques présentent plusieurs propriétés liées à la résistance à la traction, à l'allongement, au module de traction, etc. Les propriétés de traction indiquent la performance du matériau sous étirement. Si votre projet nécessite que les éléments surmoulés s'étirent et reviennent correctement à leur état initial, il s'agit d'une propriété importante. Vous devrez également examiner l'emplacement du point d'injection et le sens d'écoulement du plastique. Il pourrait y avoir une différence considérable dans les propriétés de traction avec et contre l'écoulement du plastique. ● Propriétés de compression – Les plastiques TPE étant le plus souvent utilisés en raison de leur flexibilité, il peut être important pour votre projet de comprendre dans quelle mesure la pièce peut être comprimée sans dommage permanent. ● Coefficient de frottement – Le frottement est la force nécessaire pour déplacer une surface sur une autre. Le coefficient de frottement varie selon les types de TPE. La texture de surface du moule est également un facteur. ● Dureté – La propriété de dureté est la capacité d'un matériau à résister à l'indentation. La dureté de différents matériaux pouvant varier considérablement (pensez au TPE et à l'acier trempé), différentes échelles sont utilisées. Si vous comparez deux matériaux, assurez-vous qu'ils sont sur la même échelle. Bien que la dureté d'un matériau soit généralement associée à la sensation au toucher d'un plastique TPE, l'ajout du module de flexion permet d'obtenir une image complète. Module de flexion : la résistance d'un matériau à la flexion est le module de flexion. Cette propriété est le deuxième facteur de la sensation au toucher du TPE et doit être prise en compte pour les caractéristiques d'adhérence. Épaisseur du matériau : d'un point de vue de la conception, l'épaisseur du matériau affecte ses performances. Une paroi de TPE plus épaisse absorbera davantage de vibrations et sera plus souple au toucher. Une paroi de TPE plus fine diminuera la capacité du matériau à absorber les vibrations.

OPÉRATIONS DE SURMOULAGE. En général, le procédé de surmoulage est identique à celui du moulage par injection, à la différence que le plastique est moulé sur un autre composant. La différence réside dans le fonctionnement. Avec le surmoulage, le substrat est chargé dans le moule à chaque cycle. De plus, le mode de chargement du substrat crée deux opérations de surmoulage distinctes : 1) MOULAGE MANUEL. Avec le surmoulage manuel, le substrat est moulé par injection selon un procédé traditionnel. Les substrats sont ensuite chargés manuellement dans un autre moule pour l'opération de surmoulage. L'opérateur procède également au démoulage de la pièce finie, à son inspection et à son conditionnement. Le surmoulage manuel est la procédure la plus courante pour le surmoulage de petites et moyennes séries. Son avantage réside dans sa simplicité. L'outillage requis pour le substrat et le surmoulage est simple (comparé à un outillage en deux étapes), et aucun équipement secondaire n'est requis. Son inconvénient réside dans la répartition de la main-d'œuvre et le risque d'incohérence des temps de cycle entre les opérateurs. À mesure que le volume des commandes annuelles augmente, la main-d'œuvre nécessaire peut devenir suffisamment importante pour justifier un investissement dans des systèmes d'automatisation ou une opération de surmoulage en deux étapes. 2) MOULAGE EN DEUX ÉCHANTILLONS : Des machines de moulage par injection plus sophistiquées peuvent traiter deux polymères différents simultanément. Le moulage en deux étapes utilise un moule complexe et une robotique pour mouler le substrat d'un côté, puis le transférer sur l'autre moitié. Cette opération se produit à chaque cycle. Ce procédé nécessite une machine et un moule de moulage par injection plus sophistiqués, mais il peut générer un prix unitaire inférieur à celui des opérations manuelles. Le choix entre les deux opérations de moulage se fait au cas par cas. Il n'existe pas de règle universelle quant à la justification d'une opération de surmoulage automatisée. Pour offrir la meilleure option à l'utilisateur final, les moulistes par injection examinent plusieurs variables, telles que la répartition de la main-d'œuvre, les quantités commandées annuellement, le budget, l'utilisation des matériaux, la durée du cycle, etc. SURMOULAGE VS. MOULAGE PAR INSERT : Le moulage par insert et le surmoulage sont deux procédés qui utilisent le moulage par injection pour mouler du plastique autour d'un objet. La principale différence est que le surmoulage consiste généralement à mouler un plastique semblable à du caoutchouc sur le dessus d'un autre composant en plastique, tandis que le moulage par insertion implique le moulage de plastique autour d'un composant non en plastique.