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SOMMAIRE
RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES DANS LESQUELS S'EFFECTUENT LES
DEVELOPPEMENTS DE PIECES PLASTIQUES
METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE INJECTEE
CONCEPTION DES PIECES INJECTEES
ASSEMBLAGE ET CONCEPTION DES PIECES A SOUDER
RAPPEL SUR LE CONTEXTE
ECONOMIQUE DES DEVELOPPEMENTS
DE PIECES PLASTIQUES
RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES
STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL
Deux types de contexte industriel engendrent des
développements de pièces plastiques :
 Les entreprises intégrées avec une structure qui
maîtrise la totalité de l'élaboration d’un produit.
 Les donneurs d'ordre qui, pour la partie conception
font appel à des entreprises spécialisées pour
l'étude et la réalisation de sous ensembles.
 A noter que certains intégrés pour des raisons
d'investissements ou de surcharge d'activité peuvent
devenir des donneurs d'ordre.
RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES
STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL
 Chaque type d'entreprise suit un schéma
d'organisation explicité en page suivante.
Schéma d'organisation
RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES
STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL
 Les phases de développement d'une pièce plastique
dans une structure intégrée reprennent un mode
d'organisation semblable à celui décrit en page
suivante.
Schéma de développement pour un intégré
RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES
STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL
 Après définition du nouveau produit, une étude de
rentabilité et un chiffrage par des moyens
analogiques verrouille le développement tant en
investissement qu'en prix de fourniture des pièces
(Extrapolation des données de la comptabilité analytique vers
ce nouveau produit avec modulation des coûts en fonction des
évolutions de productivité envisagées ou par utilisation de
nouvelles techniques de production) .
 Pour le donneur d'ordre, cette démarche existe, mais
est transparente pour le sous-traitant car la
concurrence va jouer pour obtenir le meilleur niveau
de prix et de performance par rapport aux fonctions
sous-traitées.
RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES
STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL
 Dans les 2 cas, cette démarche se termine par un
contrat de fourniture :
 Soit interne (entre gestionnaire du projet et entité
de production (atelier, secteur spécialisé)
 Soit liant un donneur d'ordre et son sous-traitant.
 Le développement va donc être conduit avec une
maîtrise des coûts d'investissement et des prix de
pièces rendues sur site d'assemblage.
Schéma de développement d’un donneur d'ordre
Démarche de rédaction d' un contrat de fourniture
Démarche de rédaction d' un contrat de fourniture
 Cette démarche oblige le concepteur de pièce à
utiliser un schéma de développement qui optimise
tous les éléments économiques de son projet:
 Gestion des temps d'étude et des délais.
 Meilleur rapport qualité/prix par rapport à la
fonction dans le choix matière car c'est un élément
qui entre souvent pour ~ 50 % du prix de la pièce
en prix de revient atelier.
Démarche de rédaction d' un contrat de fourniture
 Forme optimisée dans le volume et les épaisseurs
pour diminuer également le prix matière.
 Forme optimisée dans la réalisation et l'usinage du
moule pour diminuer les investissements.
 Formes et dimensions optimisées pour faciliter la
maîtrise du processus d'injection tant sur la durée
du cycle (épaisseur et échange thermique) que
sur la fiabilité de ce processus: obtention de CP et
CPk correct, SPC facile à mettre en place.
Démarche de rédaction d' un contrat de fourniture
 Cette multiplication de compétences conduise à
mettre en place un groupe de travail qui, par sa
composition, va permettre de réunir dans des
séances de travail toutes les composantes de chacun
des métiers.
LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE
Un Groupe d'étude s'articule autour de 6 fonctions:
1. Un pilotage et une organisation
2. Technique et solution nouvelles (R&D),
3. Le concepteur et le dessinateur,
4. Le spécialiste du processus de moulage,
5. Le garant du bon déroulement et de la traçabilité,
6. Le non-initié, pas technique, avec du "bon sens",
LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE
Un pilotage et une organisation : rôle du chef de projet
 Pilotage interne et externe
 Gestion du planning de développement en délai et en
coût.
 Gestion des ressources
 Gestion du budget
 Répartition des taches, synchronisation des actions
de chaque participant.
 Contact avec le client pour affiner le projet : attitude
"commercial" indispensable - ne pas raconter tout et
n'importe quoi au client.
 Organisation : Maîtrise du planning et des phases du
développement, animateur de toutes les réunions du
groupe.
LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE
Technique et solution nouvelles (R&D), matériau nouveau : le professeur
Tournesol du groupe :
 Recherche et développement : moteur de la
créativité du groupe.
 Innovant mais pas farfelu quand même,
 Matheux et bon en RDM, ça le tempère dans ces
élucubrations et puis il faut bien les faire ces calculs.
LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE
Le concepteur et le dessinateur: le bon en vision spatiale et en DAO
 Dessine et manipule correctement la DAO
 Exécutant du projet.
 Traduit en dessins et schémas les idées du groupe.
LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE
Le spécialiste du processus de moulage Technique
 Conseil pour l'optimisation de la pièce
 Simplification dans la faisabilité du moule (contre
dépouille, échange thermique, déformation au
moulage).
 Fiabilisation du processus de moulage (point
d'injection et écoulement favorables, maîtrise des
retraits différentiels, géométrie et cotation adaptées).
LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE
Le garant du bon déroulement et de la traçabilité : assistant qualité
 Veille au respect des procédures et modes
opératoires du plan qualité de l’entreprise.
 C'est une fonction externe, parachuté par le service
qualité pour éviter les non-conformités possibles lors
des audits client ou AFAQ.
 Assure la traçabilité en gérant les documents de suivi
internes et externes, les rapports de réunion.
 Anime toutes les AMDEC(s) car le chef de projet ne
peut pas être juge et partie.
LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE
Le non-initié, pas technique, avec du "bon sens",
 Facultatif mais efficace pour l'analyse fonctionnelle
car novice sur le projet.
 Elément régulateur des solutions analogiques et de
la copie directe car il pose les questions de base et
réagit par un vécu pratique.
 Evite beaucoup de solutions "usine à gaz", pas
étudiées pour l'utilisateur.
LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE
 Chaque participant du groupe peut être bien sûr
impliqué dans d'autre étude, voir changer de
domaine ceci pour affiner la performance de ce mode
de travail.
 Il est possible également de cumuler plusieurs
casquettes, mais la restriction du nombre de
participant diminue la créativité et la réactivité du
groupe et incite souvent les participants, par cumul
de fonctions, à déroger de la méthodologie d'étude,
donc à privilégier les solutions analogiques.
METHODOLOGIE DE CONCEPTION
D'UNE PIECE INJECTEE
METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE
INJECTEE
Le groupe de travail fonctionne grâce à une série de
réunions avec des objectifs définis dans un plan
d'avancement du projet :
 L'ordre du jour est fixé par une méthodologie avec un
ordre organisationnel et chronologique.
 Des plans d'action individuels sont établis à la fin de
chaque réunion pour permettre le déroulement de la
réunion suivante.
 Ces plans d'action donnent en fonction des
compétences, les activités pour chaque membre, avec
des objectifs et des délais à respecter.
METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE
INJECTEE
 Exemples :
 Rechercher une norme sur telle situation et vérifier
son application potentielle à l'étude.
 Effectuer un calcul de résistance des matériaux sur
une structure pour optimiser le dimensionnement.
 Estimer un prix de pièce et un investissement pour
départager des solutions techniques.
METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE
INJECTEE
 Cette approche de l'étude par groupe de travail
nécessite une coopération et une responsabilisation
de chaque membre
 Sachant que le bon fonctionnement peut être
perturbé par un seul élément qui ne participe pas
correctement.
METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE
INJECTEE
La méthodologie d'étude est basée sur :
 Des étapes dans la créativité et la conception
proprement dite
 Des outils adaptés à chaque étape
 Une validation et une traçabilité car le groupe n'est
pas opérationnel constamment, donc chaque
membre doit être informé de l'avancement et des
décisions des autres participants.
METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE
INJECTEE
 Ces validations et traçabilité peuvent être internes
par souci d'efficacité et de rigueur.
 Mais souvent elles sont également demandées par le
client comme preuve du bon déroulement de chaque
étape (Questionnaire inter actif, AMDEC).
 Le diagramme ci-après donne un modèle de
méthodologie d'étude pour établir le plan de définition
d'une pièce injectée :
DIAGRAMME DE METHODOLOGIE 1/2
DIAGRAMME DE METHODOLOGIE 2/2
ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE
 La première étape correspond à la définition de la
pièce à créer en termes de fonctions et de critères
pour cadrer au plus juste la demande client.
ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE
 La réunion de lancement va permettre d'organiser le
groupe, d'affecter chaque participant à une fonction
et de rassembler les données d'entrée :
 Données économiques de l'entreprise : prix
souhaité, délais, les investissements, temps alloué
à l'étude, ...
 Les besoins du client (internes ou externes) :
services attendus, la limitation dimensionnelle,
contraintes ou normalisation du produit, les
critères de résistance envisagés par le client.
ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE
 Le contrat de fourniture passé avec le client pour
compléter les données sur les cadences, la
productivité souhaitée, ...
 L'outil pour aider à la définition du produit est
l'analyse fonctionnelle.
ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE
 Plusieurs méthodologies existent souvent mise au
point par des cabinets conseil, mais cette démarche
s'appuie sur deux concepts :
 Les situations de vie les plus courantes du produit
depuis sa fabrication jusqu'à sa destruction.
 Des fonctions entre l'objet et son environnement.
ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE
 Ces méthodologies font toutes appel à la créativité
d'un groupe pour simuler un contexte d'utilisation par
rapport à la demande du client.
 Les imprécisions ou les doutes faisant l'objet de
questions à celui-ci, questions formulées dans un
document contractuel appelé questionnaire interactif.
ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE
 Parallèlement, l'étude de la concurrence permet de
situer quelles sont les fonctions prise en compte par
les produits du marché pour éviter de gonfler un
produit sur des fonctions secondaires ou de le sous
dimensionner par rapport au produit existant.
 Le regroupement des fonctions et la critérisation de
chacune, c'est à dire la définition de grandeurs
mesurables conduit à la rédaction du cahier des
charges fonctionnelles.
EXEMPLE
 Il faut convertir ce document en un modèle 3D ou
perspective dans lequel chaque fonction sera
représentée par des surfaces disposées dans
l'espace par les critères dimensionnels et sur
lesquelles s'appliquent les contraintes mécaniques
sous forme de vecteurs orientés.
EXEMPLE
 Exemple : fonction guidage d'un arbre tournant.
EXEMPLE
 C'est l'épure fonctionnelle qui sert d'interface entre la
phase créative de définition du produit et sa
conception, c'est à dire la phase des premiers tracés
et des dimensionnements.
 Deux possibilités sont envisageables pour le choix
matière :
 Pour des raisons économiques, la matière ou la
formulation dérivée d'une famille est imposée - cas
du polypropylène ou du PA dans l'automobile, par
exemple.
EXEMPLE
 Dans ce cas, c'est le dimensionnement et les astuces
de conception qui autoriseront la faisabilité.
 C'est le cas le plus fréquent par rapport à un contrat
de fourniture car le choix matière a déterminé un
niveau de prix.
 Ce sont les contraintes du cahier des charges qui
impose un type de matière ou de formulation,
principalement la tenue thermique ou le fluage.
 Dans ce cas le dimensionnement devra optimisé le
prix matière de la pièce.
EXEMPLE
 La création des formes, des épaisseurs et des
raccordements entre surfaces fonctionnelles est
orientée par une réflexion sur la façon dont les
écoulements et les échanges thermiques s'optimisent
et sur une résistance mécanique adaptée au cahier
des charges.
 Ce mécanisme de pensée est illustré par la
représentation du cercle de conception et par cette
notion de boucle dont la sortie est le meilleur
compromis de tout ces impératifs.
EXEMPLE
 L'étape suivante dans la méthodologie est surtout
orientée vers des validations du concept défini :
 Validation économique avec un chiffrage du prix de
revient.
 Utilisation des outils de validation comme les
simulations RDM, de remplissage et l'élaboration de
prototypes.
 Analyse des modes de défaillances potentiels du
produit et obtention d'un indice potentiel de risque
acceptable par rapport à la cotation AMDEC.
EXEMPLE
 Pour diminuer les temps d'études et de réunion, les
entreprises ont souvent un canevas pré-établi pour
les cahiers des charges, les calculs et les AMDEC
des produits sur lesquels leur savoir-faire est le
meilleur.
 Il suffit au groupe de travail de vérifier que chaque
étape de la méthodologie et les outils associés sont
adaptés au produit en développement, de réajuster
les différences pour valider rapidement ce nouveau
projet.
10 RÉGLES DE CONCEPTION
INTRODUCTION
 La qualité d’une pièce moulée fonctionnelle en
matière plastique est déterminée essentiellement par
les facteurs suivants :
 Propriétés intrinsèques de la matière.
 Conditions de transformations de la matière.
 Géométrie de la pièce.
 Il faut optimiser ces 3 paramètres pour obtenir une
pièce de qualité.
Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :
 Variation dimensionnelle ou gauchissement des
pièces :
 Elle est due à un retrait non homogène de la pièce
(pression différentielle)
 Refroidissement de la pièce non homogène
Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :
 Pression différente à différents points de la pièce
 Orientation des fibres à l’injection (Retrait
différentiel).
 Variation brusque des épaisseurs de la pièce
(Perte de charge – pression différentielle).
Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :
 Mauvaise résistance mécanique de la pièce
 Elle est due à des contraintes internes créées
pendant le moulage de la pièce
 Concentration de contraintes à certains endroits
de la pièce (Stress Cracking)
 Mauvais positionnement de la fin de remplissage
de la pièce (Incomplet).
Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :
 Défauts d’aspect de la pièce
 Elles sont dues à (ou/et):
 Une variation de température
 Une variation de pression (traces),
 Brillance,
 Matité,
 Retassures,
 Lignes de soudures.
Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :
Il faut donc concevoir une pièce en :
 minimisant les déformations
donc en uniformisant les retraits au moulage.
Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :
Pour cela, nous vous proposons de baser la méthodologie sur 10 règles
de conceptions :
1. Comparaison des matériaux
2. Sélection des matériaux
3. Epaisseur de paroi
4. Nervures
5. Emplacement des points d’injection
6. Conceptions économiques
7. Technique générale d’assemblage
8. Technique de soudage
9. Tolérances
10.Liste de contrôle
1-Comparaison des matériaux,
Le plastique n’est pas du métal,
Comparaison des matériaux :
 De nombreuses conceptions en matière plastique
sont encore dérivées des pièces métalliques.
 Dans le premier des dix règles de ce module, nous
vous proposons de décrire les points essentiels qui,
dans une conception, différencient les plastiques des
matériaux traditionnels.
1-Comparaison des matériaux,
Le plastique n’est pas du métal,
Propriétés de base différentes :
 Les propriétés des plastiques peuvent varier dans une
bien plus large mesure que celles de tous les autres
matériaux techniques.
 L’ajout de charges, de matériaux de renfort et de
modifiants peut changer radicalement les propriétés
de pratiquement n’importe quel polymère de base.
 Toutefois, la plupart des propriétés fondamentales des
plastiques sont très différentes de celles des métaux.
1-Comparaison des matériaux,
Propriétés de base différentes :
1-Comparaison des matériaux,
Propriétés de base différentes :
Par exemple, les caractéristiques des métaux suivantes
sont supérieures :
 La densité
 La température maximale de service
 La rigidité
 La résistance
 La conductivité thermique et électrique plus élevées
Tandis que inversement par rapport aux plastiques:
 Le pouvoir d’amortissement mécanique
 La dilatation thermique
 L’allongement à la rupture et la ténacité sont
supérieurs.
1-Comparaison des matériaux,
Propriétés de base différentes :
 Pour produire des pièces plastiques à la fois
fonctionnelles et économiques, il est souvent
nécessaire de procéder à une modification radicale
de la conception si le matériau d’origine est le métal.
 Eventuellement, cela permet aussi d’intégrer des
fonctions et de simplifier la géométrie.
1-Comparaison des matériaux,,
Comportements différents:
 Dans des conditions de service identiques, les
plastiques ont un comportement totalement différent
de celui des métaux.
 Pour cette raison, une pièce métallique à la fois
fonctionnelle et économique peut être soumise à une
rupture si elle est reproduite trop rapidement en
matière plastique.
 Le bureau d’études doit donc bien connaître les
propriétés de ce groupe de matériaux.
1-Comparaison des matériaux,
Déformation en fonction de la température et du temps
 A mesure que la température de service approche du
point de fusion, le comportement à la déformation est
de plus en plus tributaire de la température et du
temps.
 Pour la plupart des plastiques, les propriétés
mécaniques réagissent à un changement de
température (même à température ambiante) ou lors
d’une exposition à des contraintes de courte durée.
 En revanche, le comportement des métaux reste
pratiquement inchangé jusqu’à une température
proche de la valeur de recristallisation (>300°C).
1-Comparaison des matériaux,
Déformation en fonction de la température et du temps
 Si la température de service ou la déformation varie
suffisamment rapidement, le comportement à la
déformation des thermoplastiques techniques peut
changer: de durs et cassants, ils deviennent
élastiques (tableau suivant).
 Ainsi, lorsqu’un couvercle d’airbag s’ouvre
subitement, son comportement à la déformation est
complètement différent de celui d’un élément en
matériau identique assemblé par emboîtage
élastique.
Effet du type de contrainte sur le comportement à la
déformation des plastiques
1-Comparaison des matériaux,
Déformation en fonction de la température et du temps
 De même, cet élément doit être assemblé
différemment selon que la température est basse ou
élevée.
 Celle-ci a donc un impact bien plus important que la
vitesse de charge.
1-Comparaison des matériaux,
Facteurs influençant les propriétés des pièces
La qualité d’une pièce n’est pas
exclusivement liée aux propriétés du
matériau.
Différents facteurs comme le
rayonnement ultraviolet peuvent
modifier les propriétés élémentaires
d’une pièce plastique, jusqu’à la
rendre inutilisable.

Une pièce bien conçue peut être
soumise à une rupture si les
conditions de mise en œuvre sont
inadaptées.
1-Comparaison des matériaux,
Facteurs influençant les propriétés des pièces
 De même, il est généralement impossible aux
plasturgistes d’éliminer les défauts de conception
durant le moulage.
 Seul un processus d’optimisation prenant en compte
tous les facteurs déterminants est à même de
garantir une pièce de qualité.
1-Comparaison des matériaux,
Facteurs influençant les propriétés des pièces
 Les matières plastiques supportant moins bien les
défauts de conception que les métaux, il convient
d’éliminer d’emblée les imperfections.
 Pour cela, il est nécessaire de commencer par une
analyse exhaustive et précise de toutes les
conditions requises et des limites.
Facteurs influant sur les propriétés des pièces plastiques
2-Sélection des matériaux
Le bon choix
 Il n’existe pas de mauvais matériaux, uniquement
des matériaux inadaptés à des applications
spécifiques.
 Il est donc essentiel que les ingénieurs d’études
connaissent parfaitement les propriétés des
matériaux concurrents et soumettent ces derniers à
des essais approfondis portant sur les facteurs ayant
une incidence sur la pièce moulée par injection.
2-Sélection des matériaux
Thermoplastiques traditionnels
 Les matériaux les plus couramment employés dans
le moulage par injection sont les thermoplastiques,
qui se partagent en deux catégories:
 Les plastiques amorphes
 Les plastiques semi-cristallins.
 Ces deux catégories de matériaux diffèrent par leur
structure moléculaire et par toutes les propriétés que
la cristallisation est susceptible de modifier.
2-Sélection des matériaux
Thermoplastiques traditionnels
 Les thermoplastiques semi-cristallins servent
principalement à fabriquer des pièces exposées à
des contraintes mécaniques élevées et répétées.
 Les thermoplastiques amorphes étant utilisés de
préférence pour les boîtiers en raison de leur faible
tendance à la déformation.
2-Sélection des matériaux
Structures de Thermoplastiques
2-Sélection des matériaux
Charges et matériaux de renfort
 Les thermoplastiques sont fournis sous plusieurs
formes:
 non renforcés
 renforcés de fibre de verre, de charge minérale ou
de billes de verre.
 Les fibres de verre permettent d’augmenter la
résistance, la rigidité et la température de service.
 Les charges minérales et les billes de verre ayant un
pouvoir de renfort moindre, elles servent à réduire la
déformation.
2-Sélection des matériaux
Charges et matériaux de renfort
 Les fibres de verre influent également sur les
paramètres de mise en œuvre, notamment le retrait
au moulage.
 Les matériaux qui en comportent ne peuvent donc
pas être remplacés par des thermoplastiques non
renforcés ni par des matériaux à faible teneur en
agent de renfort sans entraîner des modifications
dimensionnelles.
 L’orientation des fibres de verre dépend du sens de
l’écoulement qui influe sur la résistance mécanique.
2-Sélection des matériaux
Charges et matériaux de renfort
2-Sélection des matériaux
Charges et matériaux de renfort
 Dans le cas du PET renforcé de 30% FV, une
éprouvette injectée perpendiculairement, on observe
une perte de 32% pour la résistance à la traction, de
43% pour le module de flexion et de 53% pour la
résistance au choc.
 Il faut tenir compte de ces éléments dans le calcul de
la résistance en intégrant des facteurs de sécurité.
 L’ajout de matériaux de renfort, charges et
modificateurs à de nombreux thermoplastiques
permet de modifier leurs propriétés.
2-Sélection des matériaux
Charges et matériaux de renfort
2-Sélection des matériaux
Effet de l’humidité sur les plastiques
 Certains thermoplastiques, notamment les
polyamides 6 et 66, absorbent l’humidité, ce qui peut
avoir un impact considérable sur leurs propriétés
mécaniques et leur stabilité dimensionnelle.
 Il faut tenir compte de cette propriété lors de la
sélection du matériau.
2-Sélection des matériaux
Effet de l’humidité sur les plastiques
2-Sélection des matériaux
Effet de l’humidité sur les polyamides
2-Sélection des matériaux
Autres critères de sélections
 Les autres conditions requises sont liées aux
paramètres de mise en œuvre et à l’assemblage.
 Il importe également de rechercher les moyens
d’intégrer plusieurs fonctions dans une pièce afin
d’éliminer des opérations d’assemblage onéreuses.
 Cette mesure peut avoir un impact positif sur les
coûts de production.
 Il apparaît que dans les calculs de prix, la matière
première n’est pas le seul élément important.
2-Sélection des matériaux
Autres critères de sélections
 Par ailleurs, les matériaux présentant une rigidité
élevée permettent d’obtenir des parois plus minces,
ce qui réduit la durée du cycle de moulage.
 Il convient de répertorier tous les critères de sélection
des matériaux et de les évaluer de manière
systématique.
2-Sélection des matériaux
Autres critères de sélections
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
Le concepteur répond à un cahier charge fonctionnel.
 A partir de ce dernier, propositions de solutions aux
contraintes du client.
 Parmi ces contraintes, nous avons principalement le
coût.
 Estimation du coût de la pièce, hors investissement
moule.
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
 Répartition des coûts (Injection simple sans reprise ou
dépôt d’insert).
 Nous constatons que la part matière peut représenter
plus de 50% du coût pièce, hors investissement moule.
EXEMPLE Coût Part
Matière 0,288€ 61%
Machine 0,080€ 17%
Opérateur 0,070€ 15%
Thermorégulateur 0,010€ 1%
Démarrage 0,026€ 6%
Total 0,474€ 100%
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
 A partir d’une CAO, il est facile d’avoir le volume de
la pièce, donc le poids de la pièce.
 Poids = Volume*densité
 Le tableau ci-après nous donne une approche des
prix matière.
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
Matière Prix en €/t Matière Prix en €/t
PEbdl 800 PTFE 10500
PEbd 730 PVAC 1500
PEhd 770 PMMA 2050
PP 800 POM 2700
PP copolymère 930 PC 2400
PSE 950 PET 800
PS 900 PA (6-6et 6) 2700
SAN 2000 PA (Autre) 3500 à 6000
ABS 1500 Déchets PE 220
PVC Pur 650 Déchets styréniques 240
PVC (Plastifié) 1400 Déchets PVC 210
PVC-Universel (Non plastifié) 1050 Déchets PP 380
PVDC 1900 SBS 1900
PVDF 23500 PEEK 80000
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
 Deuxième point, c’est le coût machine (presse à injecter).
 Le coût horaire d’une presse est défini par sa force de
fermeture (tarif indicatif 2008).
Force de
verrouillage
en tonne.
Volume injectable
en cm3.
Passage
entre colonnes
en mm.
Prix d’achat Taux horaire.
50 80 405 x 400 58693€ 18,45€
90 164 445 x 445 87202€ 23,47€
140 286 515 x 515 106486€ 26,84€
200 499 610 x 610 129125€ 30,19€
300 796 735 x 735 151764€ 35,2€
450 1215 820 x 820 243157€ 46,97€
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
 Dans le cas d’injection bi-matière, nous avons d’autres
coûts horaires (tarif indicatif 2008).
Force de
verrouillage
en tonne.
Volume
injectable
en cm3.
Passage entre
colonnes
en mm.
Prix d’achat Taux
horaire
90 164 445 x 445 134156€ 28,49€
140 286 515 x 515 162663€ 31,90€
200 499 610 x 610 189508€ 36,91€
300 796 735 x 735 219681€ 43,62€
450 1215 820 x 820 358254€ 53,68€
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
Cette pièce est déclinée en deux variantes.
 Nous avons une variante avec une épaisseur de
1mm, tandis que l’autre est avec une épaisseur de 3
mm.
 Pour une épaisseur de 1 mm, nous avons une force
de remplissage de 3,75 T (Fig. 1),
 Tandis que pour une épaisseur de 3 mm, nous avons
une force de remplissage de 0,6 T (Fig. 2).
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
 Par contre au niveau du temps de refroidissement,
nous avons :
 2,3 secondes pour l’épaisseur de 1 mm (Fig. 3)
 15,8 secondes pour l’épaisseur de 3 mm (Fig. 4).
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
 Nous pouvons conclure que les épaisseurs, les plus
fines permettent de réduire le temps de production.
 Car le temps de refroidissement représente 60 à 80
% du temps de cycle.
 Sachant que le temps de refroidissement dépend du
carré de l’épaisseur à refroidir.
2-Sélection des matériaux
Approche économique sur le choix du matériaux
 Mais nous pouvons constater aussi que les parois
trop fines engendrent des forces de remplissage plus
importante.
3-Epaisseur de paroi
Epaisseur de paroi :
Autant que nécessaire et le moins si possible
 Lors de conception de pièces en plastiques
techniques, l’expérience montre que certains aspects
récurrents peuvent être simplifiés.
 L’épaisseur de paroi, qui a une influence notable sur
la qualité des pièces, en fait partie.
3-Epaisseur de paroi
 Effet sur certaines propriétés des pièces, la
modification de l’épaisseur de paroi a un impact
considérable sur les propriétés suivantes:
 poids de la pièce;
 longueurs d’écoulement possibles dans le moule;
 durée du cycle;
 rigidité de la pièce moulée;
 tolérances;
 qualité de la pièce en termes d’état de surface, de
déformation et de bulles.
3-Epaisseur de paroi
Ration chemin d’écoulement / épaisseur de paroi :
 A un stade précoce de la mise au point, il est
important de savoir si le matériau requis permet
d’obtenir l’épaisseur de paroi voulue.
 Le ratio longueur d’écoulement/épaisseur a une
influence considérable sur le remplissage de
l’empreinte durant le moulage par injection.
3-Epaisseur de paroi
Ration chemin d’écoulement / épaisseur de paroi :
 Si des écoulements longs et des épaisseurs de paroi
réduites sont nécessaires, seul un polymère
présentant une faible viscosité à l’état fondu convient.
 Pour en savoir plus sur le comportement du polymère
fondu, il est possible de déterminer les longueurs
d’écoulement au moyen d’un moule d’essai.
3-Epaisseur de paroi
Ration chemin d’écoulement / épaisseur de paroi :
EXEMPLE :
 Si nous faisons la simulation de remplissage d’une
pièce de 500 mm par 20 mm.
 A la figure 5, la pièce a une épaisseur de 3 mm, nous
ne rencontrons aucun problème de remplissage.
 Tandis qu’à la figure 6, l’épaisseur de la pièce fait 1
mm.
 Dans ce dernier cas, la pièce ne se remplit pas.
 La partie grisée représente le vide.
 Pour les deux épaisseurs, le débit de remplissage a
été fixé à 50 cm3/s et la pression maximum
d’injection à 1200 bars.
3-Epaisseur de paroi
Ration chemin d’écoulement / épaisseur de paroi :
3-Epaisseur de paroi
Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur
 La rigidité en flexion d’une plaque dépend du module
d’élasticité du matériau et du moment d’inertie de la
section de cette plaque.
 Si on augmente automatiquement l’épaisseur de
paroi pour améliorer la rigidité des pièces plastiques,
sans penser aux conséquences, de sérieux
problèmes risquent de se poser avec les matériaux
semi-cristallins.
3-Epaisseur de paroi
Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur
 Dans le cas des matériaux renforcés verre, la
modification de ce paramètre influe également sur
l’orientation des fibres de verre.
 Près de la paroi du moule, les fibres sont orientées
dans le sens de l’écoulement.
 Au centre de la section de paroi, il se produit une
orientation aléatoire due à l’écoulement turbulent.
 L’augmentation de l’épaisseur de paroi se traduit
principalement par l’agrandissement de la section
droite des fibres à orientation aléatoire.
3-Epaisseur de paroi
Orientation des fibres (zone du noyau/zone du bord)
3-Epaisseur de paroi
Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur
 Par ailleurs, l’épaisseur de la zone dans laquelle les
fibres sont orientées dans le sens de l’écoulement
reste en grande partie inchangée.
 Cette zone limite, qui influe considérablement sur la
rigidité des pièces dans le cas des plastiques
renforcés verre, est ainsi réduite en proportion de
l’épaisseur de paroi totale.
 Ceci explique la diminution du module d’élasticité
lorsque l’épaisseur de paroi augmente.
3-Epaisseur de paroi
Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur
3-Epaisseur de paroi
Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur
 Les valeurs de résistance déterminées sur des
éprouvettes standard (3,2 mm) ne sont donc pas
directement applicables à des épaisseurs de paroi
qui s’écartent de cette valeur.
 Pour évaluer le comportement de la pièce, il est
essentiel d’utiliser des facteurs de sécurité.
 Ainsi, en augmentant l’épaisseur de paroi sans tenir
compte des conséquences, on obtient une hausse
des coûts matière et production, sans amélioration
notable de la rigidité.
3-Epaisseur de paroi
Augmenter l’épaisseur de paroi ?
 L’augmentation de l’épaisseur de paroi a un impact
considérable sur les propriétés mécaniques mais
également sur la qualité du produit fini.
 Lors de la conception de pièces plastiques, il est
important de rechercher une épaisseur uniforme.
 Des épaisseurs différentes dans une même pièce
peuvent produire un retrait différentiel qui, selon la
rigidité, peut entraîner de sérieux problèmes de
déformation et de précision dimensionnelle.
3-Epaisseur de paroi
Augmenter l’épaisseur de paroi ?
 Pression sur la matière non homogène dans la pièce
entraînent des différences de retraits sur la pièce.
 Il en résulte des gauchissements et tensions
internes.
 Pour parvenir à une épaisseur uniforme, il convient
de pratiquer des évidements dans les zones
épaisses.
 De cette façon, on écarte le risque de formation de
bulles, la diminution des contraintes internes et réduit
la déformation.
3-Epaisseur de paroi
Augmenter l’épaisseur de paroi ?
3-Epaisseur de paroi
Augmenter l’épaisseur de paroi ?
 Des épaisseurs de parois non uniformes peuvent
entraîner des gauchissements importants et créer
des problèmes de maîtrise des dimensions de la
pièce.
 Il est plus économique et judicieux, si l’on cherche à
augmenter la rigidité de la pièce, d’ajouter des
nervures de renfort que d’épaissir les parois.
Le retrait est proportionnel à l’épaisseur de la pièce.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
 Au précédent chapitre, nous avons vu que le temps
de refroidissement augmente avec l’épaisseur.
 Si nous avons une pièce avec des épaisseurs
différentes, le refroidissement de la pièce ne va pas
être homogène.
 Ce manque d’homogénéisation va engendrer des
contraintes dans la pièce.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
 Sur la figure 7, nous avons une pièce avec une
épaisseur de 3 mm et une épaisseur de 1,5 mm.
 En grisé, nous avons la pièce à l’origine.
 Nous pouvons constater que la déformation a été
plus importante du côté, où l’épaisseur est la plus
forte.
 Au niveau de la figure 7, la déformation a été
multipliée par 5 par rapport à la réalité.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
 Mais nous ne pouvons pas uniquement faire des
pièces avec des épaisseurs constantes.
 Sur la figure 7a, nous constatons qu’un changement
d’épaisseur provoque des zones où la température
est plus basse.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
 Par contre, si nous raccordons les deux épaisseurs
avec une pente (Figure 7b).
 Nous réduisons les différences thermiques.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
 Les problèmes d’homogénéisations d’épaisseur ne
sont pas seulement dictés par le refroidissement.
 Nous avons aussi des problèmes dus à l’écoulement
de la matière.
 Par exemple, la figure 8 représente une boîte.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
 Cette dernière a un fond dont l’épaisseur fait 1mm.
Tandis que les côtés de la boîte font 3mm

 Nous pouvons constater que le front de matière va
plus vite sur les côtes.
 Etant donné que les côtes ont une épaisseur
supérieure au fond.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
 Les parties grisées représentent l’emprisonnement
d’air.
 Ce phénomène peut engendrer des bulles et des
brulures.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
 Nous pouvons aussi jouer sur les différences
d’épaisseurs, afin d’éviter un problème de
remplissage.
 Par exemple pour la figure 9, nous somme obligés
d’injecter par le côté.
 Nous constatons une ligne de soudure préjudiciable.
3-Epaisseur de paroi
Gestion des différences d’épaisseurs.
 Afin d’éviter cette ligne de soudure, nous pouvons
augmenter de l’épaisseur en haut de la pièce, voir
figure 11.
 Cette modification supprime la ligne de soudure.
3-Epaisseur de paroi
Les angles (différences d’épaisseur local).
 Si nous prenons un angle droit, figure 12.
 Nous pouvons constater que l’arête à l’extérieur de
l’angle se refroidit plus vite.
 Cette différence de refroidissement risque
d’engendrer des contraintes internes.
3-Epaisseur de paroi
Les angles (différences d’épaisseur local).
 Pour pallier aux différences thermiques, nous
ajoutons un rayon à l’extérieur (Figure 13).
 Cet arrondi a un rayon qui égale à l’épaisseur de la
pièce.
 Avec cet arrondi, nous supprimons la zone qui se
refroidit plus vite.
 Mais, nous créons un problème de design
mécanique avec une zone d’amorce de rupture.
3-Epaisseur de paroi
Les angles (différences d’épaisseur local).
3-Epaisseur de paroi
Les angles (différences d’épaisseur local).
 Par contre, si nous optons pour un seul arrondi à
l’intérieur (Figure 14). Nous amplifions les différences
thermiques à l’extérieur.
 Avec cette dernière modification, nous avons un
refroidissement plus homogène à l’extérieur et à
l’intérieur de l’angle.
3-Epaisseur de paroi
Les angles (différences d’épaisseur local).
 Si nous rajoutons un rayon d’une valeur égale à
l’épaisseur des parois (Figure 15), nous améliorons
la thermique dans la zone et réduisons de même les
problèmes éventuels d’amorce de rupture.
4-Nervures
Conception optimale des nervures
 Pour résoudre les problèmes liés à des parois
épaisses, les nervures sont un moyen efficace
d’augmenter la rigidité.
 De plus, elles permettent de réduire l’épaisseur de
paroi.
4-Nervures
Conception optimale des nervures
 En règle générale, il est possible d’accroître la rigidité
de trois façons:
 en augmentant l’épaisseur de paroi;
 en augmentant le module d’élasticité (par une
teneur en fibres plus importante);
 en intégrant des nervures à la conception.
4-Nervures
Conception optimale des nervures
 S’il est impossible d’obtenir la rigidité requise, il est
recommandé de sélectionner un matériau dont le
module d’élasticité est supérieur à celui du matériau
d’origine.
 Un moyen simple d’augmenter ce module consiste à
accroître la teneur en fibres d’un polymère.
 Toutefois, avec une même épaisseur de paroi, cela
n’entraîne qu’une augmentation linéaire de la rigidité.
4-Nervures
Conception optimale des nervures
 Il existe une solution bien plus efficace pour accroître
la rigidité, à savoir l’ajout de nervures.
 L’augmentation du moment d’inertie entraîne une
rigidité accrue de la pièce.
 Pour garantir des nervures de dimensions optimales,
il est généralement nécessaire de prendre en
compte, outre les aspects propres à la conception,
les facteurs techniques liés à la production et les
facteurs esthétiques.
4-Nervures
Dimensions optimales des nervures
 Il est possible d’obtenir facilement un moment
d’inertie important en ajoutant des nervures hautes
et épaisses.
 Toutefois, avec les thermoplastiques techniques,
cette méthode entraîne souvent de sérieux
problèmes (retassures, bulles et déformation).
4-Nervures
Dimensions optimales des nervures
 De plus, si la hauteur des nervures est trop élevée,
leur structure risque de subir une déformation sous
charge.
 Pour cette raison, il est impératif de conserver les
dimensions des nervures dans des proportions
raisonnables.
4-Nervures
Dimensions optimales des nervures
4-Nervures
Dimensions optimales des nervures
Pour garantir une éjection sans problème de la pièce nervurée,
il est essentiel que cette dernière soit légèrement conique.
4-Nervures
Dimensions optimales des nervures
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
 Pour les pièces d’aspect demandant un post
traitement de décoration, ces pièces requièrent un
excellent état de surface.
 Le dimensionnement des nervures est important.
 Une conception adéquate des nervures réduit la
tendance à la formation de retassures, ce qui produit
des pièces de meilleure qualité.
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
 En respectant les proportions recommandées ici, il
est possible de réduire ce «cercle» au maximum et
de diminuer, voire d’éliminer les retassures.
 Si le cercle est trop grand, il peut en résulter la
formation de bulles et une réduction notable des
propriétés mécaniques.
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
 Nous essayons de réduire les fortes épaisseurs.
 Après réduction, nous renforçons les pièces à l’aide
de nervures.
 Il est courant d’utiliser la règle suivante :
 L’épaisseur de la nervure doit être réduite de
moitié par rapport à l’épaisseur de la paroi.
 Si nous ne respectons pas cette règle, nous risquons
d’avoir un retrait trop important au niveau de la
nervure.
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
 La figure 17 représente une pièce, dont la nervure
est de même épaisseur que les parois.
 Nous pouvons constater que la nervure n’exerce pas
un retrait différentiel.
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
 En réalité, il serait souhaitable de raisonner sur les
points chauds.
 Lorsque nous avons une nervure, dont l’épaisseur est
égale à l’épaisseur de la paroi, nous constatons une
zone plus chaude dans le prolongement de la nervure
(Figure 18).
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
 Ces derniers risquent d’engendrer des retassures dans le
prolongement de la nervure (Figure 19).
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
 Si nous réduisons de moitié l’épaisseur de la nervure
(Figure 20), la zone chaude a disparu.
 Donc nous réduisons le risque de retassure dans le
prolongement de la nervure.
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
 Par contre la figure 21, la
nervure à une épaisseur
réduite de moitié par
rapport aux parois.
 Dans ce dernier cas,
nous avons respecté la
règle des épaisseurs,
citée ci-dessous.
 Mais nous pouvons
constater que le retrait
est moins important au
niveau de la nervure.
4-Nervures
Limitation de l’accumulation
 Ce phénomène a engendrée une déformation des parois
qui sont perpendiculaire à la nervure.
 La règle citée ci-dessus doit être associée à un champ
de température et des pressions au niveau de la
nervure.
 Mais le phénomène est faussé, car les dimensions
intérieures de la boîte sont bloquées par l’empreinte.
4-Nervures
Réduction des contraintes à la base des nervures
 Si une pièce nervurée est soumise à des charges,
cela peut induire des contraintes à la base des
nervures.
 Si cette zone ne comporte pas de rayon, il se produit
de fortes concentrations de contraintes qui entraînent
souvent des fissurations et la rupture de la pièce.
4-Nervures
Réduction des contraintes à la base des nervures
 La solution consiste à utiliser un rayon suffisamment
important permettant une meilleure répartition des
contraintes à la base des nervures.
 Par ailleurs, les rayons trop importants augmentent le
diamètre du cercle inscrit, pouvant provoquer les
problèmes mentionnés plus haut.
4-Nervures
Réduction des contraintes à la base des nervures
4-Nervures
Choix de la structure des nervures
 Dans le domaine des matières plastiques, une
conception à nervures en croix s’avère efficace car
elle peut supporter différentes permutations de
charge.
 Si elle est convenablement conçue pour les
contraintes anticipées, cette structure garantit une
répartition uniforme des contraintes de moulage.
 Les nœuds formés aux intersections des nervures
représentent des accumulations de matière.
4-Nervures
Choix de la structure des nervures
 Il est toutefois possible de les évider pour écarter tout
problème.
 Il convient également d’éviter toute accumulation de
matière à la jonction de la nervure et du bord de la
pièce.
4-Nervures
Choix de la structure des nervures
4-Nervures
Choix de la structure des nervures
4-Nervures
Les bossages.
 Les bossages sont souvent associés aux trous de
vissage.
 Dans le cas de la figure 26, la forme des bossages
engendre une zone de plus haute température.
 Cette différence thermique va créer des retassures.
4-Nervures
Les bossages.
 Suite la modification de ce type, nous constatons
(Figure 27) que les différences thermiques sont
amoindries.
4-Nervures
La boîte.
 Lors de l’injection d’une boîte, nous constatons un
gauchissement, (figure 22) ou des déformations en
carré d’as (Figure 22 bis).
4-Nervures
La boîte.
4-Nervures
La boîte.
 Par contre, si nous rajoutons une bordure (Figure
23).
 Nous réduisons le gauchissement.
4-Nervures
La boîte.
 Autre possibilité, nous pouvons modifier le fond de la
boîte (Figure 24).
4-Nervures
La boîte.
 Sur la figure 25, nous pouvons constater que le
gauchissement est amoindri.
 Autre solution, nous pouvons épaissir le fond de la
boîte.
 Par exemple, nous avons des côtés avec une
épaisseur de 2 mm et le fond avec une épaisseur de
3 mm.
4-Nervures
La boîte.
5-Emplacement des points d’injection
 Un système d’injection inadapté et des points
d’injection mal positionnés posent des problèmes de
mise en œuvre mais peuvent aussi avoir un impact
considérable sur la qualité de la pièce moulée.
 Les bureaux d’études ne doivent donc pas sous-
estimer l’importance de l’emplacement des points
d’injection.
5-Emplacement des points d’injection
 Tout en effectuant les calculs de conception pour les
pièces plastiques, les ingénieurs d’études doivent
accorder une attention particulière aux points
d’injection du moule.
 Ils doivent choisir le système d’injection approprié
ainsi que le nombre et l’emplacement des points.
 Les différents types de points et leur emplacement
peuvent avoir un impact considérable sur la qualité
de la pièce.
5-Emplacement des points d’injection
 Le choix de l’emplacement des points d’injection
détermine également les caractéristiques suivantes
de la pièce:
 Le comportement au remplissage;
 Les dimensions finales (tolérances);
 Le comportement au retrait, déformation;
 Le niveau de propriétés mécaniques;
 L’état de surface (aspect esthétique).
Les plasturgistes ont peu de latitude pour rectifier
les conséquences indésirables de points
d’injection mal positionnés en optimisant les
paramètres de mise en œuvre.
5-Emplacement des points d’injection
L’orientation détermine les propriétés des pièces
 Dans le moulage par injection, les molécules longues
du polymère, les fibres de verre et les matériaux de
renfort sont principalement orientés dans le sens de
l’écoulement du flux de matière fondue.
 Cela se traduit par une dépendance des propriétés
vis-à-vis de la direction (anisotropie).
 Par exemple, la résistance mécanique dans le sens
de l’écoulement est considérablement plus élevée
que dans le sens perpendiculaire.
5-Emplacement des points d’injection
L’orientation détermine les propriétés des pièces
 Ici, les fibres de renfort
ont un impact largement
supérieur à celui de
l’orientation moléculaire
sur la résistance.
 Cette orientation
provoque aussi un retrait
différentiel dans le sens
de l’écoulement et dans
le sens perpendiculaire,
susceptible d’entraîner
une déformation.
5-Emplacement des points d’injection
Baisse de la qualité due à des lignes de soudure et des bulles d’air
 Les lignes de soudure se forment lorsque deux flux
de matière fondue se réunissent dans le moule.
 Cela se produit, par exemple, lorsque la matière doit
s’écouler autour d’un insert ou lorsqu’il existe
plusieurs points d’injection pour une pièce.
 En outre, des épaisseurs de paroi variables dans une
pièce peuvent aussi entraîner la séparation des
fronts d’écoulement et produire des lignes de
soudure.
5-Emplacement des points d’injection
Baisse de la qualité due à des lignes de soudure et des bulles d’air
5-Emplacement des points d’injection
Baisse de la qualité due à des lignes de soudure et des bulles d’air
 Les bulles d’air se forment lorsque l’air qui devrait
s’échapper du moule ne le peut pas en raison des
flux de matière fondue.
 Les lignes de soudure et les bulles d’air entraînent
souvent des défauts de surface.
 Hormis leur aspect inesthétique, elles diminuent
considérablement les propriétés mécaniques dans
les zones affectées, en particulier la résistance au
choc.
5-Emplacement des points d’injection
Impact négatif d’un emplacement inadapté des points d’injection
 Les points d’injection laissant toujours des marques, il
convient de ne pas les placer dans les zones devant
présenter un excellent état de surface.
 Dans toutes les zones des points d’injection, des
contraintes élevées (cisaillement) réduisent
considérablement les propriétés des résines.
5-Emplacement des points d’injection
Impact négatif d’un emplacement inadapté des points d’injection
 Les plastiques non renforcés présentent,
relativement, des lignes de soudure de meilleure
qualité que les matériaux renforcés.
 Les facteurs qui réduisent la qualité dépendent en
grande partie du type de charge et de matériau de
renfort, ainsi que de leur teneur.
5-Emplacement des points d’injection
Defauts de matières dans la zone d’injection
5-Emplacement des points d’injection
Orientation des fibres de verre dans la ligne de soudure
5-Emplacement des points d’injection
Impact négatif d’un emplacement inadapté des points d’injection
 De même, les additifs comme les auxiliaires de mise
en œuvre ou produits ignifuges peuvent avoir un effet
négatif sur la résistance de la pièce.
 En outre, des rapports concernant les lignes de
soudure montrent que des valeurs de résistance
élevées en traction ne signifient pas que la résistance
aux chocs ou à des charges alternées soient pour
autant élevée ou directement proportionnelle.
 Avec les matériaux renforcés verre, les fibres sont
alignées dans le sens perpendiculaire à
l’écoulement.
5-Emplacement des points d’injection
Emplacement correct des points d’injection
 Cela diminue considérablement les propriétés
mécaniques de la pièce à cet endroit.
 En règle générale, les moulages complexes ne
peuvent être produits sans lignes de soudure.
 S’il est impossible de diminuer leur nombre, il est
nécessaire de placer celles-ci aux endroits non
critiques du moulage en termes de qualité de surface
et de résistance mécanique.
 Pour cela, il convient de changer l’emplacement des
points d’injection ou d’augmenter ou réduire
l’épaisseur de paroi de la pièce.
5-Emplacement des points d’injection
Principes de conception élémentaires
 ne jamais placer de points d’injection dans les zones
soumises à des contraintes élevées;
 éviter les lignes de soudure trop loin du point
d’injection ou réduire leur nombre au maximum;
 éviter de laisser des lignes de soudure dans les
zones soumises à des contraintes élevées;
5-Emplacement des points d’injection
Principes de conception élémentaires
 avec les plastiques renforcés, la déformation de la
pièce doit être fonction de l’emplacement des points
d’injection;
 éviter l’emprisonnement des bulles d’air en assurant
un fonctionnement correct des évents.
6-Conceptions économiques
Le prix comme critère de conception
 Le concepteur d’une pièce plastique porte une large
responsabilité dans le coût final.
 Ses décisions déterminent de manière fondamentale
les coûts de production, de fabrication du moule et
d’assemblage.
 Les corrections ou l’optimisation à un stade ultérieur
sont généralement onéreuses voire impossibles.
 Impact des propriétés des matériaux sur le coût
6-Conceptions économiques
Le prix comme critère de conception
En tirant parti des propriétés spécifiques des matériaux,
vous pouvez réaliser des économies de plusieurs
façons:
 Conceptions à plusieurs fonctions intégrées
 Réduction du nombre de pièces par l’intégration
de plusieurs fonctions dans une seule pièce.
6-Conceptions économiques
Le prix comme critère de conception
 Utilisation de techniques d’assemblage économiques
 Emboîtage élastique, clipsage
 Assemblage par soudage,
 Assemblage par rivetage,
 Techniques à deux composants, etc.
6-Conceptions économiques
Le prix comme critère de conception
 Exploitation des propriétés de glissement à sec
 Rend inutile une lubrification supplémentaire ou
ultérieure.
 Elimination des traitements de surface
 Coloration dans la masse, résistance chimique et
à la corrosion, propriétés d’isolation électrique et
thermique.
6-Conceptions économiques
Le prix comme critère de conception
 Nucléation
 Les matériaux appartenant à la même famille
peuvent avoir des temps de cycle différents.
 Ceci s’explique par la présence d’un agent de
nucléation qui rend homogène en taille la
cristallisation de la matière
6-Conceptions économiques
Impact de la conception de la pièce finie sur le coût
Il est possible de réaliser davantage d’économies que
celles mentionnées plus haut si l’on tient compte des
points suivants:
 Epaisseur de paroi
 Une répartition optimale de l’épaisseur de paroi
a un impact sur le coût du matériau et peut
réduire les délais de production.
 Moules
 Moules à deux plaques, réduction du nombre de
tiroirs, etc.
6-Conceptions économiques
Impact de la conception de la pièce finie sur le coût
 Tolérances
 Des tolérances excessives augmentent le taux de
rejet et les coûts de contrôle qualité.
 Matériaux
 Réduction des durées de cycle
 Réduction de refroidissement par la sélection de
matériaux qui se solidifient rapidement,
 Réduction des problèmes de déformation en
utilisant des polymères à faible gauchissement (p.
ex. optimisation du rapport renfort de charge
minérale/fibre de verre).
6-Conceptions économiques
Comparaison des coûts de production d’un pièce type
6-Conceptions économiques
Comparaison des coûts de production
 Les pièces moulées par injection doivent être prêtes
pour l’assemblage dès leur éjection de la presse,
sans nécessiter d’opération de finition.
 Si une telle opération est requise, le coût des pièces
plastiques atteint souvent celui des conceptions en
métal.
6-Conceptions économiques
Impact de la conception sur les coûts de production
 Une augmentation générale de l’épaisseur de paroi
ne produit pas toujours l’augmentation requise de la
résistance dans une pièce, mais elle induit
certainement une hausse notable des coûts de
production et de la matière (quantité).
 Les thermoplastiques semi-cristallins sont soumis à
un retrait volumétrique durant la solidification.
 Ce retrait doit être compensé par une alimentation
continue en matière fondue durant la phase de
maintien en pression.
6-Conceptions économiques
Impact de la conception sur les coûts de production
 Le temps de maintien en pression par millimètre
d’épaisseur de paroi est, par exemple (S’applique à
une épaisseur de paroi de 3 mm) :
 POM = 8 s
 PA66 non renforcé = 4-5 s
 PA66 renforcé = 2-3 s
6-Conceptions économiques
Economie potentielles dues à l’emploi d’une conception nervurée
6-Conceptions économiques
Economie potentielles dues à l’emploi d’une conception nervurée
6-Conceptions économiques
Economie potentielles dues à l’emploi d’une conception nervurée
6-Conceptions économiques
Exemples d’applications types
 Par rapport aux métaux, qui doivent être usinés et
passer par de nombreuses phases d’assemblage
pour fournir une pièce fonctionnelle, la technique des
plastiques offre un potentiel d’économies
considérable.
 Par exemple, une conception en métal nécessiterait
cinq pièces, pourrait être remplacée par un guide et
la tige de commande, l’élément à languette flexible
monté par emboîtage élastique et les paliers.
 Tous sont moulés par injection en une seule pièce.
 Le choix d’un homopolymère POM rend inutile la
lubrification à cet endroit également.
6-Conceptions économiques
Exemples d’applications types
 Associées à des charnières intégrées, les
conceptions à languette flexible réduisent le nombre
de composants, facilitent l’assemblage et réduisent
les coûts.
 Si des matériaux fragiles sont utilisés, un autre
élément à languette flexible monté par emboîtage
élastique assure la fonction de verrouillage en cas de
rupture de la charnière.
6-Conceptions économiques
Impact de la conception sur les coûts de production
 En disposant les contre-dépouilles de façon
judicieuse, il est possible de remplacer les tiroirs par
des noyaux.
6-Conceptions économiques
Impact de la conception sur les coûts de production
 En disposant les contre-dépouilles de façon
judicieuse, il est possible de remplacer les tiroirs par
des noyaux.
7-Technique générale d’assemblage
 Les assemblages par emboîtage élastique,
emmanchement à force et filetage sont des
techniques qui permettent aux ingénieurs d’exploiter
le potentiel considérable d’économies de production
par l’assemblage simple et rapide de pièces.
 Les techniques d’assemblage peuvent se subdiviser
en types démontables et permanents.
7-Technique générale d’assemblage
7-Technique générale d’assemblage
Assemblages permanents
Voici les techniques qui entrent dans la catégorie des
assemblages permanents:
 Soudage;
 Rivetage;
 Assemblage par collage;
 Technique d’insert;
 Surmoulage
 Emboîtage élastique avec angle de retenue de 90°.
7-Technique générale d’assemblage
Assemblages démontables
Voici les techniques qui entrent dans la catégorie des
Assemblages démontables :
 Emboîtage élastique avec angle de retenue inférieur
à 90°;
 Vissé;
 Fileté;
 Assemblage à moyeu;
 Emmanchement à force.
7-Technique générale d’assemblage
Conception d’un assemblage par emboîtage élastique
 Le grand avantage de l’emboîtage élastique est
qu’aucun élément supplémentaire n’est nécessaire
pour réaliser l’assemblage.
 Les types d’emboîtage élastique les plus courants
sont les suivants :
 emboîtage élastique à languette flexible;
 emboîtage élastique cylindrique;
 emboîtage élastique à articulation sphérique.
7-Technique générale d’assemblage
Conception d’un assemblage par emboîtage élastique
 Avec toutes ces conceptions, les ingénieurs doivent
s’assurer que la géométrie de l’assemblage garantit
aux composants le moins de contraintes possibles
après l’assemblage.
 Ceci permet d’éviter la relaxation des contraintes qui,
avec le temps, rendrait l’assemblage plus lâche.
7-Technique générale d’assemblage
Principes de conception de base
 La conception d’un emboîtage élastique dépend de
la déformation du matériau à utiliser.
 Le polyamide, par exemple, peut poser problème, car
à l’état sec il permet des déformations beaucoup
moins importantes qu’à l’état conditionné.
 La teneur en fibre de verre a aussi un impact
important sur la déformation autorisée pour le
matériau et donc sur celle de la languette flexible.
7-Technique générale d’assemblage
Principes de conception de base
7-Technique générale d’assemblage
Principes de conception de base
 Dans un emboîtage élastique à languette flexible, la
conicité de la tige réduit les contraintes.
 Cette conception permet de mieux les répartir sur
toute la longueur en flexion.
 La concentration des contraintes est la plus élevée à
la base de la tige et les forces d’assemblage sont
considérablement réduites.
7-Technique générale d’assemblage
Principes de conception de base
7-Technique générale d’assemblage
Principes de conception de base
 S’il est impossible de fournir un rayon entre la base de
la tige et le corps du composant ou de fournir un rayon
suffisamment important dans cette zone, il en résulte
souvent des points faibles.
 En principe, il faut un rayon suffisamment important
pour éviter les crêtes de concentrations des contraintes.
7-Technique générale d’assemblage
Principes de conception de base
 Les emboîtages élastiques cylindriques ou à
articulation sphérique doivent être entaillés pour faciliter
l’assemblage.
 Dans ce cas, l’extrémité ne doit pas comporter d’arête
vive.
7-Technique générale d’assemblage
Assemblages par emmanchement à force
 Les emmanchements à force assurent, à moindre
coût, des assemblages très résistants entre des
composants plastiques.
 Comme pour les emboîtages élastiques, la force
d’arrachement décroît avec le temps en raison de la
relaxation des contraintes.
 Il faut en tenir compte dans les calculs de conception.
 En outre, des essais doivent être menés aux cycles
de températures de service prévus pour confirmer la
faisabilité de la conception.
7-Technique générale d’assemblage
Assemblages par emmanchement à force
7-Technique générale d’assemblage
Assemblages filetés
 Il est possible de produire des
assemblages par filetage à l’aide
de vis auto-taraudeuses ou en
utilisant des inserts surmoulés.
 Le module d’élasticité en flexion du
matériau à utiliser fournit une
bonne indication du type
d’assemblage le plus approprié.
7-Technique générale d’assemblage
Assemblages filetés
 Jusqu’à un module d’environ 2800 MPa, il est
possible d’employer des vis auto-taraudeuses.
 Des inserts métalliques sont recommandés si des
vis à pas métrique sont nécessaires ou si
l’assemblage doit être démonté plusieurs fois.
 Pour éviter la rupture prématurée de la pièce, il est
important de s’assurer du dimensionnement correct
du bossage.
7-Technique générale d’assemblage
Assemblages filetés
 Les fabricants de vis fournissent des
recommandations à ce sujet.
 En règle générale, il convient d’éviter d’utiliser des
vis à tête fraisée dans les assemblages plastiques
car les forces résultantes provoquent l’évasement
de l’orifice de la vis.
 Un résultat possible de cette contrainte
supplémentaire est la rupture des lignes de
soudure.
8-Technique de soudage
 Il existe de nombreuses méthodes de soudage pour
assembler les pièces plastiques.
 Pour garantir des conceptions économiques et
fonctionnellement efficaces, il convient de
sélectionner la méthode de soudage appropriée.
 Mais aussi d’étudier attentivement la géométrie
requise pour l’assemblage dès la première phase de
mise au point.
8-Technique de soudage
 Les joints de soudure servent à assembler des
pièces plastiques à titre permanent.
 Le choix de la méthode de soudage dépend de
plusieurs critères:
 géométrie de la pièce moulée et matériau utilisé,
rentabilité
 qualités mécaniques
 esthétiques requises pour la zone d’assemblage.
8-Technique de soudage
Méthodes de soudage
 Il existe de nombreuses méthodes de soudage
économiques adaptées à la production en série.
 Les plus courantes pour les plastiques techniques
sont les suivantes:
 soudage par élément chauffant;
 soudage par rotation;
 soudage par vibration;
 soudage par ultrasons.
8-Technique de soudage
Méthodes de soudage
 Les autres méthodes qu’il convient de mentionner
sont les suivantes:
 soudage par haute fréquence ou HF;
 soudage par induction;
 soudage au gaz chaud.
 Il existe de nouvelles méthodes:
 le soudage au laser.
8-Technique de soudage
Comparaison des Méthodes de soudage
8-Technique de soudage
Méthodes de soudage
 Dans toutes ces méthodes, l’opération d’assemblage
s’effectue par génération de chaleur (fusion des
surfaces à assembler) et par pression.
 La chaleur peut être générée :
 soit directement par contact,
 soit par rayonnement,
 soit indirectement par frottement interne ou
externe,
 ou encore sous l’action de l’électricité.
8-Technique de soudage
Choix de la méthode appropriée
 Pour obtenir une bonne qualité de soudage
reproductible, il est nécessaire de :
 choisir la méthode adaptée,
 d’optimiser les paramètres de soudage,
 de s’assurer que les pièces à assembler sont
correctement conçues pour la méthode retenue.
8-Technique de soudage
Choix de la méthode appropriée
 Les fabricants de machines
spécifiques au soudage
fournissent des
équipements standards
mais aussi des unités
spéciales pour répondre à
différents besoins.
 Avant de sélectionner une
méthode de soudage, il est
conseillé de consulter les
fabricants d’équipements ou
les fournisseurs de
polymères.
8-Technique de soudage
Propriétés de soudage
 En théorie, tous les thermoplastiques sont soudables,
mais leur comportement au soudage diffère
considérablement dans certains cas.
 Il est ainsi impossible de souder ensembles des
polymères amorphes et semi-cristallins.
 Les plastiques qui absorbent l’eau (par exemple le
PA) doivent être préséchés car la présence
d’humidité se traduit par des soudures de qualité
médiocre.
8-Technique de soudage
Propriétés de soudage
 Pour obtenir les meilleurs résultats, il convient de
souder les pièces plastiques immédiatement après le
moulage par injection ou de les conserver à l’état sec
avant le soudage.
 Les additifs des polymères comme la fibre de verre et
les stabilisants peuvent également influer sur les
résultats du soudage.
 Les assemblages de plastiques non renforcés
peuvent atteindre des facteurs de soudage proches
de la résistance du matériau de base, à condition que
les paramètres de mise en œuvre et la conception de
la pièce soient adaptés.
8-Technique de soudage
Propriétés de soudage
 Avec les plastiques renforcés verre, il faut tenir
compte de la perte de résistance due à la séparation
ou à la réorientation de la fibre dans la zone de
soudage.
 De même que des risques de pollutions par
dégagement de particules de fibre de verre.
8-Technique de soudage
Conception appropriée des soudures
 Une conception appropriée du profil de soudage est
essentielle pour obtenir des soudures de qualité.
 Les profils représentés en sont l’illustration.
 Si la zone de soudage doit en outre répondre à des
critères esthétiques élevés, une géométrie spéciale
est nécessaire.
 Les schémas montrent des moyens possibles
d’éliminer les bavures en aménageant des
évidements pour absorber l’excès de matière.
8-Technique de soudage
Conception appropriée des soudures
8-Technique de soudage
Conception appropriée des soudures
 Il faut intégrer un raccord guidé à la conception des
pièces à paroi mince afin que le pression de soudage
puisse s’appliquer sans entraîner de défaut
d’alignement des parois.
 Les polymères semi-cristallins ont un point de fusion
très précis, c’est-à-dire qu’ils passent subitement de
l’état solide à l’état liquide sous l’action de la chaleur.
8-Technique de soudage
Caractéristiques spéciales du soudage par ultrasons
 Pour le soudage par ultrasons des plastiques semi-
cristallins, il est donc préférable d’utiliser des
soudures à cisaillement.
 Pour le soudage des plastiques amorphes, qui
présentent une plage de ramollissement, la
conception de la soudure est moins importante.
8-Technique de soudage
Caractéristiques spéciales du soudage par ultrasons
8-Technique de soudage
Caractéristiques spéciales du soudage par ultrasons
 La figure ci-dessous montre les schémas des
méthodes de soudage à champ proche et à champ
éloigné.
8-Technique de soudage
Caractéristiques spéciales du soudage par ultrasons
 Celles-ci diffèrent par la distance entre le point de
contact où l’électrode ultrasonique transmet des
vibrations dans la pièce et les deux faces à souder.
 En règle générale, le soudage à champ proche
donne les meilleurs résultats avec tous les
plastiques.
 Avec les plastiques dotés d’un faible module
élastique, cette méthode est indispensable.
9 – Tolérances
Facteurs de coûts cachés
 Il est impossible de produire des pièces moulées par
injection en respectant les mêmes tolérances que
pour les pièces usinées.
 C’est un fait bien connu et pourtant certains
ingénieurs spécifient des tolérances inapplicables
et/ou inadaptées à une production rentable.
9 – Tolérances
Les tolérances et leur impact sur les coûts.
 On distingue en principe quatre catégories de
moulage par injection :
 à usage général,
 technique,
 et de haute précision
 de très haute précision
9 – Tolérances
Les tolérances et leur impact sur les coûts.
 Dans la norme DIN 16901 ou NFT58000, ces
procédés sont définis en termes de tolérances et de
dimensions générales avec des écarts:
 le moulage à usage général requiert un niveau de
contrôle de qualité limité et se caractérise par :
 des taux de rejet peu élevés
 des cycles de production courts;
9 – Tolérances
Les tolérances et leur impact sur les coûts.
 le moulage technique est considérablement plus
onéreux, car il requiert :
 un moule et un procédé de fabrication
spécifiques,
 ainsi que de fréquents contrôles de qualité,
 ce qui risque d’augmenter les taux de rejet;
9 – Tolérances
Les tolérances et leur impact sur les coûts.
 comme son nom l’indique, le troisième type de
moulage par injection exige :
 des moules de précision,
 des conditions de fabrication optimales
 un contrôle total de la production, notamment
un contrôle permanent de la qualité.
 Ceci se répercute sur la durée de cycle et, du
fait de l’augmentation des coûts globaux, sur le
prix unitaire.
9 – Tolérances
Les tolérances et leur impact sur les coûts.
 Le dernier type,
augmente par un
coefficient multiplicateur
de x2 à x3 les frais à
engager pour pouvoir
espérer respecter la
qualité.
9 – Tolérances
Les tolérances et leur impact sur les coûts.
 Comme le coût final d’une pièce moulée par injection
dépend en grande partie des choix du bureau
d’études.
 Celui-ci doit également garantir des tolérances
rentables: non pas aussi étroites que possible, mais
aussi étroites que nécessaire.
9 – Tolérances
Les tolérances et leur impact sur les coûts.
 Une valeur rentable pour une tolérance de production
serait un écart total de 0,25 à 0,3% par rapport à la
dimension nominale, mais ce paramètre doit être
défini par rapport aux besoins de l’application.
 Il est à noter que les thermoplastiques, dont
l’allongement et l’élasticité sont généralement élevés,
n’ont pas besoin des tolérances étroites propres aux
métaux.
 Ceux-ci présentant une rigidité plus importante mais
un allongement et une élasticité moindres.
9 – Tolérances
Facteurs influant sur les tolérances
 Pour éviter des tolérances trop étroites, vous devez
tenir compte des nombreux facteurs ayant un impact
sur la précision dimensionnelle de la pièce moulée
par injection.
 Respectez rigoureusement les tolérances durant la
fabrication du moule.
 Toutefois, une conicité de démoulage est
indispensable pour faciliter l’éjection de la pièce sans
entraîner de déformation.
9 – Tolérances
Facteurs influant sur les tolérances
 Le respect des tolérances est un problème lors du
moulage de pièces en matériaux différents ou ayant
des épaisseurs de paroi variables.
 Les valeurs du retrait au moulage dépendent du sens
et de l’épaisseur.
 Ceci s’observe tout particulièrement avec les
matériaux renforcés de fibre de verre.
 L’orientation des fibres peut produire un retrait
différentiel important entre le sens de l’écoulement et
le sens perpendiculaire, susceptible d’entraîner des
imprécisions dimensionnelles.
9 – Tolérances
Facteurs influant sur les tolérances
 La géométrie de la pièce moulée peut aussi avoir un
impact sur le retrait et donc sur les tolérances.
 Si vous devez produire des moulages en respectant
des tolérances étroites, utilisez un prototype pour
obtenir des informations exactes sur les valeurs
réelles du retrait et du comportement à la
déformation.
9 – Tolérances
Origines des variations dimensionnelles des pièces moulées par injection
9 – Tolérances
Tolérances de production et de service
 Vous devez décider si seule une tolérance de
production est nécessaire ou si une tolérance de
service l’est également, car l’environnement de
service a un impact sur les thermoplastiques.
 Par exemple, la dilatation thermique, qui peut être dix
fois supérieure à celle des métaux et la tendance
marquée de certains polymères (notamment les PA)
à absorber l’humidité jouent un rôle crucial dans la
fiabilité d’une pièce en service.
9 – Tolérances
Tolérances de production et de service
 Avec les matériaux semi-cristallins, vous devez aussi
tenir compte du retrait important après moulage et le
post retrait.
 Ce phénomène, qui est influencé principalement par
les conditions de mise en œuvre, peut entraîner des
changements dimensionnels dans les pièces après le
démoulage.
 N’effectuez pas un contrôle de qualité
immédiatement après le démoulage.
9 – Tolérances
Tolérances de production et de service
 La norme DIN 16901 spécifie qu’il ne doit avoir lieu qu’après
16 heures de stockage dans des conditions ambiantes
standard (23° C, 50 % d’humidité relative) ou après un
prétraitement approprié (recuit).
9 – Tolérances
Facteurs liées aux tolérances
9 – Tolérances
Recommandations
 Les tolérances spécifiées dans la norme DIN 16901
ou NFT-58000 peuvent servir de point de départ pour
la production économique de pièces moulées.
 Avec les presses de haute technologie actuelles,
vous pouvez néanmoins obtenir des tolérances
beaucoup plus étroites que les valeurs mentionnées
dans cette norme.
9 – Tolérances
Recommandations
 Pour les moulages de haute précision, certains
secteurs industriels ont mis au point des tables de
tolérances spécifiques, car la norme DIN 16901 ne
convient plus.
 Dans tous les cas, lorsque des tolérances étroites
sont nécessaires, consultez le plasturgiste ou le
fournisseur du matériau pour vous assurer que les
valeurs requises sont techniquement applicables et
rentables.
10 - Liste de contrôle
 La mise au point d’un nouveau produit ou le
perfectionnement d’un produit existant a pour but
d’obtenir une conception efficace au plan technique
et susceptible d’être produite à moindre coût.
 Ce processus inclut le choix du matériau, celui du
procédé de fabrication adapté, les calculs de
résistance et la conception du moulage.
10 - Liste de contrôle
 Pour produire un moulage rentable et de qualité, il
convient de respecter scrupuleusement toutes les
phases de conception.
 Souvent, les bureaux d’études ne recherchent qu’une
solution fonctionnelle.
 Or, la fonctionnalité et la rentabilité ne sont pas des
caractéristiques inhérentes à une pièce plastique, à
moins que le bureau d’études n’accorde toute
l’attention nécessaire à la mise au point d’une
solution adaptée au matériau et au procédé de
fabrication.
10 - Liste de contrôle
Les propriétés d’un matériau plastique ne sont pas des constantes
 L’environnement et les conditions de service, le
procédé de fabrication et la conception du moulage
peuvent avoir un impact sur les propriétés des
plastiques.
 Ces propriétés sont déterminées durant des essais
en conditions de laboratoire.
 Des moules ayant subi un polissage intensif servent
à fabriquer des éprouvettes au moyen de paramètres
optimisés.
10 - Liste de contrôle
Les propriétés d’un matériau plastique ne sont pas des constantes
 Celles-ci sont ensuite soumises à des essais dans
des conditions normalisées, avec des contraintes
définies avec précision.
10 - Liste de contrôle
Les propriétés d’un matériau plastique ne sont pas des constantes
 Dans la pratique, les pièces plastiques ne sont
jamais fabriquées exactement dans ces conditions ni
exposées aux mêmes contraintes en service.
 Lorsque vous lancez un projet de conception d’une
pièce plastique, vous devez donc analyser et
répertorier soigneusement les conditions et les
limites requises.
 A cet égard, une liste de contrôle peut être très utile.
10 - Liste de contrôle
Production de prototypes
 Pour mettre au point une pièce, depuis la phase de
conception jusqu’à la commercialisation, il faut
généralement préparer des prototypes en vue
d’essais et de modifications éventuelles.
 De plus, la méthode employée doit être similaire à
celle prévue pour la production en série.
 Pour préparer les prototypes de pièces moulées par
injection, utilisez le même procédé de mise en
œuvre.
10 - Liste de contrôle
Production de prototypes
 Si aucun moule n’est disponible, vous devrez peut-
être employer des pièces d’essai usinées, mais cela
peut poser des problèmes pour les raisons suivante:
 il est impossible d’étudier l’impact des lignes de
soudure sur la pièce moulée;
 les rainures produites par usinage peuvent réduire
notablement la résistance par rapport à celle de la
pièce moulée ;
10 - Liste de contrôle
Production de prototypes
 les éprouvettes et les plaques extrudées
présentent parfois une résistance et une rigidité
supérieures à celles d’une pièce moulée par
injection car leur cristallinité est plus élevée;
 il est impossible d’étudier l’impact de l’orientation
des fibres.
10 - Liste de contrôle
Production de prototypes
Exemple :
 Le prototype usiné d’un ressort de commutateur
d’éclairage, produit à partir d’un matériau extrudé, a
supporté 180000 cycles de contraintes sans fatigue.
 La même pièce, moulée par injection, a subi une
rupture par fatigue après 80000 cycles.
 Ceci s’explique par la structure cristalline différente
du moulage par injection.
10 - Liste de contrôle
Moules de prototypes
 Pour produire des prototypes, il est possible d’utiliser:
 des moules de coulée sous pression existants
 des moules en matériau facilement usinables ou
économiques comme l’aluminium ou le laiton.
 Sachez que ces moules ne permettent pas de
reproduire des paramètres de moulage importants
tels que la température et la pression.
10 - Liste de contrôle
Moules de prototypes
 En outre, les différentes propriétés de
refroidissement induisent des comportements au
moulage et à la déformation différents.
 Les moules de production préliminaire en acier
trempé sont recommandés d’utiliser :
 soit des moules à une empreinte
 soit une seule empreinte dans un moule à
plusieurs empreintes + cavités à volume identique
(pression égale).
10 - Liste de contrôle
Essai des pièces plastiques
 Avec les techniques de simulation par ordinateur
telles que l’analyse de la résistance et de
l’écoulement, vous pouvez identifier très tôt les points
faibles potentiels de la conception ou de la mise en
œuvre.
 En revanche, il est impossible de garantir à 100% la
qualité du produit fini et son comportement en
conditions de service.
10 - Liste de contrôle
Essai des pièces plastiques
 Les essais de prototypes réalisés dans ces
conditions fournissent toujours les informations les
plus fiables.
 Ces essais sont indispensables pour les pièces
techniques devant répondre à des exigences
fonctionnelles et de qualité strictes.
10 - Liste de contrôle
Essai des pièces plastiques
 Si vous ne parvenez pas à mener des essais en
conditions réelles d’utilisation, vous pouvez simuler
ces conditions.
 La valeur de ces essais dépend en grande partie de
la précision de la simulation.
 Les essais prolongés servant à évaluer le
comportement à long terme de la pièce soumise à
des contraintes mécaniques ou à la chaleur sont
parfois impossibles à réaliser ou peu rentables.
10 - Liste de contrôle
Essai des pièces plastiques
 Par ailleurs, les prévisions sur ce comportement,
fondées sur des essais accélérés dans des
conditions de service très difficiles, manquent
souvent de précision et doivent être traitées avec la
plus grande précaution.
 Le comportement d’un plastique soumis à des
contraintes durant un essai à long terme peut être
complètement différent de celui observé lors d’un
essai accéléré.
10 - Liste de contrôle
Innover avec les plastiques
 De nombreuses applications de tous les secteurs
industriels montrent que l’avenir est aux plastiques.
 En exploitant de manière intelligente les propriétés
des polymères, il est possible de fabriquer des pièces
offrant des fonctionnalités et une rentabilité
supérieures à celles de modèles précédents.
 Les pièces actuelles exigent une géométrie et des
matériaux de plus en plus complexes.
10 - Liste de contrôle
10 - Liste de contrôle
10 - Liste de contrôle
CONCLUSIONS
 Bien que les plastiques permettent de résoudre
différents types de problème, il doit exister une
parfaite adéquation entre le matériau et l’application.
 Les fabricants de matières premières (résines)
possèdent une vaste expérience dans ce domaine.
CONCLUSIONS
CONCEPTION DES PIECES A SOUDER
PRINCIPE DE L’ULTRASONS
 Le soudage par Ultrason
est une technique
d'assemblage rapide et
économique pour les
matériaux thermo-fusibles
comme le plastique.
 Ce procédé s'applique
facilement aux polymères
PRINCIPE DE L’ULTRASONS
 Et pour les polymères à point de fusion haut >200°C,
l'assemblage demande plus de paramètres
techniques :
 temps de soudure plus long,
 Profil et type de sonotrode,
 Puissance et gamme de fréquence d'utilisation.
PRINCIPE DE L’ULTRASONS
 Le procédé
 Des vibrations de haute fréquence sont envoyées
aux deux pièces par le biais d'un outil vibrant
appelé sonotrode ou tête de soudure.
 La soudure se fait grâce à la chaleur engendrée à
l'interface des deux pièces.
 L'équipement nécessaire comporte :
 Un dispositif de fixation pour maintenir les
pièces à souder.
PRINCIPE DE L’ULTRASONS
 Un transducteur électromagnétique ou
convertisseur qui va générer les ondes haute
fréquence
 Une sonotrode pour transmettre les ultrasons
aux pièces à souder
 Les fréquences typiquement utilisées sont 20, 30,
35, 40 et 70 kHz et les amplitudes des vibrations
varient entre 10 et 120 micromètres, en fonction
du type de matériel et de la forme des pièces à
assembler.
Applications
 Les ultra-sons sont surtout utilisés pour le soudage
en série des pièces en matière plastique, et plus
particulièrement pour le soudage des petites pièces.
 L’avantage de la soudure ultrasons réside dans la
rapidité de l’opération.
 Elle ne dépasse guère un temps de 6 secondes (hors
temps de présentation des pièces).
Applications
 Les secteurs représentatifs pour le soudage par ultra-
sons sont, par exemple, l’industrie automobile,
l’industrie électrotechnique, l’industrie des articles de
ménage et également l’industrie des instruments
médicaux.
 Quelques exemples types de pièces soudées sont :
des roues ventilées, des boîtes à gants, des
interrupteurs, des boîtiers, etc. Briquets, cadence de
soudage : 1200/ heure.
REGLES GENERALES
 Voici les recommandations de conception des pièces
à assembler par ultrasons :
 Les parois des pièces à assembler doivent être
rigides.
 Tous les coins et angles sont arrondis, le rayon
doit être le plus grand possible, au moins de 0,2
mm.
 Si les jonctions sont coupantes, pendant le
soudage par ultrasons, la pièce risque d’être
détruite ou fissurée.
REGLES GENERALES
 La sonotrode doit être adaptée à la forme de la
pièce à souder et doit s’aligner parfaitement à la
surface.
 Pour cela, prévoir des surfaces de pièces lisses,
planes, assez grandes.
 Les pièces doivent être parfaitement centrées afin
d’éviter un décalage pendant le soudage.
 Le centrage se fait en général par la pièce.
REGLES GENERALES
 La hauteur de centrage minimale est d’au moins 1
mm.
 Il faut peu de jeu entre la pièce supérieure et la
pièce inférieure, mais au moins 0,05 mm ; même
lorsque les parois sont en biais ou coniques.
 Une géométrie adaptée de la pièce permet de
concentrer l’énergie dans la zone à souder.
Différentes formes importantes existent :
 Directeurs d’énergie,
 Soudure en escalier,
 Assemblage à emboîtement,
 Soudure par écrasement,
 Soudure à emboîtement double,
 Soudure point par point.
Différentes formes importantes
Directeurs d’énergie :
 La hauteur des
directeurs d’énergie
peut varier de 0,15 à
0,5 mm, dans quelques
cas d’exception jusqu’à
1,5 mm.
 L’angle au sommet du
directeur d’énergie
devrait être compris
entre 60° et 90°.
Différentes formes importantes
 C’est la forme de soudure la plus utilisée.
 Elle est particulièrement adaptée aux matières
amorphes et à certaines matières semi-cristallines.
 Les pièces devraient être centrées et fixées par
des tenons ou des nervures.
 Toutefois, ce système ne permet pas toujours un
soudage sans que la matière fondue s’échappe de
la zone de soudage.
Soudure en escalier
 Dans le cas d’une soudure en
escalier, une collerette est injectée
aux pièces à souder et s’emboîte
dans l’espace ménagé de l’autre
pièce.
 Un directeur d’énergie concentre
l’énergie.
 Dans le cas d’une soudure en
escalier, il n’y a pas de bourrelet de
soudure visible à l’extérieur. La pièce
est propre, sans soudure visible.
Soudure en escalier
 La résistance mécanique est meilleure que celle obtenue
avec des directeurs d’énergie classiques, puisqu’une partie
de la matière fondue s’écoule dans la fente coulissante.
 Autre intérêt de la soudure en escalier : ne pas autoriser la
matière à s’infiltrer à l’intérieur des pièces à assembler.
 Ce système de soudure est bien adapté aux matières
plastiques semi-cristallines, par exemple le PA.
 Cette conception est plus complexe que le simple directeur
d’énergie.
 Il faut tenir compte du retrait de la matière à transformer
pour obtenir le jeu nécessaire entre les pièces à souder.
Soudure en escalier
Assemblage à emboîtement
 C’est une conception théorique idéale pour une soudure.
Elle offre les meilleurs résultats de résistance mécanique
et d’étanchéité.
Assemblage à emboîtement
 Toutefois, cette méthode est peu répandue.
 Le jeu entre les pièces à assembler est difficile à
maîtriser.
 Cette soudure se prête uniquement aux pièces
injectées dont on maîtrise les tolérances et le retrait.
 Pour chaque bord, la paroi devrait être au moins de
1 mm pour ne pas risquer l’éclatement au cours du
soudage.
Assemblage par écrasement
 Certaines matières plastiques tels que les
polyamides, les poly acétals et les copolymères
d’acétate ont une fusion franche.
 L’utilisation de directeurs d’énergie classiques
provoque un écoulement incontrôlé de la matière.
 Dans ce cas, la soudure par écrasement est adaptée.
Assemblage par écrasement
A : Dimension constante à 0,4 mm
B : Epaisseur pièce / paroi
C : Cote de positionnement du couvercle = 0,5 à 0,8 mm
D : Evidemment recommandé pour un bon contact avec la sonotrode
E : Profondeur de la soudure = 1,25 à 1,5 B (Solidité du joint)
Assemblage par écrasement
Assemblage par écrasement
Variantes de joints à cisaillement
Soudure à emboîtement double
 Le soudage à emboîtement double est utilisé lorsqu’il
s’agit d’assembler des pièces dont la soudure doit
être résistante et laisser toutefois un certain jeu entre
les pièces.
 Cette méthode est employée pour la plupart des
matières plastiques rigides amorphes et semi-
cristallines.
 Le dimensionnement des surfaces à joindre est
similaire à celui du soudage par écrasement.
Soudure à emboîtement double
Soudure par point
 Le soudage par ultrasons par point permet de souder
des pièces à grandes surfaces ne nécessitant
aucune préparation particulière de la soudure.
 La pointe de la sonotrode pénètre la pièce supérieure
jusqu’à la pièce inférieure.
 La matière en contact s’échauffe. La chaleur plastifie
la matière et la soude.
Soudure par point
Soudure par point
 La matière plastifiée est amenée entre les deux
couches superposées et forme une petite bosse
annulaire.
 Le dos de la partie inférieure n’est presque pas
touché.
 Les pièces sont fixées par des serre-flancs ou par un
dispositif de serrage.
Soudure par point
 L’épaisseur de la matière en contact avec la
sonotrode ne devrait pas dépasser 8 mm.
 Le soudage par point peut être effectué
manuellement avec un appareil de soudage par
ultrasons (pistolet à main).
029-3 - CONCEPTION PIECES PLASTIQUE 2010.ppt
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  • 1. SOMMAIRE RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES DANS LESQUELS S'EFFECTUENT LES DEVELOPPEMENTS DE PIECES PLASTIQUES METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE INJECTEE CONCEPTION DES PIECES INJECTEES ASSEMBLAGE ET CONCEPTION DES PIECES A SOUDER
  • 2. RAPPEL SUR LE CONTEXTE ECONOMIQUE DES DEVELOPPEMENTS DE PIECES PLASTIQUES
  • 3. RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL Deux types de contexte industriel engendrent des développements de pièces plastiques :  Les entreprises intégrées avec une structure qui maîtrise la totalité de l'élaboration d’un produit.  Les donneurs d'ordre qui, pour la partie conception font appel à des entreprises spécialisées pour l'étude et la réalisation de sous ensembles.  A noter que certains intégrés pour des raisons d'investissements ou de surcharge d'activité peuvent devenir des donneurs d'ordre.
  • 4. RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL  Chaque type d'entreprise suit un schéma d'organisation explicité en page suivante.
  • 6. RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL  Les phases de développement d'une pièce plastique dans une structure intégrée reprennent un mode d'organisation semblable à celui décrit en page suivante.
  • 7. Schéma de développement pour un intégré
  • 8. RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL  Après définition du nouveau produit, une étude de rentabilité et un chiffrage par des moyens analogiques verrouille le développement tant en investissement qu'en prix de fourniture des pièces (Extrapolation des données de la comptabilité analytique vers ce nouveau produit avec modulation des coûts en fonction des évolutions de productivité envisagées ou par utilisation de nouvelles techniques de production) .  Pour le donneur d'ordre, cette démarche existe, mais est transparente pour le sous-traitant car la concurrence va jouer pour obtenir le meilleur niveau de prix et de performance par rapport aux fonctions sous-traitées.
  • 9. RAPPELS SUR LES CONTEXTES ECONOMIQUES STRUCTURE DU TISSU INDUSTRIEL  Dans les 2 cas, cette démarche se termine par un contrat de fourniture :  Soit interne (entre gestionnaire du projet et entité de production (atelier, secteur spécialisé)  Soit liant un donneur d'ordre et son sous-traitant.  Le développement va donc être conduit avec une maîtrise des coûts d'investissement et des prix de pièces rendues sur site d'assemblage.
  • 10. Schéma de développement d’un donneur d'ordre
  • 11. Démarche de rédaction d' un contrat de fourniture
  • 12. Démarche de rédaction d' un contrat de fourniture  Cette démarche oblige le concepteur de pièce à utiliser un schéma de développement qui optimise tous les éléments économiques de son projet:  Gestion des temps d'étude et des délais.  Meilleur rapport qualité/prix par rapport à la fonction dans le choix matière car c'est un élément qui entre souvent pour ~ 50 % du prix de la pièce en prix de revient atelier.
  • 13. Démarche de rédaction d' un contrat de fourniture  Forme optimisée dans le volume et les épaisseurs pour diminuer également le prix matière.  Forme optimisée dans la réalisation et l'usinage du moule pour diminuer les investissements.  Formes et dimensions optimisées pour faciliter la maîtrise du processus d'injection tant sur la durée du cycle (épaisseur et échange thermique) que sur la fiabilité de ce processus: obtention de CP et CPk correct, SPC facile à mettre en place.
  • 14. Démarche de rédaction d' un contrat de fourniture  Cette multiplication de compétences conduise à mettre en place un groupe de travail qui, par sa composition, va permettre de réunir dans des séances de travail toutes les composantes de chacun des métiers.
  • 15. LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE Un Groupe d'étude s'articule autour de 6 fonctions: 1. Un pilotage et une organisation 2. Technique et solution nouvelles (R&D), 3. Le concepteur et le dessinateur, 4. Le spécialiste du processus de moulage, 5. Le garant du bon déroulement et de la traçabilité, 6. Le non-initié, pas technique, avec du "bon sens",
  • 16. LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE Un pilotage et une organisation : rôle du chef de projet  Pilotage interne et externe  Gestion du planning de développement en délai et en coût.  Gestion des ressources  Gestion du budget  Répartition des taches, synchronisation des actions de chaque participant.  Contact avec le client pour affiner le projet : attitude "commercial" indispensable - ne pas raconter tout et n'importe quoi au client.  Organisation : Maîtrise du planning et des phases du développement, animateur de toutes les réunions du groupe.
  • 17. LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE Technique et solution nouvelles (R&D), matériau nouveau : le professeur Tournesol du groupe :  Recherche et développement : moteur de la créativité du groupe.  Innovant mais pas farfelu quand même,  Matheux et bon en RDM, ça le tempère dans ces élucubrations et puis il faut bien les faire ces calculs.
  • 18. LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE Le concepteur et le dessinateur: le bon en vision spatiale et en DAO  Dessine et manipule correctement la DAO  Exécutant du projet.  Traduit en dessins et schémas les idées du groupe.
  • 19. LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE Le spécialiste du processus de moulage Technique  Conseil pour l'optimisation de la pièce  Simplification dans la faisabilité du moule (contre dépouille, échange thermique, déformation au moulage).  Fiabilisation du processus de moulage (point d'injection et écoulement favorables, maîtrise des retraits différentiels, géométrie et cotation adaptées).
  • 20. LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE Le garant du bon déroulement et de la traçabilité : assistant qualité  Veille au respect des procédures et modes opératoires du plan qualité de l’entreprise.  C'est une fonction externe, parachuté par le service qualité pour éviter les non-conformités possibles lors des audits client ou AFAQ.  Assure la traçabilité en gérant les documents de suivi internes et externes, les rapports de réunion.  Anime toutes les AMDEC(s) car le chef de projet ne peut pas être juge et partie.
  • 21. LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE Le non-initié, pas technique, avec du "bon sens",  Facultatif mais efficace pour l'analyse fonctionnelle car novice sur le projet.  Elément régulateur des solutions analogiques et de la copie directe car il pose les questions de base et réagit par un vécu pratique.  Evite beaucoup de solutions "usine à gaz", pas étudiées pour l'utilisateur.
  • 22. LE GROUPE POUR L'ETUDE D'UNE PIECE INJECTEE  Chaque participant du groupe peut être bien sûr impliqué dans d'autre étude, voir changer de domaine ceci pour affiner la performance de ce mode de travail.  Il est possible également de cumuler plusieurs casquettes, mais la restriction du nombre de participant diminue la créativité et la réactivité du groupe et incite souvent les participants, par cumul de fonctions, à déroger de la méthodologie d'étude, donc à privilégier les solutions analogiques.
  • 24. METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE INJECTEE Le groupe de travail fonctionne grâce à une série de réunions avec des objectifs définis dans un plan d'avancement du projet :  L'ordre du jour est fixé par une méthodologie avec un ordre organisationnel et chronologique.  Des plans d'action individuels sont établis à la fin de chaque réunion pour permettre le déroulement de la réunion suivante.  Ces plans d'action donnent en fonction des compétences, les activités pour chaque membre, avec des objectifs et des délais à respecter.
  • 25. METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE INJECTEE  Exemples :  Rechercher une norme sur telle situation et vérifier son application potentielle à l'étude.  Effectuer un calcul de résistance des matériaux sur une structure pour optimiser le dimensionnement.  Estimer un prix de pièce et un investissement pour départager des solutions techniques.
  • 26. METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE INJECTEE  Cette approche de l'étude par groupe de travail nécessite une coopération et une responsabilisation de chaque membre  Sachant que le bon fonctionnement peut être perturbé par un seul élément qui ne participe pas correctement.
  • 27. METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE INJECTEE La méthodologie d'étude est basée sur :  Des étapes dans la créativité et la conception proprement dite  Des outils adaptés à chaque étape  Une validation et une traçabilité car le groupe n'est pas opérationnel constamment, donc chaque membre doit être informé de l'avancement et des décisions des autres participants.
  • 28. METHODOLOGIE DE CONCEPTION D'UNE PIECE INJECTEE  Ces validations et traçabilité peuvent être internes par souci d'efficacité et de rigueur.  Mais souvent elles sont également demandées par le client comme preuve du bon déroulement de chaque étape (Questionnaire inter actif, AMDEC).  Le diagramme ci-après donne un modèle de méthodologie d'étude pour établir le plan de définition d'une pièce injectée :
  • 31. ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE  La première étape correspond à la définition de la pièce à créer en termes de fonctions et de critères pour cadrer au plus juste la demande client.
  • 32. ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE  La réunion de lancement va permettre d'organiser le groupe, d'affecter chaque participant à une fonction et de rassembler les données d'entrée :  Données économiques de l'entreprise : prix souhaité, délais, les investissements, temps alloué à l'étude, ...  Les besoins du client (internes ou externes) : services attendus, la limitation dimensionnelle, contraintes ou normalisation du produit, les critères de résistance envisagés par le client.
  • 33. ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE  Le contrat de fourniture passé avec le client pour compléter les données sur les cadences, la productivité souhaitée, ...  L'outil pour aider à la définition du produit est l'analyse fonctionnelle.
  • 34. ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE  Plusieurs méthodologies existent souvent mise au point par des cabinets conseil, mais cette démarche s'appuie sur deux concepts :  Les situations de vie les plus courantes du produit depuis sa fabrication jusqu'à sa destruction.  Des fonctions entre l'objet et son environnement.
  • 35. ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE  Ces méthodologies font toutes appel à la créativité d'un groupe pour simuler un contexte d'utilisation par rapport à la demande du client.  Les imprécisions ou les doutes faisant l'objet de questions à celui-ci, questions formulées dans un document contractuel appelé questionnaire interactif.
  • 36. ETAPES DE CONCEPTION D’UNE PIECE PLASTIQUE  Parallèlement, l'étude de la concurrence permet de situer quelles sont les fonctions prise en compte par les produits du marché pour éviter de gonfler un produit sur des fonctions secondaires ou de le sous dimensionner par rapport au produit existant.  Le regroupement des fonctions et la critérisation de chacune, c'est à dire la définition de grandeurs mesurables conduit à la rédaction du cahier des charges fonctionnelles.
  • 37. EXEMPLE  Il faut convertir ce document en un modèle 3D ou perspective dans lequel chaque fonction sera représentée par des surfaces disposées dans l'espace par les critères dimensionnels et sur lesquelles s'appliquent les contraintes mécaniques sous forme de vecteurs orientés.
  • 38. EXEMPLE  Exemple : fonction guidage d'un arbre tournant.
  • 39. EXEMPLE  C'est l'épure fonctionnelle qui sert d'interface entre la phase créative de définition du produit et sa conception, c'est à dire la phase des premiers tracés et des dimensionnements.  Deux possibilités sont envisageables pour le choix matière :  Pour des raisons économiques, la matière ou la formulation dérivée d'une famille est imposée - cas du polypropylène ou du PA dans l'automobile, par exemple.
  • 40. EXEMPLE  Dans ce cas, c'est le dimensionnement et les astuces de conception qui autoriseront la faisabilité.  C'est le cas le plus fréquent par rapport à un contrat de fourniture car le choix matière a déterminé un niveau de prix.  Ce sont les contraintes du cahier des charges qui impose un type de matière ou de formulation, principalement la tenue thermique ou le fluage.  Dans ce cas le dimensionnement devra optimisé le prix matière de la pièce.
  • 41. EXEMPLE  La création des formes, des épaisseurs et des raccordements entre surfaces fonctionnelles est orientée par une réflexion sur la façon dont les écoulements et les échanges thermiques s'optimisent et sur une résistance mécanique adaptée au cahier des charges.  Ce mécanisme de pensée est illustré par la représentation du cercle de conception et par cette notion de boucle dont la sortie est le meilleur compromis de tout ces impératifs.
  • 42. EXEMPLE  L'étape suivante dans la méthodologie est surtout orientée vers des validations du concept défini :  Validation économique avec un chiffrage du prix de revient.  Utilisation des outils de validation comme les simulations RDM, de remplissage et l'élaboration de prototypes.  Analyse des modes de défaillances potentiels du produit et obtention d'un indice potentiel de risque acceptable par rapport à la cotation AMDEC.
  • 43. EXEMPLE  Pour diminuer les temps d'études et de réunion, les entreprises ont souvent un canevas pré-établi pour les cahiers des charges, les calculs et les AMDEC des produits sur lesquels leur savoir-faire est le meilleur.  Il suffit au groupe de travail de vérifier que chaque étape de la méthodologie et les outils associés sont adaptés au produit en développement, de réajuster les différences pour valider rapidement ce nouveau projet.
  • 44. 10 RÉGLES DE CONCEPTION
  • 45. INTRODUCTION  La qualité d’une pièce moulée fonctionnelle en matière plastique est déterminée essentiellement par les facteurs suivants :  Propriétés intrinsèques de la matière.  Conditions de transformations de la matière.  Géométrie de la pièce.  Il faut optimiser ces 3 paramètres pour obtenir une pièce de qualité.
  • 46. Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :  Variation dimensionnelle ou gauchissement des pièces :  Elle est due à un retrait non homogène de la pièce (pression différentielle)  Refroidissement de la pièce non homogène
  • 47. Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :  Pression différente à différents points de la pièce  Orientation des fibres à l’injection (Retrait différentiel).  Variation brusque des épaisseurs de la pièce (Perte de charge – pression différentielle).
  • 48. Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :  Mauvaise résistance mécanique de la pièce  Elle est due à des contraintes internes créées pendant le moulage de la pièce  Concentration de contraintes à certains endroits de la pièce (Stress Cracking)  Mauvais positionnement de la fin de remplissage de la pièce (Incomplet).
  • 49. Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées :  Défauts d’aspect de la pièce  Elles sont dues à (ou/et):  Une variation de température  Une variation de pression (traces),  Brillance,  Matité,  Retassures,  Lignes de soudures.
  • 50. Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées : Il faut donc concevoir une pièce en :  minimisant les déformations donc en uniformisant les retraits au moulage.
  • 51. Principaux défauts engendrés sur les pièces injectées : Pour cela, nous vous proposons de baser la méthodologie sur 10 règles de conceptions : 1. Comparaison des matériaux 2. Sélection des matériaux 3. Epaisseur de paroi 4. Nervures 5. Emplacement des points d’injection 6. Conceptions économiques 7. Technique générale d’assemblage 8. Technique de soudage 9. Tolérances 10.Liste de contrôle
  • 52. 1-Comparaison des matériaux, Le plastique n’est pas du métal, Comparaison des matériaux :  De nombreuses conceptions en matière plastique sont encore dérivées des pièces métalliques.  Dans le premier des dix règles de ce module, nous vous proposons de décrire les points essentiels qui, dans une conception, différencient les plastiques des matériaux traditionnels.
  • 53. 1-Comparaison des matériaux, Le plastique n’est pas du métal, Propriétés de base différentes :  Les propriétés des plastiques peuvent varier dans une bien plus large mesure que celles de tous les autres matériaux techniques.  L’ajout de charges, de matériaux de renfort et de modifiants peut changer radicalement les propriétés de pratiquement n’importe quel polymère de base.  Toutefois, la plupart des propriétés fondamentales des plastiques sont très différentes de celles des métaux.
  • 55. 1-Comparaison des matériaux, Propriétés de base différentes : Par exemple, les caractéristiques des métaux suivantes sont supérieures :  La densité  La température maximale de service  La rigidité  La résistance  La conductivité thermique et électrique plus élevées Tandis que inversement par rapport aux plastiques:  Le pouvoir d’amortissement mécanique  La dilatation thermique  L’allongement à la rupture et la ténacité sont supérieurs.
  • 56. 1-Comparaison des matériaux, Propriétés de base différentes :  Pour produire des pièces plastiques à la fois fonctionnelles et économiques, il est souvent nécessaire de procéder à une modification radicale de la conception si le matériau d’origine est le métal.  Eventuellement, cela permet aussi d’intégrer des fonctions et de simplifier la géométrie.
  • 57. 1-Comparaison des matériaux,, Comportements différents:  Dans des conditions de service identiques, les plastiques ont un comportement totalement différent de celui des métaux.  Pour cette raison, une pièce métallique à la fois fonctionnelle et économique peut être soumise à une rupture si elle est reproduite trop rapidement en matière plastique.  Le bureau d’études doit donc bien connaître les propriétés de ce groupe de matériaux.
  • 58. 1-Comparaison des matériaux, Déformation en fonction de la température et du temps  A mesure que la température de service approche du point de fusion, le comportement à la déformation est de plus en plus tributaire de la température et du temps.  Pour la plupart des plastiques, les propriétés mécaniques réagissent à un changement de température (même à température ambiante) ou lors d’une exposition à des contraintes de courte durée.  En revanche, le comportement des métaux reste pratiquement inchangé jusqu’à une température proche de la valeur de recristallisation (>300°C).
  • 59. 1-Comparaison des matériaux, Déformation en fonction de la température et du temps  Si la température de service ou la déformation varie suffisamment rapidement, le comportement à la déformation des thermoplastiques techniques peut changer: de durs et cassants, ils deviennent élastiques (tableau suivant).  Ainsi, lorsqu’un couvercle d’airbag s’ouvre subitement, son comportement à la déformation est complètement différent de celui d’un élément en matériau identique assemblé par emboîtage élastique.
  • 60. Effet du type de contrainte sur le comportement à la déformation des plastiques
  • 61. 1-Comparaison des matériaux, Déformation en fonction de la température et du temps  De même, cet élément doit être assemblé différemment selon que la température est basse ou élevée.  Celle-ci a donc un impact bien plus important que la vitesse de charge.
  • 62. 1-Comparaison des matériaux, Facteurs influençant les propriétés des pièces La qualité d’une pièce n’est pas exclusivement liée aux propriétés du matériau. Différents facteurs comme le rayonnement ultraviolet peuvent modifier les propriétés élémentaires d’une pièce plastique, jusqu’à la rendre inutilisable.  Une pièce bien conçue peut être soumise à une rupture si les conditions de mise en œuvre sont inadaptées.
  • 63. 1-Comparaison des matériaux, Facteurs influençant les propriétés des pièces  De même, il est généralement impossible aux plasturgistes d’éliminer les défauts de conception durant le moulage.  Seul un processus d’optimisation prenant en compte tous les facteurs déterminants est à même de garantir une pièce de qualité.
  • 64. 1-Comparaison des matériaux, Facteurs influençant les propriétés des pièces  Les matières plastiques supportant moins bien les défauts de conception que les métaux, il convient d’éliminer d’emblée les imperfections.  Pour cela, il est nécessaire de commencer par une analyse exhaustive et précise de toutes les conditions requises et des limites.
  • 65. Facteurs influant sur les propriétés des pièces plastiques
  • 66. 2-Sélection des matériaux Le bon choix  Il n’existe pas de mauvais matériaux, uniquement des matériaux inadaptés à des applications spécifiques.  Il est donc essentiel que les ingénieurs d’études connaissent parfaitement les propriétés des matériaux concurrents et soumettent ces derniers à des essais approfondis portant sur les facteurs ayant une incidence sur la pièce moulée par injection.
  • 67. 2-Sélection des matériaux Thermoplastiques traditionnels  Les matériaux les plus couramment employés dans le moulage par injection sont les thermoplastiques, qui se partagent en deux catégories:  Les plastiques amorphes  Les plastiques semi-cristallins.  Ces deux catégories de matériaux diffèrent par leur structure moléculaire et par toutes les propriétés que la cristallisation est susceptible de modifier.
  • 68. 2-Sélection des matériaux Thermoplastiques traditionnels  Les thermoplastiques semi-cristallins servent principalement à fabriquer des pièces exposées à des contraintes mécaniques élevées et répétées.  Les thermoplastiques amorphes étant utilisés de préférence pour les boîtiers en raison de leur faible tendance à la déformation.
  • 70. 2-Sélection des matériaux Charges et matériaux de renfort  Les thermoplastiques sont fournis sous plusieurs formes:  non renforcés  renforcés de fibre de verre, de charge minérale ou de billes de verre.  Les fibres de verre permettent d’augmenter la résistance, la rigidité et la température de service.  Les charges minérales et les billes de verre ayant un pouvoir de renfort moindre, elles servent à réduire la déformation.
  • 71. 2-Sélection des matériaux Charges et matériaux de renfort  Les fibres de verre influent également sur les paramètres de mise en œuvre, notamment le retrait au moulage.  Les matériaux qui en comportent ne peuvent donc pas être remplacés par des thermoplastiques non renforcés ni par des matériaux à faible teneur en agent de renfort sans entraîner des modifications dimensionnelles.  L’orientation des fibres de verre dépend du sens de l’écoulement qui influe sur la résistance mécanique.
  • 72. 2-Sélection des matériaux Charges et matériaux de renfort
  • 73. 2-Sélection des matériaux Charges et matériaux de renfort  Dans le cas du PET renforcé de 30% FV, une éprouvette injectée perpendiculairement, on observe une perte de 32% pour la résistance à la traction, de 43% pour le module de flexion et de 53% pour la résistance au choc.  Il faut tenir compte de ces éléments dans le calcul de la résistance en intégrant des facteurs de sécurité.  L’ajout de matériaux de renfort, charges et modificateurs à de nombreux thermoplastiques permet de modifier leurs propriétés.
  • 74. 2-Sélection des matériaux Charges et matériaux de renfort
  • 75. 2-Sélection des matériaux Effet de l’humidité sur les plastiques  Certains thermoplastiques, notamment les polyamides 6 et 66, absorbent l’humidité, ce qui peut avoir un impact considérable sur leurs propriétés mécaniques et leur stabilité dimensionnelle.  Il faut tenir compte de cette propriété lors de la sélection du matériau.
  • 76. 2-Sélection des matériaux Effet de l’humidité sur les plastiques
  • 77. 2-Sélection des matériaux Effet de l’humidité sur les polyamides
  • 78. 2-Sélection des matériaux Autres critères de sélections  Les autres conditions requises sont liées aux paramètres de mise en œuvre et à l’assemblage.  Il importe également de rechercher les moyens d’intégrer plusieurs fonctions dans une pièce afin d’éliminer des opérations d’assemblage onéreuses.  Cette mesure peut avoir un impact positif sur les coûts de production.  Il apparaît que dans les calculs de prix, la matière première n’est pas le seul élément important.
  • 79. 2-Sélection des matériaux Autres critères de sélections  Par ailleurs, les matériaux présentant une rigidité élevée permettent d’obtenir des parois plus minces, ce qui réduit la durée du cycle de moulage.  Il convient de répertorier tous les critères de sélection des matériaux et de les évaluer de manière systématique.
  • 80. 2-Sélection des matériaux Autres critères de sélections
  • 81. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux Le concepteur répond à un cahier charge fonctionnel.  A partir de ce dernier, propositions de solutions aux contraintes du client.  Parmi ces contraintes, nous avons principalement le coût.  Estimation du coût de la pièce, hors investissement moule.
  • 82. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux  Répartition des coûts (Injection simple sans reprise ou dépôt d’insert).  Nous constatons que la part matière peut représenter plus de 50% du coût pièce, hors investissement moule. EXEMPLE Coût Part Matière 0,288€ 61% Machine 0,080€ 17% Opérateur 0,070€ 15% Thermorégulateur 0,010€ 1% Démarrage 0,026€ 6% Total 0,474€ 100%
  • 83. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux  A partir d’une CAO, il est facile d’avoir le volume de la pièce, donc le poids de la pièce.  Poids = Volume*densité  Le tableau ci-après nous donne une approche des prix matière.
  • 84. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux Matière Prix en €/t Matière Prix en €/t PEbdl 800 PTFE 10500 PEbd 730 PVAC 1500 PEhd 770 PMMA 2050 PP 800 POM 2700 PP copolymère 930 PC 2400 PSE 950 PET 800 PS 900 PA (6-6et 6) 2700 SAN 2000 PA (Autre) 3500 à 6000 ABS 1500 Déchets PE 220 PVC Pur 650 Déchets styréniques 240 PVC (Plastifié) 1400 Déchets PVC 210 PVC-Universel (Non plastifié) 1050 Déchets PP 380 PVDC 1900 SBS 1900 PVDF 23500 PEEK 80000
  • 85. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux  Deuxième point, c’est le coût machine (presse à injecter).  Le coût horaire d’une presse est défini par sa force de fermeture (tarif indicatif 2008). Force de verrouillage en tonne. Volume injectable en cm3. Passage entre colonnes en mm. Prix d’achat Taux horaire. 50 80 405 x 400 58693€ 18,45€ 90 164 445 x 445 87202€ 23,47€ 140 286 515 x 515 106486€ 26,84€ 200 499 610 x 610 129125€ 30,19€ 300 796 735 x 735 151764€ 35,2€ 450 1215 820 x 820 243157€ 46,97€
  • 86. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux  Dans le cas d’injection bi-matière, nous avons d’autres coûts horaires (tarif indicatif 2008). Force de verrouillage en tonne. Volume injectable en cm3. Passage entre colonnes en mm. Prix d’achat Taux horaire 90 164 445 x 445 134156€ 28,49€ 140 286 515 x 515 162663€ 31,90€ 200 499 610 x 610 189508€ 36,91€ 300 796 735 x 735 219681€ 43,62€ 450 1215 820 x 820 358254€ 53,68€
  • 87. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux Cette pièce est déclinée en deux variantes.  Nous avons une variante avec une épaisseur de 1mm, tandis que l’autre est avec une épaisseur de 3 mm.  Pour une épaisseur de 1 mm, nous avons une force de remplissage de 3,75 T (Fig. 1),  Tandis que pour une épaisseur de 3 mm, nous avons une force de remplissage de 0,6 T (Fig. 2).
  • 88. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux
  • 89. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux  Par contre au niveau du temps de refroidissement, nous avons :  2,3 secondes pour l’épaisseur de 1 mm (Fig. 3)  15,8 secondes pour l’épaisseur de 3 mm (Fig. 4).
  • 90. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux
  • 91. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux  Nous pouvons conclure que les épaisseurs, les plus fines permettent de réduire le temps de production.  Car le temps de refroidissement représente 60 à 80 % du temps de cycle.  Sachant que le temps de refroidissement dépend du carré de l’épaisseur à refroidir.
  • 92. 2-Sélection des matériaux Approche économique sur le choix du matériaux  Mais nous pouvons constater aussi que les parois trop fines engendrent des forces de remplissage plus importante.
  • 93. 3-Epaisseur de paroi Epaisseur de paroi : Autant que nécessaire et le moins si possible  Lors de conception de pièces en plastiques techniques, l’expérience montre que certains aspects récurrents peuvent être simplifiés.  L’épaisseur de paroi, qui a une influence notable sur la qualité des pièces, en fait partie.
  • 94. 3-Epaisseur de paroi  Effet sur certaines propriétés des pièces, la modification de l’épaisseur de paroi a un impact considérable sur les propriétés suivantes:  poids de la pièce;  longueurs d’écoulement possibles dans le moule;  durée du cycle;  rigidité de la pièce moulée;  tolérances;  qualité de la pièce en termes d’état de surface, de déformation et de bulles.
  • 95. 3-Epaisseur de paroi Ration chemin d’écoulement / épaisseur de paroi :  A un stade précoce de la mise au point, il est important de savoir si le matériau requis permet d’obtenir l’épaisseur de paroi voulue.  Le ratio longueur d’écoulement/épaisseur a une influence considérable sur le remplissage de l’empreinte durant le moulage par injection.
  • 96. 3-Epaisseur de paroi Ration chemin d’écoulement / épaisseur de paroi :  Si des écoulements longs et des épaisseurs de paroi réduites sont nécessaires, seul un polymère présentant une faible viscosité à l’état fondu convient.  Pour en savoir plus sur le comportement du polymère fondu, il est possible de déterminer les longueurs d’écoulement au moyen d’un moule d’essai.
  • 97. 3-Epaisseur de paroi Ration chemin d’écoulement / épaisseur de paroi : EXEMPLE :  Si nous faisons la simulation de remplissage d’une pièce de 500 mm par 20 mm.  A la figure 5, la pièce a une épaisseur de 3 mm, nous ne rencontrons aucun problème de remplissage.  Tandis qu’à la figure 6, l’épaisseur de la pièce fait 1 mm.  Dans ce dernier cas, la pièce ne se remplit pas.  La partie grisée représente le vide.  Pour les deux épaisseurs, le débit de remplissage a été fixé à 50 cm3/s et la pression maximum d’injection à 1200 bars.
  • 98. 3-Epaisseur de paroi Ration chemin d’écoulement / épaisseur de paroi :
  • 99. 3-Epaisseur de paroi Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur  La rigidité en flexion d’une plaque dépend du module d’élasticité du matériau et du moment d’inertie de la section de cette plaque.  Si on augmente automatiquement l’épaisseur de paroi pour améliorer la rigidité des pièces plastiques, sans penser aux conséquences, de sérieux problèmes risquent de se poser avec les matériaux semi-cristallins.
  • 100. 3-Epaisseur de paroi Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur  Dans le cas des matériaux renforcés verre, la modification de ce paramètre influe également sur l’orientation des fibres de verre.  Près de la paroi du moule, les fibres sont orientées dans le sens de l’écoulement.  Au centre de la section de paroi, il se produit une orientation aléatoire due à l’écoulement turbulent.  L’augmentation de l’épaisseur de paroi se traduit principalement par l’agrandissement de la section droite des fibres à orientation aléatoire.
  • 101. 3-Epaisseur de paroi Orientation des fibres (zone du noyau/zone du bord)
  • 102. 3-Epaisseur de paroi Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur  Par ailleurs, l’épaisseur de la zone dans laquelle les fibres sont orientées dans le sens de l’écoulement reste en grande partie inchangée.  Cette zone limite, qui influe considérablement sur la rigidité des pièces dans le cas des plastiques renforcés verre, est ainsi réduite en proportion de l’épaisseur de paroi totale.  Ceci explique la diminution du module d’élasticité lorsque l’épaisseur de paroi augmente.
  • 103. 3-Epaisseur de paroi Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur
  • 104. 3-Epaisseur de paroi Module d’élasticité (flexion) en fonction de l’épaisseur  Les valeurs de résistance déterminées sur des éprouvettes standard (3,2 mm) ne sont donc pas directement applicables à des épaisseurs de paroi qui s’écartent de cette valeur.  Pour évaluer le comportement de la pièce, il est essentiel d’utiliser des facteurs de sécurité.  Ainsi, en augmentant l’épaisseur de paroi sans tenir compte des conséquences, on obtient une hausse des coûts matière et production, sans amélioration notable de la rigidité.
  • 105. 3-Epaisseur de paroi Augmenter l’épaisseur de paroi ?  L’augmentation de l’épaisseur de paroi a un impact considérable sur les propriétés mécaniques mais également sur la qualité du produit fini.  Lors de la conception de pièces plastiques, il est important de rechercher une épaisseur uniforme.  Des épaisseurs différentes dans une même pièce peuvent produire un retrait différentiel qui, selon la rigidité, peut entraîner de sérieux problèmes de déformation et de précision dimensionnelle.
  • 106. 3-Epaisseur de paroi Augmenter l’épaisseur de paroi ?  Pression sur la matière non homogène dans la pièce entraînent des différences de retraits sur la pièce.  Il en résulte des gauchissements et tensions internes.  Pour parvenir à une épaisseur uniforme, il convient de pratiquer des évidements dans les zones épaisses.  De cette façon, on écarte le risque de formation de bulles, la diminution des contraintes internes et réduit la déformation.
  • 107. 3-Epaisseur de paroi Augmenter l’épaisseur de paroi ?
  • 108. 3-Epaisseur de paroi Augmenter l’épaisseur de paroi ?  Des épaisseurs de parois non uniformes peuvent entraîner des gauchissements importants et créer des problèmes de maîtrise des dimensions de la pièce.  Il est plus économique et judicieux, si l’on cherche à augmenter la rigidité de la pièce, d’ajouter des nervures de renfort que d’épaissir les parois. Le retrait est proportionnel à l’épaisseur de la pièce.
  • 109. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.  Au précédent chapitre, nous avons vu que le temps de refroidissement augmente avec l’épaisseur.  Si nous avons une pièce avec des épaisseurs différentes, le refroidissement de la pièce ne va pas être homogène.  Ce manque d’homogénéisation va engendrer des contraintes dans la pièce.
  • 110. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.  Sur la figure 7, nous avons une pièce avec une épaisseur de 3 mm et une épaisseur de 1,5 mm.  En grisé, nous avons la pièce à l’origine.  Nous pouvons constater que la déformation a été plus importante du côté, où l’épaisseur est la plus forte.  Au niveau de la figure 7, la déformation a été multipliée par 5 par rapport à la réalité.
  • 111. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.
  • 112. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.  Mais nous ne pouvons pas uniquement faire des pièces avec des épaisseurs constantes.  Sur la figure 7a, nous constatons qu’un changement d’épaisseur provoque des zones où la température est plus basse.
  • 113. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.  Par contre, si nous raccordons les deux épaisseurs avec une pente (Figure 7b).  Nous réduisons les différences thermiques.
  • 114. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.  Les problèmes d’homogénéisations d’épaisseur ne sont pas seulement dictés par le refroidissement.  Nous avons aussi des problèmes dus à l’écoulement de la matière.  Par exemple, la figure 8 représente une boîte.
  • 115. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.  Cette dernière a un fond dont l’épaisseur fait 1mm. Tandis que les côtés de la boîte font 3mm   Nous pouvons constater que le front de matière va plus vite sur les côtes.  Etant donné que les côtes ont une épaisseur supérieure au fond.
  • 116. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.  Les parties grisées représentent l’emprisonnement d’air.  Ce phénomène peut engendrer des bulles et des brulures.
  • 117. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.  Nous pouvons aussi jouer sur les différences d’épaisseurs, afin d’éviter un problème de remplissage.  Par exemple pour la figure 9, nous somme obligés d’injecter par le côté.  Nous constatons une ligne de soudure préjudiciable.
  • 118. 3-Epaisseur de paroi Gestion des différences d’épaisseurs.  Afin d’éviter cette ligne de soudure, nous pouvons augmenter de l’épaisseur en haut de la pièce, voir figure 11.  Cette modification supprime la ligne de soudure.
  • 119. 3-Epaisseur de paroi Les angles (différences d’épaisseur local).  Si nous prenons un angle droit, figure 12.  Nous pouvons constater que l’arête à l’extérieur de l’angle se refroidit plus vite.  Cette différence de refroidissement risque d’engendrer des contraintes internes.
  • 120. 3-Epaisseur de paroi Les angles (différences d’épaisseur local).  Pour pallier aux différences thermiques, nous ajoutons un rayon à l’extérieur (Figure 13).  Cet arrondi a un rayon qui égale à l’épaisseur de la pièce.  Avec cet arrondi, nous supprimons la zone qui se refroidit plus vite.  Mais, nous créons un problème de design mécanique avec une zone d’amorce de rupture.
  • 121. 3-Epaisseur de paroi Les angles (différences d’épaisseur local).
  • 122. 3-Epaisseur de paroi Les angles (différences d’épaisseur local).  Par contre, si nous optons pour un seul arrondi à l’intérieur (Figure 14). Nous amplifions les différences thermiques à l’extérieur.  Avec cette dernière modification, nous avons un refroidissement plus homogène à l’extérieur et à l’intérieur de l’angle.
  • 123. 3-Epaisseur de paroi Les angles (différences d’épaisseur local).  Si nous rajoutons un rayon d’une valeur égale à l’épaisseur des parois (Figure 15), nous améliorons la thermique dans la zone et réduisons de même les problèmes éventuels d’amorce de rupture.
  • 124. 4-Nervures Conception optimale des nervures  Pour résoudre les problèmes liés à des parois épaisses, les nervures sont un moyen efficace d’augmenter la rigidité.  De plus, elles permettent de réduire l’épaisseur de paroi.
  • 125. 4-Nervures Conception optimale des nervures  En règle générale, il est possible d’accroître la rigidité de trois façons:  en augmentant l’épaisseur de paroi;  en augmentant le module d’élasticité (par une teneur en fibres plus importante);  en intégrant des nervures à la conception.
  • 126. 4-Nervures Conception optimale des nervures  S’il est impossible d’obtenir la rigidité requise, il est recommandé de sélectionner un matériau dont le module d’élasticité est supérieur à celui du matériau d’origine.  Un moyen simple d’augmenter ce module consiste à accroître la teneur en fibres d’un polymère.  Toutefois, avec une même épaisseur de paroi, cela n’entraîne qu’une augmentation linéaire de la rigidité.
  • 127. 4-Nervures Conception optimale des nervures  Il existe une solution bien plus efficace pour accroître la rigidité, à savoir l’ajout de nervures.  L’augmentation du moment d’inertie entraîne une rigidité accrue de la pièce.  Pour garantir des nervures de dimensions optimales, il est généralement nécessaire de prendre en compte, outre les aspects propres à la conception, les facteurs techniques liés à la production et les facteurs esthétiques.
  • 128. 4-Nervures Dimensions optimales des nervures  Il est possible d’obtenir facilement un moment d’inertie important en ajoutant des nervures hautes et épaisses.  Toutefois, avec les thermoplastiques techniques, cette méthode entraîne souvent de sérieux problèmes (retassures, bulles et déformation).
  • 129. 4-Nervures Dimensions optimales des nervures  De plus, si la hauteur des nervures est trop élevée, leur structure risque de subir une déformation sous charge.  Pour cette raison, il est impératif de conserver les dimensions des nervures dans des proportions raisonnables.
  • 131. 4-Nervures Dimensions optimales des nervures Pour garantir une éjection sans problème de la pièce nervurée, il est essentiel que cette dernière soit légèrement conique.
  • 133. 4-Nervures Limitation de l’accumulation  Pour les pièces d’aspect demandant un post traitement de décoration, ces pièces requièrent un excellent état de surface.  Le dimensionnement des nervures est important.  Une conception adéquate des nervures réduit la tendance à la formation de retassures, ce qui produit des pièces de meilleure qualité.
  • 134. 4-Nervures Limitation de l’accumulation  En respectant les proportions recommandées ici, il est possible de réduire ce «cercle» au maximum et de diminuer, voire d’éliminer les retassures.  Si le cercle est trop grand, il peut en résulter la formation de bulles et une réduction notable des propriétés mécaniques.
  • 135. 4-Nervures Limitation de l’accumulation  Nous essayons de réduire les fortes épaisseurs.  Après réduction, nous renforçons les pièces à l’aide de nervures.  Il est courant d’utiliser la règle suivante :  L’épaisseur de la nervure doit être réduite de moitié par rapport à l’épaisseur de la paroi.  Si nous ne respectons pas cette règle, nous risquons d’avoir un retrait trop important au niveau de la nervure.
  • 136. 4-Nervures Limitation de l’accumulation  La figure 17 représente une pièce, dont la nervure est de même épaisseur que les parois.  Nous pouvons constater que la nervure n’exerce pas un retrait différentiel.
  • 138. 4-Nervures Limitation de l’accumulation  En réalité, il serait souhaitable de raisonner sur les points chauds.  Lorsque nous avons une nervure, dont l’épaisseur est égale à l’épaisseur de la paroi, nous constatons une zone plus chaude dans le prolongement de la nervure (Figure 18).
  • 139. 4-Nervures Limitation de l’accumulation  Ces derniers risquent d’engendrer des retassures dans le prolongement de la nervure (Figure 19).
  • 140. 4-Nervures Limitation de l’accumulation  Si nous réduisons de moitié l’épaisseur de la nervure (Figure 20), la zone chaude a disparu.  Donc nous réduisons le risque de retassure dans le prolongement de la nervure.
  • 141. 4-Nervures Limitation de l’accumulation  Par contre la figure 21, la nervure à une épaisseur réduite de moitié par rapport aux parois.  Dans ce dernier cas, nous avons respecté la règle des épaisseurs, citée ci-dessous.  Mais nous pouvons constater que le retrait est moins important au niveau de la nervure.
  • 142. 4-Nervures Limitation de l’accumulation  Ce phénomène a engendrée une déformation des parois qui sont perpendiculaire à la nervure.  La règle citée ci-dessus doit être associée à un champ de température et des pressions au niveau de la nervure.  Mais le phénomène est faussé, car les dimensions intérieures de la boîte sont bloquées par l’empreinte.
  • 143. 4-Nervures Réduction des contraintes à la base des nervures  Si une pièce nervurée est soumise à des charges, cela peut induire des contraintes à la base des nervures.  Si cette zone ne comporte pas de rayon, il se produit de fortes concentrations de contraintes qui entraînent souvent des fissurations et la rupture de la pièce.
  • 144. 4-Nervures Réduction des contraintes à la base des nervures  La solution consiste à utiliser un rayon suffisamment important permettant une meilleure répartition des contraintes à la base des nervures.  Par ailleurs, les rayons trop importants augmentent le diamètre du cercle inscrit, pouvant provoquer les problèmes mentionnés plus haut.
  • 145. 4-Nervures Réduction des contraintes à la base des nervures
  • 146. 4-Nervures Choix de la structure des nervures  Dans le domaine des matières plastiques, une conception à nervures en croix s’avère efficace car elle peut supporter différentes permutations de charge.  Si elle est convenablement conçue pour les contraintes anticipées, cette structure garantit une répartition uniforme des contraintes de moulage.  Les nœuds formés aux intersections des nervures représentent des accumulations de matière.
  • 147. 4-Nervures Choix de la structure des nervures  Il est toutefois possible de les évider pour écarter tout problème.  Il convient également d’éviter toute accumulation de matière à la jonction de la nervure et du bord de la pièce.
  • 148. 4-Nervures Choix de la structure des nervures
  • 149. 4-Nervures Choix de la structure des nervures
  • 150. 4-Nervures Les bossages.  Les bossages sont souvent associés aux trous de vissage.  Dans le cas de la figure 26, la forme des bossages engendre une zone de plus haute température.  Cette différence thermique va créer des retassures.
  • 151. 4-Nervures Les bossages.  Suite la modification de ce type, nous constatons (Figure 27) que les différences thermiques sont amoindries.
  • 152. 4-Nervures La boîte.  Lors de l’injection d’une boîte, nous constatons un gauchissement, (figure 22) ou des déformations en carré d’as (Figure 22 bis).
  • 154. 4-Nervures La boîte.  Par contre, si nous rajoutons une bordure (Figure 23).  Nous réduisons le gauchissement.
  • 155. 4-Nervures La boîte.  Autre possibilité, nous pouvons modifier le fond de la boîte (Figure 24).
  • 156. 4-Nervures La boîte.  Sur la figure 25, nous pouvons constater que le gauchissement est amoindri.  Autre solution, nous pouvons épaissir le fond de la boîte.  Par exemple, nous avons des côtés avec une épaisseur de 2 mm et le fond avec une épaisseur de 3 mm.
  • 158. 5-Emplacement des points d’injection  Un système d’injection inadapté et des points d’injection mal positionnés posent des problèmes de mise en œuvre mais peuvent aussi avoir un impact considérable sur la qualité de la pièce moulée.  Les bureaux d’études ne doivent donc pas sous- estimer l’importance de l’emplacement des points d’injection.
  • 159. 5-Emplacement des points d’injection  Tout en effectuant les calculs de conception pour les pièces plastiques, les ingénieurs d’études doivent accorder une attention particulière aux points d’injection du moule.  Ils doivent choisir le système d’injection approprié ainsi que le nombre et l’emplacement des points.  Les différents types de points et leur emplacement peuvent avoir un impact considérable sur la qualité de la pièce.
  • 160. 5-Emplacement des points d’injection  Le choix de l’emplacement des points d’injection détermine également les caractéristiques suivantes de la pièce:  Le comportement au remplissage;  Les dimensions finales (tolérances);  Le comportement au retrait, déformation;  Le niveau de propriétés mécaniques;  L’état de surface (aspect esthétique). Les plasturgistes ont peu de latitude pour rectifier les conséquences indésirables de points d’injection mal positionnés en optimisant les paramètres de mise en œuvre.
  • 161. 5-Emplacement des points d’injection L’orientation détermine les propriétés des pièces  Dans le moulage par injection, les molécules longues du polymère, les fibres de verre et les matériaux de renfort sont principalement orientés dans le sens de l’écoulement du flux de matière fondue.  Cela se traduit par une dépendance des propriétés vis-à-vis de la direction (anisotropie).  Par exemple, la résistance mécanique dans le sens de l’écoulement est considérablement plus élevée que dans le sens perpendiculaire.
  • 162. 5-Emplacement des points d’injection L’orientation détermine les propriétés des pièces  Ici, les fibres de renfort ont un impact largement supérieur à celui de l’orientation moléculaire sur la résistance.  Cette orientation provoque aussi un retrait différentiel dans le sens de l’écoulement et dans le sens perpendiculaire, susceptible d’entraîner une déformation.
  • 163. 5-Emplacement des points d’injection Baisse de la qualité due à des lignes de soudure et des bulles d’air  Les lignes de soudure se forment lorsque deux flux de matière fondue se réunissent dans le moule.  Cela se produit, par exemple, lorsque la matière doit s’écouler autour d’un insert ou lorsqu’il existe plusieurs points d’injection pour une pièce.  En outre, des épaisseurs de paroi variables dans une pièce peuvent aussi entraîner la séparation des fronts d’écoulement et produire des lignes de soudure.
  • 164. 5-Emplacement des points d’injection Baisse de la qualité due à des lignes de soudure et des bulles d’air
  • 165. 5-Emplacement des points d’injection Baisse de la qualité due à des lignes de soudure et des bulles d’air  Les bulles d’air se forment lorsque l’air qui devrait s’échapper du moule ne le peut pas en raison des flux de matière fondue.  Les lignes de soudure et les bulles d’air entraînent souvent des défauts de surface.  Hormis leur aspect inesthétique, elles diminuent considérablement les propriétés mécaniques dans les zones affectées, en particulier la résistance au choc.
  • 166. 5-Emplacement des points d’injection Impact négatif d’un emplacement inadapté des points d’injection  Les points d’injection laissant toujours des marques, il convient de ne pas les placer dans les zones devant présenter un excellent état de surface.  Dans toutes les zones des points d’injection, des contraintes élevées (cisaillement) réduisent considérablement les propriétés des résines.
  • 167. 5-Emplacement des points d’injection Impact négatif d’un emplacement inadapté des points d’injection  Les plastiques non renforcés présentent, relativement, des lignes de soudure de meilleure qualité que les matériaux renforcés.  Les facteurs qui réduisent la qualité dépendent en grande partie du type de charge et de matériau de renfort, ainsi que de leur teneur.
  • 168. 5-Emplacement des points d’injection Defauts de matières dans la zone d’injection
  • 169. 5-Emplacement des points d’injection Orientation des fibres de verre dans la ligne de soudure
  • 170. 5-Emplacement des points d’injection Impact négatif d’un emplacement inadapté des points d’injection  De même, les additifs comme les auxiliaires de mise en œuvre ou produits ignifuges peuvent avoir un effet négatif sur la résistance de la pièce.  En outre, des rapports concernant les lignes de soudure montrent que des valeurs de résistance élevées en traction ne signifient pas que la résistance aux chocs ou à des charges alternées soient pour autant élevée ou directement proportionnelle.  Avec les matériaux renforcés verre, les fibres sont alignées dans le sens perpendiculaire à l’écoulement.
  • 171. 5-Emplacement des points d’injection Emplacement correct des points d’injection  Cela diminue considérablement les propriétés mécaniques de la pièce à cet endroit.  En règle générale, les moulages complexes ne peuvent être produits sans lignes de soudure.  S’il est impossible de diminuer leur nombre, il est nécessaire de placer celles-ci aux endroits non critiques du moulage en termes de qualité de surface et de résistance mécanique.  Pour cela, il convient de changer l’emplacement des points d’injection ou d’augmenter ou réduire l’épaisseur de paroi de la pièce.
  • 172. 5-Emplacement des points d’injection Principes de conception élémentaires  ne jamais placer de points d’injection dans les zones soumises à des contraintes élevées;  éviter les lignes de soudure trop loin du point d’injection ou réduire leur nombre au maximum;  éviter de laisser des lignes de soudure dans les zones soumises à des contraintes élevées;
  • 173. 5-Emplacement des points d’injection Principes de conception élémentaires  avec les plastiques renforcés, la déformation de la pièce doit être fonction de l’emplacement des points d’injection;  éviter l’emprisonnement des bulles d’air en assurant un fonctionnement correct des évents.
  • 174. 6-Conceptions économiques Le prix comme critère de conception  Le concepteur d’une pièce plastique porte une large responsabilité dans le coût final.  Ses décisions déterminent de manière fondamentale les coûts de production, de fabrication du moule et d’assemblage.  Les corrections ou l’optimisation à un stade ultérieur sont généralement onéreuses voire impossibles.  Impact des propriétés des matériaux sur le coût
  • 175. 6-Conceptions économiques Le prix comme critère de conception En tirant parti des propriétés spécifiques des matériaux, vous pouvez réaliser des économies de plusieurs façons:  Conceptions à plusieurs fonctions intégrées  Réduction du nombre de pièces par l’intégration de plusieurs fonctions dans une seule pièce.
  • 176. 6-Conceptions économiques Le prix comme critère de conception  Utilisation de techniques d’assemblage économiques  Emboîtage élastique, clipsage  Assemblage par soudage,  Assemblage par rivetage,  Techniques à deux composants, etc.
  • 177. 6-Conceptions économiques Le prix comme critère de conception  Exploitation des propriétés de glissement à sec  Rend inutile une lubrification supplémentaire ou ultérieure.  Elimination des traitements de surface  Coloration dans la masse, résistance chimique et à la corrosion, propriétés d’isolation électrique et thermique.
  • 178. 6-Conceptions économiques Le prix comme critère de conception  Nucléation  Les matériaux appartenant à la même famille peuvent avoir des temps de cycle différents.  Ceci s’explique par la présence d’un agent de nucléation qui rend homogène en taille la cristallisation de la matière
  • 179. 6-Conceptions économiques Impact de la conception de la pièce finie sur le coût Il est possible de réaliser davantage d’économies que celles mentionnées plus haut si l’on tient compte des points suivants:  Epaisseur de paroi  Une répartition optimale de l’épaisseur de paroi a un impact sur le coût du matériau et peut réduire les délais de production.  Moules  Moules à deux plaques, réduction du nombre de tiroirs, etc.
  • 180. 6-Conceptions économiques Impact de la conception de la pièce finie sur le coût  Tolérances  Des tolérances excessives augmentent le taux de rejet et les coûts de contrôle qualité.  Matériaux  Réduction des durées de cycle  Réduction de refroidissement par la sélection de matériaux qui se solidifient rapidement,  Réduction des problèmes de déformation en utilisant des polymères à faible gauchissement (p. ex. optimisation du rapport renfort de charge minérale/fibre de verre).
  • 181. 6-Conceptions économiques Comparaison des coûts de production d’un pièce type
  • 182. 6-Conceptions économiques Comparaison des coûts de production  Les pièces moulées par injection doivent être prêtes pour l’assemblage dès leur éjection de la presse, sans nécessiter d’opération de finition.  Si une telle opération est requise, le coût des pièces plastiques atteint souvent celui des conceptions en métal.
  • 183. 6-Conceptions économiques Impact de la conception sur les coûts de production  Une augmentation générale de l’épaisseur de paroi ne produit pas toujours l’augmentation requise de la résistance dans une pièce, mais elle induit certainement une hausse notable des coûts de production et de la matière (quantité).  Les thermoplastiques semi-cristallins sont soumis à un retrait volumétrique durant la solidification.  Ce retrait doit être compensé par une alimentation continue en matière fondue durant la phase de maintien en pression.
  • 184. 6-Conceptions économiques Impact de la conception sur les coûts de production  Le temps de maintien en pression par millimètre d’épaisseur de paroi est, par exemple (S’applique à une épaisseur de paroi de 3 mm) :  POM = 8 s  PA66 non renforcé = 4-5 s  PA66 renforcé = 2-3 s
  • 185. 6-Conceptions économiques Economie potentielles dues à l’emploi d’une conception nervurée
  • 186. 6-Conceptions économiques Economie potentielles dues à l’emploi d’une conception nervurée
  • 187. 6-Conceptions économiques Economie potentielles dues à l’emploi d’une conception nervurée
  • 188. 6-Conceptions économiques Exemples d’applications types  Par rapport aux métaux, qui doivent être usinés et passer par de nombreuses phases d’assemblage pour fournir une pièce fonctionnelle, la technique des plastiques offre un potentiel d’économies considérable.  Par exemple, une conception en métal nécessiterait cinq pièces, pourrait être remplacée par un guide et la tige de commande, l’élément à languette flexible monté par emboîtage élastique et les paliers.  Tous sont moulés par injection en une seule pièce.  Le choix d’un homopolymère POM rend inutile la lubrification à cet endroit également.
  • 189. 6-Conceptions économiques Exemples d’applications types  Associées à des charnières intégrées, les conceptions à languette flexible réduisent le nombre de composants, facilitent l’assemblage et réduisent les coûts.  Si des matériaux fragiles sont utilisés, un autre élément à languette flexible monté par emboîtage élastique assure la fonction de verrouillage en cas de rupture de la charnière.
  • 190. 6-Conceptions économiques Impact de la conception sur les coûts de production  En disposant les contre-dépouilles de façon judicieuse, il est possible de remplacer les tiroirs par des noyaux.
  • 191.
  • 192. 6-Conceptions économiques Impact de la conception sur les coûts de production  En disposant les contre-dépouilles de façon judicieuse, il est possible de remplacer les tiroirs par des noyaux.
  • 193. 7-Technique générale d’assemblage  Les assemblages par emboîtage élastique, emmanchement à force et filetage sont des techniques qui permettent aux ingénieurs d’exploiter le potentiel considérable d’économies de production par l’assemblage simple et rapide de pièces.  Les techniques d’assemblage peuvent se subdiviser en types démontables et permanents.
  • 195. 7-Technique générale d’assemblage Assemblages permanents Voici les techniques qui entrent dans la catégorie des assemblages permanents:  Soudage;  Rivetage;  Assemblage par collage;  Technique d’insert;  Surmoulage  Emboîtage élastique avec angle de retenue de 90°.
  • 196. 7-Technique générale d’assemblage Assemblages démontables Voici les techniques qui entrent dans la catégorie des Assemblages démontables :  Emboîtage élastique avec angle de retenue inférieur à 90°;  Vissé;  Fileté;  Assemblage à moyeu;  Emmanchement à force.
  • 197. 7-Technique générale d’assemblage Conception d’un assemblage par emboîtage élastique  Le grand avantage de l’emboîtage élastique est qu’aucun élément supplémentaire n’est nécessaire pour réaliser l’assemblage.  Les types d’emboîtage élastique les plus courants sont les suivants :  emboîtage élastique à languette flexible;  emboîtage élastique cylindrique;  emboîtage élastique à articulation sphérique.
  • 198. 7-Technique générale d’assemblage Conception d’un assemblage par emboîtage élastique  Avec toutes ces conceptions, les ingénieurs doivent s’assurer que la géométrie de l’assemblage garantit aux composants le moins de contraintes possibles après l’assemblage.  Ceci permet d’éviter la relaxation des contraintes qui, avec le temps, rendrait l’assemblage plus lâche.
  • 199. 7-Technique générale d’assemblage Principes de conception de base  La conception d’un emboîtage élastique dépend de la déformation du matériau à utiliser.  Le polyamide, par exemple, peut poser problème, car à l’état sec il permet des déformations beaucoup moins importantes qu’à l’état conditionné.  La teneur en fibre de verre a aussi un impact important sur la déformation autorisée pour le matériau et donc sur celle de la languette flexible.
  • 201. 7-Technique générale d’assemblage Principes de conception de base  Dans un emboîtage élastique à languette flexible, la conicité de la tige réduit les contraintes.  Cette conception permet de mieux les répartir sur toute la longueur en flexion.  La concentration des contraintes est la plus élevée à la base de la tige et les forces d’assemblage sont considérablement réduites.
  • 203. 7-Technique générale d’assemblage Principes de conception de base  S’il est impossible de fournir un rayon entre la base de la tige et le corps du composant ou de fournir un rayon suffisamment important dans cette zone, il en résulte souvent des points faibles.  En principe, il faut un rayon suffisamment important pour éviter les crêtes de concentrations des contraintes.
  • 204. 7-Technique générale d’assemblage Principes de conception de base  Les emboîtages élastiques cylindriques ou à articulation sphérique doivent être entaillés pour faciliter l’assemblage.  Dans ce cas, l’extrémité ne doit pas comporter d’arête vive.
  • 205. 7-Technique générale d’assemblage Assemblages par emmanchement à force  Les emmanchements à force assurent, à moindre coût, des assemblages très résistants entre des composants plastiques.  Comme pour les emboîtages élastiques, la force d’arrachement décroît avec le temps en raison de la relaxation des contraintes.  Il faut en tenir compte dans les calculs de conception.  En outre, des essais doivent être menés aux cycles de températures de service prévus pour confirmer la faisabilité de la conception.
  • 207. 7-Technique générale d’assemblage Assemblages filetés  Il est possible de produire des assemblages par filetage à l’aide de vis auto-taraudeuses ou en utilisant des inserts surmoulés.  Le module d’élasticité en flexion du matériau à utiliser fournit une bonne indication du type d’assemblage le plus approprié.
  • 208. 7-Technique générale d’assemblage Assemblages filetés  Jusqu’à un module d’environ 2800 MPa, il est possible d’employer des vis auto-taraudeuses.  Des inserts métalliques sont recommandés si des vis à pas métrique sont nécessaires ou si l’assemblage doit être démonté plusieurs fois.  Pour éviter la rupture prématurée de la pièce, il est important de s’assurer du dimensionnement correct du bossage.
  • 209. 7-Technique générale d’assemblage Assemblages filetés  Les fabricants de vis fournissent des recommandations à ce sujet.  En règle générale, il convient d’éviter d’utiliser des vis à tête fraisée dans les assemblages plastiques car les forces résultantes provoquent l’évasement de l’orifice de la vis.  Un résultat possible de cette contrainte supplémentaire est la rupture des lignes de soudure.
  • 210. 8-Technique de soudage  Il existe de nombreuses méthodes de soudage pour assembler les pièces plastiques.  Pour garantir des conceptions économiques et fonctionnellement efficaces, il convient de sélectionner la méthode de soudage appropriée.  Mais aussi d’étudier attentivement la géométrie requise pour l’assemblage dès la première phase de mise au point.
  • 211. 8-Technique de soudage  Les joints de soudure servent à assembler des pièces plastiques à titre permanent.  Le choix de la méthode de soudage dépend de plusieurs critères:  géométrie de la pièce moulée et matériau utilisé, rentabilité  qualités mécaniques  esthétiques requises pour la zone d’assemblage.
  • 212. 8-Technique de soudage Méthodes de soudage  Il existe de nombreuses méthodes de soudage économiques adaptées à la production en série.  Les plus courantes pour les plastiques techniques sont les suivantes:  soudage par élément chauffant;  soudage par rotation;  soudage par vibration;  soudage par ultrasons.
  • 213. 8-Technique de soudage Méthodes de soudage  Les autres méthodes qu’il convient de mentionner sont les suivantes:  soudage par haute fréquence ou HF;  soudage par induction;  soudage au gaz chaud.  Il existe de nouvelles méthodes:  le soudage au laser.
  • 214. 8-Technique de soudage Comparaison des Méthodes de soudage
  • 215. 8-Technique de soudage Méthodes de soudage  Dans toutes ces méthodes, l’opération d’assemblage s’effectue par génération de chaleur (fusion des surfaces à assembler) et par pression.  La chaleur peut être générée :  soit directement par contact,  soit par rayonnement,  soit indirectement par frottement interne ou externe,  ou encore sous l’action de l’électricité.
  • 216. 8-Technique de soudage Choix de la méthode appropriée  Pour obtenir une bonne qualité de soudage reproductible, il est nécessaire de :  choisir la méthode adaptée,  d’optimiser les paramètres de soudage,  de s’assurer que les pièces à assembler sont correctement conçues pour la méthode retenue.
  • 217. 8-Technique de soudage Choix de la méthode appropriée  Les fabricants de machines spécifiques au soudage fournissent des équipements standards mais aussi des unités spéciales pour répondre à différents besoins.  Avant de sélectionner une méthode de soudage, il est conseillé de consulter les fabricants d’équipements ou les fournisseurs de polymères.
  • 218. 8-Technique de soudage Propriétés de soudage  En théorie, tous les thermoplastiques sont soudables, mais leur comportement au soudage diffère considérablement dans certains cas.  Il est ainsi impossible de souder ensembles des polymères amorphes et semi-cristallins.  Les plastiques qui absorbent l’eau (par exemple le PA) doivent être préséchés car la présence d’humidité se traduit par des soudures de qualité médiocre.
  • 219. 8-Technique de soudage Propriétés de soudage  Pour obtenir les meilleurs résultats, il convient de souder les pièces plastiques immédiatement après le moulage par injection ou de les conserver à l’état sec avant le soudage.  Les additifs des polymères comme la fibre de verre et les stabilisants peuvent également influer sur les résultats du soudage.  Les assemblages de plastiques non renforcés peuvent atteindre des facteurs de soudage proches de la résistance du matériau de base, à condition que les paramètres de mise en œuvre et la conception de la pièce soient adaptés.
  • 220. 8-Technique de soudage Propriétés de soudage  Avec les plastiques renforcés verre, il faut tenir compte de la perte de résistance due à la séparation ou à la réorientation de la fibre dans la zone de soudage.  De même que des risques de pollutions par dégagement de particules de fibre de verre.
  • 221. 8-Technique de soudage Conception appropriée des soudures  Une conception appropriée du profil de soudage est essentielle pour obtenir des soudures de qualité.  Les profils représentés en sont l’illustration.  Si la zone de soudage doit en outre répondre à des critères esthétiques élevés, une géométrie spéciale est nécessaire.  Les schémas montrent des moyens possibles d’éliminer les bavures en aménageant des évidements pour absorber l’excès de matière.
  • 222. 8-Technique de soudage Conception appropriée des soudures
  • 223. 8-Technique de soudage Conception appropriée des soudures  Il faut intégrer un raccord guidé à la conception des pièces à paroi mince afin que le pression de soudage puisse s’appliquer sans entraîner de défaut d’alignement des parois.  Les polymères semi-cristallins ont un point de fusion très précis, c’est-à-dire qu’ils passent subitement de l’état solide à l’état liquide sous l’action de la chaleur.
  • 224. 8-Technique de soudage Caractéristiques spéciales du soudage par ultrasons  Pour le soudage par ultrasons des plastiques semi- cristallins, il est donc préférable d’utiliser des soudures à cisaillement.  Pour le soudage des plastiques amorphes, qui présentent une plage de ramollissement, la conception de la soudure est moins importante.
  • 225. 8-Technique de soudage Caractéristiques spéciales du soudage par ultrasons
  • 226. 8-Technique de soudage Caractéristiques spéciales du soudage par ultrasons  La figure ci-dessous montre les schémas des méthodes de soudage à champ proche et à champ éloigné.
  • 227. 8-Technique de soudage Caractéristiques spéciales du soudage par ultrasons  Celles-ci diffèrent par la distance entre le point de contact où l’électrode ultrasonique transmet des vibrations dans la pièce et les deux faces à souder.  En règle générale, le soudage à champ proche donne les meilleurs résultats avec tous les plastiques.  Avec les plastiques dotés d’un faible module élastique, cette méthode est indispensable.
  • 228. 9 – Tolérances Facteurs de coûts cachés  Il est impossible de produire des pièces moulées par injection en respectant les mêmes tolérances que pour les pièces usinées.  C’est un fait bien connu et pourtant certains ingénieurs spécifient des tolérances inapplicables et/ou inadaptées à une production rentable.
  • 229. 9 – Tolérances Les tolérances et leur impact sur les coûts.  On distingue en principe quatre catégories de moulage par injection :  à usage général,  technique,  et de haute précision  de très haute précision
  • 230. 9 – Tolérances Les tolérances et leur impact sur les coûts.  Dans la norme DIN 16901 ou NFT58000, ces procédés sont définis en termes de tolérances et de dimensions générales avec des écarts:  le moulage à usage général requiert un niveau de contrôle de qualité limité et se caractérise par :  des taux de rejet peu élevés  des cycles de production courts;
  • 231. 9 – Tolérances Les tolérances et leur impact sur les coûts.  le moulage technique est considérablement plus onéreux, car il requiert :  un moule et un procédé de fabrication spécifiques,  ainsi que de fréquents contrôles de qualité,  ce qui risque d’augmenter les taux de rejet;
  • 232. 9 – Tolérances Les tolérances et leur impact sur les coûts.  comme son nom l’indique, le troisième type de moulage par injection exige :  des moules de précision,  des conditions de fabrication optimales  un contrôle total de la production, notamment un contrôle permanent de la qualité.  Ceci se répercute sur la durée de cycle et, du fait de l’augmentation des coûts globaux, sur le prix unitaire.
  • 233. 9 – Tolérances Les tolérances et leur impact sur les coûts.  Le dernier type, augmente par un coefficient multiplicateur de x2 à x3 les frais à engager pour pouvoir espérer respecter la qualité.
  • 234. 9 – Tolérances Les tolérances et leur impact sur les coûts.  Comme le coût final d’une pièce moulée par injection dépend en grande partie des choix du bureau d’études.  Celui-ci doit également garantir des tolérances rentables: non pas aussi étroites que possible, mais aussi étroites que nécessaire.
  • 235. 9 – Tolérances Les tolérances et leur impact sur les coûts.  Une valeur rentable pour une tolérance de production serait un écart total de 0,25 à 0,3% par rapport à la dimension nominale, mais ce paramètre doit être défini par rapport aux besoins de l’application.  Il est à noter que les thermoplastiques, dont l’allongement et l’élasticité sont généralement élevés, n’ont pas besoin des tolérances étroites propres aux métaux.  Ceux-ci présentant une rigidité plus importante mais un allongement et une élasticité moindres.
  • 236. 9 – Tolérances Facteurs influant sur les tolérances  Pour éviter des tolérances trop étroites, vous devez tenir compte des nombreux facteurs ayant un impact sur la précision dimensionnelle de la pièce moulée par injection.  Respectez rigoureusement les tolérances durant la fabrication du moule.  Toutefois, une conicité de démoulage est indispensable pour faciliter l’éjection de la pièce sans entraîner de déformation.
  • 237. 9 – Tolérances Facteurs influant sur les tolérances  Le respect des tolérances est un problème lors du moulage de pièces en matériaux différents ou ayant des épaisseurs de paroi variables.  Les valeurs du retrait au moulage dépendent du sens et de l’épaisseur.  Ceci s’observe tout particulièrement avec les matériaux renforcés de fibre de verre.  L’orientation des fibres peut produire un retrait différentiel important entre le sens de l’écoulement et le sens perpendiculaire, susceptible d’entraîner des imprécisions dimensionnelles.
  • 238. 9 – Tolérances Facteurs influant sur les tolérances  La géométrie de la pièce moulée peut aussi avoir un impact sur le retrait et donc sur les tolérances.  Si vous devez produire des moulages en respectant des tolérances étroites, utilisez un prototype pour obtenir des informations exactes sur les valeurs réelles du retrait et du comportement à la déformation.
  • 239. 9 – Tolérances Origines des variations dimensionnelles des pièces moulées par injection
  • 240. 9 – Tolérances Tolérances de production et de service  Vous devez décider si seule une tolérance de production est nécessaire ou si une tolérance de service l’est également, car l’environnement de service a un impact sur les thermoplastiques.  Par exemple, la dilatation thermique, qui peut être dix fois supérieure à celle des métaux et la tendance marquée de certains polymères (notamment les PA) à absorber l’humidité jouent un rôle crucial dans la fiabilité d’une pièce en service.
  • 241. 9 – Tolérances Tolérances de production et de service  Avec les matériaux semi-cristallins, vous devez aussi tenir compte du retrait important après moulage et le post retrait.  Ce phénomène, qui est influencé principalement par les conditions de mise en œuvre, peut entraîner des changements dimensionnels dans les pièces après le démoulage.  N’effectuez pas un contrôle de qualité immédiatement après le démoulage.
  • 242. 9 – Tolérances Tolérances de production et de service  La norme DIN 16901 spécifie qu’il ne doit avoir lieu qu’après 16 heures de stockage dans des conditions ambiantes standard (23° C, 50 % d’humidité relative) ou après un prétraitement approprié (recuit).
  • 243. 9 – Tolérances Facteurs liées aux tolérances
  • 244. 9 – Tolérances Recommandations  Les tolérances spécifiées dans la norme DIN 16901 ou NFT-58000 peuvent servir de point de départ pour la production économique de pièces moulées.  Avec les presses de haute technologie actuelles, vous pouvez néanmoins obtenir des tolérances beaucoup plus étroites que les valeurs mentionnées dans cette norme.
  • 245. 9 – Tolérances Recommandations  Pour les moulages de haute précision, certains secteurs industriels ont mis au point des tables de tolérances spécifiques, car la norme DIN 16901 ne convient plus.  Dans tous les cas, lorsque des tolérances étroites sont nécessaires, consultez le plasturgiste ou le fournisseur du matériau pour vous assurer que les valeurs requises sont techniquement applicables et rentables.
  • 246. 10 - Liste de contrôle  La mise au point d’un nouveau produit ou le perfectionnement d’un produit existant a pour but d’obtenir une conception efficace au plan technique et susceptible d’être produite à moindre coût.  Ce processus inclut le choix du matériau, celui du procédé de fabrication adapté, les calculs de résistance et la conception du moulage.
  • 247. 10 - Liste de contrôle  Pour produire un moulage rentable et de qualité, il convient de respecter scrupuleusement toutes les phases de conception.  Souvent, les bureaux d’études ne recherchent qu’une solution fonctionnelle.  Or, la fonctionnalité et la rentabilité ne sont pas des caractéristiques inhérentes à une pièce plastique, à moins que le bureau d’études n’accorde toute l’attention nécessaire à la mise au point d’une solution adaptée au matériau et au procédé de fabrication.
  • 248. 10 - Liste de contrôle Les propriétés d’un matériau plastique ne sont pas des constantes  L’environnement et les conditions de service, le procédé de fabrication et la conception du moulage peuvent avoir un impact sur les propriétés des plastiques.  Ces propriétés sont déterminées durant des essais en conditions de laboratoire.  Des moules ayant subi un polissage intensif servent à fabriquer des éprouvettes au moyen de paramètres optimisés.
  • 249. 10 - Liste de contrôle Les propriétés d’un matériau plastique ne sont pas des constantes  Celles-ci sont ensuite soumises à des essais dans des conditions normalisées, avec des contraintes définies avec précision.
  • 250. 10 - Liste de contrôle Les propriétés d’un matériau plastique ne sont pas des constantes  Dans la pratique, les pièces plastiques ne sont jamais fabriquées exactement dans ces conditions ni exposées aux mêmes contraintes en service.  Lorsque vous lancez un projet de conception d’une pièce plastique, vous devez donc analyser et répertorier soigneusement les conditions et les limites requises.  A cet égard, une liste de contrôle peut être très utile.
  • 251. 10 - Liste de contrôle Production de prototypes  Pour mettre au point une pièce, depuis la phase de conception jusqu’à la commercialisation, il faut généralement préparer des prototypes en vue d’essais et de modifications éventuelles.  De plus, la méthode employée doit être similaire à celle prévue pour la production en série.  Pour préparer les prototypes de pièces moulées par injection, utilisez le même procédé de mise en œuvre.
  • 252. 10 - Liste de contrôle Production de prototypes  Si aucun moule n’est disponible, vous devrez peut- être employer des pièces d’essai usinées, mais cela peut poser des problèmes pour les raisons suivante:  il est impossible d’étudier l’impact des lignes de soudure sur la pièce moulée;  les rainures produites par usinage peuvent réduire notablement la résistance par rapport à celle de la pièce moulée ;
  • 253. 10 - Liste de contrôle Production de prototypes  les éprouvettes et les plaques extrudées présentent parfois une résistance et une rigidité supérieures à celles d’une pièce moulée par injection car leur cristallinité est plus élevée;  il est impossible d’étudier l’impact de l’orientation des fibres.
  • 254. 10 - Liste de contrôle Production de prototypes Exemple :  Le prototype usiné d’un ressort de commutateur d’éclairage, produit à partir d’un matériau extrudé, a supporté 180000 cycles de contraintes sans fatigue.  La même pièce, moulée par injection, a subi une rupture par fatigue après 80000 cycles.  Ceci s’explique par la structure cristalline différente du moulage par injection.
  • 255. 10 - Liste de contrôle Moules de prototypes  Pour produire des prototypes, il est possible d’utiliser:  des moules de coulée sous pression existants  des moules en matériau facilement usinables ou économiques comme l’aluminium ou le laiton.  Sachez que ces moules ne permettent pas de reproduire des paramètres de moulage importants tels que la température et la pression.
  • 256. 10 - Liste de contrôle Moules de prototypes  En outre, les différentes propriétés de refroidissement induisent des comportements au moulage et à la déformation différents.  Les moules de production préliminaire en acier trempé sont recommandés d’utiliser :  soit des moules à une empreinte  soit une seule empreinte dans un moule à plusieurs empreintes + cavités à volume identique (pression égale).
  • 257. 10 - Liste de contrôle Essai des pièces plastiques  Avec les techniques de simulation par ordinateur telles que l’analyse de la résistance et de l’écoulement, vous pouvez identifier très tôt les points faibles potentiels de la conception ou de la mise en œuvre.  En revanche, il est impossible de garantir à 100% la qualité du produit fini et son comportement en conditions de service.
  • 258. 10 - Liste de contrôle Essai des pièces plastiques  Les essais de prototypes réalisés dans ces conditions fournissent toujours les informations les plus fiables.  Ces essais sont indispensables pour les pièces techniques devant répondre à des exigences fonctionnelles et de qualité strictes.
  • 259. 10 - Liste de contrôle Essai des pièces plastiques  Si vous ne parvenez pas à mener des essais en conditions réelles d’utilisation, vous pouvez simuler ces conditions.  La valeur de ces essais dépend en grande partie de la précision de la simulation.  Les essais prolongés servant à évaluer le comportement à long terme de la pièce soumise à des contraintes mécaniques ou à la chaleur sont parfois impossibles à réaliser ou peu rentables.
  • 260. 10 - Liste de contrôle Essai des pièces plastiques  Par ailleurs, les prévisions sur ce comportement, fondées sur des essais accélérés dans des conditions de service très difficiles, manquent souvent de précision et doivent être traitées avec la plus grande précaution.  Le comportement d’un plastique soumis à des contraintes durant un essai à long terme peut être complètement différent de celui observé lors d’un essai accéléré.
  • 261. 10 - Liste de contrôle Innover avec les plastiques  De nombreuses applications de tous les secteurs industriels montrent que l’avenir est aux plastiques.  En exploitant de manière intelligente les propriétés des polymères, il est possible de fabriquer des pièces offrant des fonctionnalités et une rentabilité supérieures à celles de modèles précédents.  Les pièces actuelles exigent une géométrie et des matériaux de plus en plus complexes.
  • 262. 10 - Liste de contrôle
  • 263. 10 - Liste de contrôle
  • 264. 10 - Liste de contrôle
  • 265. CONCLUSIONS  Bien que les plastiques permettent de résoudre différents types de problème, il doit exister une parfaite adéquation entre le matériau et l’application.  Les fabricants de matières premières (résines) possèdent une vaste expérience dans ce domaine.
  • 268. PRINCIPE DE L’ULTRASONS  Le soudage par Ultrason est une technique d'assemblage rapide et économique pour les matériaux thermo-fusibles comme le plastique.  Ce procédé s'applique facilement aux polymères
  • 269. PRINCIPE DE L’ULTRASONS  Et pour les polymères à point de fusion haut >200°C, l'assemblage demande plus de paramètres techniques :  temps de soudure plus long,  Profil et type de sonotrode,  Puissance et gamme de fréquence d'utilisation.
  • 270. PRINCIPE DE L’ULTRASONS  Le procédé  Des vibrations de haute fréquence sont envoyées aux deux pièces par le biais d'un outil vibrant appelé sonotrode ou tête de soudure.  La soudure se fait grâce à la chaleur engendrée à l'interface des deux pièces.  L'équipement nécessaire comporte :  Un dispositif de fixation pour maintenir les pièces à souder.
  • 271. PRINCIPE DE L’ULTRASONS  Un transducteur électromagnétique ou convertisseur qui va générer les ondes haute fréquence  Une sonotrode pour transmettre les ultrasons aux pièces à souder  Les fréquences typiquement utilisées sont 20, 30, 35, 40 et 70 kHz et les amplitudes des vibrations varient entre 10 et 120 micromètres, en fonction du type de matériel et de la forme des pièces à assembler.
  • 272. Applications  Les ultra-sons sont surtout utilisés pour le soudage en série des pièces en matière plastique, et plus particulièrement pour le soudage des petites pièces.  L’avantage de la soudure ultrasons réside dans la rapidité de l’opération.  Elle ne dépasse guère un temps de 6 secondes (hors temps de présentation des pièces).
  • 273. Applications  Les secteurs représentatifs pour le soudage par ultra- sons sont, par exemple, l’industrie automobile, l’industrie électrotechnique, l’industrie des articles de ménage et également l’industrie des instruments médicaux.  Quelques exemples types de pièces soudées sont : des roues ventilées, des boîtes à gants, des interrupteurs, des boîtiers, etc. Briquets, cadence de soudage : 1200/ heure.
  • 274. REGLES GENERALES  Voici les recommandations de conception des pièces à assembler par ultrasons :  Les parois des pièces à assembler doivent être rigides.  Tous les coins et angles sont arrondis, le rayon doit être le plus grand possible, au moins de 0,2 mm.  Si les jonctions sont coupantes, pendant le soudage par ultrasons, la pièce risque d’être détruite ou fissurée.
  • 275. REGLES GENERALES  La sonotrode doit être adaptée à la forme de la pièce à souder et doit s’aligner parfaitement à la surface.  Pour cela, prévoir des surfaces de pièces lisses, planes, assez grandes.  Les pièces doivent être parfaitement centrées afin d’éviter un décalage pendant le soudage.  Le centrage se fait en général par la pièce.
  • 276. REGLES GENERALES  La hauteur de centrage minimale est d’au moins 1 mm.  Il faut peu de jeu entre la pièce supérieure et la pièce inférieure, mais au moins 0,05 mm ; même lorsque les parois sont en biais ou coniques.  Une géométrie adaptée de la pièce permet de concentrer l’énergie dans la zone à souder.
  • 277. Différentes formes importantes existent :  Directeurs d’énergie,  Soudure en escalier,  Assemblage à emboîtement,  Soudure par écrasement,  Soudure à emboîtement double,  Soudure point par point.
  • 278. Différentes formes importantes Directeurs d’énergie :  La hauteur des directeurs d’énergie peut varier de 0,15 à 0,5 mm, dans quelques cas d’exception jusqu’à 1,5 mm.  L’angle au sommet du directeur d’énergie devrait être compris entre 60° et 90°.
  • 279. Différentes formes importantes  C’est la forme de soudure la plus utilisée.  Elle est particulièrement adaptée aux matières amorphes et à certaines matières semi-cristallines.  Les pièces devraient être centrées et fixées par des tenons ou des nervures.  Toutefois, ce système ne permet pas toujours un soudage sans que la matière fondue s’échappe de la zone de soudage.
  • 280. Soudure en escalier  Dans le cas d’une soudure en escalier, une collerette est injectée aux pièces à souder et s’emboîte dans l’espace ménagé de l’autre pièce.  Un directeur d’énergie concentre l’énergie.  Dans le cas d’une soudure en escalier, il n’y a pas de bourrelet de soudure visible à l’extérieur. La pièce est propre, sans soudure visible.
  • 281. Soudure en escalier  La résistance mécanique est meilleure que celle obtenue avec des directeurs d’énergie classiques, puisqu’une partie de la matière fondue s’écoule dans la fente coulissante.  Autre intérêt de la soudure en escalier : ne pas autoriser la matière à s’infiltrer à l’intérieur des pièces à assembler.  Ce système de soudure est bien adapté aux matières plastiques semi-cristallines, par exemple le PA.  Cette conception est plus complexe que le simple directeur d’énergie.  Il faut tenir compte du retrait de la matière à transformer pour obtenir le jeu nécessaire entre les pièces à souder.
  • 283. Assemblage à emboîtement  C’est une conception théorique idéale pour une soudure. Elle offre les meilleurs résultats de résistance mécanique et d’étanchéité.
  • 284. Assemblage à emboîtement  Toutefois, cette méthode est peu répandue.  Le jeu entre les pièces à assembler est difficile à maîtriser.  Cette soudure se prête uniquement aux pièces injectées dont on maîtrise les tolérances et le retrait.  Pour chaque bord, la paroi devrait être au moins de 1 mm pour ne pas risquer l’éclatement au cours du soudage.
  • 285. Assemblage par écrasement  Certaines matières plastiques tels que les polyamides, les poly acétals et les copolymères d’acétate ont une fusion franche.  L’utilisation de directeurs d’énergie classiques provoque un écoulement incontrôlé de la matière.  Dans ce cas, la soudure par écrasement est adaptée.
  • 286. Assemblage par écrasement A : Dimension constante à 0,4 mm B : Epaisseur pièce / paroi C : Cote de positionnement du couvercle = 0,5 à 0,8 mm D : Evidemment recommandé pour un bon contact avec la sonotrode E : Profondeur de la soudure = 1,25 à 1,5 B (Solidité du joint)
  • 288. Assemblage par écrasement Variantes de joints à cisaillement
  • 289. Soudure à emboîtement double  Le soudage à emboîtement double est utilisé lorsqu’il s’agit d’assembler des pièces dont la soudure doit être résistante et laisser toutefois un certain jeu entre les pièces.  Cette méthode est employée pour la plupart des matières plastiques rigides amorphes et semi- cristallines.  Le dimensionnement des surfaces à joindre est similaire à celui du soudage par écrasement.
  • 291. Soudure par point  Le soudage par ultrasons par point permet de souder des pièces à grandes surfaces ne nécessitant aucune préparation particulière de la soudure.  La pointe de la sonotrode pénètre la pièce supérieure jusqu’à la pièce inférieure.  La matière en contact s’échauffe. La chaleur plastifie la matière et la soude.
  • 293. Soudure par point  La matière plastifiée est amenée entre les deux couches superposées et forme une petite bosse annulaire.  Le dos de la partie inférieure n’est presque pas touché.  Les pièces sont fixées par des serre-flancs ou par un dispositif de serrage.
  • 294. Soudure par point  L’épaisseur de la matière en contact avec la sonotrode ne devrait pas dépasser 8 mm.  Le soudage par point peut être effectué manuellement avec un appareil de soudage par ultrasons (pistolet à main).

Notes de l'éditeur

  1. Référence N°: 029-3
  2. Référence N°: 029-3
  3. Référence N°: 029-3
  4. Référence N°: 029-3
  5. Référence N°: 029-3