Novembre 2010



Matière à réflexion

Un prototype sert à tester si l'association de votre concept avec la matière que vous avez choisie pour votre pièce en plastique permet de fournir les fonctionnalités recherchées. Avec un prototype on peut voir à quoi ressemble la pièce, si elle peut résister à un choc, quelle est sa stabilité dimensionnelle et de quelle manière elle s'use. En cas de problème, le prototype permet de modifier la conception ou de choisir un autre matériau avant d'engager les coûts d'une fabrication en série, ou pire, avant de lancer sur le marché un produit laissant vraiment à désirer.

Le choix de la matière peut être  un élément important du processus et du produit qui en résulte.

Le choix de la matière peut être un élément important du processus et du produit qui en résulte.


Dans certains cas, la fonction de la pièce est simple et le choix du matériau n’est pas d’une importance cruciale ; un ABS ou un polypropylène ordinaire, bon marché et facile à mouler sera parfaitement adapté. Mais aujourd’hui, les exigences auxquelles sont soumises de nombreuses pièces en plastique sont beaucoup plus rigoureuses et expliquent pourquoi il existe des milliers d’autres matériaux plastiques. Dans certains cas, les besoins sont tellement spécialisés qu'il faut réaliser un mélange sur mesure pour y répondre mais, même si les besoins sont moins rigides, le choix de la matière peut être d’une grande importance. Vous pouvez d’abord concevoir votre pièce, puis faire votre choix dans le vaste « supermarché des matières ». Il existe toutefois de solides arguments pour choisir la matière ou du moins pour réduire les choix de matière le plus tôt possible, peut-être même avant de commencer la conception. Concevoir en ayant déjà une idée de la matière peut accélérer le processus de développement, simplifier les choix en cours de route et réduire ou éliminer la nécessité de reprises en fin de processus.


La fonction de la pièce sera toujours un facteur primordial à prendre en compte dans le choix d’une matière, mais il en existe d’autres : la moulabilité par exemple. Le fait de connaître le matériau à l’avance pourra influencer de manière significative la conception d’une pièce. Si, par exemple, la matière que vous avez choisie coûte cher, vous pourrez privilégier dans votre concept l’élimination de toute matière inutile. Si vous avez besoin de la robustesse d’une matière qui ne s’écoule pas bien dans un moule (nylon chargé verre par exemple), vous devrez faire particulièrement attention aux zones étroites pouvant créer des lignes de soudure ou des vides au moulage. Ou si votre pièce doit servir de palier et nécessite le pouvoir lubrifiant d’un polymère acétal type Delrin®, par exemple, vous pourrez commencer votre travail de conception en sachant que cette matière est très sensible à une épaisseur de paroi excessive.


Il est bien évident que les choix du concepteur se limitent rarement aux exigences d’une seule fonctionnalité ou à une seule caractéristique de la matière. Les décisions précoces concernant le choix d’une matière seront souvent basées sur une longue liste d’exigences concernant la solidité, la durabilité, la dureté, la flexibilité, le pouvoir lubrifiant, la résistivité électrique, la résistance chimique, la résistance aux UV, le comportement à la chaleur, l’inflammabilité, la couleur, la transparence, les conditions environnementales et le coût. Les facteurs de moulabilité seront, entre autres, la fluidité, la tendance aux bavures, la facilité d’éjection et la probabilité de gauchissement ou de retassure. Il est bien évident que ces caractéristiques ne s’appliqueront pas toutes à une même pièce, mais il est très utile d’analyser soigneusement les besoins, de déterminer ceux qui s’appliquent et de les classer par ordre d’importance. Ce classement permet de limiter la liste des matériaux utilisables et parfois même d’identifier le meilleur candidat avant de commencer le travail de conception de la pièce.


Une fois la matière identifiée, la conception et le procédé de moulage pourront être adaptés aux caractéristiques de la matière. Par exemple :


  • Le polystyrène est dur, transparent et bon marché, mais il est cassant ce qui limite ses applications ou nécessite des mesures de renforcement.
  • L’ABS est d’un coût très abordable et résiste bien aux chocs, mais il est sujet aux retassures, c’est pourquoi il faut éviter les zones épaisses.
  • Le LCP est solide et remplit bien les zones minces mais il forme des lignes de soudures faibles ce qui affecte la géométrie des pièces et le positionnement des points d’injection.
  • Le nylon est solide et peu coûteux mais il absorbe l’eau, ce qui provoque des changements dimensionnels et la modification des propriétés. Ces caractéristiques en limitent l’utilisation.
Le guide des matériaux du web site Protomold répertorie des exemples de matériaux, leurs propriétés mécaniques, leurs caractéristiques de moulabilité et quelques noms de marques.

Le guide des matériaux du web site Protomold répertorie des exemples de matériaux, leurs propriétés mécaniques, leurs caractéristiques de moulabilité et quelques noms de marques.


Les décisions ne se bornent pas toujours au choix d'une matière. Afin de répondre à des besoins spéciaux, on peut utiliser différents additifs pour élargir les caractéristiques du matériau de base


  • La fibre de verre courte peut renforcer une matière et contribuer à éviter le fluage à haute température. Elle peut toutefois rendre la matière plus cassante et augmenter la tendance au gauchissement pendant le refroidissement d’une pièce.
  • La fibre de verre longue améliore la robustesse et la résistance au fluage mais elle peut entraver l’écoulement de la matière, en particulier à travers les zones minces.
  • La fibre aramide (Kevlar®) renforce également, mais pas autant que le verre, et elle est moins abrasive que le verre.
  • La fibre de carbone peut renforcer et raidir une matière et elle aide à dissiper l’électricité statique, mais elle coûte cher et peut provoquer des gauchissements.
  • La fibre en acier inoxydable est utilisée dans les boîtiers électriques afin de réduire les perturbations électromagnétiques et radioélectriques.
  • Les minéraux tels que le talc ou l’argile peuvent être utilisés comme charge pour augmenter la dureté et réduire les coûts et le gauchissement.
  • Les billes de verre et les paillettes de mica sont utilisées pour raidir un matériau et réduire le gauchissement et le retrait mais elles peuvent se révéler difficiles à injecter.
  • Le PTFE (Teflon®) et le bisulfure de molybdène sont des lubrifiants secs qui agissent comme le graphite et peuvent permettre d'obtenir des pièces en plastique autolubrifiantes.
  • Les inhibiteurs d’UV aident à éviter la dégradation du matériau dans les utilisations en plein air.

N’oubliez pas cependant que, bien que les ingénieurs de notre service clientèle soient toujours prêts à répondre à vos questions lorsque vous appelez le +33 (0) 479 65 46 50, nous ne sommes pas spécialistes des thermoplastiques. Nous pouvons répondre à des questions de base, mais si vous recherchez des informations détaillées sur des matières standard ou des mélanges spéciaux, nous pourrons vous adresser à des ressources spécialisées. C’est vous qui prendrez la décision finale sur le choix de la matière destinée à une application spécifique.


Pour tous renseignements concernant les matériaux stockés par Protomold et les liens vers les sites des fournisseurs, consultez notre page matériaux. Pour pourrez obtenir des informations plus détaillées sur les matières et leurs caractéristiques, en consultant les sites PolyOne ou RTP Plastics.


Voir le guide des matériaux de Protomold.


Lire d’autres conseils de conception de Protomold.