Janvier 2011



Les rudiments de la charnière souple

Une charnière souple est une mince bande qui permet de plier une pièce en plastique sans la casser. Elle est utilisée sur des pièces que l’on doit plier une fois pour les assembler—une pièce plate que l’on plie pour former un cube par exemple (voir Figure 1)—ou pour un couvercle destiné à être ouvert et fermé des centaines, voire même des milliers de fois (voir Figure 2).

Figure 1 : Cube d'échantillons Protomold

Figure 1 : Cube d'échantillons Protomold

Figure 2 : Utilisation typique d’une charnière souple

Figure 2 : Utilisation typique d’une charnière souple


Nous avons souvent signalé les conséquences du forçage de la matière fondue vers une zone épaisse à travers une zone de faible épaisseur. La conséquence la plus sérieuse est la présence éventuelle de vides au moulage dans la zone épaisse faisant suite au « goulot d’étranglement » de la zone de faible épaisseur. Pour créer une charnière souple vous devez faire exactement ce que nous vous avons recommandé de ne pas faire : forcer la matière vers une section épaisse de la pièce à travers une zone de très faible épaisseur (voir Figure 3).

Figure 3 : Les flèches ci-dessus indiquent la très petite section à travers laquelle la matière doit être forcée afin de remplir l’autre moitié du corps de la pièce. La fine couche de matière qui en résulte est suffisamment mince pour permettre un pliage répété.

Figure 3 : Les flèches ci-dessus indiquent la très petite section à travers laquelle la matière doit être forcée afin de remplir l’autre moitié du corps de la pièce. La fine couche de matière qui en résulte est suffisamment mince pour permettre un pliage répété.


La seule alternative consisterait à faire entrer la matière par deux points d’injection et qu’elle se réunisse au niveau de la charnière. Malheureusement, cette solution créerait une ligne de soudure (une telle zone qui est faible dans n’importe quelle pièce est particulièrement problématique au niveau d’une section de faible épaisseur) à l’endroit même où on voudrait que la pièce soit suffisamment solide pour se plier sans se casser. C’est pourquoi, puisque les charnières souples sont extrêmement utiles, la question est de savoir comment éviter – ou du moins anticiper – les problèmes si nous choisissons de les inclure dans un modèle.


  • Règle un : Suivre scrupuleusement nos conseils de conception des charnières. Vous les trouverez dans une édition antérieure de nos Conseils de conception intitulée Night of the Living Hinge.

  • Règle deux : Suivre tous les autres conseils relatifs à la conception des pièces moulées ; ce n’est pas parce que vous faites une exception à une règle que vous devez en faire autant pour les autres.

  • Règle trois : Choisir un matériau approprié. Choisissez un matériau qui s’écoule facilement à travers les zones de faible épaisseur et qui, si la charnière est bien conçue, peut résister au pliage sans faiblir ni se casser. Le matériau idéal pour les charnières souples est le polypropylène ; et en deuxième choix, le polyéthylène. Selon votre application, d’autres matériaux pourront parfois convenir de manière limitée, mais si vous avez impérativement besoin de la solidité d’un nylon chargé verre ou de la durabilité de l’acétal, par exemple, il est préférable de ne pas envisager l'utilisation d'une charnière souple.

  • Règle quatre : Il faut s’attendre à certaines conséquences au niveau de l’aspect. Une charnière souple s’apparente aux bouchons créés par des travaux sur une autoroute ; pendant l’injection, elle augmentera la pression côté amont de la charnière et la diminuera côté aval. Par ailleurs, du fait de l’augmentation du rapport surface/volume du moule au niveau de la charnière, la matière refroidira de manière significative à ce point. Les conséquences en aval de la charnière pourront inclure des retassures, des marques de coulées et des bulles. (les bulles pourront ne pas être apparentes dans une matière opaque, mais elles risquent d’affecter la solidité. Si on utilise une matière transparente, les bulles seront visibles.) Les conséquences en amont de la charnière pourront inclure des bavures causées par la pression supplémentaire nécessaire pour forcer la matière à travers la zone de faible épaisseur.

L’emplacement des points d’injection est d’une importance cruciale dans une pièce comportant une charnière souple. Protomold vous proposera un plan de tracé des points d’injection pour approbation. Ce plan prendra en compte la présence d’une charnière souple, mais son approbation finale vous appartiendra. Comme pour tous les modèles soumis, votre ProtoQuote comportera une analyse de conception identifiant d’autres problèmes potentiels à prendre en compte.


Pour finir, sachez que si vous avez besoin d’une charnière et si les charnières souples ne conviennent pas, il existe d’autres solutions très intéressantes. Par exemple, une édition précédente de nos Conseils de conception intitulée L’appariement de pièces identiques montre une boîte réalisée en deux parties, comportant des charnières moulée à crochets et à tiges. Vous avez des questions concernant les charnières souples ou non souples ? Les ingénieurs du service clientèle de Proto Labs sont à votre disposition pour vous aider au +33 (0)4 79 65 46 50.