Octobre 2012



Châteaux de sable et pièces en plastique

Savez-vous pourquoi les côtés des petits seaux en plastique utilisés par les enfants à la plage ont une forme conique ? Je vais vous mettre sur la voie : ce n'est pas pour transporter de l'eau. C'est pour cette autre activité appréciée des enfants : faire des châteaux de sable. Le sable humide est assez fragile et la tension superficielle créée par l'eau entre les grains est juste suffisante pour transformer temporairement un tas de particules en un objet solide. Une bonne secousse les séparerait et, comme la tension superficielle qui agglomère les grains de sable les attire aussi vers les parois du seau, une secousse suffirait pour faire sortir du sable humide d'un seau aux parois droites (voir figure 1). On obtiendrait alors une pile de sable désagrégé et une bonne leçon sur l'importance de la dépouille pour les jeunes bâtisseurs de châteaux.

Figure 1 : Les surfaces en contact avec le sable n'étant pas dépouillées, la tension superficielle provoque l'écroulement du château de sable lorsqu'on retire le moule. De même, pour éviter les dommages ou les marques de traînées sur la pièce, les surfaces parallèles au sens d'ouverture d'un moule pourront nécessiter une dépouille selon un angle qui s'éloigne de la ligne le long de laquelle la pièce sera éjectée.

Figure 1 : Les surfaces en contact avec le sable n'étant pas dépouillées, la tension superficielle provoque l'écroulement du château de sable lorsqu'on retire le moule. De même, pour éviter les dommages ou les marques de traînées sur la pièce, les surfaces parallèles au sens d'ouverture d'un moule pourront nécessiter une dépouille selon un angle qui s'éloigne de la ligne le long de laquelle la pièce sera éjectée.


En revanche, dans un seau normal de forme conique, lorsque la masse de sable commence à sortir du seau, elle s'écarte aussi directement de sa paroi. Lorsque le contact est moindre, la tension superficielle entre le sable et le seau est aussi moindre (essentiellement, moins de frottement), et quand on a moins de frottement, il n'est pas nécessaire de secouer ; il suffit d'une petite tape et la gravité fait le reste. Ce mode d'éjection pourra laisser quelques grains de sable collés au plastique, mais la tour de votre château de sable sera intacte (voir Figure 2).

Figure 2 : La dépouille facilite le démoulage de la pièce. Elle est particulièrement  importante lorsque le moule est uniquement à éjection directe, comme ce moule pour châteaux de sable. L'application d'un angle de dépouille d'au moins 0,5° à toutes les parois

Figure 2 : La dépouille facilite le démoulage de la pièce. Elle est particulièrement importante lorsque le moule est uniquement à éjection directe, comme ce moule pour châteaux de sable. L'application d'un angle de dépouille d'au moins 0,5° à toutes les parois "verticales" facilite le démoulage de votre pièce, ou dans notre exemple, d'un château de sable*.


Le même principe s'applique à la conception des pièces en plastique moulées par injection. Le plastique moulé est sans doute plus solide que le sable humide d'une plage, mais si le plastique racle pendant l'éjection il ne résistera pas à la paroi métallique du moule. Même si la pièce conserve sa forme, elle ne conservera pas sa finition. À partir du moment où vos pièces présentent des surfaces plus ou moins parallèle à la direction d'ouverture du moule, vous devez appliquer une dépouille à ces surfaces, qu'elles soient complexes ou non.


Un exemple évident de ce type de pièces est le seau en plastique pour la plage dont nous venons de parler. Ce seau qui sert à mouler le sable est lui-même une pièce moulée. L'extérieur est formé par la moitié A du moule et l'intérieur par la moitié B du moule. Le retrait a pour effet d'éloigner le plastique qui refroidit de la moitié extérieure du moule et facilite donc son ouverture, sauf naturellement si la surface du seau a une texture. Cette texture peut agir comme de minuscules contre-dépouilles. Augmentez l'angle de dépouille pour éviter que la surface ne soit endommagée. Une texture légère (PM-T1) nécessite trois degrés de dépouille ; une texture moyenne (PM-T2) en nécessite au moins cinq.


En même temps, le retrait fait adhérer le seau à la moitié B du moule dont il doit être séparé par l'action des éjecteurs. C'est là que l'application d'une dépouille significative (et l'absence de texture) facilitent l'éjection et offrent au service de moulage par injection plus de flexibilité pour améliorer la qualité de la pièce grâce à cette réduction de la difficulté d'éjection.


Le seau que nous venons de décrire a essentiellement la forme d'un gobelet. Si on veut lui ajouter une poignée, il faudra peut-être lui ajouter des éléments en saillie ou ménager des trous dans les parois du seau. À cette fin, nous pourrons utiliser des tiroirs qui devront être dépouillés parallèlement à la direction d'ouverture du tiroir (plus de détails sur les tiroirs).


*Remarque : Le sable pourra nécessiter plus de cinq degrés de dépouille alors que le plastique ne nécessitera qu'un demi à deux degrés.