Octobre 2013



Ma pièce s'est effondrée !

Récemment nous avons beaucoup entendu parler des dolines, ces trous géants qui apparaissent soudainement ; l'érosion naturelle, l'exploitation minière, l'épuisement des nappes aquifères ou d'autres phénomènes similaires retirent le substrat et laissent une surface sans support qui finit par s'effondrer La même chose pourra se produire à plus petite échelle dans une pièce en plastique moulée et créer des retassures qui, dans le meilleur des cas, affectent l'apparence de la pièce et, dans le pire, sa fonction (voir Figure 1). Généralement, lorsqu'il se produit une retassure, l'extérieur de la pièce forme une couche superficielle en refroidissant tandis que la matière reste liquide à l'intérieur ; puis, lorsque l'intérieur de la pièce refroidit et se contracte, la surface est tirée vers l'intérieur. Dans le pire des cas, elle peut se briser et laisser un trou.

Figure 1 : Ce rendu CAO illustre un exemple de retassure dans la section épaisse d'une pièce.

Figure 1 : Ce rendu CAO illustre un exemple de retassure dans la section épaisse d'une pièce.


Comme la plupart des matériaux, le plastique se dilate lorsqu'on le chauffe et se contracte en refroidissant. Sous forme liquide il peut également être compacté sous pression et reprendre son volume normal lorsque la pression se relâche. Comme le moulage par injection implique à la fois chaleur et pression, les moules sont conçus de manière à prendre en compte ce phénomène, afin que la pièce finie soit, après dilatation et retrait, aussi proche que possible de ses dimension prévues. Toutefois, la conception d’un moule a ses limites et le rôle du concepteur de la pièce est essentiel pour éviter les problèmes.


Toutes les matières plastiques se contractent en refroidissant, mais leur coefficient de retrait varie. Les plastiques comme l'ABS, le polycarbonate et les mélanges de ces deux matières présentent un faible coefficient de retrait. Le nylon, le HDPE et l'acétal ont des coefficients de retrait plus élevés et sont plus sujets à retassure. Toutefois, quel que soit ce coefficient, le retrait total d'une matière particulière est proportionnel aux dimensions de la pièce. Ceci facilite l'ajustement au retrait lorsque les règles de conception sont respectées et les épaisseurs de paroi sont uniformes. Remarque : le retrait peut aussi varier avec le sens d'écoulement de la matière dans le moule, mais cet aspect est généralement pris en compte dans le positionnement du point d'injection.


La première indication d’un problème potentiel de retassure pourra se trouver dans le devis ProtoQuote®. Ce devis signale en effet les zones excessivement épaisses par un clignotement en bleu foncé, accompagné de l’avertissement « attention zone épaisse. » Si le problème est sérieux, vous serez averti qu'une modification s'avère nécessaire ; dans les cas moins graves, vous aurez le choix. Certains facteurs peuvent vous aider à prendre une décision, à savoir :


  1. L'analyse du retrait est effectuée avant que ProtoQuote ne connaisse la matière pour laquelle vous allez opter. Sachez que ProtoQuote penche en faveur de la prudence. Si vous prévoyez d'utiliser une matière présentant un faible coefficient de retrait, 0,004 à 0,006 mm/mm par exemple, vous n'aurez peut-être pas vraiment de problème.
  2. Vous pouvez réduire ou éliminer les retassures dans votre design en amincissant ou en aplatissant les zones épaisses, ou en les noyautant, de manière à conserver la forme souhaitée tout en éliminant les zones épaisses (voir Figure 2).
  3. Figure 2 : Une réduction de l’épaisseur de paroi en utilisant un design noyauté sur l’envers de la pièce aide à éviter les retassures sur la face opposée.

    Figure 2 : Une réduction de l’épaisseur de paroi en utilisant un design noyauté sur l’envers de la pièce aide à éviter les retassures sur la face opposée.


  4. Dans certains cas les retassures ne sont pas dues à l'épaisseur des parois mais à l'intersection de plusieurs géométries. Par exemple, l’intersection d’une nervure et d’une paroi pourra créer une zone épaisse même si chaque élément est d’une épaisseur « acceptable ». La règle de base est que la nervure ne présente pas plus de 40 à 60% de l'épaisseur de la paroi dont elle est solidaire.
  5. De même, un bossage en relief sur une paroi peut représenter une zone épaisse et créer une retassure. La solution habituelle consiste à éloigner le bossage de la paroi et le relier par une nervure de taille appropriée. On peut réduire la retassure dans la paroi sur laquelle se trouve le bossage en traitant les parois du bossage comme des nervures et en limitant également leur épaisseur à 40-60% de l'épaisseur de la paroi.
  6. D'autres géométries solidaires des parois, telles que les clips, peuvent créer une retassure. On peut parfois résoudre ce problème en remplaçant un clip de grande taille par plusieurs clips de petite taille.
  7. On peut réduire le coefficient de retrait naturel d'un plastique en lui ajoutant des matières de charge moins sujettes aux retrait, telles que le verre ou certains minéraux. Il faut naturellement s'assurer que cette solution n'affecte aucune des caractéristiques cruciales du plastique et ne crée pas de problèmes de gauchissement.

Bien que ProtoQuote, vos connaissances en design et l'assistance des ingénieurs du service clientèle de Proto Labs permettent d'éviter de nombreux problèmes potentiels, il arrive toutefois que des retassures se produisent. Le rôle du prototypage consiste justement à détecter et à rectifier les problèmes, et l'identification d'un problème avant de vous engager dans la production vous permet de conserver une longueur d'avance. Si vous le désirez, vous pouvez consulter les ingénieurs de notre service clientèle au +33 (0)4 79 65 46 50 pour obtenir une assistance.