Août 2014



Choisir le bon plan : un plan de joint bien étudié peut améliorer l'aspect et les fonctionnalités d'une pièce

 

Comme il y a longtemps que nous n'avons pas parlé des plans de joint sur les pièces moulées par injection, nous avons décidé de revenir sur le sujet d'un article populaire de nos conseils de conception couvrant les types de plans de joint que l'on peut trouver sur des pièces injectées en plastique ou en LSR, et la bonne manière de les traiter.


Lorsque vous créez un fichier CAO 3D pour le moulage par injection, vous ne consacrez peut-être pas beaucoup de temps à l'emplacement du plan de joint, mais il est important de noter que cet emplacement peut affecter votre pièce à plusieurs égards. Sur certaines pièces l’emplacement du plan de joint se trouvera naturellement au milieu, mais pour d’autres pièces plus complexes la solution n’est pas toujours évidente.


Prenons l’exemple d’un gobelet en plastique tout simple. La face extérieure est formée par une des moitiés du moule (moitié A) tandis que la surface intérieure et le bord du gobelet seront formés par l'autre moitié (moitié B). Le plan de joint se trouve le long du bord externe du gobelet. Pour d'autres designs, les plans de joint varient avec la géométrie. Une fleur jaune injectée qui a été utilisée comme objet d'art pour les enfants illustre un plan de joint le long de ses pétales extérieurs (voir Figure 1).

Figure 1 : Un plan de joint est présent le long des pétales extérieurs de la fleur.

Figure 1 : Un plan de joint est présent le long des pétales extérieurs de la fleur.


Lorsqu'on crée une forme complexe, il peut être plus difficile de déterminer la position possible du plan de joint. Vous pouvez supposer que si vous envoyez un modèle CAO 3D d'une telle pièce sans dépouille, le service de moulage par injection de Proto Labs déterminera l'endroit où le plan de joint doit se trouver. Le concepteur d'une telle pièce pourra toutefois préférer réfléchir à l'emplacement du plan de joint pour une raison toute simple : lorsqu’ils regardent une pièce, le concepteur et le mouliste ont un point de vue différent. Comme vous, le mouliste cherche à produire la meilleure pièce possible, mais il privilégie la meilleure manière de la mouler alors que le concepteur privilégie la manière dont elle fonctionnera après sa sortie du moule. L’emplacement du plan de joint peut affecter les deux.


Tout d’abord, cet emplacement détermine le sens d’ouverture du moule et par conséquent la direction de la dépouille à appliquer à la pièce pour faciliter son éjection. D'autre part, il créera une trace plus ou moins visible où les surfaces des deux moitiés du moule se rejoignent. En troisième lieu, l’emplacement du plan de joint peut aussi avoir des conséquences sur le coût de fabrication du moule et sur le type et le coût des opérations secondaires nécessaires à la finition de la pièce.


Le petit soldat en plastique est un bon exemple de pièce présentant des difficultés de conception au niveau du plan de joint, mais le problème peut aussi se poser pour des pièces plus simples. Ainsi par exemple, une géométrie simple présentant des bords ronds ou arrondis peut aussi poser problème. Sur la figure 2, le plan de joint a été placé en travers d’une surface normalement lisse. Tout décalage des bords du moule créera un « décroché ». C’est pourquoi un plan de joint à cet endroit nécessitera des tolérances très strictes et des coûts d'usinage potentiellement plus élevés. La probabilité accrue de bavures pourra aussi affecter l'apparence et la fonctionnalité de la pièce et éventuellement rendre l’assemblage des pièces finies plus difficile. Si, par contre, nous plaçons le plan de joint le long d’une arête vive, toute ligne éventuelle sera dissimulée et nous éviterons les problèmes de fabrication, de fonctionnalité et d'aspect décrits plus haut (voir Figure 3).


 

Figure 2 : Comme les deux moitiés du moule forment le plan de joint, tout décalage dans le moule créera une ligne qui modifiera la forme de la pièce au niveau du plan de joint. Nous conseillons de placer le plan de joint sur une arête vive.

Figure 2 : Comme les deux moitiés du moule forment le plan de joint, tout décalage dans le moule créera une ligne qui modifiera la forme de la pièce au niveau du plan de joint. Nous conseillons de placer le plan de joint sur une arête vive.

Figure 3 : Les deux moitiés du moule se rejoignent pour former l’arête vive de la pièce.

Figure 3 : Les deux moitiés du moule se rejoignent pour former l’arête vive de la pièce.


La conception de pièces en silicone liquide (LSR) est similaire à celle de pièces injectées en thermoplastique. Il faut cependant prévoir une préparation supplémentaire pour éviter les bavures. En effet, le LSR s'écoule dans le moule sous forme liquide et s'infiltrera dans des interstices ne mesurant pas plus de 0,005 mm ce qui pourra créer des bavures. Bien que les lignes de plan de joint soient généralement moins visibles et moins gênantes sur les pièces en LSR, elles sont plus difficiles à éviter. Veillez aussi à ce que les plans de joint de pièces en LSR ne se trouvent pas sur une surface d'étanchéité. La simplification et la réduction des plans de joint dans la conception de votre pièce vous aideront à obtenir des pièces en LSR plus nettes, aussi rapidement que possible.


Il existe plusieurs solutions pour résoudre les problèmes de plan de joint pour toutes les pièces moulées par injection. Avoir conscience de l’importance du plan de joint est déjà un bon début. Comme nous l’avons indiqué plus haut, l'emplacement du plan de joint est évident sur de nombreuses pièces et ne pose pas de problème. Pour les pièces plus complexes, vous pourrez parfois utiliser les outils fournis avec certains logiciels de CAO pour localiser et évaluer les plans de joint. Vous pouvez aussi télécharger un modèle CAO 3D en ligne et nous vous proposerons un plan de joint et suggérerons une dépouille appropriée sur la base de cette orientation. Notre logiciel indiquera aussi parfois que la pièce ne peut pas être fabriquée dans un moule à éjection directe et que des modifications de conception, des tiroirs et /ou des inserts manuels pourront être nécessaires.


Que vos informations soient fournies par un logiciel de CAO ou par Protomold, n’oubliez pas que le plan de joint suggéré n’est pas forcément votre seule option. Ni votre programme de CAO, ni notre logiciel d'analyse ne savent comment vous prévoyez d'utiliser votre pièce. Examinez soigneusement le plan de joint proposé et demandez-vous s’il est approprié d’un point de vue esthétique et fonctionnel. Si ce n’est pas le cas, il pourra exister d’autres solutions applicables à votre design existant, à moins que vous ne souhaitiez le modifier pour permettre un plan de joint qui conviendra mieux à l’application prévue. Si vous avez besoin d'une assistance, vous pouvez appeler un ingénieur de notre service clientèle pour discuter de votre design au +33 (0)4 79 65 46 50.