Conception de prototypes et composants en silicone liquide (LSR)
Optimiser la conception des pièces en LSR avec 6 conseils simples de conception
Le silicone liquide (LSR) fait partie des matières que nous proposons pour le moulage par injection. Le moulage de LSR partage de nombreuses caractéristiques avec le moulage par injection conventionnel, mais on peut citer quelques différences notables. Contrairement à la résine thermoplastique que l’on fait fondre avant l’injection, le LSR est un composite thermodurcissable en deux composants qui est refroidi avant d’être injecté dans un moule chauffé, puis traité pour obtenir la pièce finale. Le LSR étant un polymère thermodurcissable, son état une fois moulé est permanent : il ne peut pas être fondu à nouveau comme un thermoplastique.
Le LSR présente certaines caractéristiques spécifiques. Il s’agit d’une matière résistante et élastique, avec une excellente résistance thermique, chimique et électrique. Les pièces LSR conservent leurs propriétés physiques à des températures extrêmes et peuvent résister à la stérilisation. Le LSR est biocompatible, il fonctionne donc très bien pour des produits entrant en contact avec la peau. Ces avantages conviennent parfaitement au secteur automobile, aux instruments médicaux et à l’électroménager.
La conception de pièces en LSR est similaire à celle des thermoplastiques, mais quelques consignes doivent être prises en compte pour le LSR :
Dimensions
Nous pouvons atteindre une dimension des pièces LSR de 304 mm x 203 mm x 100 mm avec des profondeurs n’excédant pas 50 mm pour chaque plan de joint. Notez que les pièces plus profondes sont limitées à un gabarit moins important. La superficie maximale est de 312 cm², et le volume maximal d’une pièce est de 204 cm3.
| Applications courantes pour le silicone liquide |
|---|
|
Les propriétés matérielles du LSR lui offrent une bonne résistance mécanique, thermique et chimique, ainsi qu'une très grande flexibilité. On peut citer parmi les applications courantes :
Le LSR supporte parfaitement la stérilisation et il est biocompatible, donc bien adapté aux produits en contact avec la peau, notamment les pièces pour les secteurs industriels tels que :
|
Épaisseur des parois et nervures
Le LSR comble bien des parois relativement fines (0,25 mm sur de petites surfaces, et 0,38 mm sur des surfaces plus larges) sans défis particuliers selon la dimension de la paroi et la position des sections plus épaisses adjacentes. L’épaisseur des nervures doit être 0,5 à 1 fois l’épaisseur de la paroi adjacente. Le LSR s’adapte aux variations d’épaisseur de paroi, et les retassures sont pratiquement inexistantes.
Rétraction et bavures
Le taux de rétraction du LSR est relativement important, mais il est constant sur toute la pièce, avec une tolérance attendue de +/- 0,08 mm et une tolérance linéaire de +/- 0,025 mm/mm. Le LSR a tendance à former très facilement des bavures pendant le moulage (même dans des orifices d’à peine 0,005 mm), que Protolabs contribue à réduire en apportant des fonctions supplémentaires lors de la conception du moule.
Lignes de joints
La simplification et la minimisation des lignes de joint lors de votre conception vous aideront à obtenir des pièces LSR plus propres, le plus rapidement possible.
Contre-dépouilles
Le LSR peut être moulé pour former des pièces avec des contre-dépouilles, éjectées manuellement par un opérateur de presse. Les actions mécaniques nécessaires au démoulage des contre-dépouilles sont proposées de manière sélective par Protolabs. Le LSR a tendance à se déchirer facilement sur les arêtes aiguës. Lors de la conception des détails intérieurs, il est très important d’essayer d’ajouter des congés ou des rayons pour éviter les déchirures sur ce qui pourrait présenter des arêtes aiguës, lors de la présence de contre-dépouilles éjectées manuellement.
Surmoulage et moulage d’inserts
Les matières LSR peuvent également être utilisées pour le surmoulage ou le moulage d’inserts. En effet, les LSR sont souvent utilisés pour le surmoulage, qui permet d’ajouter une couche de matière à une pièce moulée préexistante, afin d’obtenir une combinaison de caractéristiques qu’un composant unique ne peut pas fournir. L’une des applications les plus courantes consiste à ajouter une couche fonctionnelle agréable au toucher de matière caoutchouteuse, en général un élastomère plastique sur une sous-couche plus dure. Une autre application sera la modification ou l’amélioration de l’apparence ou de l’esthétique d’une pièce en surmoulant une matière de couleur ou de finition différentes. On peut citer de nombreuses pièces allant des instruments médicaux, de l’outillage, jusqu’aux boutons de commande en passant par les brosses à dents. La plupart des surmoulages effectués sur les pièces mentionnées ci-dessus sont en matière TPE ou TPU, et non en silicone.
Le moulage d’inserts est utilisé pour apporter résistance et durabilité aux pièces, en général en renforçant certains points de pivotement d’une pièce LSR avec du métal, par exemple un tourillon en laiton ou un insert fileté en acier inoxydable, ou encore avec une matière plastique résistante aux températures élevées. En raison de la température élevée de traitement du moulage de LSR, les matières plastiques suggérées sont le Valox, le PEI (Ultem) ou le PEEK.
Il faut généralement des éléments de fixation mécanique lorsqu’on complète des pièces par un moulage LSR, car il n’adhère pas de manière chimique. De plus, Protolabs ne propose pas l’utilisation d’une couche primaire pour réaliser une adhérence chimique.
Pour des informations plus détaillées sur les fixations mécaniques et chimiques, voir le tableau sur la page guide de conception surmoulage et moulage d’inserts.
Éjection de la pièce
On n’utilise normalement pas d’éjecteurs pendant le moulage LSR en raison de la nature élastique de la matière. Les pièces doivent donc être conçues pour être maintenues par une moitié du moule lorsqu’il est ouvert à a fin du cycle de moulage. La pièce est ensuite démoulée à la main, souvent avec une assistance pneumatique.
Le LSR est utilisé depuis longtemps dans l’industrie, mais nous, nous proposons des séries de 25 à plus de 5000 pièces en moins de trois semaines, Pour en savoir plus sur nos capacités avec le LSR, et obtenir d’autres conseils de conception sur la dépouille, la finition et bien plus encore, consultez notre page LSR. Si vous avez un modèle CAO 3D tout prêt, vous pouvez le téléchager maintenant pour obtenir un devis interactif avec analyse de conception en quelques heures.