Conseil de conception

De quelle couleur est votre prototype ?

Avril 2011
Injection molding base resins
Figure 1 : Couleur de base des matières sous leur forme originale de granulés. De gauche à droite : acrylique (transparent), ABS (naturel), et nylon chargé fibres de verre (naturel).

En dépit de leur extrême diversité d’apparences et de tailles, les pièces moulées par injection commencent à peu près toutes leur existence sous la même forme : des petits granulés de plastique. Les couleurs de base de ces granulés varient quelque peu selon les matières, mais se situent toutes sur une échelle monochromatique allant de transparent et diverses teintes de naturel jusqu’au noir (voir Figure 1). Transformer ces petits granulés ternes en un arc en ciel de couleurs à leur sortie de la presse de moulage nécessite l’ajout d’un colorant : procédé qui peut être très simple ou très compliqué selon les cas. Il sera plus complexe si vous êtes très exigeant sur votre couleur

 

Figure 2 : Pour créer des pièces de couleur, on mélange généralement le colorant à la résine de base en utilisant une concentration de 2%. Cette photo présente un mélange à 2% de colorant.

Il existe en gros deux méthodes pour obtenir des pièces de couleur, moulées par injection. La plus simple consiste à mélanger des pastilles de colorant (mélange maître) dans un lot de granulés de matière de base (voir Figure 2). Lorsque les granulés sont chauffés et comprimés pour injection dans le moule, la matière de base et les pastilles de colorant fondent et se mélangent avant d'être injectées dans le moule.

Si vous voulez simplement des pièces « rouges », par exemple, Protomold peut ajouter un de ses colorants en stock à votre matière de base, sans supplément de prix (voir Figure 3).

Si vous voulez une couleur particulière et en connaissez la référence RAL ou Pantone, nous pouvons acheter un colorant spécifique pour vous, pour un léger supplément de prix, bien que la couleur exacte obtenue en fin de processus puisse dépendre quelque peu de la teinte de base de la matière.

Colorant mixed with base resin to create final colored part
Figure 3 : On a créé cet échantillon de plaque en ajoutant un colorant rouge en stock chez Protomold à un ABS naturel.

 

Ce qu’il faut savoir si vous décidez de faire ajouter le colorant par Proto Labs.

1. Comme mentionné ci-dessus, Proto Labs n’offre pas une correspondance exacte de la couleur.

2. L’effet de la teinte de base de la résine sur la couleur finale est plus marqué pour les couleurs claires. Dans le cas d'une couleur prédispersée, il est possible de tenir compte de ce facteur au stade du processus de mélange, mais si vous utilisez les couleurs en stock chez Proto Labs ou un colorant particulier, la différence pourra être visible.

3. Du fait que les pastilles de colorant sont mélangées aux granulés de la matière de base en les « saupoudrant », il y a un risque d’effet marbré dans les pièces finies (voir Figure 3). Le degré de marbrure dépendra de plusieurs facteurs. Les couleurs « chaudes » (rouge, orange, jaune) présentent plus de risques à cet égard que les couleurs froides comme le bleu et le vert. D’autre part, les pièces de grande taille, utilisant une plus grande quantité du contenu de la chambre dans laquelle les granulés de matière sont fondus et mélangés, sont moins susceptibles de présenter des marbrures que les petites pièces.

4. À moins d’utiliser une matière précolorée, il existe un risque de variations de couleur entre les lots et entre les pièces. C’est l’une des raisons pour lesquelles nous recommandons notre proportion standard de deux pour cent (2%) de colorant (voir Figure 3).

Injection-molded nylon sample with swirling colorant
Figure 4 : Exemple d’effet marbré dans un matériau nylon avec colorant jaune. Le choix d’une matière précolorée aurait pu aider le client à éviter ce problème.

5. Certaines matières de base « se comportent en individualistes » lorsqu'il s'agit de colorant. Pour ces matières (nylon and polycarbonate haute température, par exemple), Protomold peut acheter pour vous un colorant spécialement adapté à la matière, pour un léger supplément de prix.

6. Enfin, certaines caractéristiques de la matière : protection contre les UV, propriétés ignifuges et compatibilité médicale ou alimentaire peuvent être affectées par le choix du colorant. Proto Labs ne fournit pas de colorants spécialement conçus pour conserver ces caractéristiques.

S’il vous faut une correspondance exacte avec le bleu du logo de votre société ou un couvercle de couleur exacte pour une bombe de peinture, le processus se complique, mais il existe une solution : l’utilisation de matières précolorées vendues par des formulateurs spécialisés. Précolorer consiste à mélanger le colorant avec la matière de base, faire fondre et extruder le mélange, le regranuler et répéter l’opération jusqu’à obtention d’un mélange parfaitement homogène. Le mélange peut être ajusté au besoin en cours de processus pour répondre aux spécifications exactes du client. Les formulateurs comme Albis and Plastribution peuvent assortir exactement presque toutes les couleurs dans une très large sélection de matières, et ils peuvent en même temps préserver les caractéristiques critiques de la matière (voir la liste complète des coordonnées ci-dessous). La couleur étant uniformément dispersée dans les granulés, il n’y a pas de problème de marbrure ni de différence de couleur entre les pièces. Proto Labs peut utiliser ces matières prémélangées pour produire des pièces et offrir à la fois les avantages du moulage par injection rapide et la couleur et les caractéristiques exactes dont vous avez besoin.

 

Figure 5 : Mélange de colorant et de matière en proportions de 1 et 2% Moins il y a de pastilles de colorant dans le mélange et plus le risque d’une dispersion irrégulière augmente.
Figure 6 : Ce PC bleu prémélangé est fourni par un client à Protomold pour obtenir des pièces de la couleur exacte

En résumé, si vous avez besoin de couleurs approximatives pour l’aspect général de votre pièce ou toute autre raison, Proto Labs peut fournir une gamme de colorants sans supplément de prix. Si vous avez besoin d’une couleur particulière, d’une uniformité maximale et de la protection des caractéristiques d’une matière spécialisée, des formulateurs extérieurs peuvent fournir des matières prémélangées et Proto Labs peut réaliser les pièces. Pour toute question à ce sujet, n’hésitez surtout pas à contacter l’un des ingénieurs de notre service clients au +33 (0)4 27 50 29 47.

Moteurs de recherche de matériaux sur la base de leurs propriétés
  • Matweb: Base de propriétés des matériaux avec fiches techniques sur les polymères thermoplastiques et thermodurcissables, les alliages métalliques etc.
  • IDES: Fiches techniques gratuites sur les plastiques, pour les équipementiers
Liens vers les fournisseurs de résines :
  • Abbey Polymers : Source d’élastomères thermoplastiques (caoutchouc moulable)
  • Albis : Polycarbonate Makrolon®, mélange polycarbonate Bayblend® /ABS
  • Dupont Plastics : Acétal Delrin, nylon Zytel, etc.
Liens vers les fournisseurs de colorants et les formulateurs :
  • Colour Tone Masterbatch : Systèmes de précoloration sur mesure et mélanges maîtres pour plastiques
  • Plastribution : Additifs pour plastiques et matières spécialement prémélangées
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