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Fabrication à base d'élastomères

 

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En plus de nos conseils de conception mensuels, nous publions désormais régulièrement ces nouvelles vidéos : chacune d'entre elles vous donne un aperçu plus approfondi de la manière de concevoir de meilleures pièces. Nous aborderons des sujets spécifiques tels que le choix du bon matériau d'impression 3D, l'optimisation de votre conception pour l'usinage CNC, les finitions de surface pour les pièces moulées, et bien d'autres encore.

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Insight: Fabrication à base d'élastomères

31.07.2020

Bonjour et bienvenue dans la vidéo Insight de cette semaine. 

A moins que vous ne soyez spécialiste des matériaux, il y a de fortes chances que le terme « élastomère » n’évoque pas grand-chose pour vous. Mais nous pouvons tout de suite donner un exemple que vous connaissez probablement très bien, durable, flexible, résistant aux températures élevées, souvent biocompatible, et qui convient à de nombreux procédés de fabrication différents.

Le caoutchouc.

Ici, nous parlerons plus précisément du caoutchouc de silicone, qui est un élastomère typique. Les élastomères sont solides, généralement flexibles, et peuvent offrir toute une série d’excellentes propriétés mécaniques, chimiques et optiques, adaptées à vos besoins.

Mais ne vous inquiétez pas. Je ne vais pas me lancer dans une conférence sur la théorie des élastomères. Je suis surement plus compétent pour passer rapidement en revue les options dont vous disposez pour produire des composants avec ces matières.

Tout d’abord, votre fournisseur doit proposer une gamme de caoutchouc de silicone liquide (connu sous le nom de LSR), idéale pour le moulage par injection. Ce procédé utilise un équipement qui est similaire à celui du moulage par injection de plastique, mais avec certains éléments très différents. Laissez-moi vous expliquer un peu.

Le processus de moulage par injection pour le LSR est le suivant : un catalyseur chimique et le caoutchouc de silicone liquide sont mélangés en proportion égale dans une chambre rafraîchie. De là, ils sont injectés dans l’empreinte du moule, qui dans le cas du LSR est réchauffée pour accélérer la vulcanisation. Une fois que tout est refroidi, nous obtenons une pièce finie caoutchouteuse prête à l’emploi.

L’un des grands avantages du moulage des LSR, ce sont des règles de conception vraiment très tolérantes. Les soucis concernant l’épaisseur des parois, les angles de dépouille, les contre-dépouilles et les arrondis des coins peuvent être en grande partie ignorés - ce qui vous rassurera si les avez subis avec d’autres méthodes. Ceci s’explique par le fait que le LSR a la consistance de l’eau lorsqu’il entre dans le moule : aucun signe d’affaissement, de lignes de joint et de vides dans les coins aigus ou autour des nervures profondes.

L’éjection des pièces n’est pas non plus un problème - les composants en LSR restent généralement assez souples pour être retirés d’un moule dont les parois sont parfaitement verticales. La seule chose dont les concepteurs doivent se préoccuper sont les bavures dues à la très faible viscosité du LSR. Cela signifie qu’il faut utiliser des plans de joint propres et cohérents dans la mesure du possible.

Il existe deux types distincts de LSR, dont l’un est opaque et l’autre transparent. La transparence du LSR de qualité optique n’est surpassée que par celle du verre et convient à l’industrie alimentaire.

Les autres matières que nous allons examiner appartiennent à une famille connue sous le nom de TPE ou TPV. Leur dénomination complète est, n’hésitez pas à prendre des notes : vulcanisation thermoplastique et élastomère thermoplastique. Ce sont d’excellentes matières qui prennent tout leur sens pour des opérations de surmoulage.

Celui-ci a été évoqué dans la vidéo dédiée, nous n’entrerons donc pas trop dans les détails ici, mais si vous avez besoin d’un petit rappel, il s’agit essentiellement d’ajouter une nouvelle couche de matière à une pièce moulée existante - procédé couramment utilisé notamment pour équiper les outils de poignées de préhension.

En tout cas, les matières de cette famille sont très nombreuses, et je ne les énumérerai pas toutes !

Mais quelques-unes d’entre elles méritent d’être connues. Le Santoprene 111-45 TPV, par exemple, a une excellente résistance à la fatigue, tandis que le Versaflex OM 1040X-1 offre un toucher doux, une grande esthétique et se lie bien au polycarbonate ou à l’ABS, ce qui en fait un choix parfait pour les surfaces de préhension des appareils médicaux.

Enfin, on peut citer l’Hytrel 3078, un exemple absolument incroyable de la durabilité des élastomères, grâce à sa capacité à fléchir, plier, et s’étirer bien plus longtemps que les caoutchoucs courants.

Les directives de conception pour toutes ces matières sont un peu flottantes. Techniquement, elles se trouvent quelque part entre le « pratiquement tout fonctionne » des LSR et celles des thermoplastiques traditionnels. En cas de doute, téléchargez votre modèle CAO chez votre fabricant et il devrait être en mesure de vous aider.

Eh bien, c’est tout pour cette semaine. J’ai hâte de vous revoir vendredi prochain.

 

Avec nos remerciements pour Natalie Constable.

 

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