Comment choisir une technique de fabrication de moules ?
Quelle est la meilleure technique de fabrication de moules pour une application donnée ? Cela dépend de quelques facteurs importants, notamment le matériau souhaité pour la pièce finale, le processus de fabrication prévu, la géométrie du modèle et le volume de production.
Une approche simplifiée, étape par étape, pour choisir la meilleure technique pour votre projet de fabrication est décrite dans les étapes ci-dessous :
1. Décrivez les critères de développement de votre projet
Un plan directeur de fabrication peut aider à créer des détails clairs sur ce que l'on peut attendre d'un projet, son calendrier de développement et le budget disponible. Que vous envisagiez de créer des pièces personnalisées ou de produire en masse des milliers d'articles identiques, vous définirez les options à choisir dans les étapes suivantes. Les critères de développement peuvent varier en fonction du projet, mais incluent généralement la conception de la pièce, la taille, le matériau, la qualité, les tolérances requises, le calendrier, le volume de production requis, les contraintes de coûts, etc.
Dans le développement de produits, le document initial qui répond à bon nombre de ces questions est souvent le document d'exigences du produit (PRD), tandis que la nomenclature (BOM) est la liste complète des pièces, articles, assemblages et autres matériaux requis pour créer un produit.
2. Sélectionnez le processus de fabrication
Le processus de fabrication approprié pour une pièce donnée dépend largement des critères de développement. Dans certains cas, plusieurs processus de production peuvent être utilisés pour créer un modèle donné. En règle générale, choisissez le processus permettant de produire la pièce donnée avec la qualité requise, aux coûts les plus bas, tout en répondant au reste des critères de développement. Le choix des matériaux et le volume de fabrication sont probablement les facteurs les plus importants qui déterminent votre décision.
Pour les pièces en plastique, vous pouvez lire notre guide des procédés de fabrication des plastiques.
3. Sélectionnez la technique de fabrication de moules
Une fois que vous avez choisi le bon processus de fabrication, le type de moule pour le processus est également largement défini par les critères de développement. Bien que les facteurs exacts dépendent du processus de fabrication, voici quelques-unes des considérations les plus importantes lors du choix d’une technique de fabrication de moules :
Conception de la pièce : Essayez de simplifier la conception autant que possible et de l'aligner sur les règles de conception du processus de fabrication donné pour pouvoir choisir la technique permettant d'obtenir les coûts les plus bas. Les conceptions simples peuvent nécessiter uniquement des moules pouvant être créés à l'aide de techniques manuelles, tandis que les conceptions complexes nécessitent souvent des moules en plusieurs parties et des outils de fabrication numérique tels que des imprimantes 3D ou l'usinage CNC.
Volume de production: Les séries de production en grand volume nécessitent des moules durables capables de reproduire avec précision les modèles sans s'user après quelques utilisations. Cependant, la fabrication de tels outils entraîne des coûts et des délais de livraison élevés. Pour les pièces uniques et les lots de plus faible volume, il peut être plus efficace de choisir des moules moins chers qui peuvent être créés plus rapidement, tels que des moules sacrificiels ou des moules souples qui peuvent être jetés lorsqu'ils commencent à montrer des signes d'usure irréparable.
Qualité: Des tolérances plus strictes nécessitent la création de moules et d'outils plus précis, tels que des outils de fabrication numérique, et doivent être plus durables pour garantir une qualité constante des pièces sur plusieurs cycles.
Chronologie: La production de moules métalliques complexes prend souvent des mois par l'intermédiaire d'un prestataire de services. Si vous travaillez sur un délai plus court, essayez de rechercher des alternatives susceptibles de raccourcir le délai, telles que Outillage rapide imprimé en 3D.
Matériel: Les matériaux ayant un point de fusion plus élevé ou plus abrasifs nécessiteront des moules plus durables et capables de créer le volume de pièces requis sans dégradation.
Description du matériau du moule | |||||||
Matériel | Caractéristiques du matériau et application | ||||||
S136H | Il s'agit d'acier à outils non brodé de haute qualité. Excellente résistance à la corrosion, rotation de polissage, résistance à l'usure, usinabilité, EDM peut obtenir un effet de traitement ultra miroir et une surface de haute qualité, trempe avec une excellente stabilité. La surface de la cavité reste lisse après une longue période d'utilisation. Les moules n'ont pas besoin de protection particulière lorsqu'ils sont utilisés ou stockés dans un environnement humide. Recommandé pour les moules à injection et les moules en plastique corrosifs avec des exigences de polissage élevées. | ||||||
718H | Il s'agit d'un acier allié au chrome-nickel-molybdène fondu sous vide, d'un acier moulé en plastique pré-durci modifié, qui a été durci et revenu avant de quitter l'usine. Il n’y a aucun risque de fissuration ni de déformation due au traitement thermique. Il peut être nitruré et durci à la flamme sans traitement thermique pour améliorer la dureté de surface et la résistance à l'usure de la matrice. Excellentes performances de polissage et résistance à l'usure améliorée. Utilisé pour les moules d'injection et d'extrusion de matériaux thermoplastiques, les moules en plastique à haute finition de surface, les moules de soufflage, les moules de formage, les pièces structurelles, les arbres. | ||||||
P20 | L'acier pour matrices P20 est un type d'acier pour matrices en plastique, car ses performances d'usinage sont meilleures et ont un certain abrasif. Quant à sa plage de dureté, elle devrait pouvoir atteindre285-330HB, qui peut être converti en 30-36HRC, afin de répondre aux besoins généraux. | ||||||
NAK80 | L'acier pré-trempé (36-43 HRC), sans traitement thermique, peut être directement usiné ; La dureté de surface et centrale est uniforme, bonne usinabilité ; Excellent usinage par décharge, le meulage après l'usinage par décharge est très facile, car la dureté de surface de l'usinage par décharge est uniforme et la dureté de la couche blanche est faible ; Bon polissage miroir ; Bonne soudabilité ; Bonne propriété de gravure ; Taille stable, adaptée aux pièces de précision et à la production de masse. En raison de l'influence de sa composition chimique, le matériau est fragile et il est facile de se fissurer à l'endroit où se concentre la contrainte de traitement lorsqu'il est utilisé dans un moule plus complexe. Haute sensibilité thermique, il est nécessaire de préchauffer pendant le soudage, la conservation de la chaleur et la trempe thermique et déstressée après soudage, sinon il y aura un risque d'échec du soudage. Il convient de noter que les changements de taille se produiront lorsque la température de traitement dépassera 520 ℃. | ||||||
8402 | À hautes et basses températures, il présente une bonne résistance à l'usure, une excellente ténacité et ductilité, une stabilité et un excellent traitement et polissage rotatif, une excellente résistance à haute température et une excellente résistance à la fatigue thermique, une excellente trempabilité, une déformation de petite taille du traitement thermique. Utilisé pour les matrices de forgeage à chaud en métal, les matrices d'extrusion d'aluminium, les matrices en plastique, les matrices de moulage sous pression en aluminium, etc. | ||||||
8407 | L'acier spécial 8407 est un acier à outils allié au chrome, au molybdène et au vanadium. Il s'agit d'un acier d'une grande pureté et d'une structure fine obtenu grâce à une technologie de fabrication d'acier spéciale et à un contrôle de qualité strict. L'isotropie (isotropie) du 8407 est meilleure que celle du H13 dans le système sidérurgique traditionnel général. Ceci est plus précieux pour la résistance à la fatigue mécanique et la résistance à la fatigue sous contrainte thermique des moules, tels que les moules de moulage sous pression, les moules de forgeage et les moules d'extrusion. Par conséquent, la dureté de la matrice du 8407 peut être supérieure de 1 à 2 heures à celle du H13 ordinaire sans sacrifier la ténacité. Une dureté élevée peut ralentir l'apparition de fissures à chaud et améliorer la durée de vie de la matrice | ||||||
ASP-23 | Il s'agit d'acier en poudre de chrome-molybdène-vanadium, haute résistance à l'usure (résistance à l'usure par abrasion), haute résistance à la compression, excellente trempabilité, bonne ténacité, bonne stabilité dimensionnelle du traitement thermique, bonne résistance au ramollissement de l'humeur. Asp-23 est particulièrement adapté aux matériaux minces à traiter et à former, ou à une défaillance de la matrice due à une usure abrasive mixte et à une usure par adhérence, ou à une usure abrasive connue, et le risque de déformation plastique de surface est également élevé. Par exemple, découpage d'acier à moyenne ou haute teneur en carbone, découpage de tôles d'acier trempé ou de bandes d'acier laminées à froid, moule en plastique contenant de la fibre de verre. | ||||||
XW-42 | Il s'agit d'une sorte d'acier à outils en alliage à haute teneur en carbone et en chrome contenant du molybdène et du vanadium. La résistance à l'usure et la ténacité, ainsi que d'excellentes propriétés de trempe, sont souvent recommandées pour une utilisation dans des moules qui nécessitent une bonne résistance à l'usure et une ténacité appropriée (résistance aux chocs). Tels que : moule de matériel de précision, moule à semi-conducteurs, pièces de précision, etc. | ||||||
#45 Acier | L'acier #45 est un acier de construction au carbone de haute qualité avec une faible dureté et une coupe facile. Il est souvent utilisé comme coffrage, pousse, poteau de guidage, etc. dans le moule, mais il doit être traité thermiquement. Les pièces trempées et revenues ont de bonnes propriétés mécaniques complètes et sont largement utilisées dans diverses pièces structurelles importantes, en particulier les bielles, boulons, engrenages et arbres travaillant sous des charges alternées. Cependant, la dureté de la surface est faible et peu résistante à l'usure. La dureté superficielle des pièces peut être améliorée par trempe et revenu + trempe superficielle. pli | ||||||
#50 Acier | L'acier a une usinabilité moyenne, une faible plasticité de déformation à froid, une mauvaise soudabilité, aucune fragilité au revenu pendant le traitement thermique, mais une faible trempabilité. Le diamètre critique dans l'eau est de 13 à 30 mm et il a tendance à se fissurer lors de la trempe à l'eau. Cet acier est généralement utilisé après un traitement thermique tel que la normalisation, la trempe et le revenu, ou la trempe de surface à haute fréquence. Il convient à la fabrication de pièces de matrice avec une résistance élevée à l'usure et une charge et un impact dynamiques importants. |