Les 3 principales méthodes de prototypage pour le moulage sous pression

Qu'attendez-vous de votre prototype ?

Aujourd'hui, les consommateurs exigent la perfection de leurs produits. Pour atteindre ce niveau de performance, les fabricants doivent soumettre leurs produits à des essais rigoureux afin de garantir une fonctionnalité optimale. Dans de nombreux cas, les essais se déroulent en plusieurs itérations et nécessitent différents niveaux de fonctionnalité à chaque étape. Chacun de ces essais requiert un prototype efficace.

Devez-vous vérifier la résistance de votre composant ? Votre produit exige-t-il des tolérances précises et devez-vous contrôler l'ajustement de la pièce ? Devez-vous modifier l'épaisseur des parois dans certaines zones de la pièce pour des raisons de poids ou d'ajustement ?

Le procédé de moulage sous pression n'est généralement pas bien adapté au prototypage en faible volume. Cela ne signifie pas pour autant que nous ne pouvons pas vous accompagner durant le processus de prototypage. Nous avons compilé une présentation des trois principaux procédés de prototypage que nos clients utilisent pour tester leurs composants moulés sous pression. 

Moulage par centrifugation

Le moulage par centrifugation est un procédé qui force le métal dans un moule en caoutchouc grâce à la force centrifuge. Si, par le passé, les entreprises de moulage par centrifugation étaient limitées aux matériaux spécialement formulés pour de faibles points de fusion, le procédé a évolué au fil du temps afin de produire des composants à partir de matériaux similaires à ceux du moulage sous pression. Même si une entreprise de moulage par centrifugation ne peut pas utiliser exactement le même matériau qu'un fabricant de moulage sous pression, des opérations de chauffage secondaire permettent à la pièce moulée par centrifugation d'atteindre la résistance d'un composant moulé sous pression tout en conservant ses géométries exactes. Plus la pièce est complexe, plus le procédé de moulage par centrifugation est avantageux.

Le prototypage par moulage par centrifugation est idéal pour les projets en faible volume présentant des géométries complexes et nécessitant un délai de réalisation rapide. Les pièces moulées par centrifugation peuvent reproduire pratiquement les mêmes géométries que le moulage sous pression avec des résistances similaires ; elles conviennent donc parfaitement au contrôle de l'ajustement d'un composant durant le processus de prototypage. Le délai de fabrication des pièces moulées par centrifugation est d'environ 1-3 semaines.

Usinage à partir de barres

L'usinage à partir de barres est un procédé qui garantit rapidité et rentabilité pour les faibles volumes. Le procédé est relativement simple : un lopin de métal purifié est découpé aux dimensions et à la forme de la pièce à l'aide d'un tour ou d'une machine CNC. En faible volume, ce procédé est plus rapide et moins coûteux que d'autres procédés de fabrication, car le matériau est facilement disponible et aucun outillage ne doit être conçu ou fabriqué. L'inconvénient de l'usinage à partir de barres est que la pièce présente une faible ductilité et que les tolérances sont limitées au rayon de la fraise ; en d'autres termes, les tolérances et les géométries ne peuvent pas être plus serrées que la courbure de l'outil de coupe lui-même.

Si votre prototype doit réussir des essais stricts d'allongement et de tolérance, l'usinage à partir de barres n'est pas une option efficace. Ce procédé constitue toutefois une bonne solution de prototypage pour les projets soumis à un budget et à un calendrier stricts. Les délais d'usinage à partir de barres peuvent être aussi courts que 1 semaine.

L'usinage à partir de barres est également une mesure efficace de la résistance ultime des composants moulés sous pression. De manière générale, les pièces usinées à partir de barres sont environ 15% moins résistantes que les composants moulés sous pression en termes de résistance ultime et de limite d'élasticité, car les pièces usinées ne possèdent pas la « peau » d'un composant moulé sous pression. Toutefois, nos clients ont souvent utilisé des prototypes usinés pour tester la résistance ultime de leur composant. Si le prototype usiné réussit un essai de contrainte, le composant moulé sous pression résistera à une contrainte encore plus élevée. Et si votre composant est moulé en aluminium en production de série, l'usinage d'un alliage de zinc et d'aluminium peut reproduire la résistance d'un composant moulé sous pression en aluminium.

Vous souhaitez savoir comment adapter un alliage usiné à la résistance d'un composant moulé sous pression ? Contactez l'un de nos ingénieurs pour découvrir les possibilités de prototypage par usinage.

Moulage à cire perdue

Pour les projets nécessitant des prototypes répliques exactes, nous recommandons le moulage à cire perdue. Comme le fonctionnement d'un prototype peut apporter de nombreux enseignements, le besoin d'un prototype de qualité est essentiel. Lors de la conception de composants métalliques, une réplique exacte de votre pièce finale constitue le meilleur prototype possible. Le moulage à cire perdue permet aux ingénieurs concepteurs d'obtenir un prototype présentant la géométrie, les tolérances, la résistance et la fonction exactes du composant final moulé sous pression. Cela est particulièrement important pour les pièces moulées sous pression en aluminium destinées à des applications soumises à des essais de sécurité rigoureux.

Dans son ensemble, le procédé de moulage à cire perdue est bien adapté aux composants métalliques en faible volume. Toutefois, le procédé peut être légèrement modifié afin de répondre aux besoins de prototypage dans une fraction du temps requis. Au lieu de fabriquer un outillage rigide, les ingénieurs spécialisés dans le moulage à cire perdue peuvent imprimer en 3D des modèles en cire pour former les géométries des pièces et réduire les délais et les coûts. La pièce peut ensuite être moulée normalement avec n'importe quel métal de moulage à cire perdue. Le prototype obtenu est une réplique exacte de la future pièce finale moulée sous pression ; toute opération secondaire requise par le client peut donc lui être appliquée, notamment l'assemblage, le traitement thermique, le soudage, le placage et la peinture.

Modèle en cire imprimé en 3D et prototype produits en interne avec notre société sœur, Signicast.

Comme pour tout procédé de fabrication, le prix d'un prototype augmente à mesure que les tolérances dimensionnelles et les critères d'inspection deviennent plus stricts. L'intervention précoce et les recommandations d'ingénieurs techniques durant la phase de conception permettent aux clients de surmonter les problèmes de tolérances de moulage traditionnellement associés au prototypage. Cela est rendu possible grâce à l'innovation et à des technologies de pointe qui assurent une conformité à 100% aux spécifications à l'état brut de moulage, une livraison dans les délais et le coût total le plus faible. Les délais de fabrication des prototypes par moulage à cire perdue varient selon la complexité de la pièce, mais sont généralement compris entre 5 jours et 4 semaines.

Quel procédé de prototypage me convient ?

Le meilleur procédé de prototypage pour votre composant moulé sous pression dépend de nombreux facteurs. Vous devez prendre en compte vos contraintes budgétaires, les contraintes liées aux matériaux, le calendrier des essais et le niveau de rigueur des essais auxquels votre prototype sera soumis. Si vous ne savez toujours pas quel procédé vous convient, contactez l'un de nos ingénieurs Dynacast. Nous pouvons gérer vos besoins de prototypage et veiller à ce que votre projet dispose d'une base solide pour passer à la production de série par moulage sous pression.