Moulage par compression est un procédé de fabrication polyvalent. Il est utilisé dans la production d'une large gamme de composants et de produits dans divers secteurs, notamment ceux exigeant des formes complexes, une grande résistance et des textures élaborées. Ce procédé peut être décrit comme l'écrasement d'une charge thermodurcissable molle et semi-liquide dans un moule à deux parties simple, où elle est durcie avec la chaleur et le temps pour obtenir une pièce solide qui reflète précisément la cavité. L'extraction manuelle de l'outil est simple, car ces pièces sont généralement fabriquées en ligne de dessin (sans sous-coupes), sauf que les pièces en caoutchouc peuvent être étirées et extraites de sous-coupes modérées simplement en tirant à la main.
Cet article abordera le processus de moulage par compression et les types de fabrication utilisant cette technique.
Qu'est-ce que le moulage par compression ?
Moulage par compression est un procédé élégant avec des exigences en outillage légères et simples, capable de reproduire potentiellement de grands volumes de pièces en thermodurcissable dans divers matériaux rigides et en caoutchouc. C'est un procédé en plusieurs étapes utilisé sur des machines spécialisées de moulage par compression, pour la fabrication en volume moyen à élevé de composants complexes de forme nette, offrant une bonne précision, une répétabilité et un coût de production et d'outillage faibles.
Comment fonctionne le moulage par compression ?
En termes simples, une charge préparée (molles, non durcies) est placée dans une série de cavités inférieures découpées dans un outil à plateau préchauffé, pouvant comporter jusqu'à 100 cavités ou plus. La plaque supérieure de l'outil multi-cavités est ensuite pressée vers le bas pour positionner précisément l'outil inférieur, puis fermée et comprimée pour expulser l'excès de matériau et forcer la charge à se conformer à la forme de la cavité.
La pression retenue et l'action des platines chauffantes de l'outil forcent alors le matériau de la charge à compléter son processus de réticulation par polymérisation pour former une pièce non plastique qui reflète fidèlement la forme nette de la cavité. Cette pièce peut être en matériau rigide ou élastomère, selon la nature de la charge.
Une fois que la cure est suffisamment avancée, l'outil est ouvert et les pièces façonnées, rigides ou en caoutchouc, sont décollées de l'outil, généralement à la main.
Quel type de fabrication utilise le procédé de moulage par compression ?
Le moulage par compression sert à fabriquer des pièces dans une large gamme d'industries et de types de produits. Il convient à la fabrication de pièces rigides en polyuréthanes, polyester et époxy thermodurcissables. Il est également utilisé pour le moulage de matériaux composites pour des pièces rigides à haute résistance. Enfin, il est aussi employé pour le moulage de pièces complexes en caoutchouc thermodurcissable.
Les industries et secteurs de produits qui exploitent cette méthode de fabrication incluent :
Électrique : Enveloppes rigides en plastique ou composites pour composants électriques, offrant protection et isolation. Cela est courant dans les pièces de connecteurs, isolateurs et guides de câbles.
Automobile : Pièces allant des panneaux de pare-chocs extérieurs aux tableaux de bord, des garnitures intérieures/confort aux isolateurs/joints/diaphragmes et supports moteur en caoutchouc.
Aéronautique : Composants structurels composites, éléments de confort intérieur et panneaux pour avions et engins spatiaux sont moulés par compression. Les joints, joints d'étanchéité en caoutchouc et composants de tuyauterie en caoutchouc haute température sont également couramment moulés par compression.
Médical : Enveloppes pour dispositifs et équipements médicaux sont moulées par compression, avec des coûts d'outillage réduits par rapport à d'autres technologies. Les consommables et pièces en caoutchouc à usage unique, comme les joints de seringues, sont également fabriqués de cette manière.
Biens de consommation : Pièces rigides et en caoutchouc pour produits de consommation, tels que : composants d'appareils, poignées, raccords de tuyaux, supports antivibrations, etc., sont fabriqués ainsi.
Articles de sport : Éléments d'équipements sportifs, tels que : coques rigides de casques, équipements de protection, tampons amortisseurs et composants élastiques peuvent être moulés par compression.
Matériaux de construction : Certains matériaux de construction rigides comme : panneaux, façades et composants architecturaux sont fabriqués de cette manière.
Quels types de matériaux peuvent être utilisés pour le moulage par compression ?
Le moulage par compression s'applique à une large gamme de matériaux, chacun étant choisi en fonction des propriétés souhaitées du produit final. Les matériaux courants incluent :
Les plastiques thermodurcissables, tels que : phénoliques, mélamine et résines époxy, en raison de leur capacité à durcir de manière irréversible lors de la cuisson.
Les composites, combinant des fibres comme le verre ou le carbone avec des résines, sont également fabriqués de cette manière.
Les composés de caoutchouc, notamment dans la production de joints et de sceaux, figurent parmi les pièces les plus largement produites.
Certains thermoplastiques, en particulier le polypropylène et le polyéthylène, peuvent être moulés par compression, bien qu'ils soient plus fréquemment associés au moulage par injection. C'est une option à considérer lorsque les volumes sont trop faibles pour rendre la fabrication d'outillages d'injection commercialement viable.
Quels produits peuvent être fabriqués par moulage par compression ?
Petites à moyennes pièces en caoutchouc telles que : joints, diaphragmes, protecteurs de câbles, amortisseurs, etc.
Pièces tampon en mousse et panneaux de confort.
Panneaux plus grands tels que les pièces intérieures de voitures et d'avions.
Composants structurels soumis à des contraintes plus élevées tels que : supports, montages et renforts, fabriqués en composites de fibres de verre/polymer et moins couramment en pièces renforcées de fibres de carbone.
Isolateurs électriques et boîtiers de connecteurs.
Boîtiers de biens de consommation à faible volume.
Où rechercher des services de moulage
Pour rechercher des services de moulage par compression, vous pouvez explorer plusieurs avenues pour trouver des fournisseurs réputés. Utilisez des annuaires en ligne et des plateformes spécialisées dans la mise en relation de fabricants avec des prestataires de services. Des services tels que XTJ® répertorient les services de moulage par compression et facilitent la prise de contact, les processus RFP/RFQ, et la gestion des fournisseurs. La participation à des salons et expositions spécifiques à l'industrie peut offrir un accès direct à des prestataires potentiels de services de moulage par compression. Cela permet une communication directe et un aperçu de leurs capacités et de leur approche.
Se connecter avec des associations professionnelles liées à des besoins spécifiques peut être très utile pour couper dans le bruit marketing. Ces organisations disposent souvent de leurs propres annuaires ou peuvent fournir des recommandations pour des prestataires fiables, basées sur les recommandations ou expériences de leurs membres. Demandez des recommandations à des collègues, contacts industriels ou autres entreprises de votre réseau. Le bouche-à-oreille peut être précieux pour trouver des prestataires de confiance. Explorez les pôles de fabrication locaux ou les zones industrielles où il est courant de trouver des entreprises offrant des services de moulage par compression. Faites preuve d'une plus grande prudence lors de l’évaluation, lorsqu’aucune introduction, recommandation ou avis n’est disponible.
Quel est le processus de moulage par compression ?
Le moulage par compression est un processus relativement simple qui est essentiellement identique pour les pièces de grande ou de petite taille de la plupart des matériaux. La force de fermeture des outils et les temps de cuisson varient en fonction de la nature de la charge de matériau, et l’équipement varie selon la taille du plateau de l’outil et le volume de charge.
Le moule, généralement en acier ou en aluminium, est recouvert d’un agent de démoulage pour faciliter le retrait du produit fini. Il s’agit généralement d’un spray d’huile de silicone.
Le matériau, généralement une quantité pré-mesurée de résine thermodurcissable ou de composé de caoutchouc, est placé dans la cavité du moule soit à la main, soit par un système de distribution automatisé.
Le moule est fermé, et la pression est appliquée pour forcer le matériau à s'écouler et à prendre la forme du moule.
La chaleur et la pression sont maintenues pendant un temps de durcissement approprié, permettant au matériau de durcir suffisamment pour l'extraction, ayant pris la forme du moule.
Le moule est ouvert, et le produit fini est retiré soit à la main, soit à la machine.
Quelle est l'efficacité du moulage par compression ?
L'efficacité est une mesure complexe pour un processus industriel, car elle dépend fortement des attentes de l'utilisateur. Elle est considérablement inférieure à celle des outils de moulage par injection comparables pour des composants essentiellement identiques — souvent, les différences de coût sont d'un facteur dix en faveur du moulage par compression. La plupart des composants polymères sont tarifés sur la base du coût des matériaux, le coût de fabrication représentant une proportion moindre du prix, reflétant les coûts de machine/main-d'œuvre et d'amortissement. Il est courant que les pièces moulées par compression aient des coûts de machine et d'amortissement plus faibles mais des charges de main-d'œuvre plus élevées, donc l'avantage en termes de prix doit être analysé au cas par cas. Les pièces moulées par compression sont plus lentes à produire que l'alternative principale qu'est le moulage par injection. Le moulage par compression est viable commercialement à des volumes assez faibles et peut devenir coûteux à des volumes élevés sans investissement dans l'automatisation. Pour de nombreuses pièces, les sections murales sont trop fines pour permettre un moulage par compression fiable, nécessitant des alternatives telles que le moulage par transfert ou le moulage par injection.
Dans l'ensemble, pour des pièces de volume modéré à élevé, où un matériau thermodurcissable est requis et où la pièce a une paroi relativement épaisse, le moulage par compression offre une option très efficace à considérer pour la fabrication.
Le moulage par compression est-il plus rentable que le soufflage ?
Il n'existe pas de réponse simple à une comparaison de rentabilité entre le moulage par compression et le soufflage. Cela dépend énormément des exigences spécifiques du projet. Pour la production en grande série de pièces simples et creuses, le soufflage est rentable. Le moulage par compression peut être une solution économique lorsque les volumes sont plus faibles, que les pièces ont des formes complexes, que les coûts d'outillage sont un facteur important, et que des matériaux thermodurcissables sont nécessaires. Il est utile de noter que les cas où le moulage par compression et le soufflage sont interchangeables seront assez rares, car le soufflage est généralement utilisé pour fabriquer des composants de type bouteille qui ne peuvent pas être moulés par compression.
Pour en savoir plus, consultez notre guide complet sur le processus de soufflage.
Quels sont les avantages du moulage par compression ?
Le moulage par compression offre une gamme d'avantages par rapport aux méthodes de fabrication alternatives claires telles que le moulage par injection, notamment :
Des coûts d'outillage inférieurs à ceux du moulage par injection.
Convient pour des pièces plus grandes avec des géométries complexes et des épaisseurs variables, ce qui peut être difficile ou coûteux avec le moulage par injection.
Le moulage par compression accepte une gamme plus large de matériaux, y compris : plastiques thermodurcissables, composites, composés en caoutchouc, et même certains thermoplastiques.
Réduction des déchets de matériau, par rapport au moulage par injection, car les canaux d'alimentation et les couloirs pour le moulage par injection sont généralement plus volumineux que le surplus ou la bavure du moulage par compression.
Le moulage par compression convient à la production en faible volume, avec des coûts de mise en place et de démantèlement faibles.
Le moulage par compression excelle dans la production de pièces à parois épaisses avec une densité uniforme.
Quels sont les inconvénients du moulage par compression ?
Le moulage par compression est un outil puissant, mais il y a des choses qu'il ne peut pas faire, telles que :
Il est peu adapté pour un volume élevé, et le coût de l'automatisation peut atteindre celui de la mise en place du moulage par injection, voire le dépasser.
C'est un processus lent dans lequel une cure en outil est nécessaire, ce qui réduit la productivité.
Il ne peut pas mouler des pièces à paroi fine.
Les tolérances sont bonnes, mais inférieures à la précision pouvant être atteinte par moulage par injection.
Les pièces peuvent nécessiter un temps de cure post-moulage pour compléter leur processus de thermodurcissement.
La répartition du matériau peut être inégale et de mauvaise répétabilité, affectant la qualité de la pièce.
Alors que les coûts d'outillage sont faibles pour les petites pièces, ils augmentent rapidement pour les pièces plus grandes.
Le flux dans l'outil est limité, donc une mauvaise préparation ou placement de la charge peut affecter la qualité de la pièce.
Les détails fins et les finitions de surface peuvent être difficiles à reproduire, car le flux et la pression sont tous deux limités.
Combien coûte le moule de compression ?
Le coût du moulage par compression varie considérablement, en fonction de la complexité de la pièce, du choix du matériau, du volume de production et des exigences en matière d'outillage. En règle générale, le moulage par compression est plus rentable pour des volumes de production plus faibles, des pièces plus petites et des géométries de pièces plus simples.
Les coûts d'outillage pour le moulage par compression sont souvent inférieurs à ceux des pièces moulées par injection comparables, ce qui en fait un choix économique pour les applications qui correspondent aux critères optimaux.
Pour la production à haut volume et les designs complexes, le moulage par injection offre une meilleure efficacité en termes de coûts.
Comment est calculée la force de tonnage pour le moulage par compression ?
Le tonnage de moulage par compression est calculé en fonction de la surface projetée de la pièce à mouler et des caractéristiques d'écoulement du matériau à mouler.
La formule est :
Tonnage = (Surface projetée × Pression du matériau) x Facteur de sécurité
Le facteur de sécurité prend en compte les incertitudes liées à l'écoulement du matériau et autres variables. Cet aspect nécessite une certaine expérience et une bonne compréhension de l'outillage, des matériaux et des aspects du processus.
Quel est le temps de cycle du moulage par compression ?
Les temps de cycle pour le moulage par compression varient considérablement en fonction de facteurs tels que : le matériau utilisé, la complexité de la pièce, la conception du moule et l'équipement de moulage employé.
Cependant, les temps de cycle typiques pour le moulage par compression se situent généralement autour de deux minutes par cycle pour les petites pièces, et peuvent aller jusqu'à 10 minutes par cycle pour des sections plus lourdes qui prennent plus de temps à durcir suffisamment.
Les matériaux à température de cuisson plus élevée peuvent nécessiter des temps de durcissement plus longs, ce qui impacte le cycle global.
Quand doit-on commencer le moulage par compression ?
Lorsque la pièce répond aux exigences générales du moulage par compression, un processus d'évaluation et de demande de devis peut être lancé. Les exigences de base sont :
Des composants en caoutchouc thermodurcissable, rigides ou composites sont requis.
Les pièces ont une épaisseur de paroi minimale adaptée aux paramètres de traitement du matériau requis.
Les profils sont suffisamment simples pour être reproduits dans un processus à flux limité et à basse pression.
Les contre-dépouilles sont absentes (pour les matériaux rigides) et de proportions modestes pour les élastomères.
Les pièces doivent être produites en volumes appropriés — où de petites pièces peuvent être moulées en multi-cavités pour un débit de production plus élevé, mais les pièces plus grandes sont également conçues en cavité unique.
XTJ est un fabricant OEM leader dédié à fournir des solutions de fabrication tout-en-un, de la prototypie à la production. Nous sommes fiers d'être une entreprise certifiée ISO 9001 en gestion de la qualité et déterminés à créer de la valeur dans chaque relation client. Nous y parvenons par la collaboration, l'innovation, l'amélioration des processus et un travail exceptionnel.
