Sélection des matériaux de surmoulage

Le surmoulage, également appelé formage secondaire, est une technique de transformation secondaire. Au lieu d'injecter simultanément deux matières plastiques différentes sur une seule machine, il consiste à les injecter successivement. Le procédé se déroule en deux étapes distinctes : tout d'abord, la pièce de base est moulée puis éjectée d'un premier moule. Ensuite, cette pièce partiellement finie est placée dans un second moule pour une nouvelle injection. Ce procédé nécessite généralement deux moules distincts et ne requiert pas de machine de moulage par injection bicolore spécialisée. Cette technique est généralement employée pour les applications où un matériau en caoutchouc souple est surmoulé sur un substrat en plastique rigide. Le premier matériau injecté sert de base ou de substrat, généralement un plastique rigide, tandis que le second est le matériau de surmoulage, généralement un élastomère.

Considérations relatives au choix et à la compatibilité des matériaux

Les produits surmoulés sont fabriqués par surmoulage, une méthode de moulage par injection secondaire souvent appelée surmoulage par insertion. Le choix des résines appropriées pour cette injection secondaire exige une analyse approfondie de plusieurs facteurs. Ces choix dépendent en partie des propriétés intrinsèques du matériau de base et en partie des performances requises du produit final. Les principaux points à considérer sont les suivants :

• Résistance chimique : Garantit que le produit conserve son intégrité et ses performances lorsqu'il est exposé à des environnements chimiques spécifiques.
• Ignifugation : Les matériaux doivent être conformes aux normes écologiques, environnementales et de sécurité en vigueur. Un écolabel atteste du respect de ces normes environnementales et sociales.
• Résistance à l'usure : Empêche la couche de recouvrement de se dégrader, de s'enfoncer ou de se décoller sous l'effet de l'abrasion.
• Dureté Shore : Doit satisfaire aux spécifications requises en matière de toucher ou à d'autres spécifications de propriétés physiques spécifiques.
• Résistance aux chocs : Doit satisfaire aux exigences de résistance structurelle du produit.
• Point de fusion : Doit être adapté aux conditions de température de fonctionnement de l’application afin d’éviter tout ramollissement ou déformation lors d’une utilisation normale.
• Mécanisme de liaison : Le mode de liaison des matériaux est crucial. Lorsque les matériaux sont incompatibles, la liaison repose principalement sur un emboîtement mécanique, souvent obtenu grâce à des contre-dépouilles intégrées au moule. En revanche, lorsque les matériaux sont compatibles, une liaison chimique plus forte se forme. Généralement, les matériaux compatibles partagent des structures chimiques similaires ou contiennent des composants susceptibles d'interagir. Si les matériaux de base et de revêtement sont incompatibles, la liaison se limite souvent à un emboîtement mécanique, sans forte adhésion chimique.

Défis et considérations liés au surmoulage de plastique dur sur du plastique dur

Alors que le caoutchouc souple peut être facilement surmoulé sur divers matériaux de base rigides, offrant ainsi une grande flexibilité de choix, le surmoulage de plastique dur sur un autre plastique dur est soumis à des limitations importantes :

• Application localisée : Le surmoulage dur sur dur est envisageable pour des zones localisées, mais il est généralement inadapté à la couverture de grandes surfaces ou à la formation de conceptions en boucle fermée.
• Éviter les matériaux identiques : le surmoulage d’un même matériau plastique dur sur lui-même n’est généralement pas recommandé.
• Similitude des points de fusion : Si les deux matières plastiques rigides ont des points de fusion identiques ou très proches, des bavures de couleur ou un mélange de matières peuvent se produire lors du processus d’injection, compromettant fortement l’aspect du produit. Exemple : Si le matériau de base et le matériau de revêtement sont tous deux du PA6-GF30 (nylon 6 renforcé à 30 % de fibres de verre), des problèmes tels que des bavures de couleur, une pression d’injection excessive et des défauts comme des bavures ou des dommages au matériau de base à l’interface sont très probables.
• Différences de pression d'injection : Les plastiques durs nécessitent généralement des pressions d'injection supérieures d'au moins 30 % à celles des caoutchoucs souples. Une pression excessive peut souvent entraîner une mauvaise étanchéité à l'interface de collage, provoquant des bavures et risquant d'endommager le matériau de base.
• Complexité et coût du procédé : Le surmoulage de plastiques durs sur d’autres plastiques durs exige une conception de moule et une maîtrise du processus d’injection extrêmement rigoureuses. Divers défauts sont susceptibles d’apparaître, entraînant une augmentation significative des coûts de production. Par conséquent, les conceptions multicouches (dur sur dur) sont généralement déconseillées, sauf en cas d’absolue nécessité.

Conditions de réussite du surmoulage en plastique dur

Si le surmoulage avec différents matériaux plastiques durs est absolument nécessaire, les conditions suivantes doivent être remplies :

• Différence de point de fusion : Il doit exister une différence notable de température de traitement (différence de point de fusion) entre les deux matériaux. Généralement, une différence d’au moins 30 °C est recommandée, la température de traitement du matériau de base étant supérieure à celle du matériau de revêtement.
• Limitation de la zone de recouvrement : La zone de surmoulage (ou de séparation des couleurs) du matériau de recouvrement rigide doit être réduite au minimum. Ceci minimise le risque de fissuration dû au retrait volumique important et potentiellement irrégulier du matériau.
• Contrôle du retrait : Le retrait du matériau de revêtement rigide doit être le plus faible possible. Les plastiques non cristallins ou semi-cristallins sont généralement préférés, car ils présentent typiquement un retrait compris entre 0,4 % et 0,6 %.

La valeur du moulage par injection secondaire

Le surmoulage par injection offre des avantages considérables. Il confère non seulement à la surface du produit un toucher doux et agréable, mais améliore aussi significativement sa fonctionnalité et sa valeur globale. Au cours de la dernière décennie, cette technologie a véritablement révolutionné l'esthétique, les philosophies de conception et les attentes fonctionnelles des produits de consommation. Bien qu'elle soit surtout connue pour la création de surfaces douces au toucher, ses applications sont bien plus vastes. Elle permet une conception ergonomique, des esthétiques bicolores, un marquage clair et des caractéristiques produit améliorées. De plus, elle permet l'intégration de diverses fonctionnalités, telles que la réduction du bruit, l'amortissement des vibrations, l'étanchéité et la résistance aux chocs, augmentant ainsi considérablement la valeur globale du produit.