Matériaux d'outillage de moulage par injection: aluminium vs. Acier

Que vous travailliez pour la première fois avec le moulage par injection ou que vous repensiez pour la première fois votre matériau d’outillage de moulage par injection, il est toujours bon d’examiner différentes options pour comprendre leur impact sur votre production globale. Chez Jaycon Systems, nous allons vous éclairer sur les avantages et les inconvénients de l'utilisation des deux matériaux les plus utilisés: l'acier P20 et l'aluminium. Nous décrirons pourquoi chacun est le mieux adapté à leurs objectifs.

Afin de comprendre les avantages et les inconvénients du choix de l'aluminium ou de l'acier pour le moulage par injection, il est important de noter que tous les matériaux de moulage ont des propriétés et des applications différentes. Pour obtenir les meilleurs résultats, il convient de choisir le matériau le plus approprié pour la base et le noyau du moule en fonction des exigences du projet.

L'acier P20 est le matériau le plus couramment utilisé pour les moules dans l'industrie de la fabrication des plastiques en raison de ses caractéristiques uniques. Certaines de ses propriétés principales incluent:

Dureté;

Bonne capacité de polissage;

Possibilité de traitement thermique après usinage;

Bonne résistance à la corrosion;

Bonne résistance à l'usure et à la déchirure;

Bonne stabilité thermique

Le matériau P20 est un acier polyvalent faiblement allié, caractérisé par sa dureté et son niveau de résistance modéré. Il est généralement vendu pré-durci à une dureté d'environ 40 à 50 HRC (échelle de dureté Rockwell allant jusqu'à 100). Le fait d'avoir un mélange d'alliages homogène permet à l'acier P20 d'obtenir une dureté uniforme dans tout le matériau. Dans l'acier P20, la présence de métaux tels que le chrome et le nickel améliore sa résistance et sa dureté, le rendant ainsi plus souhaitable que d'autres matériaux.

Cela dit, l’impact majeur de ces propriétés sur la pièce finie est la capacité du moule à produire des milliers de pièces avec une usure minimale. Ceci est idéal pour les grandes séries de 50 000 pièces et plus.

Lors de votre recherche de matériaux d'outillage pour moules d'injection, vous avez peut-être rencontré Maraging 300, PAS 940 et Berlin Copper. Ils ont des propriétés similaires à celles du P20, mais leur sélection est très spécifique aux industries de niche. Ces matériaux peuvent être assez coûteux en raison de leur composition et de leurs propriétés particulières.

Passons maintenant à l'aluminium. À la surprise générale, l’aluminium peut offrir des avantages considérables. Certains d'entre eux comprennent:

L'aluminium a un taux de transfert de chaleur 5 fois supérieur. Avec une meilleure conductivité, la position des lignes de refroidissement devient moins critique, ce qui permet de placer davantage de composants de moule.

L'aluminium a démontré une réduction de 30% du temps de cycle de production.

Le traitement thermique de l'aluminium est bien meilleur que celui de l'acier, car il n'a pas besoin d'être envoyé pour être recuit. Le recuit est un processus de traitement thermique des métaux pour éliminer les contraintes internes et renforcer le matériau.

L'aluminium est plus rentable que l'acier.

Bien que les moules en aluminium présentent des avantages, ils ne peuvent produire qu'entre 1 000 et 2 000 unités, alors que l'acier peut garantir un minimum de 50 000 unités. Donc, si vous avez une petite production, l’aluminium sera certainement votre méthode d’outillage préférée à une fraction du coût de l’acier.

Cependant, l'aluminium a ses inconvénients. En raison de sa nature de faible densité, le choix de la texture est également assez limité par rapport à l'acier. De plus, la gravure de plusieurs découpes peut devenir un problème en raison de l'usure constante de la surface du moule. Cela conduit à apporter une modification à l'ensemble du moule plutôt qu'à une zone particulière, ce qui entraîne davantage de différences dans la qualité de sortie du produit final. Après quelques milliers de cycles de production, les cavités du moule commencent à s'user, ce qui entraîne des non-conformités dans votre produit, entraînant par conséquent une augmentation des coûts d'outillage. Pour obtenir de l'aluminium au niveau de l'acier en termes de dureté, il devrait être anodisé ou plaqué de nickel.

Que vous cherchiez l'acier ou l'aluminium, il est important de garder à l'esprit que la plupart des moules sont fabriqués avec précision à l'aide d'une machine-outil à commande numérique (CNC). Une CNC est une machine programmée par ordinateur qui s'exécute automatiquement en effectuant des coupes, des empreintes et des finitions spéciales sur un bloc de matériau à l'aide de perceuses, de scies et / ou d'autres outils. Cela dit, il est particulièrement important de choisir un matériau que la machine à commande numérique est capable de couper. De plus, les matériaux plus durs tels que le P20 nécessitent des outils spéciaux et plus d'effort que leur équivalent en aluminium, ce qui en augmente le coût global.

Bien qu’il vous appartienne de déterminer le chemin à suivre pour l’outillage, examiner les exigences générales du projet, telles que le volume de production, peut vous aider à choisir le bon matériau pour votre projet. Votre choix peut vous faire économiser de l'argent à court et à long terme.