La coulée sous vide, également connue sous le nom de coulée d'uréthane ou de coulée de polyuréthane, est un processus de fabrication polyvalent principalement utilisé pour des prototypes ou des pièces très précis et détaillés en petits lots. Il s’agit de verser sous vide de la matière liquide dans un moule en silicone. Ensuite, le matériau remplit le moule sans bulles d'air ni défauts. De plus, vous avez le choix entre de nombreuses options de matériaux de coulée sous vide. Il facilite la sélection du matériau le mieux adapté aux propriétés et fonctionnalités souhaitées dans la pièce finale.
Les résines de coulée sous vide les plus populaires sont les résines de type ABS, les résines de type PC, le PPMA et les caoutchoucs souples. Chacune de ces résines offre des propriétés et des avantages uniques pour les pièces coulées sous vide. Cet article abordera les différentes résines pour vous guider dans la sélection des matériaux de coulée sous vide.
Importance de la sélection des matériaux dans la coulée sous vide
Les propriétés des produits finaux de coulée sous vide dépendent directement de la matière première que vous choisissez au départ. Cela influence la fonctionnalité, l’esthétique et la durabilité de la pièce moulée. La raison en est que différents matériaux offrent différents degrés de flexibilité, de résistance, de dureté, d’apparence, de résistance à la chaleur et de clarté optique.
Voici l'importance de la sélection des matériaux dans la coulée sous vide ;
Performance et durabilité
Le choix du matériau a un impact significatif sur les performances et la longévité des pièces moulées sous vide. Par exemple, les matériaux à haute résistance à la traction et à la chaleur sont essentiels pour les composants exposés aux contraintes et aux températures élevées. À l’inverse, les applications nécessitant flexibilité et résistance aux chocs bénéficient de matériaux plus souples.
Esthétique et finition
Une autre importance est l’esthétique et la finition. Les caractéristiques d'écoulement du matériau choisi déterminent la qualité de la finition. Il en résultera une finition fine et supérieure si le matériau fondu s'écoule doucement à l'intérieur de la cavité.
En outre, cela est crucial pour les prototypes et les pièces de haute qualité où l’attrait visuel est aussi important que la fonctionnalité, comme dans le cas de l’électronique grand public et des composants automobiles haut de gamme.
Coût du projet de coulée sous vide
Le coût des matières premières représente une part importante du coût global de coulée sous vide. Par conséquent, le coût du matériau choisi affecte la rentabilité du projet.
Certains matériaux offrent une solution plus économique sans compromettre la qualité, ce qui les rend idéaux pour les prototypes et les petites séries de production. De plus, le choix du matériau peut affecter la durée de vie du moule, ce qui a un impact direct sur le coût global de production.
Compatibilité avec les exigences de l'application
Le matériau que vous sélectionnez doit correspondre aux exigences spécifiques de l’application prévue. Par exemple, les dispositifs médicaux exigent des matériaux biocompatibles, et les applications extérieures peuvent nécessiter des matériaux résistants aux UV. De plus, les exigences d’application impliquent également l’échelle de production, car certains matériaux pourraient prendre beaucoup de temps à traiter et rendre la production de masse irréalisable. Il existe néanmoins plusieurs raisons d'utiliser la coulée sous vide pour le prototypage rapide, quelles que soient les limitations de temps de cycle.
Types de matériaux utilisés dans la coulée sous vide
Puisque nous en comprenons l’importance, développons les matériaux typiques de coulée sous vide. Ainsi, vous pouvez prendre la décision en fonction de celui qui correspond à vos besoins.
Résines de type ABS
Parmi les nombreux matériaux, les résines de type ABS et polyuréthane (PU) offrent résistance, durabilité, faible viscosité et stabilité thermique. Il en résulte des pièces à surface lisse qui peuvent être facilement peintes ou finies à des fins esthétiques. De plus, la stabilité dimensionnelle de l’ABS maintient la structure des produits intacte pendant une longue période.
| Propriétés clés | Applications | |
| PU8150 | Résistant à l’abrasion et à l’usure, haute résistance, dureté, semi-transparent et inertie chimique et pétrolière. | Joint et tuyaux pour diverses applications. |
| PU8260 | Il s'agit d'une résine polyuréthane flexible offrant une résistance élevée aux chocs et à la déchirure, une durabilité, un caractère ignifuge, une élasticité et une capacité d'absorption des chocs. | Joints flexibles, joints automobiles, carters de protection, tubes coudés. |
| PU8263 | Résistance à l’usure et aux températures élevées, excellente résistance mécanique et ignifuge. | Convient aux applications à haute résistance au feu (UL94 V-0 et 5VA), aux composants de machines industrielles et aux pièces sous capot automobile. |
| PX100 | C'est une résine rigide qui offre un excellent mélange de résistance, de résistance aux chocs et de faible viscosité. | Pièces nécessitant des propriétés similaires à celles des thermoplastiques, des composants aérospatiaux et des boîtiers électroniques. |
| PX215 | Stabilité dimensionnelle, résistance à la chaleur, toucher doux et équilibre entre flexibilité et robustesse. | Appareils portables, produits à haute résistance aux chocs, poignées et prototypes doux au toucher. |
| UP4280 | Un polyuréthane facile à traiter, résistant, précis dans les détails et sans couleurs inhérentes. | Prototypes détaillés, pièces complexes avec un mélange de propriétés mécaniques. |
Résines de type PC
Ces résines reflètent les propriétés du plastique polycarbonate coulé sous vide. Il contient du polyol et de l'isocyanate dans des proportions appropriées. Parallèlement, il offre également une clarté optique comme le fait le plastique PC.
Avantages :
- Les résines de type PC résistent aux chocs et aux contraintes sans se fissurer.
- Polyvalence en forme et en taille.
- Résistance thermique.
- Alternative moins chère aux pièces ou produits en verre.
De plus, ils sont idéaux pour créer des pièces durables et transparentes avec une grande précision. Cela en fait un matériau de coulée sous vide préféré dans les industries nécessitant des composants clairs et solides.
| Propriétés clés | Applications | |
| PU8098 | Il est très résistant à la chaleur jusqu'à 120 °C, moins dense, offre de précieuses résistances mécaniques et est durable. | Pare-chocs et tableaux de bord automobiles, composants industriels durables et tuyaux pour outils. |
| PX510 | Haute résistance, rigidité, résistance aux UV et stabilité thermique supérieure. | Prototypes transparents, luminaires et appareils électriques, maquettes & jouets, pièces automobiles sous capot, etc. |
| UP6160 | Facile à traiter, résistance aux hautes températures et capacité de moulage détaillé. | Composants automobiles de faible poids, applications thermiques, boîtiers électroniques et boîtiers pour dispositifs médicaux. |
| PX223HT | Il s'oppose aux forces d'impact et offre une faible viscosité, une ténacité, une inertie chimique et une excellente résistance thermique. | Applications résistantes à la chaleur, pièces de machines, composants de cabines aérospatiales et isolateurs électriques. |
Résines de type PP
Qu’est-ce qui différencie le polypropylène des autres thermoplastiques ? C'est la stabilité thermique, le faible poids, la résistance à la fatigue et l'inertie chimique. Par conséquent, les résines de type PP apportent ces propriétés aux pièces coulées sous vide.
Ces matériaux ou résines de coulée sous vide sont obtenus en polymérisant du propylène avec un catalyseur, créant ainsi des chaînes polymères réglables pour diverses applications. Parallèlement, l'ajustement des paramètres pendant la polymérisation permet de personnaliser les propriétés d'écoulement, la résistance aux chocs et la stabilité thermique.
Avantages
- Haute fluidité: Les propriétés d'écoulement de la résine lui permettent de remplir efficacement le moule en silicone, capturant les détails complexes des cavités.
- Faible rétrécissement: Un retrait minimal lors du refroidissement permet d'obtenir des pièces avec une précision dimensionnelle élevée.
- Flexibilité et robustesse: Ils offrent un équilibre entre flexibilité et robustesse pour des pièces durables qui résistent aux fissures et à la fatigue.
| Propriétés clés | Applications | |
| 8550 | Stabilité dimensionnelle, excellent allongement, résistance modérée aux chocs et bonne clarté. | Prototypage plastique PP& PE, Composants transparents ou translucides, prototypes automobiles. |
| PU8570 | Résistance à l'usure, durabilité, bonne ténacité et flexibilité exceptionnelle. | Joints et joints dans les machines, les intérieurs automobiles, les joints et les connecteurs. |
| UP5690 | Haute ténacité, résistance aux chocs, flexibilité et inertie face à de nombreux produits chimiques et solvants. | Composants et pare-chocs amortisseurs de vibrations, tableaux de bord, boîtiers de machines et boîtiers d'électronique grand public. |
Matériaux PMMA/acrylique
Il est connu pour sa transparence optique, sa rigidité mécanique, sa résistance, sa stabilité thermique et sa résistance à l'usure et aux rayures, parmi de nombreux matériaux.
De plus, la production d’acrylique/PMMA implique la polymérisation du monomère méthacrylate de méthyle. Généralement, en vrac, en solution ou en suspension. Ce processus donne un polymère qui allie l’attrait esthétique du verre à la durabilité.
Avantages
- Esthétiquement attrayant : Le PMMA offre un excellent aspect (d'innombrables couleurs sont possibles). De plus, il ne s’estompe pas avec la lumière (UV) et les intempéries au fil du temps.
- Précision et détail: La coulée sous vide permet de couler des pièces en PMMA avec des détails complexes et des tolérances serrées. Ils reproduisent fidèlement la conception du modèle principal.
- Polyvalence dans les applications: La clarté optique le rend adapté à diverses applications, notamment les lentilles, les guides de lumière et les boîtiers transparents.
| Propriétés clés | Applications | |
| PX5210HT | Haute transparence, retrait minimal, excellente résistance aux UV et haute ténacité | Éclairage automobile, composants de dispositifs médicaux et lentilles optiques |
| UPX5210 | Bonne résistance aux chocs, facile à peindre et à colorer et stabilité aux UV. | Boîtiers électroniques, objets de décoration et housses de protection. |
| X522HT | Résistance thermique supérieure, haute clarté et durabilité. | Luminaires extérieurs, composants aérospatiaux et applications à haute température |
Caoutchouc souple transparent
Ce matériau innovant de moulage sous vide combine l'élasticité et la flexibilité du caoutchouc avec la clarté du verre. Les caoutchoucs souples sont généralement fabriqués à partir d’élastomères de silicone ou thermoplastiques. De plus, il offre diverses possibilités d'application aux ingénieurs et aux développeurs de produits.
Avantages
- LIBERTÉ DE CONCEPTION: Le processus de moulage sous vide avec du caoutchouc souple transparent facilite les formes et les détails complexes. Ces objectifs ne sont pas facilement réalisables avec les processus de fabrication traditionnels.
- Transparence: Similaire aux plastiques transparents ou au verre. Ainsi, le moulage du caoutchouc peut rendre visibles les composants internes sans sacrifier l’intégrité du matériau.
- Flexibilité et durabilité: Combine la capacité de se plier et de s’étirer avec une résistance aux chocs et à l’usure.
| Propriétés clés | Applications | |
| UPX8400 | Allongement élevé, fluidité, facile à travailler avec résistance au moulage et à la déchirure | Prototypage médical, composants technologiques portables. |
| T0387 | Résine durable, transparence optique, bonnes propriétés élastiques, résistance thermique et flexibilité. | Prototypes d'éclairage automobile, produits de consommation et divers composants flexibles. |
Facteurs influençant la sélection des matériaux de coulée sous vide
Vous devez maintenant avoir une idée des caractéristiques, des propriétés et des applications potentielles des matériaux de coulée sous vide. Ensuite, vous devez choisir celui qui correspond à vos besoins en matière de casting.
Discutons des facteurs qui affectent la sélection des matériaux.
Facteurs environnementaux
Il est essentiel de considérer dans quel environnement la pièce coulée sous vide fonctionnera. Chaque résine de matériau se comporte de manière unique face à des facteurs environnementaux tels que l'humidité, l'exposition à des produits chimiques ou à d'autres solvants, le rayonnement UV et les fluctuations de température. Par conséquent, identifiez l’environnement de l’application. Ensuite, tenez-en compte lors du choix du matériau. Par exemple, la résine PX510 de type PC offre une excellente respirabilité pour les applications extérieures.
| Matières | Exposition thermique | Humidité | Produits chimiques et solvants | Exposition aux UV |
| PU8150 | Modérée | Haute | Haute | Modérée |
| PU8260 | Modérée | Modérée | Haute | Haute |
| PU8263 | Très approprié | Modérée | Très approprié | Très approprié |
| PX100 | Faible | Modérée | Modérée | Faible |
| PX215 | Modérée | Haute | Modérée | Modérée |
| UP4280 | Très approprié | Modérée | Haute | Modérée |
| PU8098 | Très approprié | Faible | Modérée | Faible |
| PX510 | Modérée | Modérée | Modérée | Modérée |
| UP6160 | Modérée | Modérée | Haute | Modérée |
| PX223HT | Très approprié | Modérée | Très approprié | Très approprié |
| 8550 | Faible | Haute | Faible | Faible |
| PU8570 | Modérée | Très approprié | Modérée | Modérée |
| PU5690 | Faible | Modérée | Faible | Faible |
| PX5210HT | Très approprié | Haute | Modérée | Très approprié |
| UPX5210 | Très approprié | Haute | Modérée | Très approprié |
| X522HT | Très approprié | Haute | Modérée | Très approprié |
| UPX8400 | Modérée | Haute | Modérée | Modérée |
| T0387 | Faible | Haute | Faible | Faible |
Considérations de coûts
Le prix des matériaux utilisés dans les travaux de coulée sous vide peut varier considérablement, ce qui a un impact sur le budget global du projet. Par exemple, les résines de matériaux hautes performances offrent des propriétés supérieures mais coûtent plus cher. Ainsi, trouver un équilibre entre le besoin de propriétés spécifiques des matériaux et les contraintes budgétaires est essentiel pour une coulée sous vide abordable.
De plus, tenez également compte du coût des matériaux par pièce. S’il s’agit d’une production en grand volume, les coûts des matières premières contribuent moins au coût global de coulée sous vide. Ici, vous pouvez obtenir plus de flexibilité sur l’équilibre des coûts et des performances.
Volume de production et délais
Vous vous demandez peut-être comment le volume de production prévu affecte le choix du matériau de coulée sous vide. Cependant, le volume de production a un impact sur la prise en compte des coûts, la disponibilité des matériaux et la durée du cycle de coulée. Par exemple, un matériau comme le PU8150 est idéal pour le prototypage ou les petits lots car il offre des périodes de cycle courtes. Ainsi, vous pouvez lancer quelques répétitions en moins de temps.
Le délai de livraison est lié au choix du matériau, car le temps de durcissement est distinct pour chaque résine. Par exemple, si vous avez besoin d’un délai d’exécution plus rapide, sélectionnez un matériau facile à traiter et ayant une courte période de durcissement.
Sélectionner le bon matériau pour votre projet de coulée sous vide
Vous saurez peut-être maintenant quel type de résine convient à votre application après avoir discuté des matériaux de coulée sous vide courants et des considérations de sélection. Comme indiqué, cela dépend de l'environnement d'application, des propriétés physiques et mécaniques nécessaires, du volume de production prévu, du délai de livraison et d'autres spécifications du projet.
Il est toutefois recommandé de consulter les fabricants de fonderie sous vide et des professionnels expérimentés. Dans ce contexte, personne ne peut donner le meilleur services de coulée sous vide sauf RapidDirect. Nous avons une décennie d’expérience dans de nombreuses applications industrielles. Nos ingénieurs peuvent vous aider à suggérer des matériaux de coulée sous vide adaptés au projet grâce à une analyse détaillée de la conception pour la fabricabilité (DFM) de votre conception. Vous pouvez télécharger votre design ici.
