Pièces plastiques industrielles complexes fabriquées par coulée sous vide
Composants PU de type nylon avec des caractéristiques profondes et plusieurs directions d'usinage
Certaines pièces en plastique industriel sont difficiles à fabriquer non pas à cause de leur taille globale, mais parce quede nombreuses caractéristiques fonctionnelles sont concentrées dans un composant compact.
Ce projet comportait une pièce d'équipement industriel sur mesure avec plusieurs interfaces cylindriques, ouvertures profondes, côtes de renforcement, éléments latéraux, zones de montage,et des différences significatives dans la hauteur des caractéristiques.
Le client a exigé environ20 parties pour l'évaluation en ingénierie en Europe.
Si chaque composant était fabriqué par usinage CNC, la même stratégie d'usinage multi-faces devrait être répétée sur l'ensemble du lot.plus de repositionnement, et d'autres défis d'accès aux outils.
Nous avons donc choisiune résine de polyuréthane (PU) de type nylon.
La géométrie complexe a d'abord été établie dans le motif maître, transférée dans des outils en silicone, puis reproduite sous forme de lot de faible volume.
Vue d'ensemble du projet
| Nom de l'article | Détails du projet |
| Application du projet | Équipement industriel |
| Type de pièce | Composant plastique structurel complexe |
| Quantité | Environ 20 pièces |
| Procédure | Coulée sous vide / Coulée à l'uréthane |
| Matériel | Polyuréthane de type nylon (PU) |
| Géométrie clé | Des ouvertures profondes, des côtes et des caractéristiques multidirectionnelles |
| Objectif de développement | Évaluation de l'ingénierie |
| Destination | Le Parlement européen |
Les difficultés de fabrication découlent de changements de direction
Ce composant contient plusieurs zones fonctionnelles qui ne peuvent pas toutes être atteintes efficacement à partir d'une seule direction d'usinage.
Plusieurs ouvertures inférieures sont positionnées autour de la base, tandis que d'autres caractéristiques s'étendent latéralement ou sont partiellement entourées de côtes.
Cela crée trois défis pratiques pour la CNC.
Des configurations multiples
Différentes caractéristiques nécessitent un accès de différentes directions.
L'usinage de la base ne permet pas automatiquement d'accéder aux structures latérales ou aux zones cylindriques plus profondes, ce qui peut nécessiter plusieurs repositions de la pièce.
Différences importantes de hauteur
La différence entre la caractéristique cylindrique supérieure et les zones structurelles inférieures affecte la portée de l'outil et la stratégie d'usinage.
Des outils plus longs peuvent être nécessaires pour certaines régions, tandis que la géométrie environnante peut restreindre le chemin de coupe.
Accès restreint à l'outil
Les côtes, les ouvertures profondes et les structures adjacentes peuvent rendre certaines surfaces difficiles à atteindre sans orientation supplémentaire ou outils spéciaux.
D'une part, c'est un problème d'usinage.
Pour 20 pièces identiques, il devient unproblème répété des coûts de fabrication.
Le coût réel est souvent le nombre d'opérations
Lorsqu'ils achètent une pièce en plastique de faible volume, les clients comparent souvent les prix unitaires.
Pour la géométrie complexe, ce n'est qu'une partie du tableau.
Une voie d'usinage multiaxe peut impliquer:
- Préparation des appareils
- Répositionnement
- Contrôle des données
- Pistes d'outils supplémentaires
- Outils de coupe plus longs
- Traitement par l'opérateur
- Inspection intermédiaire
Si le composant nécessite plusieurs configurations, ces opérations sont répétées pour chaque pièce.
Pour ce projet, cette répétabilité de la complexité de l'usinage a été l'une des principales raisons d'envisager une voie de fabrication différente.
Mettre la complexité dans le modèle principal
La coulée sous vide modifie la stratégie de fabrication.
Au lieu d'usinage répété de la géométrie complexe complète, l'effort est concentré dans un modèle maître qualifié.
L'itinéraire devient:
Un modèle complexe
- Je ne sais pas.Outils en silicone
- Je ne sais pas.Coulée en PU de type nylon
- Je ne sais pas.Composants répétés
Une fois que le moule de silicone capture la géométrie, les pièces suivantes peuvent reproduire les mêmes caractéristiques cylindriques, côtes, zones encastrées,et transitions de hauteur sans répétition de la séquence CNC multi-directionnelle complète.
C'est là que la coulée d'uréthane peut être utile pourpièces en plastique complexe de faible volume.
L'avantage principal n'est pas simplement une réduction du coût des outils.
C'est la capacité detransformer la géométrie répétée de l'usinage en outillage de réplication temporaire.
Outils en silicone pour les caractéristiques difficiles d'accès
Les moules en silicone offrent une souplesse que les outils rigides ne peuvent pas.
Pour les pièces appropriées, cela peut aider à reproduire certaines sous-coupe locales, projections et caractéristiques multidirectionnelles tout en conservant le composant comme une structure intégrée.
Pour cette partie industrielle, la planification du moule doit tenir compte:
- Parties cylindriques hautes
- Des ouvertures profondes
- Les côtes de renforcement
- Géométrie face latérale
- Les projections locales
- Direction de démoulage
La stratégie de fractionnement et de libération des moisissures est donc restée une considération importante de la MDP.
La coulée sous vide peut réduire les opérations CNC répétées, mais elle nécessite toujours une conception réfléchie du moule pour reproduire une géométrie complexe de manière cohérente.
Pourquoi le PU en nylon était approprié
Le client exigeait un comportement de matériau similaire au nylon pour les pièces d'évaluation d'ingénierie.
Unerésine de coulée de polyuréthane de type nylona été sélectionné pour fournir un équilibre pratique de:
- Dureté
- Flexibilité modérée
- Résistance aux chocs
- Résistance structurelle
- Une bonne reproduction des détails
Ce matériau était adapté à l'étape d'évaluation actuelle du client et permettait de reproduire la géométrie complexe à l'aide d'outils en silicone.
Le PU de type nylon n'est pas le même que le PA6 ou le PA66 de production.
Si les essais ultérieurs dépendent de propriétés spécifiques du nylon, telles que la résistance à l'usure, les performances à température élevée, la résistance chimique ou la charge à long terme,des pièces fabriquées à partir du matériau de production spécifié peuvent être requises.
Pourquoi la quantité de 20 parties est importante
La quantité seule ne déterminait pas le processus.
Vingt simples blocs de plastique pourraient encore être idéaux pour l'usinage CNC.
Ce projet était différent parce que les 20 composantes combinées:
Destinations d'usinage différentes
- Géométrie profonde
- Différences importantes de hauteur
- Accès restreint à l'outil
- Parties identiques répétées
Cette combinaison a rendu l'usinage CNC répété moins efficace.
La coulée sous vide a fourni une fenêtre de fabrication pratique entre l'usinage ponctuel et l'outillage de production.
Pour le client, l'économie provient de la réduction des travaux répétés d'installation et d'usinage sur l'ensemble du lot.
Pièces destinées à l'évaluation technique
Les quelque 20 composants étaient nécessaires pour les travaux de développement de produits du client en Europe.
Le but était d'obtenir des pièces physiques pouvant être utilisées pour:
- Examen technique
- Contrôle de l'assemblage
- Évaluation de l'installation
- Évaluation structurelle
- Épreuves internes
- Confirmation de la conception
À ce stade, le client avait besoin de plus d'un modèle de démonstration, mais le projet ne nécessitait pas encore d'outils de production.
C'est là que la coulée d'uréthane à faible volume peut apporter une valeur ajoutée au développement d'équipements industriels.
Choisir le procédé basé sur la géométrie
Ce projet démontre un principe de fabrication important:
Le meilleur procédé est déterminé par la géométrie qui doit être répétée, pas seulement par la quantité.
L'usinage CNC reste le meilleur choix lorsque des matériaux d'ingénierie réels, des tolérances plus strictes ou des propriétés mécaniques spécifiques sont nécessaires.
La coulée sous vide devient attrayante lorsqu'un composant de faible volume combine une géométrie complexe, des configurations répétées, des tolérances appropriées et des propriétés de matériau simulées acceptables.
Pour ce projet, ces conditions sont alignées.
Coulée sous vide pour pièces d'équipements industriels complexes
Les supports YS Precisioncoulée sous vide et coulée par uréthane pour les composants d'équipements industriels complexes et les pièces en plastique de faible volume, y compris les pièces avec:
- Orientation des caractéristiques multiples
- Géométrie en retrait profond
- Interfaces cylindriques
- Les côtes de renforcement
- Différences de hauteur importantes
- Accès difficile à l'outil CNC
Envoyez-nous votreFichiers CAO 3D, quantité, matériel de production prévu, dimensions critiques et exigences en matière d'essais.
Nous pouvons revoir la géométrie et déterminer si la coulée sous vide, l'usinage CNC ou un autre procédé de fabrication à faible volume fournit la voie la plus appropriée.
Pour les pièces complexes, la sélection des procédés doit se concentrer sur la façon dont la géométrie sera fabriquée à plusieurs reprises, et non simplement sur la façon dont un prototype peut être fabriqué.