Améliorer le moulage par injection grâce à l'impression 3D

Le concept de refroidissement conforme des moules existe depuis longtemps. Les canaux de refroidissement qui suivent les contours du moule offrent des avantages lors du moulage par injection. Jusqu'à présent, cette technologie n'a jamais vraiment fait de progrès, en partie à cause des coûts d'investissement élevés dans la technologie d'impression sur métal. Toutefois, cette dernière est en train de changer. La fabrication additive avec du métal devient accessible aux PME.

Un canal de refroidissement qui suit le contour de la surface d'un moule a une capacité de refroidissement bien supérieure à celle d'un canal traditionnel réalisé avec un perçage profond. En effet, le refroidissement s'effectue directement sous la surface et le flux est plus optimal. Le moule refroidit ainsi plus rapidement. La capacité de refroidissement peut également être augmentée de manière très ciblée aux endroits du moule où la chaleur pose problème. Les inserts de moule sont imprimés en 3D à cet effet.

La technologie d'impression métallique utilisée à cet effet, comme les imprimantes laser sur lit de poudre d'Exact Metal, permet d'obtenir des inserts de moule de haute qualité avec une densité élevée. Plus de 99,5 % est normal. La rugosité de surface des composants métalliques imprimés en 3D peut être inférieure à celle des pièces fraisées CNC, mais elles peuvent être finies de manière soustractive avec des techniques d'usinage courantes. Cela ne doit pas nécessairement constituer un obstacle à l’application de cette technologie. Les coûts non plus, car Exact Metal a réussi à réduire considérablement les coûts d'investissement dans la technologie d'impression sur métal. Avec une machine AM comme la XM200G (avec un laser fibre Yb simple ou double de 100 ou 400W), le constructeur américain construit une imprimante métal accessible à toutes les entreprises métallurgiques. Ceci est possible grâce à la plate-forme de système à grande vitesse auto-développée qui utilise des miroirs légers et simples pour positionner le faisceau laser dans les plans x et y. Les coûts d'un tel système de fabrication additive sont inférieurs à ceux que les entreprises d'usinage investissent habituellement dans un centre d'usinage à 5 axes.

Pourquoi l'impression 3D métal

Pourquoi les outilleurs devraient-ils se lancer dans l’impression 3D d’inserts de moule? La première raison est la productivité plus élevée lors du moulage par injection de pièces en plastique. Étant donné que le moule refroidit plus rapidement aux endroits où la chaleur s’accumule, la durée du cycle peut être réduite. Cela signifie mouler par injection plus de produits dans le même laps de temps. La deuxième raison pour laquelle les entreprises de moulage par injection devraient envisager d'utiliser des canaux de refroidissement optimisés est la qualité des produits moulés par injection. Un refroidissement très ciblé conduit à une meilleure qualité de la surface du moulage par injection. Productivité et qualité vont donc de pair.

Délais de presse

La troisième raison est d’une autre nature. Les délais de livraison sont sous pression dans l’ensemble de l’industrie manufacturière. La fabrication additive consiste à passer directement du modèle CAO au produit métallique. L’impression 3D métal contribue à réduire les délais de livraison dans l’industrie de la fabrication de moules. Les formes complexes, qui peuvent nécessiter plusieurs opérations de serrage voire plusieurs étapes d'usinage, sont imprimées en une seule fois avec les systèmes FA d'Exact Metal. Un post-traitement mécanique peut être nécessaire, mais cela prend moins de temps que le fraisage complet d'un moule complexe avec refroidissement intégré.

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