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Ci-dessous, vous découvrirez un comparatif des matières pour injection, riches en informations et descriptions des avantages & inconvénients.
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ABS
L’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est un matériau de moulage par injection intermédiaire extrêmement populaire en raison de sa combinaison équilibrée de ténacité mécanique, de large plage de températures, de bonne stabilité dimensionnelle, de résistance chimique, de propriétés d’isolation électrique et de facilité de fabrication.
L’ABS est disponible dans une large gamme de qualités et de textures, y compris à fort impact, résistant à la chaleur, ignifuge et à haute brillance. C’est un matériau dur et rigide et les revêtements métalliques y adhèrent facilement. De plus, il a fière allure et peut être très facilement traité – il coule bien et se libère facilement du moule.
Il y a cependant quelques inconvénients à l’ABS. Il a une faible résistance aux solvants et une mauvaise résistance aux intempéries, mais il existe un additif UV qui peut résoudre ce problème. L’ABS est également un mauvais isolant électrique et fond très facilement (même lorsque vous ne le souhaitez pas).
Elastomère TPE
Le TPU est un élastomère de polyuréthane entièrement thermoplastique. C’est un copolymère bloc segmenté linéaire composé de segments durs et mous. Les polyuréthanes sont caractérisés par des groupes carbamates (-NHCO 2 ) dans leur squelette moléculaire. Dans ce type de réaction chimique, un diisocyanate (OCN-R-NCO) est mis à réagir avec un diol (HO-R-OH). Le segment dur peut être de nature aromatique ou aliphatique.
Les polymères synthétiques, comme le polyuréthane, sont produits en faisant réagir des monomères dans un réacteur. Les TPU aromatiques sont basés sur des isocyanates tels que le MDI. Les TPU aliphatiques sont basés sur des isocyanates comme H12 MDI, HDI et IPDI sont stables à la lumière et offrent une excellente clarté optique. Lorsque ces isocyanates sont combinés avec divers diols à chaîne courte, ils deviennent le bloc dur. Normalement, il est aromatique, mais lorsque la conservation de la couleur et de la clarté pendant l’exposition au soleil est une priorité, un segment dur aliphatique est généralement recommandé.
Le segment souple peut être de type polyéther ou polyester :
– TPU à base de polyester (principalement dérivés d’esters d’acide adipique),
– TPU à base de polyéther (principalement à base d’éthers de tétrahydrofurane (THF)).
En modifiant le rapport de la phase rigide, il est possible de faire varier des propriétés telles que la dureté, la résistance, la rigidité, l’extensibilité et la flexibilité à basse température sur une large plage. On distingue le polyéther et le polyester polyuréthane en fonction des polyols employés. Le choix conditionne l’adéquation relative à une application donnée.
Pour une utilisation dans des environnements humides, par exemple, un TPU à base de polyéther est préféré. Lorsque la résistance à l’huile et aux hydrocarbures est un facteur primordial, un TPU à base de polyester est le matériau de choix. Un autre type de polyester, la polycaprolactone, offre également une résistance aux huiles et aux hydrocarbures avec une stabilité hydrolytique améliorée.
Avantages des élastomères thermoplastiques uréthane :
- Excellente résistance à l’huile
- Excellente résistance à l’abrasion
- Résistance à la pression d’éclatement : à peu près la même que celle de l’éther
- Le polyester polyuréthane à base de tube est généralement plus résistant
- Haute résilience
- Performances à basse température
- Résistance aux intempéries
- Résistance aux hydrocarbures (type polyester)
- Résistance hydrolytique (type polyéther)
- Clarté optique (type aliphatique)
- Plage de température : -40°C ÷ 125 °C
- Résistance à l’environnement (humidité, ozone, rayonnement UV, microbes)
- Le tube en TPU présente un avantage de coût par rapport au tuyau en PU à base de polyéther
- Il n’est pas recommandé pour une utilisation en cas d’humidité élevée ou d’exposition à l’eau > 70°C
Inconvénients des élastomères thermoplastiques uréthane :
- Mauvaise résistance à l’hydrolyse
- Mauvaise résistance aux solvants chlorés et aromatiques
- Résistance à la lumière UV relativement faible
Nylon polyamide (PA)
Le polyamide (PA), également connu sous le nom de nylon, est un polymère semi-cristallin avec une bonne gamme de propriétés. Il est robuste et a une température de fusion élevée, une bonne résistance à l’usure et aux produits chimiques, c’est donc une bonne option pour les pièces mécaniques solides, telles que les bagues, les engrenages et les roulements.
PA a une endurance à haute température pendant une courte période de temps. Il est suffisamment solide pour résister aux chocs répétés. Sa résistance à la traction est plus de deux fois supérieure à celle de l’ABS et supérieure à celle du métal, et sa résistance à la compression est comparable à celle du métal. Il a une haute résistance à l’abrasion et à l’usure. Lorsqu’il est utilisé comme pièce mécanique mobile, le PA est auto-lubrifiant à faible bruit et sa surface lisse entraîne très peu de frottement. Le PA est également non toxique, inodore, auto-extinguible, inerte à l’érosion biologique, antibactérien, anti-moisissure et a une grande résistance aux intempéries.
Les inconvénients du PA sont qu’il absorbe l’humidité, ce qui peut affecter les propriétés électriques et mécaniques, en particulier dans les applications à parois minces. Cela nécessite des exigences strictes pour le moulage par injection en raison de la nécessité de s’assurer qu’aucune humidité ne pénètre dans la pièce et de la difficulté à contrôler la stabilité dimensionnelle en raison de la dilatation thermique. Une épaisseur de paroi inégale entraînera une distorsion et une déformation. Il nécessite également une stabilité aux UV en raison de sa faible résistance à la lumière, brunissant puis se fissurer lorsqu’il est exposé. Le PA peut également être attaqué par des acides ou des bases forts, provoquant une dégradation du matériau et le rendant inutilisable comme matériau résistant aux acides.
PMMA
PMMA est l’abréviation de ‘poly-méthacrylate de méthyle‘ et il est communément appelé acrylique. Bien qu’il s’agisse de différents autres noms comme le Plexiglas, le Crylux, l’Acrylite, la Lucite et bien d’autres. La demande de verre acrylique augmente jour après jour dans l’industrie manufacturière en raison de ses propriétés. À l’ère industrielle moderne, le PMMA (acrylique) a été largement utilisé dans de nombreuses applications en raison de sa transparence et de sa clarté naturelles et de la résistance aux chocs de certaines variantes, y compris les lentilles, les ongles en acrylique, la peinture, les barrières de sécurité, les dispositifs médicaux, les écrans LCD, les meubles, les fenêtres, les réservoirs et les enceintes autour des expositions.
Les avantages du polyméthacrylate de méthyle sont qu’il est facile à fabriquer, plus léger et plus résistant que le verre, facile à façonner, hautement transparent et facile à nettoyer et à entretenir. Il est considéré comme une alternative économique au verre.
Lorsque le PMMA est chauffé, il devient malléable et peut être moulé dans de nombreuses formes différentes. Le PMMA conserve sa forme lorsqu’il refroidit pour être usiné, percé ou scié. Lorsqu’il est façonné, les moules peuvent être fabriqués à partir de bois ou de plastique, ce qui est rentable. Parce qu’il est thermoplastique et qu’il se ramollit à haute température, l’acrylique peut prendre pratiquement n’importe quelle forme.
Un autre avantage de l’utilisation du polymère synthétique du PMMA à la place du verre est qu’il est plus durable et pèse 50% de moins que le verre. L’acrylique est moins cher tout en restant dix fois plus résistant aux chocs que le verre. Il peut être utilisé sur une large plage de températures et a une résistance aux intempéries supérieure au verre et à d’autres formes de plastique. De plus, il ne se brisera pas sous un impact élevé et s’il se brise, il se fracture en gros morceaux aux bords émoussés.
Le plastique acrylique reste transparent même en vieillissant, sans jaunissement excessif. La capacité à rester transparent est essentielle pour le PMMA exposé au soleil. Comme le PMMA est plus résistant à la décoloration que les autres plastiques, sa transmission lumineuse est équivalente au verre et a le même aspect esthétique.
Il existe certaines règles concernant l’entretien et le nettoyage de l’acrylique, mais c’est un matériau facile à entretenir. Lors du nettoyage de l’acrylique avec de légères imperfections et de la saleté, il est recommandé d’utiliser un chiffon en microfibre humide et d’éponger le matériau. De plus, il est essentiel de s’assurer que les particules et les grains sont entièrement éliminés du chiffon de nettoyage, car le frottement accidentel de saletés rugueuses sur le matériau peut rayer davantage le PMMA.
Les inconvénients de l’utilisation du polyméthacrylate de méthyle sont une faible résistance aux chocs, à l’usure et à l’abrasion, une résistance à la chaleur limitée (avec sa résistance maximale à environ 80 ° C) et une résistance chimique limitée. Il est également susceptible d’être attaqué par des solvants organiques et une fissuration sous charge est possible.
Polycarbonate (PC)
Le polycarbonate (PC) est l’un des matériaux les plus solides et les plus durables, ce qui le rend idéal pour les écrans faciaux, les visières ou les lunettes de sécurité. C’est un thermoplastique amorphe naturellement transparent, ce qui signifie qu’il reste transparent même si on y ajoute de la couleur, comme le verre. Le PC a de grandes propriétés de résistance à la chaleur et peut être combiné avec des matériaux ignifuges sans dégradation des matériaux.
Le PC a également une thermoplasticité élevée, ce qui signifie que vous pouvez le faire fondre, le refroidir et le réchauffer sans dégradation du matériau. Cela lui permet d’être facilement moulé par injection et, plus tard, recyclé. C’est un matériau assez souple, vous pouvez donc le former à température ambiante sans qu’il ne se fissure ou ne se casse. Les propriétés amorphes signifient qu’ils se ramollissent progressivement au lieu de passer rapidement d’un solide à un liquide.
Il y a quelques domaines où le PC est insuffisant. Il est plus sensible aux rayures, même s’il s’agit d’une substance très durable. C’est pourquoi il est conseillé d’appliquer une sorte de couche résistante aux rayures afin de la protéger sur des substances transparentes, comme des boucliers ou des lunettes. Le PC est considéré comme toxique lorsqu’il entre en contact avec des aliments en raison de sa libération de BPA lors de sa dégradation. Il existe aujourd’hui de nombreuses options sans BPA, cependant, pour une utilisation dans les applications alimentaires et d’eau.
Polyéthylène (PE)
Le matériau de moulage par injection de polyéthylène (PE) est le plastique le plus populaire et le plus couramment utilisé dans le monde, utilisé dans les sacs à provisions, les jouets, les poubelles et les bouteilles de shampoing. Il s’agit d’un matériau thermoplastique léger qui présente une résistance chimique, une élasticité et des propriétés d’isolation électrique élevées. Le PE a une faible dureté, il est donc très ductile et a une bonne résistance aux chocs, ce qui signifie qu’il s’étirera plutôt que de se casser.
Le PE est résistant à l’eau et durable avec une grande résistance aux intempéries. Selon l’épaisseur du matériau, il peut être transparent à opaque, ce qui le rend adapté aux applications d’emballage. Il peut être facilement recyclé dans d’autres produits, ce qui est plus rentable que l’utilisation de nouveau plastique.
L’inconvénient du PE est qu’il n’est pas écologique. Il faut beaucoup de temps pour se décomposer, ce qui signifie qu’il pourrait rester dans les décharges pendant des décennies. Il peut également être toxique s’il est incinéré, ce qui est un autre moyen d’élimination des déchets plastiques. Le PE est extrait du pétrole ou du gaz naturel, qui est une ressource limitée. La production de PE libère de fortes émissions de gaz à effet de serre de dioxyde de carbone, contribuant au réchauffement climatique et au changement climatique. Trier les différents types de PE pour les recycler est complexe et coûteux.
Polypropylène (PP)
Le polypropylène (PP) est l’un des matériaux les plus populaires pour le moulage par injection en raison de sa moulabilité. Il est polyvalent, offre un large éventail d’utilisations et possède diverses propriétés uniques qui en font une option attrayante. Même si le PP a une nature semi-cristalline, il a une faible viscosité à l’état fondu, ce qui lui permet de s’écouler extrêmement bien. Cela signifie que vous pouvez remplir le moule beaucoup plus rapidement, réduisant ainsi le temps de production pour chaque coup.
Le PP est également un matériau relativement peu coûteux, ce qui le rend rentable. Il est très résistant à l’humidité, a une bonne résistance chimique, une bonne résistance aux chocs et est un bon isolant électrique.
Il y a cependant quelques lacunes. Il a un coefficient de dilatation thermique élevé, ce qui signifie qu’il est limité dans les applications à haute température. Il est sensible à la dégradation par les ultraviolets et a une faible résistance aux solvants chlorés, est difficile à peindre en raison de faibles capacités de liaison, est hautement inflammable et est sensible à l’oxydation.
Polystyrène (PS)
Le polystyrène est disponible sous deux formes de moulage par injection : le polystyrène à usage général (GPPS) qui est transparent et le polystyrène à fort impact (HIPS) qui est opaque. Le polystyrène peut avoir une densité comprise entre 10kg/m3 et 50kg/m3 avec un aspect vitreux et brillant. Un avantage du polystyrène est qu’il a une grande flottabilité dans l’eau. Le polystyrène à fort impact est souvent utilisé pour fabriquer des prothèses conformes à la FDA.
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Un inconvénient du polystyrène est qu’il n’est pas naturellement biodégradable et peut rester dans l’environnement pendant de nombreux siècles sans se décomposer. Les animaux ingèrent parfois du polystyrène parce qu’il ressemble à leur apport alimentaire. Cela peut avoir de graves répercussions sur la santé des animaux et sur l’environnement en général. Un autre problème avec le polystyrène est qu’il peut provoquer un choc électrique ou un incendie s’il est utilisé comme matériau d’isolation et qu’il existe une certaine forme de câblage électrique exposé.
Polyuréthane (TPU)
L’uréthane coulé est utilisé pour une variété de produits de tous les jours. Avec les divers avantages que ce polymère de polyuréthane a à offrir, il est devenu un choix populaire pour de nombreuses applications industrielles et de fabrication couvrant une large gamme de pièces moulées. Cependant, les mêmes propriétés qui rendent ce matériau adapté à certains projets en font également un choix préjudiciable pour d’autres.
L’uréthane coulé est un processus de moulage rapide. Avec une installation rapide, un versement facile et une fabrication de moule simple, l’uréthane est le choix facile pour les projets qui nécessitent un produit solide en un minimum de temps. Le moule utilisé pour ce processus est fabriqué en pressant le prototype dans du caoutchouc vulcanisé pour faire une empreinte qui sera ensuite utilisée pour mouler les pièces coulées en uréthane. Les produits en uréthane ainsi créés nécessitent très peu d’outillage industriel ou de finition, car le moulage est une réplique exacte du prototype.
Ce processus de moulage rapide a cependant quelques inconvénients. Le produit coulé fini est aussi bon que l’impression faite par le prototype. De plus, le moule en caoutchouc vulcanisé n’est utilisable que pour un nombre limité de moulages avant que la qualité du moulage ne commence à se dégrader. De plus, s’il n’y a pas de prototype, il n’y a aucun moyen de fabriquer le moule pour former l’uréthane coulé.
La deuxième propriété de l’uréthane coulé est sa résistance par rapport à son poids. L’uréthane coulé peut adhérer à de nombreux métaux ou être utilisé pour remplacer le métal dans une variété d’applications afin d’atténuer le bruit et de prolonger la durée de vie utile de certains produits. Des roulements, des poulies, des galets et des roues faits de ce matériau ont été utilisés pour remplacer des pièces métalliques avec très peu de difficulté. Les produits en uréthane offrent une résistance et une durabilité durables avec un minimum de lubrification. Grâce à la résistance de l’uréthane coulé à l’abrasion, aux produits chimiques et aux chocs, il peut mieux résister aux rigueurs des processus mécaniques que la plupart des plastiques et de nombreux métaux.
Bien que la légèreté et la résistance brute des produits en uréthane offrent des avantages certains, l’utilisation d’uréthane coulé présente également des inconvénients dans certains cas. Les pièces plus grandes peuvent nécessiter des processus de fabrication de moules plus approfondis et des temps de durcissement plus longs avant que les pièces ne soient prêtes à être utilisées. De plus, les roulements et bagues en uréthane ne doivent pas être utilisés dans les machines qui voient une température de fonctionnement régulière supérieure à 212 degrés Fahrenheit (100 degrés Celsius), car ces températures excessives peuvent entraîner une dégradation de la pièce.
POM
Le polyoxyméthylène (POM) est une sorte de résine acétal qui est utilisée pour fabriquer des composants pour le secteur automobile qui seraient normalement constitués de composants métalliques moulés sous pression. La présentation finale de ce plastique est une surface moulée brillante qui offre une excellente résistance aux solvants et aux chocs. Il existe de nombreuses qualités différentes de POM qui sont approuvées par la National Sanitation Foundation (NSF) et la FDA.
Un inconvénient du POM est que, bien qu’il offre une excellente résistance aux solvants, il peut être facilement endommagé au contact d’acides ou de bases. La représentation finale du POM peut être facilement endommagée par l’exposition aux rayons UV et ne se lie pas facilement avec d’autres matériaux.
Silicone
Les élastomères de silicone gagnent en popularité en tant que matériau haute performance pour une utilisation dans les tuyauteries et les moules. Voici un bref aperçu de certains des principaux avantages et inconvénients associés à l’utilisation industrielle des élastomères de silicone.
Les principaux avantages des élastomères de silicone incluent :
- Qualité : les élastomères de silicone conviennent aux applications hautes performances dans lesquelles une pureté exceptionnelle est requise. Ils s’adaptent aux différents défis de fabrication dans différentes industries, y compris la fabrication de moules, l’automobile, la fabrication d’articles électroniques et ménagers, et plus encore. Les élastomères de silicone peuvent être rendus conformes à la qualité alimentaire, ajoutant encore à leur gamme d’utilisations spécialisées potentielles.
- Polyvalence: les élastomères de silicone sont faciles et économiques à personnaliser, ce qui vous permet de vous adapter rapidement à l’évolution des exigences de procédure et de performance. C’est pour cette raison que les élastomères de silicone sont les préférés des organisations dynamiques qui innovent dans la fabrication et les tests.
- Performance: les propriétés spécifiques des élastomères de silicone incluent une résistance aux températures chaudes et froides, leur permettant de maintenir une faible compression dans des conditions de chaleur extrême, tout en restant flexibles à des températures dans des environnements aussi froids que -40˚C. Les autres qualités que les élastomères de silicone peuvent apporter à votre application incluent une faible inflammabilité, une résistance diélectrique élevée, une stérilisabilité, une durabilité et de bonnes propriétés mécaniques globales.
Certains des principaux inconvénients de l’utilisation d’élastomères de silicone peuvent inclure :
- Coût: les élastomères de silicone sont un produit haut de gamme, ils coûtent donc plus cher que le caoutchouc et d’autres matériaux. Dans de nombreux cas, cependant, ce prix initial plus élevé sera compensé par des améliorations du contrôle de la qualité et de la disponibilité en raison de la diminution des problèmes de contamination. Déterminer si cela est vrai pour votre application peut nécessiter un examen attentif de votre budget et de vos besoins de production.
- Touché: sous une forme non traitée, les élastomères de silicone peuvent sembler légèrement collants au toucher. Cela leur donne un aspect plus rugueux et peut faire adhérer de la poussière et d’autres particules. S’il s’agit d’une préoccupation pour votre application, le risque peut être éliminé ou minimisé en utilisant des traitements spécifiques.
- Compatibilité: le plus grand inconvénient de l’utilisation d’élastomères de silicone est peut-être la compatibilité chimique. Malgré la polyvalence supérieure des élastomères de silicone, il existe certains environnements et applications dans lesquels ils fonctionneront mal ou réagiront de manière négative. Ils ne doivent pas être immergés dans de l’alcool ou de l’essence. L’exposition au latex, au soufre et à certains autres matériaux empêchera le durcissement. Un examen attentif de l’environnement chimique présent dans vos processus sera nécessaire avant de déterminer si les élastomères de silicone vous conviennent.
Synthèse
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