Un revêtement de carbone semblable au diamant «soulage» les moules d’injection de plastique
Les téléphones, les pièces de PC, les jouets, les prises électriques et d’autres produits courants comme les chaussures et les stylos sont fabriqués en plastique grâce à un procédé dit de moulage par injection. Cette technologie permet de produire des pièces identiques en grandes quantités à un faible coût unitaire. Cependant, ses frais de lancement sont relativement élevés, principalement en raison de la nécessité de disposer d’un outillage sur mesure. Un moule d’injection peut coûter entre 100 000 et 300 000 EUR, selon sa complexité, le matériau dont il est constitué et sa précision.
Prolonger la durée de vie des moules
Le prolongement de la durée de vie des outils est d’une importance capitale pour tout projet de moulage, car les temps d’arrêt consacrés aux réparations ont un impact négatif sur les marges bénéficiaires. Selon les estimations, environ 10 milliards d’euros sont dépensés annuellement à l’échelle mondiale pour des opérations de maintenance. Au cours du processus de moulage, les forces de frottement qui se développent entre la surface de fermeture et celle en contact avec le plastique injecté expliquent en grande partie les dommages infligés aux surfaces. Au bout du compte, le moule doit être détruit. L’ensemble de ces facteurs affecte considérablement la durée de vie du moule. Le projet cleanMOULD, financé par l’UE, a fait la démonstration de nouveaux revêtements basés sur une formulation multicouche de carbone semblable au diamant qui prolongent la vie des outils de moulage par injection, en leur apportant une protection contre la corrosion, une réduction de leur usure et une résistance aux frictions. «Il est important de noter que nos nouvelles solutions de revêtement augmentent la performance du moule et prolongent son fonctionnement avant qu’il ne soit nécessaire de le mettre hors service pour une maintenance préventive», rapporte le coordinateur du projet, Michael Hvam.
cleanMOULD – le meilleur ami du moule
L’une des principales caractéristiques du revêtement en carbone de type diamant est sa capacité à résister à l’usure par réduction de la friction entre les surfaces de glissement. Cette caractéristique élimine largement le besoin de lubrification et de post-finition des surfaces, qui sont considérées comme les principales sources de rejets de polluants dans l’atmosphère par certaines industries telles que les secteurs pharmaceutique et alimentaire. Les revêtements sont appliqués par un procédé physique de dépôt en phase vapeur appelé pulvérisation magnétron à des températures d’à peine 180 °C. Grâce à ce procédé avancé de dépôt, les revêtements en carbone de type diamant peuvent conserver une finition très fine et uniforme (1-5 μm) sur l’ensemble du moule, quelle que soit sa géométrie. «Les nouveaux revêtements de cleanMOULD optimisent à la fois la dureté et la lubrification de la surface afin de minimiser les conséquences de l’usure de contact», explique Michael Hvam. La dureté élevée des nouveaux revêtements en carbone de type diamant, 8 fois supérieure à celle des autres revêtements, permet de renforcer la résistance des surfaces aux rayures qui surviennent au cours du processus. Il va sans dire que l’absence de lubrifiants à base d’huile facilite grandement le nettoyage des moules: il suffit de passer un tissu imprégné d’éthanol pendant moins de 10 minutes. Le moule révolutionnaire de cleanMOULD a le potentiel pour devenir une technologie clé pour l’ensemble de l’industrie du plastique. Dans l’ensemble, le retour sur investissement pour les utilisateurs de cleanMOULD devrait être plus de 20 fois supérieur aux coûts de revêtement prévus, ce qui constitue une proposition de valeur très convaincante. Les résultats des tests pilotes ont démontré une diminution par six de la fréquence de maintenance par rapport aux revêtements de pointe existants. Aucune corrosion de contact n’a été observée sur aucun moule. Par ailleurs, «le revêtement de cleanMOULD a permis une diminution de la durée du cycle de moulage des couvercles de vis de 40 à 36 secondes, ce qui équivaut à une augmentation de 11 % de la productivité» conclut Michael Hvam.
Mots‑clés
cleanMOULD, moule, revêtement, friction, revêtement de carbone de type diamant, outillage, maintenance, moule d’injection plastique
