La multi-injection de matières plastiques

L'injection plastique est l'un des procédés les mieux adaptés à la production en série de pièces microtechniques. En voici le principe : le moulage par injection consiste à ramollir (état visqueux) la matière thermoplastique (TP), puis de la malaxer au niveau de la vis de plastification. Elle est ensuite injectée sous forte pression. L’injection sous forte pression du polymère fondu se fait dans un moule froid à une ou plusieurs empreintes. Au contact des parois froides, la matière se solidifie en forme puis l'objet peut être démoulé.

Ce procédé permet de réaliser des objets de formes complexes. L’injection plastique est adaptée à la fabrication de pièces en grandes séries. Cette technique est capable de répondre aux exigences d’une fabrication à une forte cadence.  La technologie est en constante évolution : la bi, tri, ou quadri injection permet l’injection de différentes matières simultanément pour la fabrication de pièces dans des secteurs variés. 

Questions à Edouard MAUMEJEAN, société MIHB :

L’injection multi-matière consiste à injecter dans un même outillage et sur une même presse deux, trois, ou quatre matières thermoplastiques différentes et compatibles. Une même pièce pourra donc être constituée de plusieurs matières. Les combinaisons possibles sont très nombreuses et  peuvent répondre à des problématiques diverses. Cette technologie permet de combiner sur une même pièce des caractéristiques mécaniques, esthétiques, économiques ou fonctionnelles différentes et complémentaires.

Le moulage par injection multi-matière peut associer jusqu’à six matières différentes dans un même produit. Les combinaisons possibles incluent densité, rigidité, couleur, texture et différents niveaux de transparence.

Les machines d’injection multi-matière sont semblables aux presses à injecter classiques. Seules changent les caractéristiques des unités de plastification et d’injection.

Les outillages adaptés à la multi-injection appellent une technologie assez complexe. Une robotisation est nécessaire pour intégrer des éléments mobiles en translation ou en rotation. 

L’outillage et le process doivent être adaptés à la multi-injection. Lors du cycle, la première matière est injectée. Ensuite, pour assurer la deuxième, troisième ou quatrième injection de matière, il faut anticiper les rotations (la 1 se positionne sur le point 2, la 2 sur le point 3, etc.) et comportements (retrait et température) des premières parties injectées. La technicité de ces process demande plus que des outillages techniques, elle appelle une véritable intelligence de conception.

Les avantages de la multi-injection sont multiples :

-  Possibilité de produire en un seul cycle des pièces non seulement de plusieurs couleurs mais aussi avec des fonctionnalités différentes grâce à l’emploi de plusieurs matériaux aux propriétés différentes.

- Possibilité de combiner, dans une même pièce, des propriétés différentes sans opération d’assemblage .

- Gain de productivité lié à la diminution des opérations de fabrications et de manipulation.

- Technologie adaptée à la résolution de diverses problématiques industrielles (esthétiques, sensorielles, fonctionnelles et/ou économiques) difficilement maîtrisables en injection classique.

Les applications de l’injection multi-matière sont nombreuses et concernent un vaste champ de secteurs d’activité comme l’industrie automobile, l’emballage, la cosmétique, la domotique, ou encore l’électroménager. Ce sont là les domaines les plus friands de la technologie de  la multi- injection.

Exemples d’application :

- Dans le secteur de l’automobile, certaines pièces de connexion comme les connecteurs sont fabriqués à partir de la technologie multi-injection. Certains connecteur appelle trois typologies de matières : une matière plastique qui doit être résistante à l’eau, une deuxième qui doit avoir des hautes performances de conductivité thermique, et enfin une troisième moins onéreuse qui n’a pour fonction qu’une finalité de volume. L’injection tri-matière est ici la solution adéquate.

- Dans le secteur de la cosmétologie, par exemple sur la fabrication de bouchons doseurs : ce type de pièces nécessite d’abord des qualités visuelles, un rendu flatteur. L’intérieur du bouchon renferme des exigences mécaniques liées aux actions de vissage ou de frottement. Les matières plastiques utilisées pour la même pièce ayant des fonctions différentes impliqueront des matières premières différentes.

- Dans le secteur mécanique, pour des organes de transmissions tels que les pignons : Ce type de pièce nécessite une conception particulière. Avec une partie qui doit avoir des qualités de rigidité, une deuxième qui doit répondre à une exigence de fiabilité, et enfin, une troisième partie de la pièce qui doit avoir des caractéristiques de résistance. La technologie d’injection multi-matière répond tout à fait à la problématique de fabrication de cette typologie de produit. 

La multi-injection évolue et se démocratise. Les pièces techniques en bi, tri ou quadri matières vont être de plus en plus courantes. Des produits en 5 matières existent d’ores et déjà, comme la fabrication de certaines brosses à dents par exemple. Cependant, même si les savoir-faire technologiques nous laissent penser que nous pourrons injecter 8, 9 ou 10 matières dans le même cycle,  le nombre de pièces candidates (dont les caractéristiques nécessitent ce type de process) sera de moins en moins élevé.