Méthodes d'insertion de filetages pour le moulage par injection de plastique

Quelques surmoulage pour pièces moulées par injection Les pièces en plastique assemblées doivent être démontées et remontées. Dans ces cas, la meilleure méthode de fixation est un insert fileté en métal. Quelle est la meilleure façon d'insérer ces inserts dans une pièce ? Les fabricants de fixations et les experts du secteur donnent un aperçu des considérations à prendre en compte et expliquent quatre méthodes d'insertion.
Les bases
Lorsque vous choisissez le meilleur type d'insert et le meilleur processus d'insertion pour votre application, gardez ces considérations à l'esprit :

Exigences de résistance – Les facteurs de résistance clés sont la résistance de l’insert à l’extraction de la pièce (force d’extraction) et la résistance de l’insert à la torsion dans la pièce lorsque la fixation correspondante est tordue (force de torsion). Plus l’insert est long, plus la résistance à l’extraction est élevée ; plus le diamètre de l’insert est grand, plus la capacité de couple est élevée. Le motif du moletage est également essentiel ; plus d’informations à ce sujet ci-dessous.
Matériaux – Le matériau plastique et le matériau de l’insert sont tous deux importants, en fonction de l’application. Deux procédés d’insertion – l’insertion par ultrasons et l’insertion par thermosoudage – impliquent la refusion du plastique préalablement moulé, ils ne conviennent donc qu’aux thermoplastiques. Pour les thermodurcissables, il est possible de mouler l’insert ou de le presser à froid ultérieurement, ce qui rend l’élasticité du matériau en résine critique.

Le matériau le plus courant pour l'insert fileté lui-même est le laiton. Cependant, à mesure que les exigences en matière de durabilité augmentent, des alternatives sans plomb telles que l'acier inoxydable ou l'aluminium deviennent de plus en plus populaires. Outils en acier inoxydable
Coût – Étant donné que les inserts filetés peuvent être moulés dans la pièce dès le départ ou pressés dans la pièce ultérieurement, tenez compte du coût total de l'opération. Cela comprend le temps et le coût du moulage, la manipulation des composants et l'assemblage. Pour mieux comprendre les compromis, voici un aperçu rapide des quatre principaux processus d'insertion :
1. Inserts filetés thermosoudables
Idéal pour :
Thermoplastiques
Hautes performances combinées à un faible coût d'installation
L'insertion par piqûre à chaud et par ultrasons commence par un trou préformé (taille spécifiée par le fabricant de l'insert) qui est légèrement plus petit que le diamètre extérieur de l'insert et peut être formé pendant le processus de moulage ou percé ultérieurement. La paroi extérieure de l'insert peut être droite ou conique. Les inserts droits et coniques s'alignent bien sur la fixation (à condition que le trou soit formé correctement), les inserts coniques auto-alignants étant plus faciles et plus rapides à enfoncer.
Avec le thermosoudage, une presse à chaud est utilisée pour chauffer l'insert jusqu'au point où celui-ci fait fondre une petite partie du périmètre du trou lorsqu'il est enfoncé dans la pièce. La résine ramollie coule dans le motif moleté puis durcit pour former une liaison solide avec l'insert. Le thermosoudage est le procédé le plus courant pour les thermoplastiques car il est facile à contrôler, relativement peu coûteux et bien adapté à l'automatisation (plusieurs inserts peuvent être enfoncés en même temps).

2. Inserts filetés assistés par ultrasons
Idéal pour :
Thermoplastiques
Haute performance globale

De même, les ultrasons peuvent être utilisés pour faire fondre la zone de bordure du trou. Au lieu d'appliquer de la chaleur, le processus ultrasonique crée une fréquence de vibration pour faire fondre le plastique. Sa vitesse est comparable à celle du soudage à chaud, mais nécessite un contrôle précis et peut créer une zone d'impact plus large, ce qui peut provoquer une fragmentation du matériau. Le processus ultrasonique peut également être bruyant et plus difficile à automatiser, c'est pourquoi il est moins susceptible d'être utilisé, en particulier par les ateliers qui ne pratiquent pas encore le soudage par ultrasons.

3. Inserts filetés moulés
Idéal pour :
Thermodurcissables et thermoplastiques
Meilleures performances d'extraction et de couple

Avec les inserts moulés, une broche est usinée ou insérée dans le noyau du moule. L'insert est ensuite placé sur la broche à chaque cycle du processus de moulage. Avec ce processus, la résine encapsule complètement l'insert, ce qui permet généralement d'obtenir la meilleure liaison globale et élimine le besoin de tout processus d'insertion ultérieur. Cependant, ce processus nécessite un noyau plus complexe avec des tolérances serrées entre la broche et l'insert. Il faut également du temps pour placer l'insert entre chaque cycle de la machine de moulage par injection.
Les inserts dans le moule peuvent être « filetés » : les deux extrémités de l'insert sont ouvertes, de sorte qu'un contact solide avec le noyau et les surfaces de la cavité est nécessaire pour empêcher la résine de couler à l'intérieur de l'insert. Ils peuvent également être « filetés borgnes », ce qui signifie qu'une extrémité de l'insert est fermée, de sorte qu'aucun contact avec la surface de la cavité n'est nécessaire, par exemple dans les cas où les parois sont plus épaisses ou lorsque les fixations ne doivent pas être présentes d'un côté de la cavité.
4. Inserts filetés pressés à froid
Idéal pour :
Thermodurcissables
Installation facile à moindre coût
Une simple pression suffit
Bien qu'ils ne soient pas aussi performants que les types ci-dessus, les inserts pressés à froid sont une alternative très économique car ils sont faciles à installer et ne nécessitent généralement pas d'équipement auxiliaire spécial.
Parfois appelés « inserts d'expansion », un type d'insert à enfoncer comporte des fentes usinées sur les côtés qui leur permettent de fléchir lors de l'insertion et peuvent être facilement enfoncés par simple pression du doigt. Lors de l'installation d'une vis d'accouplement, les côtés de ces inserts sont poussés vers l'extérieur pour créer un contact « mordant » avec la paroi intérieure du trou. Ils fonctionnent essentiellement comme un tire-fond gainé que vous trouvez dans les quincailleries.

Les inserts à insertion par pression plus performants ont des corps solides et nécessitent une presse pour l'insertion. Bien qu'ils ne répondent pas aux normes de résistance des processus qui font fondre le plastique autour de l'insert, ces inserts offrent néanmoins une alternative robuste au processus d'insertion avec un excellent rapport coût-efficacité.
À propos du moletage

Le moletage est un procédé de travail des métaux au cours duquel un motif est découpé ou laminé sur l'extérieur de la pièce. Pour les inserts filetés, le motif du moletage est essentiel et affecte directement la résistance à l'arrachement et au couple.
Les moletages droits (parallèles à la longueur de la plaquette) offrent la meilleure résistance au couple, mais une moindre résistance à l'arrachement. Les rainures entre les bandes de moletage augmentent la résistance à l'arrachement.
Les molettes diagonales ou en spirale équilibrent la résistance aux forces dans les deux sens. Les molettes hexagonales ou en forme de losange sont probablement les plus courantes et offrent une résistance dans toutes les directions.
Large gamme de tailles

Les inserts filetés standard pour plastiques varient en diamètre d'environ 1/8″ à 9/16″ et en longueurs de 1/8″ à 5/8″, avec des tailles de filetage allant de #0-80 à 3/8-16 (M2 à M10, selon le type). Cette gamme de tailles s'adapte à une large gamme d'applications dans des secteurs tels que l'électronique, l'automobile, l'aérospatiale, la défense, le médical, l'industrie et les équipements de divertissement.

Pour les applications physiquement plus petites, telles que les appareils portables, les inserts microPEM sont également disponibles dans des diamètres aussi petits que 1 mm (0,039″) et des longueurs aussi petites que 1,75 mm (0,069″). Ces micro-inserts peuvent accueillir des fixations M1, le plus petit filetage de type M spécifié par la norme ISO. Ils peuvent être installés dans des trous droits ou coniques à l'aide de procédés de piquage à chaud ou à ultrasons.

Les quatre types de processus d'insertion (emboutissage à chaud, par ultrasons, sertissage ou sertissage à froid) offrent des avantages et des capacités uniques pour répondre à vos exigences de conception. Pour obtenir des performances d'insertion maximales, il est important de prendre en compte le type d'insertion ainsi que l'application, le coût et d'autres composants.