Les fabricants savent qu'il y a des pertes de temps dans la production, que celles-ci doivent être acceptées et ne peuvent être éliminées. Dans la production de plastique, une perte de temps spécifique se produit lorsque le plastique fondu refroidit à l'intérieur du moule. De l'eau circule dans le moule pour accélérer le processus, et il semble que ce soit tout ce que l'on puisse faire pour réduire cette perte de temps. Cependant, les fabricants de l'industrie du plastique devraient porter leur attention sur un élément auquel ils n'ont peut-être pas suffisamment réfléchi jusqu'à présent : le matériau dont est fait le moule d'injection.
Différents matériaux ont des propriétés différentes qui les rendent bien adaptés aux moules à injection. Si le plastique doit être refroidi, un paramètre clé à surveiller est la conductivité thermique. Plus un matériau est thermiquement conducteur, plus il peut être chauffé et refroidi rapidement et plus la production de pièces peut être achevée rapidement. Sivous utilisez, par exemple, un moule à injection en fer, la meilleure conductivité thermique à laquelle vous pouvez vous attendre se situe aux alentours de 60 W/m K, ce qui est peu par rapport à ce que d'autres matériaux peuvent atteindre.
Dans le domaine des moules d'injection plastique, les producteurs sont très attentifs au choix du matériaux de base de leurs moules. Jusqu'à présent, certaines entreprises utilisent encore des aciers à outils conventionnels, mais si ce matériau est moins coûteux pour l'acheteur, il présente néanmoins beaucoup d'inconvénients par rapport aux alliages de cuivre à haute conductivité.
Les alliages à base de cuivre constituent le meilleur choix possible en matière de matériaux pour moules à injection. La conductivité thermique moyenne du cuivre est d'environ 399 W/m K, soit 60 % de plus que l'aluminium et 3000 % de plus que l'acier inoxydable. À cet égard, le cuivre n'est devancé que par l'argent, qui, en tant que métal précieux, n'est pas un choix judicieux pour les fabricants. En combinant le cuivre avec des matériaux comme le béryllium ou le nickel, le silicone et le chrome, on obtient des alliages qui offrent une combinaison optimale de dureté, de résistance à l'usure, de fatigue thermique et de conductivité thermique.
M. Luis J. Bento, président d'AMPCO METAL, explique : "Le temps de cycle peut être réduit d'au moins 20%, et certains utilisateurs rapportent des réductions allant jusqu'à 80%, grâce à des taux de refroidissement nettement plus rapides obtenus avec les alliages AMPCOLOY®. Cela signifie que la productivité peut être augmentée d'au moins 25 pour cent, certains utilisateurs de l'industrie de la production de phares automobiles faisant état d'une augmentation de la production allant jusqu'à 500 pour cent, simplement parce qu'un temps de cycle réduit signifie que davantage de composants peuvent être fabriqués par équipe."
Mais les gains de productivité ne sont pas seulement obtenus grâce à leur conductivité. L'excellente capacité de polissage des alliages AMPCOLOY® a été prouvée lors de leur utilisation dans la fabrication d'emballages pour lentilles de contact, qui exige que l'emballage soit transparent afin que les lentilles puissent être contrôlées à travers l'emballage. Un tel emballage plastique de haute qualité est obtenu grâce à des inserts en alliage de cuivre à haute conductivité qui sont hautement polis. Le temps de polissage de ces inserts s'est avéré quatre fois plus rapide que celui des inserts en acier, et la durée du cycle a été réduite de 57 %.
Le gauchissement de la pièce peut être significativement réduit car, grâce à l'amélioration du refroidissement, le composant moulé passe moins de temps à une température élevée, ce qui réduit le nombre et la gravité des "points chauds" à l'intérieur du moule et améliore de manière considérable la qualité des pièces. Cela signifie pour le producteur une qualité de pièce plus constante, coup après coup.
Grâce aux caractéristiques de transfert thermique supérieures des alliages de cuivre à haute conductivité (généralement cinq à dix fois supérieures à celles de l'acier), la chaleur peut être éloignée des zones sensibles du moule à une vitesse telle que le besoin de canaux de refroidissement complexes à l'emplacement immédiat du composant moulé est réduit, voire totalement éliminé. Le nombre de canaux de refroidissement requis dans l'outil étant moindre, les coûts d'usinage des moules peuvent être considérablement réduits - jusqu'à quatre fois moins que pour un taux de refroidissement comparable sur un moule en acier.
Les alliages de cuivre de haute qualité absorbent l'onde de chaleur dans un moule lorsqu'une pièce en plastique est injectée. L'absorption initiale de la vague de chaleur est un facteur clé. L'évacuation de la chaleur dans les coulisses par le système de refroidissement nécéssite beaucoup de temps pour le faire. C'est là que les alliages AMPCOLOY® se distinguent vraiment: ils absorbent la première vague de chaleur, injection par injection.
Afin d'augmenter la résistance à l'usure, les alliages de cuivre de haute qualité peuvent être très facilement revêtus de nickel chimique, de chrome dur ou même de revêtements PVD (dépôt physique en phase vapeur). Le nickel chimique permet au revêtement de pénétrer dans chaque trou avec une épaisseur de revêtement constante, ce qui n'est pas le cas avec un procédé galvanique, comme le chromage dur. Une dureté allant de 60 jusqu'à 70 HRC peut être obtenue. Pour faciliter le retrait des pièces en plastique lors du démoulage, le nickel chimique peut être combiné avec du téflon (PTFE) ou du nitrure de bore. Ces pièces moulées ont une surface aussi glissante que du savon lorsqu'elles sont revêtues de nickel chimique au PTFE ou au nitrure de bore, ce qui permet d'obtenir des pièces en plastique moulées qui ne collent pas et qui se démoulent très facilement.
Aujourd'hui, les utilisateurs de machines d'injection plastique sont soumis à une forte concurrence sur les prix. Bien que le niveau de qualité des produits d'injection plastique ne soit pas le même partout dans le monde, de plus en plus d'entreprises, même dans les pays européens, achètent des installations avec des moules en acier conventionnels. Mais en fin de compte, elles perdent en termes de productivité tout au long du cycle de production. AMPCO METAL est présent dans le monde entier, y compris dans les pays émergents, afin d'offrir le même standard de qualité pour les produits et le service.
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