1. Qu’est-ce que le plastique ABS ?
L’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) brillant est un type particulier de polymère thermoplastique qui allie la résistance aux chocs, la ténacité et l’absence d’impact. Il est largement utilisé dans les industries traditionnelles, de l’automobile à l’électronique, en passant par les jouets et les articles ménagers. L’ABS est fabriqué par un processus appelé polymérisation, qui consiste à combiner l’acrylonitrile, le butadiène et le styrène, ce qui confère au matériau des propriétés spécifiques :
- L’acrylonitrile contribue à la résistance chimique et à la stabilité thermique.
- Le butadiène améliore la résistance aux chocs et la ténacité.
- Le styrène assure la rigidité et une finition brillante.
L’ABS a été largement utilisé dans le processus de fabrication du moulage par injection. Ce procédé permet de tirer le meilleur parti des excellentes propriétés mécaniques de l’ABS, telles que sa grande résistance aux chocs et sa ténacité. Le moulage par injection de l’ABS est idéal pour la fabrication d’articles nécessitant résistance et durabilité. Il est couramment utilisé pour les tableaux de bord automobiles, les boîtiers électroniques et les composants d’appareils électroménagers.
2. Types de plastiques ABS
Il existe de nombreux types ou qualités de plastiques ABS pour de nombreuses applications. Les principaux types sont les suivants
- ABS standard : Le grade le plus populaire, qui offre un compromis entre la résistance, la flexibilité et la facilité de mise en œuvre. Il présente des propriétés favorables pour le moulage par injection.
- ABS à haute résistance aux chocs (HI-ABS) : Ce grade est conçu pour améliorer la ténacité et la résistance aux chocs, ce qui le rend adapté à des applications telles que les pièces automobiles ou les boîtiers de protection.
- ABS ignifugé : Les additifs contenus dans ce type d’ABS réduisent l’inflammabilité du plastique, ce qui le rend idéal pour les composants électriques et les articles ménagers qui nécessitent une résistance aux flammes.
- Mélanges ABS/Polycarbonate (PC) : Ce matériau est un hybride des deux. Il est couramment utilisé pour les boîtiers électroniques.
- ABS Plus : Une nouvelle variante de l’ABS avec une qualité de surface supérieure et des propriétés de traitement idéales pour produire des produits finis lisses et de haute précision.
Plusieurs types de plastique ABS offrent des avantages différents, et chacun possède une qualité spécifique adaptée à différentes applications qui prennent généralement en compte des facteurs tels que la solidité, la durabilité et la résistance aux conditions environnementales.
6 Propriétés des matériaux ABS
Résistance aux chocs : L’ABS est utilisé dans les produits soumis à des contraintes physiques, tels que les pièces automobiles et l’électronique, en raison de sa grande durabilité et de sa résistance aux chocs.
Rigidité et ténacité : Offre un bon équilibre entre rigidité et ténacité et est utilisé dans des applications exigeantes.
Stabilité thermique : Il accepte la chaleur sans trop d’impact (jusqu’à 100°C/212°F), ce qui le rend parfait pour la résistance à la chaleur dans les secteurs de l’automobile et de l’électronique.
Attrait esthétique : Sa surface lisse et brillante peut être facilement peinte ou texturée, ce qui la rend idéale pour les produits de consommation tels que les jouets et l’électronique.
Facile à traiter : L’ABS est un matériau facile à mouler et à façonner, en particulier par injection, ce qui permet d’obtenir des conceptions complexes avec peu de déchets.
Résistance aux produits chimiques : De nombreux produits chimiques ne sont pas affectés, mais les solvants tels que l’acétone peuvent avoir un impact.
3. Performance de l’APA
Performance de l’ABS
Le plastique ABS possède d’excellentes propriétés mécaniques et convient à de nombreuses applications. Les capacités clés en matière de performance sont les suivantes :
Propriétés physiques
Grâce aux procédés de fabrication, l’ABS possède de très bonnes propriétés mécaniques – dureté, rigidité et ténacité. Il est donc fréquemment utilisé comme plastique technique polyvalent. Les résines ABS sont de couleur blanche ou crème clair, opaques, non toxiques et ont une densité approximative de 1,05. Le taux d’écoulement de la matière fondue est compris entre 0,2 % et 0,7 %. Lorsqu’il est brûlé, il émet une flamme jaune, produit une fumée noire et ne goutte pas ou se ramollit sans goutter.
Résistance à la chaleur
L’ABS est résistant à la chaleur mais de façon modérée, avec une température de déformation thermique de 1,86MPa d’environ 85°C. Le traitement thermique permet d’augmenter cette température de 10 °C. La plage d’utilisation de l’ABS s’étend de 40 °C à 85 °C, mais il n’est pas recommandé de dépasser 100 °C. La conductivité thermique de l’ABS varie de 0,16 à 0,29 W/(m-K), et le coefficient de dilatation linéaire est de (6,2-9,5) × 10-⁵K-¹. Il possède donc l’un des coefficients de dilatation les plus faibles parmi les thermoplastiques, ce qui le rend idéal pour la création de pièces de dimensions précises.
Propriétés mécaniques
Il s’agit d’un thermoplastique résistant, doté d’une grande force d’impact. Grâce aux propriétés d’absorption d’énergie du composant en caoutchouc, il peut empêcher la formation de lignes d’argent. L’acrylonitrile butadiène styrène présente une grande résistance aux chocs et une bonne ténacité à basse température, même en dessous de -40°C. Il présente également une grande résistance au fluage. Il présente également une grande résistance au fluage, les tuyaux correspondants soumis à une charge de 7,2MPa conservant leur taille pendant deux ans.
Résistance chimique
L’ABS résiste à l’eau, aux sels inorganiques, aux alcalis et aux acides dilués. Il est cependant sensible aux acides oxydants tels que les acides sulfuriques et nitriques agricoles. La fissuration sous contrainte résulte d’une exposition prolongée aux hydrocarbures aliphatiques, à l’alcool, aux huiles minérales et végétales. L’ABS peut se dissoudre dans l’acétate d’éthyle, l’acétone et le chlorure de méthylène ou former des émulsions.
Résistance aux intempéries
Sa structure contient des doubles liaisons qui rendent l’ABS plus flexible à la lumière du soleil, à la chaleur et à l’oxygène. En fin de compte, cela conduit à l’oxydation et à la dégradation. Par exemple, après six mois d’exposition à l’extérieur, l’ABS perd 45 % de sa résistance aux chocs. La lumière UV, la chaleur et l’oxygène le rendent cassant. Des additifs tels que le noir de carbone ou les antioxydants phénoliques sont couramment incorporés pour améliorer la résistance aux intempéries.
4. Guide du moulage par injection de l’ABS
Le moulage par injection d’ABS est l’un des procédés les plus populaires pour la fabrication de pièces composées d’acrylonitrile-butadiène-styrène. Voici les étapes du moulage par injection d’ABS :
Étape 1 – Préparation du matériel
Les granulés d’ABS sont chargés dans la machine à injecter. Ils sont chauffés à l’état fondu et prêts à être injectés dans le moule.
Étape 2 – Injection dans le moule
L’ABS fondu est injecté sous haute pression dans la cavité du moule. Le processus d’injection est soigneusement régulé pour garantir que le matériau pénètre complètement et uniformément dans le moule.
Étape 3 – Refroidissement et solidification
Une fois injecté, le moule est refroidi, ce qui permet à l’ABS de se solidifier dans la forme voulue. Le temps de refroidissement varie en fonction de l’épaisseur de la pièce et de la conception du moule.
Étape 4 – Ouverture du moule et retrait des pièces
Une fois la pièce refroidie et solidifiée, le moule s’ouvre et la pièce est éjectée. Il est ensuite inspecté pour vérifier qu’il n’y a pas de défauts et qu’il n’est pas de mauvaise qualité avant de passer à la phase suivante du processus.
Étape 5 – Post-traitement (si nécessaire)
En fonction de l’application, la pièce moulée en ABS peut faire l’objet d’un découpage, d’une peinture ou d’une finition de surface.
3 conseils pour réussir le moulage par injection de l’ABS :
- Contrôle de la température : La température du fût, du moule et du matériau doit être contrôlée pour éviter les défauts tels que le gauchissement, un mauvais état de surface, etc.
- Vitesse d’injection : la vitesse d’injection doit être réglée avec soin pour éviter des problèmes tels que des tirs courts ou un remplissage incomplet.
- L’éjection : Lorsqu’une pièce est éjectée d’un moule, elle doit être suffisamment solidifiée pour conserver sa forme. Un temps de refroidissement suffisant est donc nécessaire pour user la pièce de manière à ce qu’elle soit indéformable lors de l’éjection.
Guide des températures des moules d’injection d’ABS
Le taux de rétrécissement des pièces augmente et le cycle de moulage s’allonge. La méthode du moule chauffé est utilisée pour résoudre ce problème. Les températures de moulage de 60-70°C sont idéales pour les pièces présentant une qualité de surface élevée, des formes complexes et des exigences de performance.
Pression de moulage par injection de l’ABS
La pression d’injection dépend de l’épaisseur de la paroi, du type d’équipement et de la qualité de la résine. Une pression plus élevée est préférable pour les produits à parois minces, à processus long, à petites portes, résistants à la chaleur ou ignifugés. Cela permet de remplir la cavité, mais une pression excessive peut entraîner des problèmes de dégagement ou des dommages. Pour minimiser les contraintes internes, la pression doit être maintenue à 60-70MPa.
Vitesse de moulage par injection de l’ABS
La vitesse d’injection affecte la fluidité de la matière fondue de l’ABS. Les vitesses lentes peuvent entraîner des défauts de surface tels que des ondulations et une mauvaise soudure. Les vitesses rapides ne laissent pas suffisamment de temps pour un remplissage correct du moule, ce qui entraîne une mauvaise finition de la surface. Pour une production normale, utilisez des vitesses moyennes à faibles. Les vitesses élevées ne sont nécessaires que pour un remplissage délicat du moule.
Post-traitement du formage du plastique ABS
Les pièces en ABS peuvent présenter des tensions internes. Les pièces à faible usage nécessitent un traitement thermique. Chauffer les pièces à haute performance à 70-80°C pendant 24 heures, puis les laisser refroidir à température ambiante. Pour tester les contraintes internes, tremper les pièces dans de l’acide acétique glacial. Si aucune fissure n’apparaît après 2 minutes, la contrainte est faible. Des fissures dans les 5 à 15 secondes indiquent une forte contrainte interne.
6 avantages clés du moulage par injection de l’ABS
Résistance aux chocs et durabilité – L’ABS est incroyablement solide et résistant, ce qui en fait une excellente option pour les produits qui doivent résister à l’usure. Il est idéal pour les composants soumis à des contraintes mécaniques, tels que les pièces automobiles ou les boîtiers électroniques, et garantit qu’ils resteront intacts dans des conditions difficiles.
Faible coût des matériaux – L’utilisation généralisée de l’ABS permet de maintenir le coût des pièces à un niveau peu élevé et, par conséquent, les coûts de production globaux. Sa facilité de traitement par moulage par injection permet une production de masse sans compromis sur la qualité, et sa rentabilité pour les productions de masse est d’un tout autre niveau.
Facilite la flexibilité du moulage ou de la conception – En raison de sa bonne fluidité, l’ABS est moins susceptible de présenter des défauts, tels que des déformations ou un remplissage incomplet, et il est donc facile à traiter pour le moulage par injection. Il facilite également la production de formes complexes et de dessins compliqués, ce qui permet aux fabricants de créer avec précision des compositions fonctionnelles aux caractéristiques fines.
Finition esthétique – La surface vitreuse des pièces en ABS leur confère une finition très recherchée par de nombreux produits pour un aspect plus net. Il est facile de les peindre, de les texturer ou de les finir avec un résultat visuel de la plus haute qualité, sans aucune étape supplémentaire, ce qui les rend parfaits pour les produits destinés aux consommateurs.
Excellente résistance à la température – L’ABS fonctionne bien dans des environnements à température modérée, ce qui lui permet d’être utilisé dans des applications automobiles ou électriques où les pièces peuvent être exposées à des températures plus élevées. Il résiste à la chaleur sans compromettre sa structure ou ses performances.
Large éventail d’applications – L’ABS est un polymère thermoplastique couramment utilisé dans une multitude d’industries, des pièces automobiles aux appareils médicaux en passant par l’électronique grand public. Il peut être enrichi d’additifs (par exemple, des retardateurs de flamme), ce qui offre une certaine souplesse en matière de performances. La chaîne d’approvisionnement sera également beaucoup plus souple.
5. Problèmes de moulage par injection de plastique ABS et comment les résoudre
L’ABS est un matériau de moulage par injection largement utilisé ; toutefois, le processus de moulage par injection présente quelques difficultés. Voici quelques-uns des problèmes les plus courants et comment les éviter :
| Enjeu | Cause | Solution |
| Les pages de guerre | Refroidissement inégal ou problèmes de conception du moule | Ajuster les canaux de refroidissement et les paramètres de moulage |
| Coups de feu | Pression d’injection inadéquate ou température du moule incorrecte | Augmenter la pression d’injection et optimiser la température du moule |
| Marques de flux | Vitesse d’injection élevée ou température incorrecte du moule | Réduction de la vitesse d’injection et réglage précis de la température du moule |
| Marques d’évier | Pièces à parois épaisses mal refroidies | Optimiser l’épaisseur des parois et le temps de refroidissement |
| Purgeurs d’air | Mauvaise ventilation dans la cavité du moule | Améliorer les systèmes de ventilation et d’évacuation des moisissures |
| Imperfections de surface | Contamination ou humidité dans le matériau | Assurer le séchage correct des matériaux et la propreté des moules |
La résolution de ces problèmes dès le début du moulage peut améliorer la qualité du produit et réduire les taux de rebut.
Conclusion
Résistant et peu coûteux, le plastique ABS est un matériau de confiance pour des milliers d’applications. En connaissant ses types, ses performances et son processus de moulage par injection, les fabricants peuvent optimiser la production, améliorer la qualité des produits, réduire les coûts, etc. En outre, le moulage par injection de l’ABS est particulièrement avantageux pour les composants nécessitant une grande solidité et une résistance aux chocs, à condition que la conception du moule, la préparation des matériaux et les paramètres de traitement soient optimaux.
À propos de BFY Mold
BFY Mold se concentre sur le moulage par injection et la fabrication de moules, fournissant une production de masse, une production à la demande, un traitement CNC et des services de finition par étincelage. Notre usine interne bien équipée et notre main-d’œuvre qualifiée et dévouée peuvent garantir une solution de haute qualité et à faible coût pour votre projet.
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