Principes fondamentaux de la conception du moulage par injection : Snap

Michael Paloian | 15 novembre 2019

L’un des plus grands inconvénients des matières plastiques est leur flexibilité et leur rigidité relativement faible. L’un des plus grands avantages des matières plastiques est leur flexibilité et leur faible rigidité. Votre perception de la vérité de ces affirmations dépend de la manière dont vous, en tant que concepteur, optimisez les propriétés inhérentes aux matériaux plastiques. Personnellement, je préfère cette dernière affirmation, en particulier lorsque je conçois des produits esthétiquement attrayants et faciles à assembler avec un minimum de matériel.

À une époque, tous les produits nécessitaient l’assemblage de centaines de vis, ce qui exigeait beaucoup de main d’œuvre et de pièces. L'esthétique de la conception finale était souvent compromise par de nombreuses vis et fixations apparentes. Les concepteurs industriels d'aujourd'hui ne veulent pas que les fixations apparentes compromettent l'esthétique de leurs conceptions de produits, et les ingénieurs de fabrication sont contraints de produire plus efficacement des produits de haute qualité. La solution à cet apparent paradoxe réside dans l’utilisation d’encliquetage comme moyen d’assemblage de pièces parfaitement adapté aux matériaux plastiques. Le reste de cet article sera consacré à la discussion de toutes les considérations associées à la conception appropriée des ajustements par pression.

Avant de discuter des types de conceptions à encliquetage et de leurs paramètres de conception associés, j'aimerais me concentrer sur certaines exigences fonctionnelles de base pour les verrous à encliquetage, répertoriées ci-dessous.

Bien qu'il existe trois types de base de verrous à pression : annulaires, en porte-à-faux et de torsion, ils partagent tous les considérations de conception énumérées ci-dessus.

Verrouillage annulaire

L'attribut distinctif d'un verrou à encliquetage annulaire est la fixation de l'élément de verrouillage en saillie à une paroi ou à un bord contigu qui doit se déformer pour permettre à la saillie de verrouillage de s'enclencher sur l'élément de verrouillage correspondant. À mon avis, ces verrous à pression sont les plus difficiles à concevoir, à prototyper et à optimiser car les forces appliquées pour déformer et assembler deux pièces sont très difficiles à calculer ou à prévoir. Les verrous à pression annulaires sont souvent utilisés dans les bouchons de bouteilles, les capuchons de stylos, les récipients en plastique et les boîtiers électroniques grand public à faible coût. Les performances d'un verrou annulaire dépendent fortement des matériaux des deux pièces d'accouplement, de l'épaisseur des parois et du degré d'interférence. D'autres considérations critiques incluent la taille et la géométrie des pièces, les tolérances de moulage, la planéité et l'emplacement sur une surface.

Verrouillage par torsion

Les verrous à pression de torsion conviennent parfaitement à toute application nécessitant un verrouillage radial, comme un verrou à cliquet, un verrou de sécurité à bouchon de bouteille fileté ou un verrou à dégagement par pression. La conception d'un verrou à pression en torsion est beaucoup moins compliquée à prévoir qu'un verrou annulaire mais plus difficile qu'un simple verrou en porte-à-faux. La partie de torsion sollicitée du verrou doit être conçue pour fléchir sous la contrainte de travail élastique du matériau tout en induisant suffisamment de forces pour remplir sa fonction souhaitée. Les pressions des doigts pour engager ou désengager le bouton-pression devraient également être confortables pour la personne moyenne. Ces pressions seront fonction de la surface du bouton de déverrouillage et de la force requise pour dévier le bouton-pression. De plus, le bouton-pression doit être conçu pour faciliter le moulage, les tolérances, les propriétés des matériaux et la durée de vie du produit.

Verrouillage à pression en porte-à-faux

Les verrous à pression en porte-à-faux sont les verrous à pression les plus couramment spécifiés et les plus faciles à concevoir. Ils sont basés sur une simple poutre, conçue pour dévier une quantité spécifiée en fonction de la hauteur du mousqueton. Le profil du mousqueton est généralement conçu avec un profil de triangle rectangle avec un bord d'attaque effilé, un triangle équilatéral ou une configuration demi-ronde. Un profil à angle droit fournira un verrouillage très sécurisé qui ne pourra être démonté que dans des conditions normales en relâchant manuellement le bouton-pression. Les profils équilatéraux et demi-ronds permettent d'encliqueter ou de retirer deux pièces simplement en les pressant l'une contre l'autre ou en les écartant. Nous examinerons les considérations de conception associées à chacune de ces options d'accrochage en fonction de la liste de paramètres précédente.