Injection de silicone HCR – technologies du moulage du silicone

Le moulage par injection est un procédé technologique permettant de produire des composants en caoutchouc de haute précision ainsi que des pièces combinant caoutchouc et métal. Ce procédé peut être réalisé aussi bien avec du caoutchouc silicone liquide (LSR) qu’avec du caoutchouc silicone à haute consistance (HCR).

Presse à injecter

La presse à injecter, également appelée presse d’injection, est composée d’une unité d’injection (vis d’injection avec fourreau chauffant) et d’une unité de fermeture (buse, empreintes du moule, moule, plateaux mobiles). Elle est idéale pour la production de pièces complexes nécessitant rapidité et précision.

Le moulage par injection permet l'utilisation de divers matériaux, notamment le caoutchouc naturel, le silicone, le caoutchouc nitrile, le caoutchouc silicone liquide, les fluorosilicones (offrant une meilleure résistance à la déchirure que les silicones standards), etc. Les inserts métalliques les plus couramment utilisés pour le surmoulage du caoutchouc sur métal comprennent l’aluminium, le cuivre et l’acier.

Moulage par injection de caoutchouc

Le processus de moulage du caoutchouc commence par le chauffage de la matière première et l’application d’une forte pression. Le processus inclut plusieurs étapes : le mélange en continu de la matière première, puis l’introduction du caoutchouc non vulcanisé dans la machine par une trémie. Une vis sans fin transporte le matériau vers la chambre de plastification, où il est dosé. Ensuite, la matière est liquéfiée à haute température (entre 150 °C et 200 °C pour le silicone liquide) et injectée dans les empreintes du moule. La chaleur et la pression déclenchent la vulcanisation. Une fois refroidi, le silicone vulcanisé est démoulé. Comme ce matériau adhère aux parois du moule, des agents de démoulage peuvent être ajoutés à la formulation.

Technologie LIM – moulage par injection de silicone liquide

Le moulage par injection liquide (LIM – Liquid Injection Molding) est une méthode de traitement du silicone en deux composants (LSR – Liquid Silicone Rubber). Le mélange est introduit dans un mélangeur, vulcanisé, puis injecté dans le moule à l’aide de guides intégrés. Ce procédé offre d’excellentes performances : résistance thermique, durabilité face aux intempéries et au vieillissement, ainsi qu’une bonne isolation électrique. Le silicone LSR est aussi utilisé dans l’industrie médicale en raison de sa neutralité physiologique (aucun goût ni odeur).

Moulage par injection de TPR

Une autre variante est le moulage par injection de thermoplastiques élastomères (TPR).

Injection de silicone HCR

Le procédé de moulage par injection du silicone HCR (HTV – High Temperature Vulcanizing) est similaire à celui des autres élastomères. Le caoutchouc silicone HCR est inséré dans un cylindre chauffé, puis injecté dans le moule, où il est entièrement vulcanisé à la forme souhaitée.

Silicone HCR vs silicone LSR

Les élastomères silicone les plus utilisés sont le HCR (High Consistency Rubber) et le LSR (Liquid Silicone Rubber). Ces matériaux obtiennent leurs propriétés grâce au réticulant qui lie les chaînes de polymères (réaction de réticulation ou vulcanisation). Ce processus est crucial pour conférer au silicone ses caractéristiques mécaniques : excellente résistance à la compression et à la déchirure.

Silicone HCR – Caoutchouc à haute consistance

Le HCR est un silicone solide, vulcanisé thermiquement à l’aide de peroxydes organiques ou de catalyseurs au platine. Il contient des polymères à longue chaîne de haute masse moléculaire. Il est souvent utilisé pour des applications exigeantes, notamment dans les environnements extrêmes. Sa version catalysée au peroxyde nécessite un post-traitement pour les usages biomédicaux afin d’éliminer les résidus.

Il se distingue par sa résistance thermique, sa tenue au froid et ses bonnes propriétés électriques et de vieillissement.

Silicone LSR – Caoutchouc silicone liquide

Le LSR est un silicone liquide, vulcanisé par addition à l’aide de catalyseurs au platine. Il se présente sous forme de liquide visqueux avant la réticulation. Il est adapté au moulage par injection, au moulage à chaud et à l’extrusion. Contrairement au HCR, il ne produit pas de sous-produits moléculaires durant le traitement.

Le moulage par injection de silicone HCR présente des coûts plus faibles en termes de conception, d’outillage et d’équipement que le LSR.

Avantages du moulage par injection HCR

Les principaux avantages du moulage par injection de silicone HCR sont :

• Faible taux de déchets de production

• Capacité à mouler des géométries complexes

• Cycles de production rapides

• Coût unitaire réduit

• Haute précision de fabrication

• Processus très efficace

• Compatible avec une grande variété de moules

• Remplissage optimal de pièces complexes

• Adapté à la production en série

• Possibilité de combiner avec des plastiques ou métaux

C’est une méthode flexible permettant de produire des pièces de diverses tailles, épaisseurs, duretés et formes.

Applications du moulage par injection de silicone HCR

Le silicone HCR est utilisé dans des applications statiques et dynamiques. Grâce à ses performances mécaniques, il est largement employé dans les secteurs de l’automobile, de l’aéronautique, de l’agroalimentaire et de la fabrication de joints en caoutchouc.

Produits typiques fabriqués par moulage HCR :

• Bouchons

• Joints plats

• Amortisseurs

• Rondelles

• Bouchons obturateurs

• Joints d’étanchéité en caoutchouc

• Joints toriques (O-rings)

Les fabricants proposent des moules sur mesure selon les plans techniques du client. Grâce à un parc machine moderne et une expertise technique, il est possible de produire des pièces en caoutchouc avec une grande précision, rapidement et en série.

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