DIAGNOSTIC
Défauts de moulage par injection : Gauchissement, retassure, incomplétude et bavure
Ces quatre défauts couvrent la majorité des problèmes rencontrés par un mouleur. Lisez la signature, vérifiez les causes simples, et seulement ensuite décidez si la solution relève du réglage processus ou de l’acier.
Le gauchissement, les retassures, les incomplétudes et les bavures représentent la grande majorité des défauts de moulage par injection qui remontent sous forme de réclamation chez un outilleur ou un mouleur. Ils semblent sans rapport – une pièce est déformée, une autre présente un creux, une troisième est incomplète, une quatrième a une fine excroissance de plastique là où l’outil aurait dû être étanche – mais ils partagent une seule racine : le plastique a changé de volume à un rythme différent, à un endroit différent, de ce que l’outil avait prévu lors de son usinage.
Ce cadre est important car il vous indique où chercher en premier. Les réglages de processus peuvent compenser le changement de volume jusqu’à un certain point, et au-delà, aucun ajustement ne sera utile : l’outil doit être modifié. Les sections ci-dessous abordent chaque défaut dans cet ordre – lisez la signature, vérifiez les causes simples, puis décidez si vous êtes face à un problème de processus ou un problème d’acier.
Lisez la signature avant de toucher à un réglage
Chacun de ces défauts laisse des indices sur son origine. Avant de modifier un seul paramètre, obtenez trois informations : une étude d’incomplétude ou de remplissage montrant le motif de remplissage, une courbe de pression en cavité pendant les phases de compaction et maintien, et un rapport dimensionnel sur les premières pièces bonnes. Les mouleurs qui sautent cette étape passent des jours à ajuster les températures à l’instinct ; ceux qui la suivent trouvent généralement la cause dans la première heure.
Le tableau ci-dessous est celui à garder près de la machine. Il associe chaque défaut à la première mesure qui permet de distinguer une cause liée au processus d’une cause liée à l’outil.
L’aspect mesure de cette liste est décrit sur notre page équipement et contrôle qualité, et les décisions de conception qui éliminent la plupart de ces défauts avant l’usinage de l’acier sont abordées dans la section conception et ingénierie de moule.
| Défaut | Aspect visuel | Première mesure | Problème de procédé ou d’outillage ? |
|---|---|---|---|
| Gauchissement | La pièce se courbe ou se tord après éjection ; planéité hors tolérance | Retrait mesuré parallèlement et perpendiculairement à l’écoulement | Les deux — un refroidissement différentiel est un problème d’outillage, un compactage différentiel est un problème de procédé |
| Marque de retassure | Creux localisé sur une section épaisse ou à l’opposé d’une nervure | Cartographie de l’épaisseur de paroi ; temps de congélation de la buse versus temps de maintien | Procédé d’abord, puis conception de la nervure |
| Injection incomplète | Remplissage incomplet au dernier point à remplir, ou un arrondi | Pression en fin de remplissage versus capacité de la machine | Procédé d’abord, puis buse et évent |
| Bavure | Minuscule excédent de matière au plan de joint, aux éjecteurs ou aux coulisseaux | Force de serrage versus surface projetée × pression en cavité | Procédé d’abord, puis rigidité des plaques et profondeur des évents |
Gauchissement : retrait qui n'est pas uniforme
Une pièce moulée se déforme parce qu’une région de celle-ci a rétréci plus qu’une autre, ou a rétréci dans une direction différente. Les résines semi-cristallines comme le polypropylène et le polyamide rétrécissent sensiblement plus dans le sens de l’écoulement qu’en travers, donc une pièce avec un motif d’écoulement marqué est déjà asymétrique avant même qu’un déséquilibre de refroidissement ne s’ajoute. Les résines amorphes se déforment moins à cause de l’orientation et davantage à cause d’un déséquilibre thermique.
Travaillez ces points dans l’ordre, car chacun est moins coûteux à tester que le suivant :
- Équilibre du refroidissement. Mesurez la température de surface du moule sur les deux parties en plusieurs points. Une différence de 10 °C entre le noyau et l’empreinte courbera une pièce plate à chaque fois.
- Pression de maintien et maintien. Si la porte gèle avant la fin du maintien, l’extrémité éloignée de la pièce n’est pratiquement pas sous pression — elle rétrécit librement tandis que l’extrémité proche reste sous pression. Raccourcissez le trajet d’écoulement, agrandissez la porte, ou augmentez la température de la masse fondue pour que la porte reste ouverte plus longtemps.
- Température d’éjection. Éjecter trop chaud permet à la pièce de bouger alors qu’elle est encore molle ; un gabarit ou un cycle plus long corrige souvent ce qui ressemble à un problème de déformation.
- Variation d’épaisseur de paroi. Les transitions d’épaisseur créent un gradient de température qu’aucune stratégie de maintien ne peut éliminer ; si le dessin le permet, des parois uniformes sont la vraie solution.
- Emplacement et nombre de portes. Une seule porte à une extrémité donne un long trajet d’écoulement orienté ; deux portes modifient le motif d’orientation et peuvent réduire la courbure même si elles ajoutent des lignes de soudure.
Lorsque la fenêtre de processus est épuisée, les modifications d’outillage qui rapportent sont d’abord la disposition du refroidissement (déflecteurs ou bulleur dans les noyaux, canaux conformes là où la géométrie le permet), puis la position de la porte, puis un gabarit d’éjection. Un gabarit de redressement est une pratique de production légitime pour certaines pièces — c’est de l’ingénierie honnête, pas un contournement, à condition qu’il soit inscrit sur la fiche de processus.
Là où la géométrie de la pièce le permet, les décisions concernant le refroidissement et les portes qui empêchent un retrait différentiel sont prises pendant le moldflow et le développement du processus, et non à la presse.
Marques d'affaissement : la porte s'est fermée trop tôt
Une marque d’affaissement est un déficit local de volume sur la surface d’une pièce dont l’intérieur continue de se rétracter après que la surface a gelé. Les emplacements classiques sont les bossages épais, le côté opposé des nervures, et toute section où l’épaisseur de paroi augmente. La variable déterminante est de savoir si la porte est encore ouverte et si la cavité est encore sous pression lorsque cette section épaisse se solidifie.
La première vérification est le temps de congélation de la porte par rapport au temps de maintien. Si la porte se scelle à 2 secondes et que la section épaisse nécessite 8 secondes pour se solidifier, les 6 dernières secondes de rétraction se produisent sans matériau à puiser, et la surface se creuse. Augmenter la pression de maintien ne sert à rien une fois la porte gelée ; les réponses utiles sont une porte plus grande, une matière plus chaude, ou un maintien plus long avec une porte qui reste ouverte.
Vérifications côté conception, par ordre de rentabilité de l’effort :
- Ratio nervure/paroi. Des nervures à 50–60 % de l’épaisseur nominale de paroi se remplissent et se mettent sous pression sans affaissement visible ; des nervures de même épaisseur que la paroi en montrent presque toujours un.
- Épaisseur du bossage. Une paroi de bossage à 60 % de l’épaisseur nominale de paroi, avec un petit évidement, évite la colonne pleine qui cause le creux.
- Refroidissement local. Une section épaisse avec un refroidissement lent est un affaissement en puissance ; une chicane ou un insert à haute conductivité à cet endroit est souvent la solution réelle la moins chère.
- Contre-pression gazeuse ou moussage lorsque l’application le permet, ce qui supprime entièrement la force motrice de l’affaissement.
Soyez prudent avec la solution de facilité tentante de mettre sous pression plus fort. Une surpression augmente les contraintes internes et produit un défaut différent — voilage ou blanchiment dû aux contraintes — tandis que l’affaissement réapparaît dès que la machine dérive.
Court de matière : limité par la pression ou par le volume
Une pièce qui ne se remplit pas demande soit plus de pression que la machine ne peut fournir à cette température, soit plus de volume que la dose ne peut fournir. Les deux ont des solutions différentes, et le moyen le plus rapide de les distinguer est la courbe de pression en fin de remplissage.
Si la pression d’injection est poussée contre la limite de la machine alors que la vis est encore en mouvement, l’écoulement est limité par la pression : la matière est trop froide, la porte ou le canal est trop petit, ou la paroi est plus fine que ce que la longueur d’écoulement permet à cette pression. Si la vis atteint sa limite de position et que la pièce est encore incomplète, la dose est limitée par le volume : la réserve à la fin de la course est trop faible.
- Éventage. L’air piégé produit un court de matière arrondi, parfois brûlé, au dernier point à remplir. Une étude de court de matière qui s’arrête juste avant la fin montre si le front de matière est ralenti par la contre-pression du gaz piégé.
- Taille de la porte et du canal. Des portes sous-dimensionnées sont une cause fréquente sur des outils usinés pour une autre résine ; une résine avec une viscosité plus élevée nécessite une plus grande surface de porte pour le même temps de remplissage.
- Température de matière et de moule. Augmenter la température de matière de 10 °C réduit suffisamment la viscosité pour terminer un remplissage qui était limite ; si c’est la seule solution qui fonctionne, la surface de la porte est le vrai problème.
- Profil de vitesse d’injection. Un remplissage plus rapide réduit la chaleur perdue vers la paroi du moule ; le profil doit être défini à partir d’une étude de remplissage, et non laissé par défaut.
Les courts de matière près de la fin du remplissage sont aussi le diagnostic le moins cher en atelier : exécutez l’étude de remplissage avec une course décroissante et photographiez chaque étape. Cela vous indique le motif d’écoulement, les positions des lignes de soudure et le dernier point à remplir, qui sont les trois éléments dont a besoin toute autre investigation de défaut.
Flash : le moule n'est pas fermé, quelle que soit la force de serrage
Le flash apparaît là où les deux demi-moules ne s’ajustent pas parfaitement : sur la ligne de joint, autour des éjecteurs, au niveau des fermetures des coulisseaux et des inserts. L’instinct est d’augmenter la force de serrage, et sur un moule rigide avec des plateaux adaptés, cela fonctionne parfois. Sur un moule avec des plaques minces ou une grande surface projetée, cela use simplement la machine et déplace le problème.
Faites d’abord le calcul. La force de serrage requise est la surface projetée de la pièce plus le canal d’alimentation, multipliée par la pression dans l’empreinte en fin de maintien. Une grande pièce plate avec une pression de 400 bar peut nécessiter plus de tonnes que la presse n’en a, auquel cas la solution est une pression dans l’empreinte plus faible, une surface projetée plus petite, ou une machine plus grande — pas un maintien plus long.
Ensuite, vérifiez le moule lui-même :
- Ajustement de la ligne de joint. Appliquez de la bleu d’ajustage sur les surfaces de joint et fermez le moule ; le contact doit être uniforme et continu autour de l’empreinte. Des écarts locaux se manifestent par du flash exactement à ces endroits.
- Fléchissement des plaques. Les piliers de support sous la plaque d’empreinte ne sont pas optionnels sur les grands moules. Sans eux, la plaque fléchit sous la pression de l’empreinte et la ligne de joint s’ouvre au milieu — un flash qu’aucune force de serrage ne corrige.
- Profondeur des évents. Des évents trop profonds provoquent du flash ; des évents trop peu profonds causent des pièces incomplètes et des brûlures. La profondeur dépend de la résine : environ 0,02 mm pour une résine à faible viscosité, 0,04–0,05 mm pour une résine rigide, avec une zone d’étanchéité courte et l’évent dégagé derrière.
- Ajustement des éjecteurs et coulisseaux. Un alésage d’éjecteur usé provoque du flash avant même la ligne de joint ; vérifiez l’ajustement plutôt que le serrage.
Ce qu'il faut envoyer lorsque vous demandez à un outilleur d'examiner
La plupart des litiges concernant des défauts sont en réalité des litiges sur les preuves. Un outilleur peut agir sur la base d’une courte liste de faits ; sans cela, les deux parties spéculent. Envoyez ces éléments :
- Des photographies du défaut, avec une échelle, et la position sur la pièce indiquée sur un dessin.
- La fiche de processus pour la série qui l’a produit : températures de fusion et de moule, profil de vitesse d’injection, pression et temps de maintien, temps de refroidissement, force de serrage.
- Une série de pièces court-moulées (trois ou quatre étapes) et le schéma de remplissage qu’elle montre.
- La courbe de pression dans l’empreinte pendant le maintien et le refroidissement, si la machine peut l’enregistrer.
- Un rapport dimensionnel sur cinq pièces du même cycle, avec les points de mesure identifiés.
- Quelles empreintes sont affectées — toutes, une seule, ou une paire en miroir. Ce simple fait distingue souvent un problème d’outillage d’un problème de processus.
Avec ces six éléments, un défaut qui fait l’objet de débats depuis une semaine se résout généralement en une seule conversation. Sans eux, l’outilleur demandera exactement cette liste avant d’entreprendre quoi que ce soit.
Si la conclusion est que l’outillage doit être modifié, les travaux relèvent de l’usinage CNC et du prototypage ; la construction de l’outillage elle-même dépend du type de moule que vous utilisez.
Foire aux questions
Pourquoi ma pièce se déforme-t-elle même si les parois sont uniformes ?
Des parois uniformes éliminent une cause, pas toutes. Vérifiez le refroidissement différentiel entre le noyau et l’empreinte, le maintien de pression qui s’arrête lorsque la buse gèle, et l’anisotropie de retrait dans les résines semi-cristallines — le retrait dans le sens d’écoulement peut être deux à trois fois supérieur à celui en travers, ce qui courbe une pièce plate à lui seul.
Les marques de retassure peuvent-elles être éliminées en augmentant la pression de maintien ?
Seulement tant que la buse est encore ouverte. Une fois la buse figée, une pression de maintien supplémentaire ne peut atteindre l’empreinte et la retassure ne changera pas. Si augmenter la pression de maintien n’a aucun effet, mesurez le temps de congélation de la buse — la solution est une buse plus grande, une matière plus chaude ou un maintien plus long avec une buse qui reste ouverte.
Comment distinguer un manque de matière d'une marque de brûlure ?
Un manque de matière présente un bord arrondi et non rempli ; une brûlure est une zone sombre ou décolorée, généralement au dernier point à se remplir, causée par un gaz piégé qui est comprimé. Les deux indiquent un problème de dégazage, mais une brûlure signifie que l’évent existe et est bloqué ou trop peu profond, tandis qu’un manque de matière peut signifier l’absence totale d’évent.
Le bavure est-elle toujours un problème de force de serrage ?
Non. La force de serrage n’est qu’une des quatre causes. Les autres sont une ligne de joint qui ne s’adapte pas, la déflexion de la plaque sous la pression de l’empreinte, et des évents trop profonds. Sur les pièces plates de grande taille, la rigidité de la plaque est plus souvent en cause que la puissance de serrage.
Quels défauts devraient empêcher l'acceptation d'un outillage au T1 ?
Les bavures sur une surface de fermeture, les manques de matière nécessitant une compensation de process pour se remplir, et les retassures sur une surface esthétique sont normalement des motifs de correction avant l’échantillonnage. Le gauchissement doit être mesuré par rapport au dessin plutôt que jugé à l’œil, car une pièce qui semble tordue peut être dans la tolérance.
Dans quelle mesure la résine elle-même contribue-t-elle à ces défauts ?
Significativement. La charge modifie le retrait et la viscosité, et une résine sèche s’écoule différemment d’une résine humide. Un défaut qui n’apparaît qu’avec un nouveau lot de résine mérite de vérifier la spécification de séchage et le pourcentage de charge avant d’intervenir sur l’outillage.
