fabricant de solutions de produits en caoutchouc de précision
Comment nous avons résolu le problème de fissuration autour des trous moulés dans un composant en caoutchouc EPDM
Introduction
Pour composants en caoutchouc de précision Une petite fissure peut s'aggraver considérablement après l'assemblage ou sous pression. Dans le cadre d'un projet récent, LT-RUBBER a été sollicitée pour traiter des microfissures apparues autour des trous et sur les bords d'un joint d'étanchéité en caoutchouc EPDM.
Les fissures étaient difficiles à repérer par endroits et se situaient près de la ligne de joint du moule. Au lieu de considérer le problème comme un simple défaut d'ébavurage ou d'aspect, nous avons examiné conjointement la structure du moule, le processus de formage des trous, les propriétés des matériaux et la stabilité de la production.
Ce cas illustre comment une méthode de moulage appropriée et une vérification des matériaux peuvent contribuer à éliminer un problème récurrent de fissuration du caoutchouc.
Analyse des défauts : Fissures autour des trous de moulage
Le principal défaut constaté était la présence de fines fissures le long de la ligne de joint, notamment autour des trous moulés et sur les bords des composants. Ces fissures n'étaient pas dues à des déchirures externes ; elles se formaient lors du moulage par compression et pouvaient potentiellement s'étendre après l'assemblage ou sous pression.
L'emplacement du trou était un facteur déterminant. Le trou circulaire était positionné près de la ligne de joint du moule, tandis que les arêtes vives autour du trou créaient une concentration de contraintes locales. Cela augmentait la tendance de l'EPDM à se déchirer lors du moulage.
Un autre problème résidait dans les petites fissures internes difficiles à détecter par une inspection visuelle rapide, créant un risque que des défauts cachés parviennent au client.
On a également constaté des signes de pénurie locale de matériaux. Parmi les facteurs de processus possibles, on peut citer une ventilation insuffisante, des canaux d'alimentation ou des points d'injection sous-dimensionnés, une contamination ou de la rouille à la surface du moule, et un temps de vulcanisation inadapté.
Notre approche : Deux solutions de formation de trous
Après avoir examiné le mécanisme du défaut, LT-RUBBER a développé deux solutions pratiques.
Solution 1 : Trou moulé par goupille de précision
La première option consistait à ajouter un mécanisme de goupille de traction de précision à l'intérieur du moule.
Lors de la vulcanisation à chaud sous pression, l'aiguille forme directement l'alésage intérieur complet. Ceci permet à l'alésage d'éviter la ligne de joint de la pièce, éliminant ainsi la cause première liée au décalage de la ligne de joint, aux bavures et aux concentrations de contraintes localisées.
Le principal avantage réside dans le fait que le trou devient un élément moulé intégré, sans qu'aucun usinage secondaire ne soit nécessaire.
Veuillez vous référer aux exemples éprouvés de produits similaires présentés dans l'image de référence :
Solution 2 : Poinçonnage secondaire
La deuxième option consistait à laisser la zone du trou pleine lors du moulage.
Une fois le caoutchouc entièrement vulcanisé et refroidi, un processus de poinçonnage CNC dédié a été utilisé pour découper avec précision les trous ronds ou irréguliers requis.
Cette solution nécessitait moins de modifications du moule et offrait un coût d'outillage initial inférieur. Cependant, elle introduisait une étape de production supplémentaire, avec une augmentation estimée à 10 % du coût du processus, et sa régularité pouvait être affectée par les outils de coupe et le rebond du caoutchouc.
Veuillez vous référer aux exemples éprouvés de produits similaires présentés dans l'image de référence :
Comparaison des solutions
| Article | Moulage de précision par broches | Coup de poing secondaire |
|---|---|---|
| Amélioration des fissures | Élimine les fissures de la ligne de séparation à la racine | Évite la ligne de séparation mais peut créer des défauts secondaires |
| Modification du moule | Plus grand ; nécessite un mécanisme à goupille. | plus petit |
| coût initial de l'outillage | Plus haut | Inférieur |
| coût de production | Prix unitaire du produit inchangé | Coût du processus : environ +10 % |
| Constance des trous | Haut | Moyen |
| Idéal pour | Production de masse stable à long terme | Production flexible ou en plus petits volumes |
Pour ce projet, la solution du trou moulé s'est avérée plus efficace à long terme car elle corrigeait le défaut à la source, évitant ainsi une intervention ultérieure. Le projet comprenait également un échantillonnage rapide, LT-RUBBER prenant en charge les coûts convenus de modification du moule, d'échantillonnage et d'expédition pour les deux solutions proposées.
Vérification du matériau EPDM
L'optimisation du moule à elle seule ne suffisait pas. Nous avons également vérifié le matériau EPDM utilisé pour le joint d'étanchéité.
Le matériau, composé EPDM WER-S260802, a fait l'objet d'une évaluation complète de ses propriétés physiques. Les résultats des tests ont démontré des performances stables en termes de dureté, de résistance à la traction, de résistance au déchirement, de déformation rémanente à la compression et de résistance au vieillissement.
| Élément de test | Spécification | Résultat du test | Méthode d'essai |
|---|---|---|---|
| Test des propriétés typiques | |||
| Dureté (SHA) | 71°–75° | 73° | ASTM D2240 |
| Résistance à la traction (MPa) | / | 17,84 | ASTM D412 |
| Allongement à la rupture (%) | / | 198,95 | ASTM D412 |
| Résistance à la déchirure (kg/cm) | / | 24,75 | ASTM D624 |
| Proportion | / | 1.117 | ASTM D792 |
| Déformation par compression (%) | ≤12 | 6.4 | ASTM D395 22 h/150 °C |
| Déformation par compression (%) | ≤10 | 5.7 | ASTM D395 22 h/70 °C |
| Déformation par compression (%) | ≤6 | 5.4 | ASTM D395 22 h/23 °C |
L'évaluation globale du matériau s'est avérée concluante pour une application en ingénierie, la déformation rémanente à la compression testée étant largement inférieure à la limite spécifiée.
Pour la production en série, LT-RUBBER a également prévu une vérification par un tiers via des laboratoires qualifiés tels que SGS ou CTI afin de confirmer la cohérence et la conformité des matériaux d'un lot à l'autre.
Erreurs courantes lors du traitement des fissures du caoutchouc
Plusieurs approches peuvent rendre le problème plus difficile à résoudre :
1. Uniquement la partie visible de la fissure
Si la fissure provient de la ligne de joint, le découpage ne résout pas le problème de moulure sous-jacent.
2. Se concentrer uniquement sur le composé de caoutchouc
Un composé EPDM adapté ne peut compenser un mauvais positionnement des trous ou une concentration excessive de contraintes dans le moule.
3. Négliger les petites fissures
Les fines fissures peuvent être difficiles à identifier lors d'une inspection visuelle et peuvent s'agrandir lors de l'assemblage ou de l'entretien.
4. Ajouter un usinage secondaire sans comparer les coûts à long terme
Le poinçonnage permet de réduire l'investissement initial en outillage, mais il faut tenir compte du processus supplémentaire et de l'usure des outils pour la production de masse.
FAQ
Q1 : Pourquoi des fissures apparaissent-elles souvent autour des trous moulés ?
Les bords des trous peuvent engendrer des concentrations de contraintes localisées. Ce risque augmente lorsque le trou est également proche de la ligne de joint du moule.
Q 2 : Le formage par moulage est-il toujours meilleur que le poinçonnage ?
Pas nécessairement. Le surmoulage par épinglage est plus adapté lorsque la régularité de la géométrie des trous et la stabilité de la production à long terme sont primordiales. Le poinçonnage peut s'avérer intéressant lorsqu'il est nécessaire de minimiser les modifications du moule.
Q 3 : Le caoutchouc LT peut-il aider à l'optimisation du moule ?
Oui. Nous pouvons évaluer la relation entre le matériau en caoutchouc, la structure du moule, la formation des trous et les exigences de production afin de développer une solution adaptée. solution de fabrication .
Conclusion
Ce projet a démontré que la fissuration du caoutchouc n'est pas toujours un problème de matériau. Dans ce cas précis, l'emplacement du trou, la structure de la ligne de joint et le processus de moulage étaient étroitement liés au défaut.
En combinant l'optimisation des moules, le formage précis des trous, les tests de matériaux EPDM et le contrôle de la qualité de la production, LT-RUBBER a développé une voie pratique vers une production de masse stable.
Des composants en caoutchouc de précision et des pièces d'étanchéité en EPDM au développement de moules sur mesure et à la production en série, LT-RUBBER accompagne ses clients OEM de l'évaluation technique à la production.
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