Les pièces en caoutchouc standard sont peu coûteuses et font généralement le travail. Cependant, les voitures modernes repoussent les limites du design et incluent des pièces et des fonctionnalités jamais utilisées auparavant. Ces nouvelles conceptions nécessitent toujours des pièces en caoutchouc, mais concevoir autour de produits existants n’est pas idéal.
Les pièces en caoutchouc moulées sur mesure offrent aux concepteurs et aux constructeurs automobiles plus de flexibilité. Ils s'adaptent également et fonctionnent mieux car ils sont adaptés à leurs applications spécifiques.
Cet article explore les avantages du choix de pièces en caoutchouc moulées sur mesure pour les voitures. Nous vous expliquerons pourquoi vous devriez considérer ces pièces, les matériaux en caoutchouc parmi lesquels vous pouvez choisir, et plus encore. Nous expliquerons également les facteurs pris en compte lors de la création de ces pièces pour obtenir les meilleurs résultats.
Pourquoi des pièces en caoutchouc moulées sur mesure ?
Les pièces en caoutchouc moulées sur mesure coûtent plus cher que les pièces standard disponibles dans le commerce. Toutefois, cette différence de coût est facile à justifier.
1. Flexibilité de conception
Les composants moulés sur mesure vous permettent d’exploiter tout le potentiel de vos conceptions. Lorsque vous ne pouvez utiliser que des pièces standards, vous devrez éventuellement faire des sacrifices sur la forme ou la fonction de vos pièces. Cela peut conduire à des résultats insatisfaisants pour vous ou les utilisateurs finaux.
Les pièces personnalisées suppriment ces limites, vous permettant ainsi de repousser les limites de vos conceptions. Cela fonctionne bien pour les nouvelles pièces plus complexes ou aux formes intentionnellement inhabituelles.
1. Flexibilité de conception
Les composants moulés sur mesure vous permettent d’exploiter tout le potentiel de vos conceptions. Lorsque vous ne pouvez utiliser que des pièces standards, vous devrez éventuellement faire des sacrifices sur la forme ou la fonction de vos pièces. Cela peut conduire à des résultats insatisfaisants pour vous ou les utilisateurs finaux.
Les pièces personnalisées suppriment ces limites, vous permettant ainsi de repousser les limites de vos conceptions. Cela fonctionne bien pour les nouvelles pièces plus complexes ou aux formes intentionnellement inhabituelles.
2. Meilleures performances
Une pièce en caoutchouc standard peut ne pas s'adapter aussi bien qu'une pièce personnalisée. Le résultat sera une mauvaise performance qui pourrait se traduire par un bruit excessif, des fuites de liquide et d’autres problèmes.
Les composants personnalisés sont susceptibles de bien fonctionner en raison de l'approche ciblée de leur conception.
3. Meilleure esthétique
Tout comme les performances, les pièces personnalisées sont susceptibles de produire une meilleure esthétique. Des décisions de conception et de fabrication peuvent être prises pour obtenir un produit personnalisé visuellement en harmonie avec le reste de la conception.
4. Le développement de pièces est aujourd’hui moins cher et plus rapide
Les progrès dans la conception assistée par ordinateur, l’impression 3D et d’autres formes de fabrication ont rendu le développement de pièces moins coûteux et moins long.
Les logiciels de CAO modernes facilitent la création de conceptions structurellement solides. Des prototypes rapides peuvent être réalisés à l’aide de l’impression 3D pour des tests précoces. Ces développements et d’autres ont réduit les coûts de fabrication des produits en caoutchouc sur mesure.
5. Réduire les coûts à long terme
Une pièce en caoutchouc mal ajustée dans une voiture peut coûter cher tant aux propriétaires de voitures qu'aux constructeurs. Il n'est pas rare que les fabricants procèdent à des rappels coûteux en raison d'une pièce mal ajustée qui met des vies en danger. De telles pièces peuvent également entraîner des pannes coûteuses. Des pièces moulées sur mesure et conçues sur mesure peuvent aider à éviter de telles situations.
Types de matériaux en caoutchouc utilisés
Les fabricants peuvent fabriquer des pièces en caoutchouc sur mesure à partir d’une large gamme de matériaux en caoutchouc. Certaines options courantes sont expliquées ci-dessous.
Caoutchouc naturel
Le caoutchouc naturel est extrait de plantes, principalement de l’hévéa Para. Il s’agit de la première forme de caoutchouc et elle est encore utilisée aujourd’hui. Il peut être utilisé pour l’absorption des chocs, la réduction des vibrations et les tubes. Il peut également être utilisé pour les courroies de transmission de puissance, les joints en caoutchouc et les accouplements flexibles.
Le caoutchouc naturel est surpassé par les caoutchoucs synthétiques dans divers cas d'utilisation, par exemple dans les applications à haute ou basse température. Il est également vulnérable aux liquides à base de pétrole.
Néoprène
Le néoprène est également appelé polychloroprène et a été inventé par DuPont en 1930. Il est plus résistant à la dégradation que le caoutchouc naturel.
Ce matériau en caoutchouc est utilisé pour les joints, le contrôle du bruit, le rembourrage et l'isolation électrique. Il est également utilisé pour fabriquer des courroies de ventilateur automobiles.
Caoutchouc en silicone
Le caoutchouc de silicone est fabriqué à partir du polymère de silicone. Il existe différentes formulations de cet élastomère selon les applications envisagées. Le caoutchouc de silicone peut être utilisé à des températures aussi élevées que 300 degrés ou aussi basses que -55 degrés.
Les applications du caoutchouc de silicone incluent la fabrication de joints toriques et d’isolation électrique. Dans l'industrie automobile, ce matériau est utilisé pour les joints de radiateur, les œillets, les airbags, les amortisseurs de vibrations et d'autres formes d'étanchéité.
Viton
Le Viton est un autre élastomère développé par DuPont. Ces caoutchoucs sont collectivement appelés FKM et sont connus pour leur résistance thermique et chimique exceptionnelle qui couvre les carburants oxygénés, les lubrifiants, les huiles et de nombreux acides minéraux.
Le Viton a été utilisé pour fabriquer des joints toriques et des joints en caoutchouc pour les injecteurs de carburant, les tuyaux, les joints et l'isolation des câbles.
EPDM
Le caoutchouc EPDM a été développé dans les années 60. Il est fabriqué à partir d'éthylène, de propylène et de diène et est connu pour sa résistance à la lumière du soleil. Il résiste également bien à la chaleur, à la vapeur et à l’ozone et présente une bonne résistance chimique aux cétones, aux alcalis et aux fluides hydrauliques.
L'EPDM est couramment utilisé pour fabriquer les joints des portes et fenêtres des voitures. Il peut également être utilisé pour les balais d'essuie-glace, les soufflets, les œillets, les faisceaux de câbles, les durites du système de refroidissement, etc.
NBR
Le caoutchouc nitrile est fabriqué à partir de butadiène et d'acrylonitrile et est plus résistant aux carburants, aux huiles et aux acides que le caoutchouc naturel. Ce matériau a été fabriqué en 1931 et la production commerciale a débuté en Allemagne.
Dans l'industrie automobile, cet élastomère est considéré comme un bon choix pour les joints, les durites d'huile, les passe-fils et les systèmes de carburant. Il figure également dans les systèmes de suspension de certaines voitures de course.
Pièces en caoutchouc moulées sur mesure courantes dans les automobiles
Les types de pièces en caoutchouc pouvant être moulées sur mesure ne sont limités que par l’imagination. Dans les automobiles, ces pièces comprennent souvent :
Scellés:Les joints sont utilisés pour garder les fluides à l’intérieur ou à l’extérieur. Les joints peuvent être trouvés dans les radiateurs, les systèmes de carburant, les systèmes d'échappement, autour des instruments, etc. Joints toriques sont des exemples de joints utilisés dans les voitures.
Œillets :Ce sont des anneaux placés à l’intérieur des trous pour protéger les câbles ou tout autre objet qui passerait à travers le trou de l’abrasion.
Tubes:Les tubes et les tuyaux canalisent les liquides et les gaz entre les composants.
Bagues :Ceux-ci sont utilisés pour absorber les vibrations. Ils peuvent également être appelés supports antivibratoires.
Ventouses:Ceux-ci peuvent être utilisés pour fixer des pièces sans attaches ni adhésifs.
Casquettes:Utilisé pour couvrir les ouvertures telles que les dessus ouverts et les extrémités des tubes.
Soufflet:Dispositifs pneumatiques déformables qui ressemblent à des accordéons. Ils sont remplis et contiennent de l'air jusqu'à certaines pressions avant de le libérer.
Processus de fabrication de pièces en caoutchouc personnalisées
Les services de moulage de caoutchouc personnalisés proposent différentes options de processus. Le choix du procédé est déterminé par la complexité des caractéristiques, la taille et la géométrie d'une pièce, ainsi que d'autres facteurs.
Moulage par injection
Le moulage par injection est un processus dans lequel du caoutchouc fondu ou des précurseurs de caoutchouc liquide sont injectés dans un moule scellé pour former une pièce. Le matériau en caoutchouc liquide ou fondu est injecté à haute pression. La pression et la chaleur provoquent un durcissement ou une vulcanisation de la pièce avant d'être éjectée.
Ce procédé est l'une des méthodes de moulage du caoutchouc les plus coûteuses, mais il est le meilleur pour la production en série de pièces, en particulier celles présentant des géométries complexes.
Moulage par compression
Dans ce processus de fabrication, un matériau en caoutchouc déformable est placé à l’intérieur d’une moitié d’un moule ouvert avant que l’autre moitié ne soit fermée dessus. Le matériau est maintenu sous pression à l’intérieur du moule jusqu’à ce qu’il durcisse.
Le moulage par compression est moins cher que le moulage par injection lorsque vous avez besoin de grandes pièces avec des géométries simples. Vous pouvez également avoir plusieurs cavités dans le moule pour réaliser plusieurs pièces à chaque cycle.
Moulage par transfert
Le moulage par transfert présente des similitudes avec le moulage par injection et par compression. Une quantité spécifique de matériau est préparée et placée dans une chambre au-dessus d'un moule fermé. Un piston se ferme alors sur la chambre et force le matériau dans le moule via un canal.
Le matériau est maintenu sous pression à l’intérieur du moule qui ne s’ouvre qu’après durcissement de la pièce. Le processus de moulage par transfert de caoutchouc présente un outillage plus simple que le moulage par injection. Il est bien adapté aux petits lots de production et moule généralement du caoutchouc autour de pièces métalliques.
Extrusion
L'extrusion consiste à forcer un matériau à travers une matrice pour produire des pièces avec une section transversale constante. Une matrice est un outil dans lequel le profil de la section est découpé. Ce procédé produit peu de déchets, ce qui entraîne une baisse des coûts.
L'extrusion peut produire des composants en caoutchouc moulés avec des sections transversales simples telles que des tubes ou des sections complexes telles que des joints de porte. Les pièces extrudées peuvent être découpées en différentes longueurs selon l'application.
Facteurs à prendre en compte lors de la création de pièces en caoutchouc moulées sur mesure
Créer un composant en caoutchouc moulé sur mesure représente un investissement important. Pour garantir que cet investissement soit utilisé à bon escient, vous devez prendre en compte certains facteurs clés tels que :
Géométrie de la pièce :La géométrie des pièces affectera le processus de conception, la sélection des matériaux et la sélection du processus de fabrication. Certaines géométries ne peuvent être réalisées de manière économique qu'en utilisant certains processus et matériaux et peuvent être difficiles à concevoir.
Sélection des matériaux :La sélection des matériaux est un processus critique car tous les matériaux en caoutchouc ne fonctionnent pas bien dans certains environnements automobiles. Vous devrez tenir compte des températures et des produits chimiques présents là où la pièce sera installée.
Tolérances :Certaines pièces en caoutchouc doivent être moulées avec des tolérances très strictes pour obtenir la forme et la fonction souhaitées. Cependant, cela augmente la complexité et le coût de fabrication. Il faut donc trouver un équilibre pour maintenir les coûts dans certaines limites.
Quantité prévue :Cela détermine la meilleure méthode de moulage du caoutchouc. Le moulage par injection de caoutchouc a un coût d’outillage élevé mais constitue généralement la solution la plus rentable pour la production de masse. Le moulage par compression et le moulage par transfert sont mieux adaptés aux petits volumes de production.
Compétence:L’expertise en conception et en fabrication de votre fabricant peut vous faire économiser beaucoup de temps et d’argent.Les fabricants expérimentés vous indiqueront quelles conceptions sont réalisables, quels changements doivent être apportés et quels processus et matériaux conviennent le mieux à votre situation.Cela vous évitera d’avoir à apprendre des tentatives infructueuses.
Contrôle qualité et tests
Les pièces moulées sur mesure doivent être soumises à différents tests pour garantir qu'elles fonctionneront comme prévu. Les matériaux peuvent se comporter de manière imprévisible lorsqu'ils sont soumis à certaines conditions. Le contrôle qualité garantit également que la qualité du produit reste la même dans les différents lots.
1. Inspection des matériaux
Les matériaux utilisés pour le moulage sur mesure de pièces en caoutchouc doivent être soumis à certains tests avant la production. Les matériaux portant les mêmes noms peuvent avoir des propriétés différentes qui ont un impact sur la qualité du produit. Cela peut être dû à une falsification, à des différences de formulation, à une exposition environnementale, etc.
L'inspection des matériaux peut inclure différents niveaux d'analyse visuelle et des tests physiques ou chimiques.
2. Inspections en cours de processus
De petites différences dans les paramètres du processus peuvent entraîner de grandes différences dans les performances du produit. La découverte de tels problèmes après la production augmente les coûts de production.
Le processus de fabrication doit disposer de systèmes permettant d’inspecter visuellement les pièces et de vérifier les dimensions. Les paramètres du processus tels que la température et la pression doivent également être étroitement surveillés.
3. Tests post-fabrication
Il s’agit peut-être de l’ensemble de tests le plus complet car ils sont effectués sur des produits finis. Des normes doivent être établies avant que les tests ne soient effectués pour garantir que les tests corrects sont effectués afin de prédire les performances de la pièce en caoutchouc moulée sur mesure dans la vie réelle.
Les tests effectués sur des produits en caoutchouc personnalisés comprennent :
Ensemble de compression :Déterminer dans quelle mesure le matériau peut récupérer après déformation.
Dureté:Certaines applications nécessitent des matériaux durs, d'autres non.
Tests de vieillissement du caoutchouc :Ceux-ci sont utilisés pour prédire le comportement du matériau dans le temps et la durée pendant laquelle il peut fonctionner de manière fiable.
Résistance à la traction:Détermine la force de traction nécessaire pour déformer la pièce de manière permanente.
Un bon fabricant aura accès aux systèmes nécessaires pour effectuer de tels tests.
Conclusion
Les produits en caoutchouc moulés sur mesure peuvent amener la conception de votre automobile à un nouveau niveau. Le moulage sur mesure vous donne des pièces plus belles et plus performantes et le processus est moins coûteux qu’avant. Vous avez également accès aujourd’hui à une plus large gamme de matériaux en caoutchouc.
Il existe différents procédés de fabrication, notamment le moulage par injection et par transfert, mais certains facteurs tels que la géométrie des pièces dicteront ces décisions. Enfin, le contrôle qualité et les tests ne doivent jamais être ignorés lors de la création de pièces en caoutchouc personnalisées.