Guide des matières plastiques

La polyvalence et le prix abordable du plastique en font un choix de premier ordre pour de nombreux processus de fabrication. Cependant, tous les plastiques ne se valent pas et le choix d’un mauvais type de plastique peut entraîner de mauvaises performances du produit, une augmentation des coûts de production et un impact négatif sur l’environnement.

Nous présentons les types de plastiques couramment utilisés dans plusieurs processus de fabrication, en examinant de près leurs propriétés, leurs caractéristiques et d’autres informations importantes. Ces connaissances vous aideront à faire des choix éclairés, ce qui vous permettra d’améliorer l’efficacité en termes de coûts et de temps, ainsi que les taux de réussite globaux.

Ce guide aborde principalement le moulage par injection, mais aussi les matières plastiques couramment utilisées dans l’impression 3D et l’usinage CNC.

Le processus de moulage par injection utilise uniquement du plastique. L’un de ses avantages, cependant, est son aptitude à être utilisé avec une large gamme de plastiques, y compris les thermoplastiques, les thermodurcissables et les élastomères. Les fabricants peuvent ainsi choisir le matériau le plus adapté à l’application en fonction de facteurs tels que la résistance aux chocs, la résistance à l’usure et le rapport coût-efficacité.

Les matières plastiques suivantes sont couramment utilisées dans le moulage par injection. Nous les avons regroupés par grandes catégories. Bien entendu, certains plastiques appartiennent à plusieurs catégories. Dans un souci d’ordre et de concision, nous avons évité d’énumérer plusieurs fois une matière plastique pour un processus de fabrication spécifique, bien que nous ayons fait de notre mieux pour inclure autant de propriétés que possible dans la description du matériau.

La résistance aux chocs fait référence à l’aptitude d’un matériau à résister aux dommages ou à la déformation lorsqu’il est soumis à un impact ou à un choc soudain et de forte intensité. Un matériau doté d’une grande résistance aux chocs peut absorber et répartir l’énergie d’un impact, réduisant ainsi le risque de fissuration, de bosselage ou de rupture. Cette résistance est importante dans de nombreuses applications, telles que la fabrication d’équipements de sécurité, la construction de bâtiments et la production de biens de consommation. Les plastiques suivants présentent des degrés élevés de résistance aux chocs.

L’ABS (Acrylonitrile-butadiène-styrène) est largement utilisé dans la fabrication de biens de consommation et de produits industriels. Il est connu pour sa résistance aux chocs, ce qui en fait un choix populaire pour les applications qui nécessitent un matériau résistant aux chocs. L’ABS offre également une bonne stabilité dimensionnelle et est facilement usinable, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant des tolérances serrées. Il est également résistant aux produits chimiques, à la chaleur et à l’humidité, et présente une finition de surface brillante et tout en douceur.

Le PS (polystyrène) garantit une bonne stabilité dimensionnelle et une bonne résistance aux chocs. Il est couramment utilisé dans des applications telles que les jouets, les emballages et les boîtiers électroniques. Le PS est un matériau polyvalent qui peut facilement être moulé dans des formes complexes. Sa stabilité dimensionnelle est due à son faible coefficient de dilatation thermique, ce qui signifie qu’il est moins susceptible de se tordre ou de se déformer lorsqu’il est exposé à des changements de température. Le PS est également léger, économique et présente une finition de surface lisse et brillante.

Le PVC (chlorure de polyvinyle) est largement utilisé dans les secteurs de la construction, des soins de santé et de l’emballage. Le PVC procure une excellente résistance aux chocs, ce qui en fait un choix populaire pour les applications qui requièrent durabilité et solidité. Il est également léger, résistant aux intempéries et ignifuge, et constitue donc un bon choix pour les applications extérieures et les matériaux de construction. Le PVC peut facilement être moulé, extrudé et fabriqué, ce qui en fait un matériau rentable pour une variété d’applications, y compris les cadres de fenêtres, les tuyaux et les tubes médicaux.

Le PE (polyéthylène) est un thermoplastique largement utilisé dans diverses applications en raison de son excellente résistance aux produits chimiques, de sa faible absorption de l’humidité et de sa bonne résistance aux chocs. Le PE est disponible en plusieurs niveaux, notamment en polyéthylène haute densité (PEHD) et en polyéthylène basse densité (PEBD). Le PEHD est connu pour son excellente rigidité et sa résistance aux chocs, ce qui en fait un choix populaire pour les applications nécessitant un matériau durable. Le PEBD, quant à lui, est plus souple et présente une meilleure résistance aux chocs, ce qui le rend adapté à des applications telles que les sacs en plastique et les matériaux d’emballage.

Le polycarbonate (PC) est un thermoplastique durable et résistant aux chocs, couramment utilisé dans les applications nécessitant une grande solidité et une grande clarté optique. Le PC procure une excellente résistance aux chocs, ce qui le rend adapté à des applications telles que les lunettes de sécurité, les pièces automobiles et les composants électroniques. Il est également léger et résistant à la chaleur et aux produits chimiques, ce qui en fait un choix populaire pour les applications dans les secteurs de l’aérospatiale, de l’automobile et de la médecine. En outre, le PC est facile à fabriquer, peut être moulé dans des formes complexes et présente une finition de surface brillante et transparente.

La résistance à l’usure des matières plastiques désigne l’aptitude d’une matière plastique à résister aux dommages ou à la détérioration dus au frottement ou à l’abrasion. Les matières plastiques présentant une résistance élevée à l’usure sont idéales pour les applications où elles sont soumises à une usure constante, comme les engrenages, les roulements et d’autres composants mécaniques.

Le POM (polyoxyméthylène) est souvent utilisé dans des applications qui requièrent rigidité, grande durabilité et résistance à l’usure, comme les engrenages, les roulements et d’autres composants mécaniques. En raison de son faible coefficient de frottement, le POM convient également aux applications nécessitant une résistance élevée à l’abrasion, telles que les bandes transporteuses et les composants coulissants. Outre son excellente résistance à l’usure, le POM est également résistant aux produits chimiques et à l’humidité, et convient donc aux applications industrielles.

Le PEEK (Polyétheréthercétone) possède des propriétés mécaniques exceptionnelles, notamment une solidité, une rigidité et une résistance à l’usure élevées. Il est souvent utilisé dans des applications telles que les roulements, les bagues et les engrenages. Grâce à sa résistance aux températures élevées, le PEEK convient également aux environnements à haute température, tels que les applications aérospatiales et automobiles. Le PEEK présente également une excellente résistance chimique, ainsi qu’une résistance aux radiations et à l’abrasion.

L’UHMW (polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé) est connu pour sa résistance exceptionnelle à l’usure et son faible coefficient de frottement. L’UHMW est souvent utilisé dans des applications qui exigent une grande durabilité et une grande résistance à l’usure, comme les systèmes de convoyage, les revêtements de goulotte et les engrenages. L’UHMW est également léger, résistant aux chocs et autolubrifiant, ce qui permet de l’utiliser dans des applications où la réduction des frottements et du bruit est importante. L’UHMW est également résistant aux produits chimiques et à l’humidité.

La stabilité dimensionnelle fait référence à l’aptitude d’un matériau à conserver sa forme et sa taille lorsqu’il est exposé à des changements de température, d’humidité et d’autres facteurs environnementaux. Les plastiques dotés d’une grande stabilité dimensionnelle sont moins susceptibles de se déformer ou de se rétracter, ce qui les rend idéaux lorsque la précision et l’exactitude sont essentielles, comme dans la fabrication de composants électroniques, d’appareils médicaux et de pièces automobiles.

Le PBT (polybutylène téréphtalate) est couramment utilisé dans les applications électroniques et automobiles où les tolérances serrées et la stabilité sont cruciales. Le PBT a un faible coefficient de dilatation thermique, ce qui signifie qu’il est moins susceptible de se tordre ou de se déformer lorsqu’il est exposé à des changements de température. Il possède également de bonnes propriétés électriques et est souvent utilisé pour créer des connecteurs et des boîtiers électriques. Il peut résister à des environnements difficiles et à des contraintes répétées, ce qui en fait un choix populaire dans des secteurs tels que l’aérospatiale, la médecine et les télécommunications.

Le PTFE (polytétrafluoroéthylène), connu sous le nom de marque Teflon, est réputé pour son excellente stabilité dimensionnelle, car il possède un faible coefficient de dilatation thermique. Cela signifie que le PTFE subit des changements dimensionnels minimes avec les fluctuations de température, ce qui le rend très résistant au gauchissement, au rétrécissement ou à l’expansion dans différentes conditions de température. La stabilité dimensionnelle du PTFE est avantageuse dans les applications où la précision et des tolérances serrées sont requises, comme dans les composants mécaniques, les joints et les garnitures d’étanchéité. Il présente également une bonne résistance chimique et des caractéristiques antiadhésives, ce qui explique qu’il soit souvent utilisé dans les industries de l’emballage et de l’agroalimentaire.

Le PPS (sulfure de polyphénylène) procure une excellente stabilité dimensionnelle. Il est couramment utilisé dans des applications où des températures élevées et des environnements difficiles sont présents, comme dans les pièces automobiles et aérospatiales. Le PPS a un faible coefficient de dilatation thermique, ce qui signifie qu’il est moins susceptible de se tordre ou de se déformer lorsqu’il est exposé à des changements de température. Il présente également une excellente résistance chimique et est très résistant au fluage, la déformation lente d’un matériau plastique au fil du temps sous une charge ou une contrainte constante. De plus, il est souvent utilisé dans des situations où d’autres plastiques seraient défaillants.

La résistance chimique désigne l’aptitude d’un matériau à résister aux effets nocifs des substances chimiques, telles que la corrosion ou la dégradation, lorsqu’il y est exposé. Les matériaux présentant une résistance chimique élevée sont capables de conserver leurs propriétés physiques et chimiques lorsqu’ils sont en contact avec ces substances, sans se détériorer ni réagir avec elles.

Le PP (polypropylène) est un plastique économique qui garantit une bonne résistance chimique, ce qui le rend idéal pour les applications de traitement chimique. Il est également léger et possède de bonnes propriétés mécaniques, ce qui en fait un choix populaire pour les emballages et les produits jetables. Grâce à sa résistance à l’humidité, il convient à la création d’applications telles que les appareils médicaux et les équipements de plein air.

Le PE (polyéthylène) est largement utilisé dans les emballages et les produits jetables en raison de son faible coût et de sa bonne résistance aux produits chimiques. Il est également léger et possède de bonnes propriétés mécaniques, ce qui en fait un choix populaire pour les équipements de plein air et les jouets. Le PE présente une résistance élevée à l’humidité et est souvent utilisé dans des applications telles que les appareils médicaux et les conduites d’eau.

Le PEHD (polyéthylène haute densité) est un polymère thermoplastique qui procure une bonne résistance chimique. Il est couramment utilisé pour fabriquer des jouets, des produits de préparation alimentaire et des emballages durables tels que les bouteilles de shampoing. Il est également léger, peu coûteux et possède de bonnes propriétés mécaniques, ce qui en fait un choix populaire pour les équipements de plein air.

Le PA (polyamide), communément appelé nylon, privilégie une bonne résistance chimique et de bonnes propriétés mécaniques, bien que la résistance chimique varie en fonction du niveau de nylon utilisé. Il est largement utilisé dans les applications où la robustesse et la durabilité sont nécessaires, comme dans les pièces automobiles et industrielles. Il est également résistant à l’abrasion et aux chocs. Sa résistance chimique, quant à elle, lui permet de supporter l’exposition à des produits chimiques et à des solvants agressifs, ce qui en fait un matériau idéal pour les applications de traitement chimique.

Les qualités caoutchouteuses font référence à l’élasticité, à la flexibilité et à la résilience. Les matériaux caoutchouteux peuvent s’étirer et se plier sans se rompre et peuvent également reprendre leur forme initiale après avoir été déformés.

Les élastomères thermoplastiques (TPE) sont une famille de plastiques qui comprend le TPU et qui présente une élasticité et une flexibilité semblables à celles du caoutchouc. Ils sont couramment utilisés dans des applications où la douceur au toucher et les caractéristiques ergonomiques sont importantes, comme dans les intérieurs d’automobiles et les appareils médicaux. Les TPE sont également résistants aux intempéries et aux produits chimiques, et sont donc souvent utilisés dans des applications extérieures et de traitement chimique. Ils peuvent également être facilement moulés dans des formes et des textures complexes, ce qui en fait un choix populaire dans l’industrie des produits de consommation.

Le silicone est un polymère synthétique couramment utilisé dans les applications où la durabilité et la flexibilité sont importantes. Le silicone est également résistant à la chaleur, au froid et aux produits chimiques, et est souvent utilisé dans des environnements extrêmes. Ses qualités de caoutchouc lui permettent de prendre facilement des formes complexes. Il est également non toxique et hypoallergénique, ce qui permet de l’utiliser en toute sécurité dans des applications médicales et alimentaires.

La rentabilité d’une matière plastique fait référence à l’aptitude de la matière à fournir les performances et la qualité souhaitées à un coût raisonnable. Cela inclut des facteurs tels que le coût des matières premières, les coûts de transformation, la consommation d’énergie, la réduction des déchets et la durabilité du produit. Un matériau plastique rentable établit un équilibre entre ces facteurs tout en répondant aux exigences de l’application souhaitée.

Outre sa rentabilité, le PP (polypropylène) offre de bonnes propriétés mécaniques, ce qui en fait un choix populaire pour les emballages et les produits jetables. Il est également léger et présente une bonne résistance chimique. Le PP a une faible densité et constitue un choix abordable pour les produits qui nécessitent un grand volume de matériau, tels que les bouteilles et les conteneurs.

Le PEHD (polyéthylène haute densité) propose une excellente résistance chimique et une grande durabilité, et convient à des applications telles que les tuyaux, les conteneurs et les emballages. Son rapport résistance/densité élevé en fait un choix populaire dans l’industrie de la construction pour des produits tels que le bois de construction en plastique et les terrasses. Le PEHD est également léger, ce qui en fait une option rentable pour les produits nécessitant un grand volume de matière.

De nombreux matériaux peuvent être utilisés pour l’impression 3D, notamment le plastique, le métal et la céramique. Toutefois, l’utilisation du plastique présente plusieurs avantages majeurs.

• Polyvalence - le plastique peut être utilisé pour créer un large éventail de formes, de tailles et de textures.
• Durabilité - les matériaux plastiques utilisés dans l’impression 3D sont souvent durables et peuvent résister à diverses conditions environnementales.
• Prix abordable - les matériaux plastiques utilisés dans l’impression 3D sont souvent moins chers que d’autres matériaux tels que le métal ou la céramique.
• Poids - les matières plastiques sont souvent légères, ce qui les rend idéales pour créer des pièces qui doivent être légères ou pour des applications qui requièrent de la mobilité.
• Personnalisation - les matières plastiques peuvent facilement être personnalisées et modifiées pour répondre aux exigences d’une application spécifique.

Voici cinq des plastiques les plus couramment utilisés dans l’impression 3D et leurs propriétés.

• Le PLA (acide polylactique) est un plastique biodégradable fabriqué à partir de ressources renouvelables. Il est facile à imprimer, son point de fusion est bas et il se déforme peu. Cependant, il est fragile et résiste mal à la chaleur.
• L’ABS est un plastique solide et durable qui résiste bien à la chaleur. Il est couramment utilisé dans les pièces automobiles et les articles ménagers. Cependant, il produit de fortes fumées pendant l’impression et nécessite un lit d’impression chauffé.
• Le PETG (polyéthylène téréphtalate glycol) est un plastique solide et flexible qui présente une bonne résistance aux chocs. Il est sans danger pour les aliments et facile à imprimer. Cependant, il peut avoir tendance à se déformer et nécessite une température d’impression plus élevée.
• Le nylon est un plastique solide et souple présentant une grande résistance à l’abrasion. Il est couramment utilisé dans les pièces mécaniques et les engrenages. Cependant, il est difficile à imprimer et nécessite des températures élevées et des conditions d’impression spéciales.
• Le TPU est un plastique souple et élastique présentant une bonne résistance aux chocs. Il est couramment utilisé dans les étuis de téléphone et les semelles de chaussures. Cependant, il peut être difficile à imprimer en raison de sa tendance à se déformer et nécessite une vitesse d’impression lente.

Comme l’impression 3D, l’usinage CNC est compatible avec toute une série de matériaux. Voici quelques-uns des avantages de l’utilisation du plastique dans l’usinage CNC.

• Polyvalence - les plastiques peuvent être usinés dans des formes et des tailles complexes, ce qui les rend adaptés à un large éventail d’applications.
• Poids- les plastiques sont souvent plus légers que les métaux, ce qui en fait un bon choix pour les applications où le poids est un facteur important.
• Rentabilité - les plastiques sont souvent moins chers que les métaux, ce qui en fait une option rentable pour la fabrication.
• Résistance aux produits chimiques - les plastiques sont résistants à de nombreux produits chimiques, ce qui les rend aptes à être utilisés dans des environnements difficiles.
• Isolation électrique - certains plastiques ont d’excellentes propriétés d’isolation électrique, ce qui les rend idéaux pour les applications électriques et électroniques.

Voici cinq des plastiques les plus couramment utilisés dans l’usinage CNC et leurs propriétés.

• Le POM (polyoxyméthylène) procure une bonne stabilité dimensionnelle, un faible frottement et une excellente résistance à l’usure, il est idéal pour la production de pièces aux tolérances serrées, telles que les engrenages et les roulements.
• Le PC (polycarbonate) est transparent et présente une excellente résistance aux chocs et aux températures élevées, ainsi qu’une bonne isolation électrique. Il est utilisé dans les applications qui exigent une transparence et une durabilité élevées, telles que les lentilles et les écrans de sécurité.
• Le PMMA (acrylique) est un thermoplastique transparent qui présente une bonne résistance aux chocs et aux intempéries, ainsi qu’une clarté optique. Il est couramment utilisé dans les écrans, les enseignes et les applications d’éclairage.
• Le PE (polyéthylène) procure une excellente résistance chimique, une faible friction et une bonne isolation électrique. Il est couramment utilisé dans des applications telles que les emballages, les réservoirs et les équipements de traitement chimique.
• Le PA (nylon) a une excellente solidité, rigidité et résistance à l’usure. Il est couramment utilisé dans des applications nécessitant des performances mécaniques élevées, telles que les engrenages, les roulements et les coussinets.

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