1. Matériaux :
D’une manière générale, les matériaux amorphes comme le polystyrène, l’ABS, le polycarbonate, le PVC et les mélanges PVC/acrylique sont plus faciles à former sous vide.
L’ITFL utilisera par défaut l’ABS, sauf indication contraire.
2. Séquence du processus :
1) La feuille est chauffée à la température de thermoformage.
2) Un moule mâle ou femelle et la feuille chaude sont mis en contact et un vide est ensuite utilisé pour évacuer l’air emprisonné entre la feuille et le moule.
3) La pièce refroidit en dessous de sa température de distorsion thermique (HDT) et est retirée de l’outillage.
4) La pièce est coupée et finie au besoin.
3. Distribution uniforme des matériaux :Toutes les techniques de thermoformage sont des procédés d’étirement. L’étirement d’une feuille plate de matière plastique en une forme plus grande permet d’obtenir une plus grande surface et une réduction correspondante de l’épaisseur d’origine de la feuille. L’amincissement de l’épaisseur d’origine de la feuille n’est pas nécessairement uniforme. La règle cardinale pour la conception de toutes les pièces en plastique formées est d’essayer de maintenir une distribution uniforme du matériau.
La profondeur du moule et la géométrie de la pièce varient l’épaisseur de la paroi en fonction de la conception de la pièce. Les techniques de traitement jouent un rôle important dans la distribution des matériaux.
4. Vue d’ensemble :Les tolérances des pièces thermoformées sont déterminées par le coefficient de dilatation thermique de la résine, les conditions d’extrusion, le type et la température du moule, la cohérence du processus de formage, la méthode de coupe et la qualité des dispositifs de coupe.
5. Tolérances dimensionnelles :Les tolérances générales du thermoformage du prototype sont basées sur notre imprimante 3D FDM.
· La précision générale du FDM a tendance à être supérieure de 0,003 « à 0,015 » à celle des outils de production en aluminium. Toutes les tolérances dépendent de la géométrie.
Outillage en aluminium : Pour les dimensions moulées des pièces à partir d’un moule mâle en aluminium usiné, utilisez +/-.010 » pour le premier pouce en ajoutant un +/-.001 » supplémentaire pour chaque pouce suivant. Pour les outils femelles, utilisez +-.015 + .0015 en raison de la perte de contrôle du processus du matériau qui se retire de la surface de l’outil pendant le refroidissement.
Des tolérances plus élevées peuvent être citées avec le découpage CNC.
Veuillez utiliser cette planification des tolérances lors de la conception de vos composants :
· Schéma de dimensionnement :
En règle générale, il n’est pas habituel de spécifier des dimensions du côté de la pièce qui n’est pas un outil. Cela est dû à la nécessité d’augmenter considérablement le tolérancement lors de l’inclusion de la variation de l’épaisseur de la paroi. Dans de tels cas, lorsqu’une tolérance serrée est nécessaire du côté non outil des pièces, l’usinage en deuxième opération peut être envisagé.
· Caractéristiques formées :
Caractéristique du moule mâle +/- .010 » + .001 par pouce (.3mm + .001mm par 1mm) Caractéristique du moule femelle +/- .015 » + .0015 par pouce (.4mm + .0015mm par 1mm)
· Trous taillés :
Diamètre du trou 1 » et moins +/- .010 (.3mm) Diamètre du trou 1 » à 5 » +/- .015 (.4mm) Diamètre du trou 5 » + +/- .020 (.6mm)
· Coupé trou à trou :
1" et moins +/- .010 (.3mm)
1 » à 5 » +/- .015 (.4mm)
5" + +/- .020 (.6mm)
· Fonction de garniture à caractéristique moulée : 1 » à 5 » +/- .020 (.6mm)
5" + +/- .030 (.8mm)
· Caractéristique de coupe à fonction de coupe : 1 » à 5 » +/- .015 (.4mm)
6. Dimensionnement du dessin :Toutes les dimensions de l’impression doivent être générées du côté du moule de la pièce. Dans la mesure du possible, il faut spécifier l’écartement de départ de la feuille.
L’une des erreurs les plus courantes dans le thermoformage est que les dimensions sont générées à partir de la surface non moulée de la pièce. Une fois que la surface du moule a été déterminée, il ne devrait pas y avoir de confusion sur le dimensionnement. Toutes les dimensions, formées et ajustées, doivent être référencées du côté moule de la pièce.
7. Rayons et chanfreins :Une technique de conception courante consiste à utiliser des rayons et/ou des chanfreins sur la pièce, empêchant ainsi le matériau de continuer plus profondément dans le coin, arrêtant ainsi le chapeau d’amincissement qui se produirait normalement. L’autre avantage des rayons et des chanfreins est qu’ils répartissent les contraintes sur une plus grande surface qu’un coin aigu de 90 degrés. Un chanfrein ne répartit pas les contraintes aussi bien qu’un rayon, mais il donne au concepteur la possibilité d’angles vifs aux points de transition du chanfrein. Lorsqu’un coin à trois côtés se produit, un grand rayon avec un chanfrein ou un rayon plus petit sur les autres arêtes est souvent suffisant pour résoudre les problèmes d’amincissement et de résistance qui se produisent.
Au fur et à mesure que le rapport d’étirage augmente, les rayons devront presque toujours être augmentés. Utilisez ce tableau comme règle empirique très approximative pour vous aider à déterminer le rayon approximatif dont vous pourriez avoir besoin :
Profondeur du rayon de la pièce :
0" - 3" .015" - .125"
3" - 6" .125" - .250"
6" - 12" .250" - ?
8. Brouillon :Le brouillon est le degré de conicité d’une paroi latérale verticale pour faciliter le retrait de la pièce de l’outil. Fournissez toujours le tirant d’eau maximal possible pour une caractéristique verticale donnée, car cela peut aider à minimiser les problèmes de démoulage et peut aider à réduire le coût des pièces. 1,5 à 2º de tirant d’eau est un minimum sur une caractéristique féminine, et une texture profonde en nécessitera plus. Pour les caractéristiques masculines, les minimums sont de l’ordre de 4 à 6º. Plus l’élément est profond ou la texture de la surface rugueuse, plus il faut de tirant d’eau.
9. Sous-coupes :Les contre-dépouilles sont des éléments qui dépassent de la surface de l’outil ou qui l’enfoncent, ce qui empêche le retrait de la pièce de l’outil. De telles caractéristiques sont possibles grâce à l’utilisation de « cores-pulls » mobiles dans l’outil, qui sont souvent automatiques. Ces noyaux sont utilisés pour former la fonction, puis sont rétractés pour permettre le retrait de la pièce. Les sous-coupes ne doivent généralement pas dépasser 5/8" de profondeur.
10. Rapport de tirage :Le rapport d’étirage exprime la relation entre la surface de départ de la feuille non formée qui recouvre l’ouverture d’une fonction et la surface de fin de l’intérieur de la fonction une fois formée. Un rapport de 3 à 1 est généralement un taux de tirage maximal. Évitez plusieurs entités de grande taille trop proches les unes des autres. En règle générale, la distance entre deux éléments, comme les nervures ou les évents de refroidissement, ne doit pas être inférieure à 2 fois l’épaisseur du matériau. Une mise en garde concernant les coins : évitez les intersections de murs qui sont à >90º, car il peut être très difficile de faire couler le matériau dans cet élément.
11. Points de référence :Les points de référence doivent être conçus dans une pièce, ce qui permet une mesure à partir d’une surface ou d’un point contrôlé (moulé) jusqu’à une caractéristique critique de la pièce, telle que des centres de trous percés, des découpes ou d’autres caractéristiques.
12. Nervures, bossages et quincaillerie :Les nervures peuvent être formées dans la pièce selon les paramètres ci-dessus. Les nervures sont utilisées pour soutenir une surface plane. Les nervures ou autres renforts peuvent également être usinés indépendamment et collés à un coût supplémentaire. Les bossages internes peuvent également être usinés et collés indépendamment.
Toutes sortes de matériel peuvent être attachés dans des opérations secondaires. Et souvent, le matériel peut être « moulé » dans la pièce. D’autres pièces, y compris les bossages, peuvent être piquées à chaud ou collées à un corps thermoformé par collage.
13. Texture :La texture peut être incorporée dans une pièce donnée soit en utilisant une matière première texturée, soit en texturant la face de l’outil.
La texturation est bien sûr une dépense supplémentaire et nécessite un tirant d’eau plus important. Les pièces peuvent également être peintes pour ajouter de la texture et de la couleur.
14. Jonction des lignes :Deux parties peuvent être assemblées, telles qu’un boîtier avant et arrière. L’assemblage préféré est un joint à recouvrement, qui formerait une sous-coupe dans l’une des pièces, ajoutant des dépenses à l’outil. Le joint doit également nécessiter une ligne témoin d’environ 0,060" pour s’adapter à la variation de tolérance du joint.
