Guide du moulage par compression

Matériaux pour le moulage par compression

• Matériaux adaptés au moulage par compression du caoutchouc

La réussite du moulage par compression repose non seulement sur la précision du procédé, mais aussi sur le choix des matériaux. Les élastomères sont particulièrement adaptés à cette technique grâce à leur capacité à supporter des pressions et des températures élevées tout en conservant des propriétés mécaniques et chimiques optimales. Chaque type d’élastomère présente des caractéristiques spécifiques, ce qui fait de la sélection du matériau une étape déterminante pour s’assurer que le produit final réponde pleinement aux exigences fonctionnelles et environnementales visées.

Matériaux pour le moulage par compression

Le moulage par compression utilise une variété d’élastomères, chacun offrant des propriétés distinctes et des avantages adaptés à diverses applications. Voici un aperçu des matériaux les plus adaptés à ce processus :

• 1. Caoutchouc naturel (NR) : Dérivé principalement du latex, le caoutchouc naturel présente un taux d’étirement élevé et une excellente résilience. Il allie résistance et imperméabilité, ce qui le rend très polyvalent dans de nombreuses industries.
• 2. Caoutchouc éthylène-propylène-diène-monomère (EPDM) : L’EPDM se distingue par sa résistance à la chaleur, à la lumière et à l’ozone, surpassant de nombreux caoutchoucs naturels et synthétiques. Utilisé dans les applications d’étanchéité, il est essentiel dans les secteurs de l’automobile et de la construction pour l’imperméabilisation et l’isolation.
• 3. Caoutchouc styrène-butadiène (SBR) : Connu pour sa résistance à l’abrasion, le SBR est couramment utilisé là où la durabilité est essentielle. Sa résistance au gonflement dans l’eau et à la déformation par compression le rend idéal pour les applications industrielles à fort impact.
• 4. Caoutchouc nitrile (NBR) : Le NBR est apprécié pour sa robustesse, notamment dans les composants nécessitant une résistance aux huiles et aux produits chimiques. Ses propriétés de compression et sa résistance mécanique sont recherchées dans les applications d’étanchéité automobile et industrielle.
• 5. Silicone de compression : Ce silicone offre une résistance exceptionnelle aux températures extrêmes et à l’abrasion, avec une grande stabilité chimique et une durabilité. La polyvalence du silicone en fait un choix prisé dans les secteurs du médical, de l’automobile et du culinaire.
• 6. Caoutchouc butyle (IIR) : Le caoutchouc butyle est apprécié pour sa flexibilité et son imperméabilité aux gaz, ce qui le rend idéal pour des applications avec étanchéité nécessitant une exclusion de l’air et de l’humidité.
• 7. Caoutchouc fluoroélastomère : Doté d’une excellente résistance aux produits chimiques et aux températures élevées, le fluoroélastomère est essentiel pour les applications nécessitant une faible perméabilité aux fluides et aux gaz.

Chacun de ces matériaux apporte des avantages spécifiques au moulage par compression, permettant aux fabricants de choisir l’élastomère le mieux adapté en fonction des exigences de performance et des conditions environnementales du produit final.

• Propriétés techniques

Produit	Densité(g/cm2)	Résistance à la traction(MPa)	Dureté(degré, Shore A)	Plage de température(C)
Caoutchouc naturel (NR)	1.15	17	50 (±5)	De -20 à +70
Caoutchouc éthylène-propylène-diène-monomère (EPDM)	1.11 – 1.13	15.3	65 (±5)	De -54 à +150
Caoutchouc styrène-butadiène (SBR)	1.55	3.4 – 20	65 (±5)	De -40 à +70
Caoutchouc nitrile (NBR)	1.2	15	65 (±5)	De -25 à +90
Caoutchouc de silicone	1.17 – 2.10	7 – 10	30 à 80 (±5)	De -60 à +230
Caoutchouc butyle (IIR)	1.35	8	65 (±5)	De -40 à +120
Caoutchouc fluoroélastomère	1.85	3.4 – 13.7	70 (±5)	-1 à +300

• Sélectionner le matériau adapté

Lors du choix d’un élastomère pour le moulage par compression, plusieurs facteurs clés doivent être pris en compte pour assurer des performances optimales et la rentabilité du produit final :

• Propriétés du matériau : Évaluez la résistance à la traction, la dureté, la plage de températures d’utilisation et la résistance à l’abrasion. Ces propriétés déterminent comment le matériau se comporte dans des conditions de fonctionnement spécifiques et dans des environnements variés.
• Exigences d’environnement d’utilisation : L’utilisation prévue du produit final influence grandement le choix du matériau. Certains élastomères excellent dans des environnements à haute température, tandis que d’autres conviennent mieux à une humidité élevée ou à une exposition à des produits chimiques. Il est essentiel d’évaluer les contraintes mécaniques et les types de charges auxquels le produit sera soumis.
• Rapport coût-efficacité : Les contraintes budgétaires jouent un rôle important dans la sélection des matériaux. Il convient de considérer non seulement le coût du matériau, mais aussi les frais de traitement et d’entretien associés. Choisir un élastomère plus coûteux peut être justifié par des coûts à long terme plus bas, grâce à une durabilité accrue et à des besoins d’entretien réduits.
• Compatibilité avec l’environnement : Assurez-vous de sélectionner des matériaux compatibles avec les conditions environnementales dans lesquelles le produit sera utilisé, y compris l’exposition aux UV, la résistance à l’ozone et le contact potentiel avec des substances agressives.

La prise en compte de ces facteurs garantit que l’élastomère choisi répondra à toutes les exigences fonctionnelles, économiques et environnementales de votre projet de moulage par compression du caoutchouc.

• Qu’est-ce que la dureté Shore ?

La dureté Shore mesure la dureté des élastomères, des caoutchoucs et des plastiques. Dans le moulage par compression, il est essentiel de comprendre la dureté Shore, car les pièces en caoutchouc ont généralement une dureté inférieure à celle des pièces en plastique standard, ce qui est l’une des principales raisons pour lesquelles le moulage par compression est utilisé.

La dureté Shore est mesurée à l’aide d’un duromètre qui presse un pénétrateur standardisé dans la surface du matériau. La valeur de la dureté est déterminée en fonction de la résistance du matériau à l’indentation, fournissant ainsi des informations sur ses propriétés mécaniques.

Dureté Shore dans le moulage par compression :

• Flexibilité : des valeurs Shore plus élevées indiquent un matériau plus rigide et plus dur, tandis que des valeurs plus faibles indiquent un matériau plus souple et plus flexible,
• Durabilité et résistance à l’usure : les matériaux plus durs présentent généralement une meilleure résistance à l’usure, ce qui les rend adaptés aux applications à haute pression ou dans des conditions abrasives.
• Élasticité : les matériaux plus souples avec des valeurs Shore plus faibles sont plus élastiques, ce qui leur permet de retrouver leur forme initiale après déformation, ce qui est crucial pour des pièces telles que des joints d’étanchéité, les garnitures et autres composants flexibles.

Il existe différentes échelles Shore pour divers types de matériaux. Pour le caoutchouc et les élastomères moulés par compression, les échelles de dureté les plus couramment utilisées sont les Shore A et Shore D.

Échelle	Plage typique (0–100)	Matériaux testés	Catégories de dureté & exemples
Shore A	0–100	Élastomères souples (caoutchouc, TPE – flexibles, compressibles)	0–30 : Très souples (élastomères type gel) 30–60 : Moyennement souples (joints, garnitures, bandes de roulement souples) 60–90 : Plus durs (joints industriels, courroies, joints automobiles) 90–100 : Très dur, rigidité proche du plastique
Shore D	0–100	Matériaux rigides (plastiques rigides, caoutchoucs très durs)	0–30 : Flexibles mais fermes (rouleaux en caoutchouc dur) 30–60 : Plastiques semi-rigides ou caoutchouc dur 60–90 : Plastiques rigides / thermodurcissables (composants structurels) 90–100 : Très durs, proches du verre

L’échelle Shore A est utilisée pour les élastomères plus souples tels que le caoutchouc et les élastomères thermoplastiques (TPE). Les matériaux testés sur l’échelle Shore A sont généralement flexibles et compressibles. Les valeurs de l’échelle varient généralement de 0 à 100, avec 0-30 indiquant des matériaux très souples, comme les élastomères de type gel, 30-60 pour des matériaux moyennement souples tels que les joints d’étanchéité,  les bandes de roulement souples, 60-90 pour des élastomères plus durs utilisés dans des joints industriels, des courroies et des joints d’étanchéité automobiles, et 90-100 représentants des caoutchoucs très durs, proches de la rigidité des plastiques.

Les valeurs de l’échelle Shore D, généralement comprises entre 0 et 100, sont utilisées pour les matériaux plus durs comme les plastiques rigides et les caoutchoucs très durs, avec 0-30 représentant des matériaux flexibles, mais plus fermes tels que les rouleaux en caoutchouc dur, 30-60 pour des plastiques semi-rigides ou du caoutchouc dur, 60-90 pour des plastiques rigides ou des matériaux thermodurcissables utilisés dans des composants structurels, et 90-100 pour des matériaux très durs proches de la dureté du verre.

• Normes ASTM

ASTM International, autrefois appelée l’American Society for Testing and Materials, est une organisation mondialement reconnue qui élabore et publie des normes techniques pour une large gamme de produits, y compris le caoutchouc. Ces ASTM normes sont indispensables pour les fabricants de pièces caoutchoutées, car elles fournissent des références pour évaluer la qualité et la sécurité des produits.

Une norme clé, l’ASTM D2000, permet aux acheteurs et fabricants de décrire les matériaux en caoutchouc avec un langage normalisé basé sur leurs propriétés physiques. Cette spécification utilise un système de chiffres et de lettres pour préciser des aspects tels que l’année de révision, les unités de mesure, le grade du matériau, la dureté durométrique et la résistance à la traction.

Les normes ASTM sur le caoutchouc facilitent une communication fluide entre consommateurs et fabricants, garantissant que les spécifications des produits sont universellement comprises. Cela permet d’assurer cohérence et fiabilité dans toute l’industrie du caoutchouc, renforçant ainsi la qualité des produits et la confiance des consommateurs.

Comment lire les normes ASTM sur le caoutchouc

Comprendre les spécifications ASTM relatives aux caoutchoucs est crucial pour garantir leur conformité et leurs performances. Prenons l’exemple de la spécification ASTM D 2000-3 M2BG714B14EA14EF11EF31 EO14 EO34 F17 :

• ASTM D 2000 : identifie la norme spécifique appliquée.
• -3 : indique l’année de révision, ici 2003.
• M : spécifie l’utilisation d’unités métriques.
• 2 : représente la qualité du caoutchouc.
• B : indique le type, relatif à la résistance à la température.
• G : classe de résistance au gonflement dans l’huile selon des critères de durée et de température.
• 714 : indique des propriétés comme la dureté au duromètre et la résistance à la traction.
• B14xxx : les lettres suffixes décrivent des propriétés supplémentaires telles que la résistance à l’eau, à la chaleur, à la déchirure et l’adhérence.

Chaque segment de la spécification apporte des informations essentielles sur les caractéristiques du caoutchouc et les performances attendues dans des conditions spécifiques.

Continuez à explorer le moulage par compression dans les chapitres suivants :

Qu’est-ce que le moulage par compression ?

Comment fonctionne le moulage par compression ?

Les avantages et limites du moulage par compression

Quand privilégier le moulage par compression pour le prototypage et la production en petites séries ?

Comparaison avec d’autres technologies

Applications typiques et domaines d’activité 

Support technique pour le moulage par compression