Tolérances des produits en caoutchouc

Quelles tolérances dois-je utiliser pour les produits moulés en caoutchouc ?

Tolérances de moulage du caoutchouc :

Si vous développez un produit moulé en caoutchouc personnalisé ou sur mesure, il est utile de comprendre quelles sont les tolérances typiques de l'industrie. C'est une question courante.

Il convient de souligner que

Les AVMR sont capables de travailler avec des tolérances plus serrées, mais cela est rarement nécessaire.
Nous parlons ici uniquement des dimensions des éléments en caoutchouc, et non des pièces sur lesquelles ils pourraient être collés. Cela peut paraître évident, mais il convient d’être clair.

Les tolérances sont généralement définies comme M1 à M4 (M1 étant le plus serré), comme dans le tableau ci-dessous. Nous observons des tolérances plus strictes que M1, mais elles sont soit utilisées par accident, soit pour des applications moins sensibles aux coûts, où la précision compte vraiment.

Pour le moulage du caoutchouc, la norme pertinente pour les dimensions linéaires est la norme BS ISO 3302-1 :

Les tolérances sont séparées en fixé et clôture dimensions, ces dernières étant un peu plus « lâches ». Voir les puces ci-dessous pour plus d’informations.

Pour être fiablement plus étanche que M1, il faut des contrôles allant au-delà de ceux que l'on trouve dans les processus de moulage et les matériaux utilisés typiques. Des tolérances plus strictes sont tout à fait possibles, mais rarement requises ou justifiées.

Nous (AVMR.com) moulons généralement selon M2 car notre outillage est précis et bien planifié, mais nous citons M3 à moins que des tolérances plus strictes ne soient requises.

Quels sont les impacts sur les tolérances du caoutchouc ?

Une très bonne question. Cela se résume généralement à la gestion du changement de volume, du processus de durcissement et au contrôle des entrées du processus :

Les élastomères thermodurcissables (par exemple le caoutchouc, le silicone et le polyuréthane) augmentent généralement de volume pendant le durcissement avant de rétrécir une fois vulcanisés et refroidis. Le volume final est généralement inférieur d’environ 2 % au volume initial.
Substrats : S'il y a des métaux ou d'autres substrats dans le produit, ils peuvent empêcher la contraction de se produire dans certaines zones et la favoriser dans d'autres.

Si vous moulez un cube de caoutchouc, il devrait rétrécir de manière assez uniforme, mais si un côté est collé à une plaque, cette plaque limitera probablement le rétrécissement du caoutchouc immédiatement collé à elle. Le résultat est que :

le rétrécissement pourrait être exagéré à d'autres endroits
un niveau de tension ou de contrainte est susceptible de rester dans le produit le long de l'interface collée.

Dans une bague à double ou triple liaison, il n'y aura pas de rétrécissement radial mesurable mais un rétrécissement axial exagéré. Nous considérons qu'il est important de soulager les tensions du caoutchouc dans les bagues, lorsque cela est possible, car sans cela, le caoutchouc est en tension dans les 3 axes. Cela conduit à

microfractures sur les surfaces qui ont une surface significativement plus élevée exposée aux attaques de l'ozone, de la lumière du soleil, etc.
une interface de liaison avec des forces plus importantes que nécessaire

Choc : lorsque le caoutchouc se vulcanise, il produit de petits volumes de gaz qui sont généralement autorisés à s'échapper de l'outil de moulage. Cette fuite est facilitée par le fait de « cogner » l'outil de moulage pendant les premières étapes du processus de durcissement. Le bumping consiste à supprimer totalement ou partiellement la pression en maintenant l'outil de moulage fermé pendant une courte période (fraction de seconde) avant de réappliquer la pression. Cela permet à l'outil de moulage de s'ouvrir juste assez pour que le gaz s'échappe. Ce n’est pas toujours nécessaire.

Ce processus génère des tolérances différentes pour les dimensions qui sont impactées par l'ouverture et la fermeture de l'outil par rapport aux dimensions qui sont fixes .

Facteur de forme : déterminer quelles dimensions sont susceptibles de rétrécir peut être difficile. Dans un simple joint torique ou un objet en forme de beignet, la circonférence centrale de l'anneau peut rétrécir d'environ 2 %, tout comme la section transversale. Cela signifie que même si le diamètre intérieur du joint torique peut rester relativement constant, le diamètre extérieur est susceptible de rétrécir de plus de 2 %.
Propriétés du matériau : Différents caoutchoucs auront des taux de rétrécissement différents – 2 % n’est qu’une valeur typique.

Différents lots du même caoutchouc présenteront une variation des propriétés matérielles acceptables. Par exemple, les normes britanniques et européennes classiques indiquent une dureté de +/-5° pour ShA ou IRHD alors que la valeur nominale pourrait être de 35°. Il s’agit d’une fourchette significative pour la valeur nominale donnée. L'impact de ces tolérances matérielles se traduit par une gamme de facteurs tels que le rétrécissement.

Paramètres de moulage : L’approche adoptée pour le moulage, la conception de l’outil de moulage et les paramètres du processus peuvent également avoir un impact.