Moulage par injection de plastique de haute précision pour les composants de pèse-bagages numériques

Un pèse-bagages numérique est un appareil électronique portatif conçu pour peser avec précision les sacs et les valises. Cet appareil permet aux voyageurs d'éviter de payer des suppléments pour les bagages en surpoids.

Elle est généralement munie d'un crochet ou d'une sangle qui s'attache à la poignée du sac à peser. Une fois attachée au sac, la balance est soulevée pour soulever le sac du sol. Cela permet d'obtenir une lecture instantanée du poids jusqu'à 50 kg sur un écran LCD.

Les fabricants de pèse-bagages conçoivent ces appareils de manière à ce qu'ils soient portables et légers, ce qui les rend utilisables par presque tout le monde. La nature compacte de ces appareils permet de les glisser facilement dans une poche ou un sac. La majeure partie des composants du pèse-bagages numérique est fabriquée en plastique durable. Les principaux composants d'un pèse-bagages numérique sont énumérés ci-dessous.

• Le capteur ou la cellule de charge : C'est le cœur du dispositif portable. Il comprend une pièce métallique qui mesure la déflexion ou la déformation causée par le poids du bagage.
• Écran LCD : L'écran numérique affiche le poids du bagage suspendu. La lecture peut se faire en kg ou en lb. Certains modèles sont rétroéclairés pour améliorer la visibilité en cas de faible luminosité.
• Boîtier des composants de la balance à bagages : Il s'agit de la poignée en plastique qui protège l'électronique interne.
• Mécanisme de suspension : Il peut s'agir d'un crochet en alliage, d'une sangle ou d'une courroie en nylon, conçus pour sécuriser les bagages.
• Boutons : Tous les modèles sont dotés d'un bouton d'alimentation permettant d'allumer ou d'éteindre l'appareil. Certains modèles sont dotés de boutons supplémentaires permettant de réinitialiser l'appareil ou de passer d'une unité de mesure à l'autre (kg ou lb).
• Compartiment à piles : Un petit compartiment, souvent fixé par une vis, dans lequel se trouve la batterie qui alimente l'appareil.
• Circuit imprimé et composants : Il s'agit d'un processeur qui convertit les données des jauges de contrainte en nombres numériques qui sont lus sur l'écran LCD.

Exigences du client

Un fabricant de pèse-bagages numériques a contacté First Mold pour lui demander des moules qui l'aideraient à donner vie à ses produits. Le client souhaitait mouler un total de six composants différents de pèse-bagages numériques. L'un des moules devait mouler un matériau transparent permettant d'afficher l'écran numérique situé en dessous.

Le client souhaitait un moule pour une production de masse. L'une de ses exigences était que le moule du pèse-bagages numérique dure jusqu'à 500 000 cycles. En outre, le client souhaitait que le boîtier du pèse-bagages numérique soit conçu pour s'encliqueter. Pour faciliter l'assemblage, la tolérance doit être de ±0,05 mm avec une précision de ±0,02 mm.

Une autre exigence importante du fabricant était que la surface du boîtier ait une finition brillante. L'entreprise se positionnant comme une marque mondiale, le client souhaitait que ses produits aient un aspect haut de gamme.

Défis

Le premier défi que l'équipe de gestion du projet First Mold a dû relever a été de décider s'il fallait créer un moule à cavité unique ou un moule familial. Le choix d'un moule familial permettra à l'équipe de fusionner les six composants différents en un seul moule. De plus, le moule familial permet d'éviter les différences de couleur entre les différentes parties. Cependant, si l'équipe choisit un moule à cavité unique, elle devra créer six moules différents pour chacun des composants du pèse-bagages numérique du client.

Finition de surface brillante

La création de moules pour des surfaces très brillantes nécessite un travail supplémentaire. La surface du moule doit être polie, ce qui nécessite plus d'heures de travail. L'obtention d'une surface polie peut prolonger le délai de livraison. Il s'agit donc toujours d'un défi supplémentaire pour les projets dont le délai est serré.

Sélection des matériaux

Un pèse-bagages numérique est appelé à subir des contraintes lors de son utilisation. Lorsqu'il est utilisé dans un aéroport, il peut servir à peser des milliers de bagages par jour. Il est donc important que le matériau utilisé pour la production présente une excellente résistance à l'usure afin d'améliorer la durabilité du produit.

Conception pour la fabrication

Le boîtier du pèse-bagages numérique présente des parois renforcées par des nervures afin d'améliorer encore la rigidité et de garantir qu'il ne se casse pas en cours de fonctionnement. Le design présente également de grands rayons de bord. Les rayons sont une caractéristique importante qui améliore l'écoulement du matériau, minimise le retrait et réduit la concentration des contraintes. Ils renforcent la résistance globale de la pièce. Toutefois, s'ils ne sont pas correctement conçus, les grands rayons des bords peuvent également être à l'origine de défauts tels que la déchirure ou le gauchissement.

Solution

Après de multiples délibérations avec le fabricant de pèse-bagages numériques et après avoir pesé le pour et le contre, l'équipe de gestion de projet de First Mold a décidé qu'un moule à cavité unique était mieux adapté à l'intention du fabricant. Bien que l'utilisation de moules familiaux permette d'éviter les différences de couleur, le client ne considère pas les différences de couleur comme un problème de fabrication majeur, car le produit sera peint par pulvérisation.

Les moules familiaux sont plus rapides pour produire simultanément plusieurs pièces différentes. Cependant, ils souffrent généralement d'un déséquilibre de pression, ce qui entraîne des taux de défauts plus élevés dans certains composants. Le choix d'un moule à cavité unique s'est imposé en raison des avantages qu'il offrirait au fabricant :

• Faible coût de production : La conception d'un moule à cavité unique est généralement plus simple que celle d'un moule familial. Cette simplicité de conception se traduit par des coûts d'outillage moins élevés en raison du nombre réduit d'heures de travail nécessaires. Le budget du client favorisait les moules à cavité unique.
• Délai d'exécution plus rapide : La conception plus simple signifie également que les moules à cavité simple peuvent être produits plus rapidement qu'un moule familial. Un délai plus court signifie que le fabricant de pèse-bagages numériques peut commencer à produire en masse ses produits dans les plus brefs délais. Le client s'est également plaint de travailler dans des délais très courts et souhaitait que le(s) moule(s) soit(soient) achevé(s) rapidement. Par conséquent, il a été facile d'opter pour des moules à cavité unique pour les composants des pèse-bagages.
• Ajustements rapides des essais : Il est plus facile et moins coûteux d'effectuer des modifications sur les moules à cavité unique que sur les moules familiaux. Le fabricant ayant également indiqué au cours de la discussion qu'il aimait revoir et améliorer ses produits tous les deux ans, le moule à cavité unique convenait mieux.
• Taux de rendement élevé : Dans les moules à cavité unique, il n'est pas nécessaire d'équilibrer différentes géométries et différents paramètres tels que la température et la pression. Cela permet d'obtenir un rendement plus élevé et de réduire le nombre de défauts par rapport aux moules familiaux.
• Coût d'entretien réduit : Les réparations des moules à cavité unique ne concernent que le moule en question et n'interrompent pas la production d'autres pièces. En revanche, dans les moules familiaux, toute réparation aura pour effet de bloquer la production. Étant donné que le client fournit également des composants de pèse-bagages numériques à d'autres fabricants, l'investissement dans un moule à cavité unique était un moyen d'assurer l'avenir de sa chaîne d'approvisionnement.

Obtention d'un fini de surface très brillant

La raison pour laquelle le fabricant a demandé une finition de surface très brillante est qu'il souhaitait réduire les opérations de post-traitement. Il voulait que la surface soit prête pour la sérigraphie ou la peinture par pulvérisation après le moulage. Pour obtenir une finition de surface très brillante, l'équipe d'ingénieurs de First Mold a poli la surface du moule avec des papiers de verre de 12 000 grains. Ce processus a exigé beaucoup d'habileté et de précision pour éviter les défauts. 

Choisir le bon matériau pour la performance et la durabilité

La qualité d'un produit commence par le choix du bon matériau. L'équipe de First Mold a longuement discuté du choix des matériaux avec le client. L'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) s'est finalement imposé comme le meilleur matériau pour leur production de balances à bagages numériques. En termes de fabrication, ils peuvent facilement être usinés, poncés ou collés pour obtenir des finitions détaillées et de haute qualité.

L'ABS est également 100% recyclable. Le fabricant étant conscient de l'impact environnemental de sa production, l'utilisation de l'ABS lui a permis de réduire son empreinte écologique en mélangeant des matériaux recyclés avec des plastiques vierges. Les avantages de l'utilisation de l'ABS pour le consommateur sont également considérables.

• Le rapport coût-efficacité : L'utilisation de l'ABS permet aux fabricants de produire facilement de grands volumes de pèse-bagages numériques à moindre coût. Le point de fusion bas rend le moulage par injection à grande vitesse efficace. Ces facteurs réduisent les délais et les coûts de production.
• Léger : L'ABS est léger, une caractéristique qui est transférée au produit. L'utilisation de ce matériau garantit la légèreté du produit pour une mobilité aisée.
• Grande durabilité : L'ABS est rigide, robuste et résistant aux chocs et aux rayures. Ces caractéristiques le rendent idéal pour protéger les composants électroniques internes sensibles contre les manipulations brutales et les chutes.
• Flexibilité de la conception : Contrairement à d'autres types de plastiques, l'ABS peut facilement prendre différentes couleurs et textures de surface. Il est donc idéal pour la peinture au pistolet, que le fabricant a l'intention d'utiliser comme finition de surface.
• Résistance à l'environnement : L'ABS est résistant à l'eau et peut fonctionner sans déformation en cas de changements de température modérés. Il peut donc être utilisé dans différentes régions aux climats variés.

Ce que le client a gagné en travaillant avec First Mold

En travaillant avec les ingénieurs de First Mold, le fabricant de pèse-bagages numériques a tiré parti des plus de 50 ans de connaissances combinées de l'équipe en matière de fabrication de moules pour décider du type de moule qui lui offrirait le meilleur rapport qualité-prix pour son projet. L'équipe a assuré une communication claire et transparente et a accompagné le client à chaque étape du processus de production du moule des composants du pèse-bagages.

La communication claire et les recherches préalables ont aidé l'équipe de First Mold à livrer six jeux de moules en un temps record qui a dépassé les attentes du client. La collaboration avec First Mold a permis au client et à son équipe de se familiariser avec les technologies modernes et les innovations en matière de moulage par injection. Selon le client, le meilleur aspect de la collaboration est que ses attentes ont été dépassées dans les limites de son budget.

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