Le moulage par injection silicone, également appelé LIM (Liquid Injection Molding), est le procédé le plus économique pour la production en série de pièces moulées en silicone de haute précision. Dans le procédé bi-composant, le silicone liquide (LSR) est injecté dans des moules chauffés et réticule à 180 °C en 30 à 90 secondes. Lindemann fabrique selon le procédé LIM des composants médicaux, des pièces de contact alimentaire, des microcomposants moulés et des pièces composites multi-composants.
Comment fonctionne le moulage par injection silicone ?
Lors du moulage par injection silicone, deux composants liquides de silicone (A et B) sont dosés dans un rapport exact de 1:1, homogénéisés dans une unité de mélange statique et injectés via un canal froid dans l’outil chauffé. À une température d’outil de 160–200 °C, le silicone réticule complètement en 30 à 90 secondes.
La faible viscosité du LSR (typiquement 100 000 à 1 000 000 mPas) permet le moulage des structures les plus fines : par rapport à l’injection des thermoplastiques, des épaisseurs de paroi inférieures à 0,2 mm et des microdétails inférieurs à 0,1 mm peuvent être reproduits de manière fiable.
Avantages du procédé LIM
Le moulage par injection silicone offre des avantages essentiels par rapport aux procédés classiques d’extrusion et de compression :
- Haute répétabilité : tolérances à partir de ±0,05 mm en série
- Temps de cycle courts : 30–90 secondes par pièce
- Sans déchet : les systèmes d’injection à canal froid sont sans perte
- Compatible salle blanche : production automatisée possible en ISO classe 7/8
- Composite multi-composants : surmoulage direct sur thermoplastique, métal ou seconde dureté de silicone
- Évolutif : économiquement viable à partir de 5 000 pièces par an jusqu’à des millions d’unités
Conception d’outils pour LIM
Les outils de moulage par injection silicone se distinguent fondamentalement des outils pour thermoplastiques. Caractéristiques de conception essentielles :
- Système à canal chaud (outil chaud, buse froide) : empêche la réticulation prématurée dans l’injection
- Mise à l’air : le silicone est un polymère léger, les inclusions d’air doivent être évacuées de manière ciblée, généralement via des surfaces inclinées ou des évents définis
- Matériau : en règle générale, acier à outils 1.2343 ESU avec chromage dur en raison des températures élevées de l’outil
- Aides au démoulage : éjecteurs ou démoulage par vide ; les agents de démoulage ne sont généralement pas nécessaires en moulage par injection silicone
Matériaux pour le moulage par injection silicone
Le LSR (Liquid Silicone Rubber) est habituellement traité sous forme bi-composant. Selon l’application, différentes qualités sont utilisées :
| Matériau | Dureté | Propriété | Application |
|---|---|---|---|
| LSR Standard | Shore A 30–70 | transparent, hautement élastique | articles pour bébés, gobelets, biens de consommation |
| LSR Médical (USP VI) | Shore A 30–80 | biocompatible, stérilisable | pointes de cathéter, membranes, implants |
| LSR Alimentaire | Shore A 30–70 | conforme BfR XV, FDA | moules à pâtisserie, joints de cuisson |
| LSR conducteur | Shore A 50–70 | conductivité électrique | joints CEM, membranes de contact |
| LSR haute température | Shore A 50–80 | jusqu’à +250 °C en continu | pièces de compartiment moteur, joints de four industriel |
Applications des pièces moulées par injection silicone
Le moulage par injection silicone est le procédé de choix pour les applications exigeantes en grandes séries :
- Technique médicale : masques respiratoires, connecteurs de drainage, valves de pompe, composants pour stylos à insuline
- Alimentaire et articles pour bébés : valves de tétine, embouts d’allaitement, mécanismes de fermeture alimentaires
- Automobile : joints de capteurs, boîtiers de connecteurs, membranes pour régulateurs de pression
- Électronique : tapis de clavier, capuchons de protection, composants amortisseurs de vibrations
- Biens de consommation : ustensiles de cuisine, moules à pâtisserie, matériaux de préhension ergonomiques
LIM chez Lindemann
Lindemann dispose de plusieurs installations LIM avec des forces de fermeture de 50 à 250 tonnes et des poids d’injection de 0,5 à 500 grammes. La production a lieu dans des halls climatisés avec option salle blanche (ISO 8). Pour les petites séries et les prototypes, nous proposons un échantillonnage en moulage par injection avec des délais de livraison à partir de 4 semaines après validation de l’outil.
Questions fréquentes
LIM signifie Liquid Injection Molding et désigne le procédé de moulage par injection du silicone liquide (LSR). Contrairement à l’injection des thermoplastiques, le LIM fonctionne avec des outils chauffés (160–200 °C) et des buses froides. Le procédé permet une haute répétabilité et des temps de cycle courts.
Pour les thermoplastiques, la vis est chaude et l’outil est froid. Pour le silicone, c’est l’inverse : la vis et les buses sont refroidies (15–20 °C), l’outil est chauffé (180 °C). De plus, le moulage par injection silicone fonctionne avec 2 composants (A + B) qui sont réunis dans le mélangeur.
Économiquement viable à partir d’environ 5 000 à 10 000 pièces par an. Pour des quantités inférieures, le moulage par compression (HTV) ou le moulage à partir de moules souples (RTV-2) sont moins coûteux, car les coûts d’outillage sont plus faibles. À partir de 50 000 pièces par an, le moulage par injection silicone est imbattable sur le plan économique.
Les outils simples (mono-cavité, matériau standard) se situent entre 15 000 et 30 000 €. Les outils multi-cavités plus complexes avec 4 à 16 cavités et option multi-composants atteignent 60 000 à 200 000 €. Les coûts d’outillage s’amortissent typiquement à partir de 50 000 à 200 000 pièces.
Oui, en moulage par injection bi-composant (2K). Le thermoplastique (PBT, PA, PEEK) est d’abord injecté, puis le LSR est directement surmoulé dans le même outil. Une adhésion chimique se crée grâce aux groupes réactifs du LSR ou via une couche de promoteur d’adhérence préinjectée. Lindemann fabrique régulièrement des pièces composites 2K pour l’industrie automobile et médicale.
Des tolérances à partir de ±0,05 mm sont accessibles en procédé standard. Les microcomposants moulés peuvent être fabriqués à ±0,02 mm. Les pièces plus grandes (au-delà de 50 mm de longueur d’arête) atteignent ±0,1 à ±0,2 mm. Le retrait du LSR se situe typiquement entre 2,5 et 3,5 %, ce qui doit être pris en compte lors de la conception de l’outil.
Conseil et demande
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