Comprendre les tolérances des pièces plastiques

Tolérances générales en plasturgie

La compréhension des tolérances générales des pièces plastiques n’est pas toujours comprises par les mécaniciens habitués à l’usinage CNC ou à la tolerie.

Certains plasturgistes français utilisent également une norme francaise (NFT58000), obsolète depuis presque 20 ans ! la norme DIN ISO 20547 datant de 2021 est beaucoup plus adaptées aux matières techniques !

Principe à comprendre :

Les matières thermoplastiques injectées, sont d’abord chauffées, puis injectées sous pression dans une empreinte de moule. Entre la phase plastique (matière molle) et la phase solide, la matière subit un retrait lors du refroidissement. Lors de la conception du moule, et de sa fabrication, le retrait est pris en compte. (Globalement, on fait une empreinte plus grande que la pièce..pour que l’on atteigne la bonne dimension lors du refroidissement..simple non ?

sauf que ….

Toutes les matières n’ont pas le même retrait
Le retrait n’est pas forcément le même dans la longueur de la pièce que dans sa largeur
Les paramètres d’injection utilisés (pression, températures) peuvent faire varier le retrait
La thermique du moule font également varier le retrait (et aussi les déformation potentielles des pièces)
….et la liste peut encore être beaucoup plus longue…si on considére également que le fournisseur de matière à lui aussi des tolérances de fabrication…que le mouliste aussi…et que l’injecteur aussi…

Le retrait étant exprimé en % de la longueur, on comprend tout de suite que la tolérance sera également proportionnelle à la longueur du produit…(tout comme c’est le cas pour une tolérance géométrique en mécanique, qui est proportionnelle à la dimension)….ceci étant dit, on a déja plié le concept de tolérance générale à ± 0.2 !

Comment fonctionne la norme ISO 20457

Le premier point à relever, est que la norme ISO20457 n’est pas figée comme la précédente sur les résines existantes puisqu’elle prends en compte des critères intrinsèques aux matériaux et aux types de transformation pouvant être utilisés.

Vous êtes prets ? On entre dans le vif du sujet :

La grille de tolérance (TG) a utiliser, sera fonction de 5 critères matériaux / process et produit combinés !

P1 : Quel process de transformation allons nous utiliser ?
Injection – Compression (1 point)
Extrusion – Soufflage (2 points)
P2 : Quelle est la rigidité du matériau utilisé ? (Module elasticité)
> 1200 MPA (1 point)
> 30 MPA (2 points)
> 3 MPA (3 points)
< 3 MPA (4 points)
P3 : Quel est le retrait de la matière utilisée ? (cf plus haut…)
<0.5% (0 Point)
< 1% (1 point)
< 2% (2 points)
> 2% (3 points)
P4 : Maitrise du retrait (par le process)
± 10% (1 point)
± 20% (2 points)
> 20% (3 points)
P5 : Quelle est la qualité escomptée
Trés précise (-3 points)
Précise (-2 points)
Soignée (-1 point)
Normale (0 point)

TG = P1+P2+P3+P4+P5

Un petit exemple ?

Pièce injectée (1 Point)
en ABS (module Elasticité : 1600 MPA) (1 Point)
Retrait : 0.7% (1 Point)
Maitrise du retrait (on a la fiche technique ?) – (1 Point)
Produit d’utilisation courrant (normale) – (0 Point)

TG = 1 + 1 + 1 + 1 + 0 = TG4

La norme ISO20457, tout comme son ancètre NFT58000, font également la distinction entre les cotes faisant entrer ou non le plan de joint dans la chaine de cotes.

FAQ plasturgie

Qu’est ce que la norme NFT 58000 ?

La norme NFT 58000 définit les tolérances applicables pour des pièces en plastique injecté, suivant le matériau plastique, la dimension et la classe de précision demandée par le cahier des charges du produit.

Quelle est la diférence entre la norme NFT58000 et la norme ISO20457 ?

La norme NFT 58000 a été éditée dans les années 80, la norme ISO20457 est beaucoup plus récente. D’autre part, la norme NFT58000 est utilisée uniquement en France, à l’international, la norme ISO20457 est plus courante !

Quel est l’impact des tolérances sur le cout de fabrication ?

Plus les tolérances sont serrées, plus la probabilité de réaliser une pièce non conforme est importante. Cela signifie que le process est plus délicat à maintenir dans une fenêtre acceptable. il est commun de dire que pour réaliser une pièce tolérancée à ±0.1 mm, il faut une machine capable de réaliser les pièces à ± 0.01 (soit 10 fois plus précise).

Tolérance et angle de dépouille…comment fait on ?

Effectivement, quand on parle de pièce injectée en plastique, les angles de dépouille entrent en jeu. il est commun de noter au plan un annotation de type : »dépouille en plus » ou « dépouille en moins », en fonction du jeu fonctionnel demandé.