Engrenages en plastique moulé, précision et contrôle

28 mars 2024

Les engrenages en plastique sont de plus en plus populaires et utilisés dans le domaine de la transmission du mouvement et de la puissance : leur nombre a maintenant dépassé celui des engrenages en métal et ils sont largement utilisés dans l’industrie automobile, les applications médicales et même l’industrie spatiale. Leur utilisation généralisée démontre l’efficacité et la précision qu’ils assurent, répondant aux normes de qualité élevées de ces domaines professionnels. Mais qu’entend-on par qualité d’un engrenage et degré de précision ? Découvrons-le ensemble.

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Qu’est-ce-que le degré de précision d'un engrenage en plastique ?

Le degré de précision d'un engrenage peut être considéré comme la combinaison de toutes les limites de tolérance, c’est-à-dire de tous les écarts admissibles. L'American Gear Manufacturers Association (AGMA) a estimé qu'il était essentiel de qualifier l'étendue de ces limites de tolérance, afin de faciliter la définition générale de la précision réelle de ces composants, en utilisant une numérotation progressive de 3 à 15, où 15 représente l'engrenage le plus précis et 3 le moins précis.

Le tableau comparatif ci-dessous montre les différentes interprétations données à cette norme par les différents pays.

Stagnoli conçoit et fabrique des engrenages en technopolymère par moulage par injection, en tenant compte de tous les facteurs qui peuvent influencer le degré de précision des engrenages à chaque étape de la production, de la conception de la pièce au moule.

Grâce à notre compétence technique et au savoir-faire acquis en plus de 40 ans d’activité, nous connaissons aujourd'hui parfaitement tous les facteurs qui ont une incidence sur la précision d'un engrenage moulé par injection, tels que :

• Épaisseurs : l'uniformité des épaisseurs joue un rôle clé dans l'obtention d'un degré élevé de précision.
  
  
• Dimensions : la proportion de modules par rapport à la largeur de la bande de dents influence grandement le degré de précision.
  
  
• Symétries: elles évitent la déformation de la pièce en augmentant son degré de précision.
  
  
• Matériau : le choix, dans la mesure du possible, de matériaux présentant un retrait isotrope favorise le degré de précision.
  
  
• Moule : la conception correcte, le choix des systèmes d'injection et d'extraction, le choix des éléments de centrage, ainsi que la précision d'usinage appropriée des pièces moulées influencent grandement le degré de précision de l'élément de transmission.
  
  
• Presse : le choix de la presse entièrement électrique garantit une plus grande précision et reproductibilité dans l'exécution de la pièce.

La qualité des engrenages en plastique

La qualité de la conception et de la fabrication d'un engrenage moulé en plastique peut être certifiée à l'aide d'instruments appropriés qui déterminent son degré de précision. Mais comment déterminer le degré de précision et quels sont les outils nécessaires pour contrôler les paramètres fondamentaux de l'engrenage ?

• Machine de mesure tridimensionnelle (CMM): avec cette machine, Stagnoli scanne le profil de la dent à l'aide d'un palpeur, en détectant les éventuelles erreurs de profil, d'hélice, de pas et d'oscillation. Cela nous permet de déterminer le degré de précision selon les normes AGMA390.03, DIN 3962, ISO 1328, etc.
  
  
• Machine de mesure optique: elle permet d'établir les erreurs de concentricité et de forme pour les micro-engrenages.
  
  
• Micromètres: avec lesquels nous mesurons la dimension de la corde (wildhaber) et sa reproductibilité sur toutes les dents.
  
  
• Bowers: nous pouvons ainsi vérifier les tolérances des trous.
  
  
• Banc d'essai engrenage à engrenage avec engrenage maître : Outil qui permet de vérifier la qualité de l'engrènement.

Chez Stagnoli, nous mettons l'accent sur la qualité et la précision des engrenages dans chaque processus, parce que nous sommes conscients des avantages de leur application. 

À titre d'exemple, voici deux scans de la qualité du profil obtenue par CMM. La comparaison montre le résultat de notre intervention suite à la demande d'un client sur une application existante qui présentait d'importants problèmes.

Fig.1. Hélice et profil avant notre intervention.

Fig.2. Hélice et profil après notre intervention.

En prêtant attention à toutes les étapes individuelles, nous avons pu optimiser le profil et augmenter considérablement le degré de qualité.

Pour en savoir plus sur les engrenages moulés en plastique, si vous voulez nous soumettre un problème de qualité ou simplement nous confirmer votre projet, contactez-nous. Nous serons heureux d'examiner votre demande afin de trouver ensemble la solution la plus efficace.