Recherche matériau flexible pour conception d'une semelle

[Khove]

Bonjour à tous,

Je suis en train de prototyper une sorte de semelle qui doit s'insérer dans une rainure qui sera fabriquée par impression 3D dans un matériau ABS. Mon problème est le choix du matériau de la semelle.

Je recherche un matériau qui puisse se déformer et revenir dans son état initial. Ci-dessous je vous place deux schémas qui vous présentent un peu mieux ce que je cherche à faire. N'hésitez pas à me poser des questions si vous avez besoin de plus de précision.

Merci à tous !

Diapositive1.PNG

Diapositive2.PNG
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[Khove]

Je souhaiterais ajouter une information : la semelle peut-être composée de plusieurs matériaux.

Avez-vous déjà rencontré un matériau similaire à celui que je recherche? Avez-vous une idée de combinaison facile de matériau pour parvenir à prototyper cette partie flexible?

Merci

[tchitchou]

Salut,
des matériaux souples pour faire des semelles ?
Y'a déjà tous les matériaux souples déjà utilisés pour faire des semelles, tu as cherché ?

Ceci étant dit, il reste une étape non négligeable, la mise en forme, les moules coûtent plusieurs bras et il faut une machine d'injection...

Il y a la possibilité d'imprimer en 3D, technique du fil fondu (machine avec l'extrudeur qui bouge, système bowden exclu).
Chercher "impression 3D flex".

[Khove]

Bonjour tchitchou et merci pour ta réponse!

Alors oui effectivement l'impression 3D est une option que j'envisage pour réaliser la partie centrale de la semelle.
Je ne sais pas si j'ai été assez clair dans mon explication; la partie de centrale de la semaine doit être souple pour pouvoir être pliée, tandis que la bordure doit être rigide pour pouvoir venir se coincer dans une rainure.
La partie centrale est orientée dans le sens de la longueur du pied.

Voilà je suis vraiment preneur de toute idée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[tchitchou]

Je ne sais pas si j'ai été assez clair dans mon explication; la partie de centrale de la semelle doit être souple pour pouvoir être pliée, tandis que la bordure doit être rigide pour pouvoir venir se coincer dans une rainure.

Mmmmmmm, fais un dessin, ptet.

[yaadno]

bonjour:et si tu nous disais à quoi ça sert? quelle dim;quelle force s'exerce en vertical;pourquoi faut-il les bords + raides;l'encadrement peut-il etre en 2 parties...?
cdlt

[Jaunin]

Bonjour,
Le centre doit-il résisté à une pression ?
Cordialement.
Jaunin__

[Touche-à-tout]

Bonjour,

Vous avez l'option de couler un élastomère bi-composant directement dans votre cadre (rainure) placé sur un fond formant moule.
Si la pièce doit être amovible, il suffit d'appliquer un démoulant pour éviter que l'élastomère colle.
Pour la nature du matériau, les plus courants sont les silicones et les polyuréthanes. Le procédé n'a vraiment rien de compliqué.

Cordialement,
Nicolas.

[tchitchou]

Salut,

Bonjour,
Vous avez l'option de couler un élastomère bi-composant directement dans votre cadre (rainure) placé sur un fond formant moule.
Si la pièce doit être amovible, il suffit d'appliquer un démoulant pour éviter que l'élastomère colle.
Pour la nature du matériau, les plus courants sont les silicones et les polyuréthanes. Le procédé n'a vraiment rien de compliqué.

Cordialement,
Nicolas.

Arf, le demandeur n'est plus venu depuis le 11/07, et n'a pas souhaité répondre aux questions posées en #5,6,7...

[Touche-à-tout]

Un juillettiste tendance aoutien ?

[tchitchou]

Un juillettiste tendance aoutien ?

Au moins.
Et timide, donc.

[Khove]

Bonjour Touche-à-tout, Jaunin, yaadno, tchitchou,

Mille excuses pour l'absence de réponse. Je ne sais pas pourquoi, je n'ai pas été notifié de vos réponses.

Merci pour vos conseils que je garde pour mes prochaines expérimentations.

J'ai finalement opté pour une impression 3D en bimatériau. Le FabLab de ma ville vient de s'équiper d'une SIGMA de BCN3D qui m'a permis d'obtenir un résultat minimum pour ma maquette. Je vous donne une image de la pièce. La partie noire est souple (en filament NGEN_FLEX) et la partie blanche en ABS.

Merci encore à tous !

[Touche-à-tout]

Bonjour,

Merci pour le retour, on aime bien savoir ce qu'il advient de nos conseils, c'est toujours agréable.
Les progrès des machines 3D multimatériaux sont une réel avantage pour le prototypage, avant il fallait en passer par beaucoup plus de préparation mais heureusement on y arrivait quand même.
Pour une version de série, le moulage puis surmoulage par injection seraient possibles, le même progrès qu'en 3D permettant aussi l'injection bi-matière, mais attention au prix !

Bon développement,
Nicolas.

[tchitchou]

Bonjour,

J'ai finalement opté pour une impression 3D en bimatériau. Le FabLab de ma ville vient de s'équiper d'une SIGMA de BCN3D qui m'a permis d'obtenir un résultat minimum pour ma maquette. Je vous donne une image de la pièce. La partie noire est souple (en filament NGEN_FLEX) et la partie blanche en ABS.
Pièce jointe 347064

Les deux matières sont "imprimées" en même temps, ou séparément, puis assemblées ?

[Khove]

Merci Nicolas pour les informations concernant la version série. J'ai tout à apprendre à ce sujet, je n'ai encore jamais eu l'occasion de devoir faire des pièces en série. Si tu connais des gens sérieux dans l'injection bi-matériaux, qui travaillent pour un prix correct, je suis preneur de tes conseils!

A bientôt,
Kévin

[Khove]

Bonjour tchitchou,
La pièce est imprimée en une seule fois. Pour que tu puisses mieux comprendre, voici une image de la pièce en cours d'impression.


A bientôt,

[tchitchou]

Ok, merci pour l'info.

À +

[Touche-à-tout]

Bonjour,

La production en série ne posera pas de problème particulier sur le plan technique, il faut juste s'assurer que l'interface entre les deux matières ait une bonne adhérence et résiste donc bien aux efforts à subir et au temps.

Là où se trouve la difficulté, c'est le coût.
En effet, un moule d'injection est déjà très cher, un moule pour bi-matière devient donc horriblement cher. De même que la prestation que ne peut être faite que par des ateliers équipés et ils ne le sont pas tous, loin de là. Trouver un créneau libre sur une machine à un tarif raisonnable dépendra en grande partie de la quantité à produire. Les pré-séries sont souvent chères à cause de la mise au point et des montages/démontages d'outils que ça peut nécessiter, mais après ça atteint un rythme de croisière. Pour que cela reste raisonnable, mieux vaut passer par un atelier complet concepteur-mouliste-mouleur qui maîtrise chaque étape pour éviter les surprises.
En alternative au bi-matière direct si la quantité fait que c'est trop cher, il reste la solution classique de l'injection simple de la base rigide dans un premier moule, puis du surmoulage dans un autre moule avec la seconde matière. Plus d'outillage mais plus simples, plus de main d’œuvre mais qui peut bénéficier au moins en partie de temps masqué.

Attention aux outillages, les moules coûtent un bras ou plus, il vaut mieux ne pas rater son coup et éviter les modifications qui sont irréversibles. Un moule à empreinte amovible est un peu plus cher au départ mais permet de ne remplacer que l'empreinte si une mise à jour importante devait intervenir ou s'il devait exister plusieurs versions.

Je signale quand même qu'en injection, une pièce aussi massive risque de présenter des retassures, des "effondrements" localisés de la matière lors du refroidissement. Il pourra être utile d'envisager une structure alvéolaire ouverte pour alléger la pièce sans l'affaiblir outre mesure et éviter les déformations. autres avantages, moins de matière consommée, temps de cycle plus court (si, si, ça finit par se sentir à la longue).

Je n'ai malheureusement pas de contact à donner car je faisais partie d'un atelier intégré qui ne faisait pas appel à l'extérieur, et je ne suis plus de la partie depuis longtemps. Je ne peux que recommander de ne pas chercher trop loin pour pouvoir se rendre facilement chez le partenaire. Rien de mieux que de voir par soi-même comment ça se passe pour savoir ce qu'il est possible de faire ou pas...

Cordialement,
Nicolas.

[Khove]

Merci beaucoup Nicolas pour cette réponse complète à ma question. A présent j'en sais un peu plus sur ce pan technique.

J'ai encore une petite question : qu'entends-tu par " pièce aussi massive risque de présenter des retassures, des "effondrements" localisés de la matière lors du refroidissement"?
Et aussi : comment est-il possible d'obtenir des pièces alvéolaires? Pour moi le moulage consiste, dans les grandes lignes, à couler de la matière dans une empreinte. Du coup, j'ai du mal à imaginer un moule qui puisse permettre d'obtenir des alvéole.

Merci encore si tu peux prendre le temps de me répondre

[Jaunin]

Pour information :

https://www.protolabs.fr/ressources/...ldt0817-button

[Touche-à-tout]

Bonjour,

Les retassures sont un phénomène lié à la vitesse de refroidissement de la matière, on le retrouve en fonderie métallique, qui diffère entre les parties fines et les parties épaisses. Sur une pièce en majeure partie relativement fine, le refroidissement se fera à une certaine vitesse après injection. Pour les zones plus épaisses, plus de matière accumule plus de calories et le refroidissement étant plus lent, la matière reste souple à cœur et le retrait (la contraction naturelle de tout matériau qui refroidit) est d'autant plus important. Cela se traduit en surface de la pièce par des creux plus ou moins prononcés. Le terme "effondrement" ne doit pas faire penser à quelque chose de catastrophique mais c'est parfois vraiment indésirable (aspect, fragilité, cote fonctionnelle,etc).
Vouloir limiter l'épaisseur sert donc à limiter les retassures, mais également à économiser de la matière. Surtout à partir du moment ou une structure allégée peut avoir des caractéristiques similaires à une pièce massive. Le plus fréquent est de prévoir une structure en nid d'abeille, les nervures font la solidité et vous économisez le volume des alvéoles. Économie en matière première, temps de refroidissement plus court donc plus de pièces produites à l'heure, pièces plus légères pour les applications embarquées; que des avantages.
Évidemment, les alvéoles sont ouvertes d'un côté pour le démoulage. Cela peut rester tel quel (crampons de certaines chaussures) ou être refermé par la pièce complémentaire (semelles épaisses de chaussures toujours), mais je n'en sais pas assez sur votre application pour dire c'est applicable ou pas.

Jaunin vous a donné un lien qui parle de silicone LSR, c'est effectivement une autre technique, on pourrait aussi parler de "mousses" qui sont des élastomères expansifs bi-composant à mi-chemin entre la pleine masse et l'alvéolaire.

La plasturgie a plein de solutions à offrir mais le choix ne peut se faire qu'en pleine connaissance des contraintes spécifiques au cahier des charges de chaque application. Devant l'embarras du choix, les critères économiques aident à trouver le compromis entre coût d'outillage, coût unitaire des pièces, frais de lancement de fabrication, et bien entendu réponse aux contraintes physiques.
En fonction des résultats de votre proto imprimé, vous pourrez déterminer si vous pouvez vous en écarter ou pas. De plus, votre éventuel partenaire pour la fabrication concepteur-mouliste-mouleur devrait pouvoir vous conseiller pour le choix définitif et surtout pour la mise au point en fonction de la technologie retenue. Car malheureusement, un outillage pour l'un ne convient pas pour l'autre...

Cordialement,
Nicolas.

P.S: Il y a des exemples partout de ce qu'il est possible de faire par moulage: automobile, mobilier, électro-ménager. Il suffit généralement de retourner un objet pour voir comment il est renforcé/allégé. Ce n'est pas toujours transposable en termes de résistance mécanique mais ça donne une idée.

[Khove]

Bonjour Nicolas, Bonjour Jaunin,

Un grand merci Nicolas pour cette grande source d'information que tu m'as apportée. C'est clair et très bien rédigé! Je pense que cette page pourra servir à beaucoup d'autres personnes.

Un grand merci Jaunin également, pour m'avoir fait prendre connaissance de la technique LSR et du fabricant associé qui propose ce type de technologie.

[RomVi]

Bonjour

On peut utiliser du PEBA, ce matériau est disponible en impression 3D.

[Khove]

Super, merci RomVi pour l'info ! En effet, c'est aussi un matériau très intéressant, à étudier pour l'impression 3D...