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Une charnière est une fonction qui relie deux pièces tout en permettant une rotation de l’une par rapport à l'autre. Les applications les plus courantes sont la liaison d’un couvercle à une boîte ou une porte à un cadre.

En conception mécanique, la charnière est un composant indépendant qui permet de mettre en liaison le couvercle et le boîtier de sorte qu’on peut considérer que le montage est constitué d'au moins trois pièces, plus les éléments de fixation nécessaires.

C'est quoi une charnière active en plastique

Le concept est appelé la charnière intégrée ou charnière active, ou parfois la charnière ou articulation moulée. La charnière active est constituée d'une section à paroi mince qui unit le couvercle et la boîte en une seule pièce moulée. Ils sont tous moulés en une seule opération. Donc nous pouvons réduire le nombre de pièces à une seule. Le succès d'une charnière dépend essentiellement de trois facteurs : le matériau, la conception de la charnière et les conditions de moulage.

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Choix de la matière plastique des pièces à charnières actives

Tout thermoplastique qui donnent les sections minces souples peut en principe être utilisé pour fabriquer une charnière. Sinon tous peuvent être utilisés avec succès à condition que la charnière soit utilisée quelques fois. Par exemple, certains corps de connecteur électroniques sont pliées et encliquetés ensemble lors de l'assemblage et dans ce cas, la charnière est actionnée qu'une seule fois. D'autres charnières, comme celles pour les bouchons des bouteilles, sont probablement utilisés peu plus d'une centaine de fois.

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Cependant, lorsque la charnière doit être très forte et doit résister à un grand nombre d'opérations, le matériau choisi est le polypropylène ou parois le polyéthylène. Lorsqu'il est correctement traité, le polypropylène a une résistance exceptionnelle à la fatigue en flexion, ce qui le rend adéquat pour les charnières.

Considérations de moulage

La section de la charnière doit être suffisamment épaisse pour permettre l'écoulement de matériau et pour remplir la cavité « en aval » qui est habituellement le couvercle. Elle doit être également suffisamment épaisse pour supporter toute contrainte en service. D'autre part, la charnière doit être suffisamment minces pour être facilement pliée, et aussi suffisamment mince pour générer une orientation moléculaire dans la direction du flux du polymère à travers sa section. Il y aura plus de détails sur l'orientation dans le guide de conception disponible dans la rubrique téléchargement. Guide de conception des pièce plastique Niveau 1 (V1.1)

L'épaisseur de la charnière est recommandé pour le polypropylène de 0,25 mm à 0,50 mm.

Aspect géométrique des charnières en plastique

Lors de la conception de charnières des pièces en plastiques, il ne doit pas y avoir d'angles aigus liés à la zone de pliage pour les raisons suivantes :

• Les angles vifs provoquent des concentrations de contraintes connues par l'effet d’entaille. Ceci est une des principales causes de défaillance des pièces en plastique.
• L'autre raison est que la charnière étroite constitue un obstacle important pour l'écoulement de la matière plastique dans l’empreinte. La conception avec des angles arrondis minimise l'obstacle lors de l’écoulement et tend à améliorer l'orientation des molécules dans la charnière.
• Le troisième point clé est liée à l'effet d'entaille. Si l'arrière de la charnière est formée par une surface plane, il y aura une tendance lorsque la charnière est fléchie pour le matériau afin de former un pli aigu fortement stressés où la fissuration peut se produire. Le pli se sert d'un cran pour concentrer la contrainte de pliage et augmenter considérablement la probabilité de défaillance.

La façon de traiter ce problème est de fournir un soulagement peu profond le long de la surface arrière de la charnière. Par suite, lorsque la charnière est fléchie, une petite forme de boucle légèrement contrainte et l'effet d'entaille est éliminé.

 

Dimensions recommandées pour une charnière en polypropylène. Cette conception permet d'éviter un pli aigu lorsque la charnière est fermée.

Mauvaise conception avec pli aigu lorsque la charnière est fermée

Résumé

• Le polypropylène est le matériau préféré pour des charnières.
• Évitez les angles vifs.
• Relâcher la surface arrière de la charnière.
• L'épaisseur habituelle pour une charnière de polypropylène est de 0,25 mm à 0,50 mm.