Textures et finitions de moules SPI
Après 22 ans de construction de moules, j’ai appris que la finition de surface n’est pas seulement une question d’apparence, mais aussi de fonction, de coût et de faisabilité de fabrication. Une mauvaise finition peut rendre une pièce impossible à dégager ou coûter trois fois plus cher à outiller. Je vais vous expliquer les normes SPI et quand les utiliser.
Points clés
| Aspect | Informations clés |
| -------- |
|---|
| Aperçu du moule |
| Concepts fondamentaux et applications |
| Considérations de coût |
| Varie selon la complexité du projet |
| Bonnes pratiques |
| Suivre les normes de l’industrie |
| Défis courants |
| Prévoir des contingences |
| Normes de l’industrie |
| ISO 9001, AS9100 là où applicable |
Classification des finitions SPI
La Society of the Plastics Industry (SPI) a développé le système de finition standard encore utilisé aujourd’hui.
Catégories de finition
| Catégorie | Type de finition | Plage Ra | Méthode de polissage |
| ---------- |
|---|
| ----------- |
| ---------------------- |
| A |
| Haut brillant |
| 0-2 Ra |
| #14, 13, 12 buff fard |
| B |
| Polissage standard |
| 2-4 Ra |
| #6, 5, 4 buff fard |
| C |
| Semi-brillant |
| 4-8 Ra |
| #400-600 papier abrasif |
| D |
| Satiné |
| 8-16 Ra |
| #320-400 papier abrasif |
| E |
| Mat |
| 16-32 Ra |
| #240-320 papier abrasif |
| F |
| Mat |
| 32-63 Ra |
| #180-240 papier abrasif |
| G |
| Mat rugueux |
| 63-125 Ra |
| #120-180 papier abrasif |
Spécifications détaillées SPI
| Code SPI | Ra (µin) | Ra (µm) | Séquence de polissage |
| ---------- |
|---|
| ----------- |
| ----------------------- |
| A-1 |
| 0-10 |
| 0.00-0.025 |
| 14, 13, 12, 11, 10 diamant |
| A-2 |
| 1-20 |
| 0.025-0.05 |
| 10, 9, 8 diamant |
| A-3 |
| 2-30 |
| 0.05-0.075 |
| 8, 7, 6 diamant |
| B-1 |
| 2-40 |
| 0.05-0.10 |
| 6, 5, 4 diamant |
| B-2 |
| 4-60 |
| 0.10-0.15 |
| 4, 3 diamant |
| B-3 |
| 6-80 |
| 0.15-0.20 |
| 3, 2 diamant |
| C-1 |
| 4-80 |
| 0.10-0.20 |
| 600, 500, 400 papier abrasif |
| C-2 |
| 8-120 |
| 0.20-0.30 |
| 400, 320 papier abrasif |
| C-3 |
| 12-160 |
| 0.30-0.40 |
| 320, 280 papier abrasif |
| D-1 |
| 16-240 |
| 0.40-0.60 |
| 240, 220 papier abrasif |
| D-2 |
| 24-320 |
| 0.60-0.80 |
| 220, 180 papier abrasif |
| D-3 |
| 32-400 |
| 0.80-1.00 |
| 180, 150 papier abrasif |
| E-1 |
| 40-63 |
| 1.00-1.60 |
| 150, 120 papier abrasif |
| F-1 |
| 63-100 |
| 1.60-2.50 |
| 120, 100 papier abrasif |
| G-1 |
| 100-125 |
| 2.50-3.20 |
| 100, 80 papier abrasif |
Ra = rugosité moyenne arithmétique
Sélection de finition par application
Surfaces cosmétiques (classe A)
| Application | Finition recommandée | Notes |
| ------------- |
|---|
| ------- |
| Extérieur automobile |
| SPI A-1 à A-2 |
| Surfaces visibles |
| Zones visibles pour consommateurs |
| SPI B-1 à B-2 |
| Grand attrait commercial |
| Extérieurs d’appareils électroménagers |
| SPI B-1 à B-3 |
| Zones visibles pour consommateurs |
| Équipements médicaux |
| SPI A-2 à B-2 |
| Nettoyage important |
Surfaces fonctionnelles
| Application | Finition recommandée | Notes |
| ------------- |
|---|
| ------- |
| Intérieurs non visibles |
| SPI C-1 à C-3 |
| Production standard |
| Surfaces texturées |
| SPI D-1 à E-1 |
| Cache les lignes de coulée |
| Surfaces de prise en main |
| SPI D-2 à E-2 |
| Feedback tactile |
| Surfaces texturées (lourdes) |
| SPI F-1 à G-1 |
| Texture maximale |
Surfaces techniques
| Application | Finition recommandée | Notes |
| ------------- |
|---|
| ------- |
| Surfaces glissantes |
| SPI C-1 à C-2 |
| Réduction de friction |
| Surfaces de scellement |
| SPI B-2 à C-1 |
| Scellement critique |
| Adaptation précise |
| SPI A-2 à B-1 |
| Contrôle dimensionnel |
Implications de coût
Coût du polissage par niveau de finition
| Finition | Coût relatif | Multiplicateur de coût |
| ---------- |
|---|
| ------------------------ |
| SPI D-F (standard) |
| Base |
| 1.0× |
| SPI C |
| +30-50% |
| 1.3-1.5× |
| SPI B |
| +50-100% |
| 1.5-2.0× |
| SPI A |
| +100-200% |
| 2.0-3.0× |
| SPI A-1 (miroir) |
| +200-400% |
| 3.0-5.0× |
Exemple de coût
| Surface de pièce | Finition | Coût du polissage |
| ------------------ |
|---|
| -------------------- |
| Non visible (100 po²) |
| SPI D-1 |
| 200-300 $ |
| Intérieur visible (100 po²) |
| SPI B-2 |
| 500-800 $ |
| Extérieur classe A (100 po²) |
| SPI A-1 |
| 1 500-2 500 $ |
Facteurs de coût de finition
| Facteur | Impact |
| --------- |
|---|
| Surface |
| Plus grande surface = plus de coût |
| Complexité géométrique |
| Plus complexe = plus de coût |
| Type d’acier |
| Acier plus dur = plus difficile à polir |
| Profondeur de texture |
| Textures profondes = processus spécial |
| Réplication |
| Plus de cavités = plus de coût |
Finition et ligne de séparation
Stratégie de finition de la ligne de séparation
| Emplacement | Finition recommandée | Raison |
| ------------- |
|---|
| -------- |
| Ligne de séparation visible |
| Correspondre à la finition adjacente |
| Apparence |
| Ligne de séparation cachée |
| SPI D-E |
| Économie de coût |
| Surfaces de glissière/élévateur |
| SPI C-D |
| Résistance à l’usure |
Gestion de la visibilité de la ligne de séparation
| Finition Adjacente | Ligne de séparation | Impact visuel |
| --------------------- |
|---|
| --------------- |
| SPI A-1 |
| Même finition |
| Visible |
| SPI A-1 |
| SPI B |
| Visible |
| SPI A-1 |
| Texturé |
| Minimement visible |
| SPI D-1 |
| Même finition |
| Pas visible |
Finitions texturées
Méthodes de texture
| Méthode | Contrôle de profondeur | Cohérence | Coût |
| --------- |
|---|
| ------------ |
| ------ |
| Texture EDM |
| Bon |
| Excellent |
| $$ |
| Gravure acide |
| Excellent |
| Bon |
| $ |
| Texture laser |
| Excellent |
| Excellent |
| $$$ |
| Projection/couverture |
| Excellent |
| Excellent |
| $$ |
Profondeur de texture et éjection
| Profondeur de texture | Comportement d’éjection | Niveau de risque |
| ------------------------ |
|---|
| ------------------ |
| <0,0005” |
| Éjection facile |
| Faible |
| 0,0005-0,001” |
| Éjection bonne |
| Faible à modéré |
| 0,001-0,002” |
| Acceptable |
| Modéré |
| 0,002-0,003” |
| Peut nécessiter une force |
| Modéré à élevé |
| >0,003” |
| Problématique |
| Élevé |
Motifs de texture courants
| Motif | Équivalent SPI | Application |
| -------- |
|---|
| ------------- |
| Pierre fine |
| SPI D-1 |
| Électronique grand public |
| Pierre grossière |
| SPI E-1 |
| Appareils ménagers |
| Ligne fine |
| SPI A-2 |
| Automobile |
| Grain de bois |
| SPI F-1 |
| Produits grand public |
| Fibre de carbone |
| Dépendant de la texture |
| Automobile |
Finition et compatibilité avec les matériaux
Considérations spécifiques aux matériaux
| Matériau | Finition recommandée | Notes |
| ---------- |
|---|
| ------- |
| PC (transparent) |
| SPI A-1 à A-3 |
| Clarté importante |
| ABS (opaque) |
| SPI A-1 à C-1 |
| Accepte diverses finitions |
| PP (faible énergie de surface) |
| SPI B-1 à C-1 |
| Peut nécessiter une texture |
| PE (faible énergie de surface) |
| SPI B-1 à C-1 |
| Peut nécessiter une texture |
| Verre renforcé |
| SPI B-1 à C-1 |
| La texture peut montrer les fibres |
Effet de la finition sur l’apparence
| Finition | Niveau de brillance | Masque les imperfections |
| ---------- |
|---|
| -------------------------- |
| SPI A |
| Haut |
| Mauvais |
| SPI B |
| Moyen-Haut |
| Mauvais |
| SPI C |
| Moyen |
| Passable |
| SPI D |
| Moyen-Bas |
| Bon |
| SPI E |
| Bas |
| Meilleur |
| SPI F-G |
| Très bas |
| Meilleur |
Acier de moule et capacité de finition
Finition par type d’acier
| Type d’acier | Meilleure finition réalisable | Difficulté de polissage |
| -------------- |
|---|
| -------------------------- |
| Aluminium |
| SPI A-2 à A-3 |
| Facile |
| P20 (pré-durci) |
| SPI A-1 à A-2 |
| Modéré |
| P20 (durci) |
| SPI A-1 |
| Modéré |
| S7 |
| SPI A-1 |
| Modéré |
| H13 |
| SPI A-1 |
| Modéré-Difficile |
| D2 |
| SPI A-1 |
| Difficile |
Dureté et polissage
| Dureté | Qualité de polissage | Notes |
| -------- |
|---|
| ------- |
| <28 HRC (Al) |
| Bon |
| Facile à polir |
| 28-32 HRC (P20) |
| Excellent |
| Production standard |
| 48-52 HRC |
| Très bon |
| Prend une excellente finition |
| 54-58 HRC |
| Excellent |
| Meilleure capacité de finition |
Spécification des finitions sur les dessins
Format d’appel sur le dessin
FINITION : SPI [LETTRE]-[NUMÉRO]
EXEMPLE : FINITION : SPI B-2
ALTERNATIVE : 4-6 Ra (SPI B-2)
Guide de spécification de finition
| Finition souhaitée | Code SPI | Ra (µin) | Ra (µm) |
| --------------------- |
|---|
| ----------- |
| ----------- |
| Miroir |
| A-1 |
| 0-10 |
| 0.00-0.025 |
| Haut brillant |
| A-2 à A-3 |
| 1-3 |
| 0.025-0.075 |
| Polissage standard |
| B-1 à B-3 |
| 2-8 |
| 0.05-0.20 |
| Satiné |
| C-1 à C-3 |
| 4-16 |
| 0.10-0.40 |
| Mat |
| D-1 à D-3 |
| 16-40 |
| 0.40-1.00 |
| Texturé |
| E-F-G |
| 40-125 |
| 1.00-3.20 |
Spécification multiple de finition
FINITION DE SURFACE :
- Surfaces A (Visibles) : SPI A-2
- Surfaces B (Secondaires) : SPI B-2
- Surfaces C (Cachées) : SPI C-1
- Texture (Lorsque indiqué) : Texture Laser, profondeur de 0,0015"
Finition et contrôle qualité
Méthodes d’inspection
| Méthode | Précision | Utilisation |
| --------- |
|---|
| ------------- |
| Comparaison visuelle |
| Subjective |
| Approbation initiale |
| Tactile (doigt) |
| Subjective |
| Évaluation générale |
| Profilomètre |
| Quantitative |
| Mesure |
| Interférométrie optique |
| Haute précision |
| Surfaces critiques |
Plages de tolérance
| Niveau de finition | Ra cible | Tolérance |
| -------------------- |
|---|
| ----------- |
| SPI A-1 |
| 0,5 Ra ±0,25 Ra |
| SPI A-2 |
| 1,5 Ra ±0,5 Ra |
| SPI B-2 |
| 5 Ra ±1 Ra |
| SPI C-2 |
| 10 Ra ±2 Ra |
| SPI D-2 |
| 28 Ra ±4 Ra |
Dépannage des problèmes de finition
Problèmes courants
| Problème | Cause probable | Solution |
| ---------- |
|---|
| -------- |
| Variation de brillance |
| Polissage inconstant |
| Recuire la zone affectée |
| Peau d’orange |
| Matériau ou température du moule |
| Ajuster le processus |
| Marques de récession près de la texture |
| Section épaisse |
| Redessiner ou déplacer |
| Texture ne se reproduit pas |
| Texture du moule usée |
| Réparer ou remplacer |
| Ligne de séparation visible |
| Incompatibilité de finition |
| Corriger les finitions |
Effets du processus sur la finition
Paramètre du processus
| Effet sur la finition |
|---|
| ------------------ |
| Température du moule |
| Plus élevée = plus de brillance |
| Température de fusion |
| Plus élevée = plus de brillance |
| Vitesse d’injection |
| Plus rapide = plus de brillance |
| Pression de compactage |
| Plus élevée = meilleure reproduction |
| Temps de refroidissement |
| Suffisant = cohérent |
Stratégies d’économie de coût
Sélection stratégique de finition
| Stratégie | Économie | Risque |
| ---------- |
|---|
| -------- |
| Utiliser une texture au lieu d’un polissage |
| 30-50% |
| Peut affecter la conception |
| Minimiser la surface Classe A |
| 20-40% |
| Contrainte de conception |
| Utiliser des finitions standards |
| 10-30% |
| Esthétique limitée |
| Spécifier par Ra, pas par SPI |
| Même |
| Aucun |
Optimisation de la finition
| Action | Impact de coût |
| -------- |
|---|
| Limiter le polissage élevé aux zones visibles |
| Économie significative |
| Utiliser une texture pour les zones non critiques |
| Économie de 20-30% |
| Adapter toutes les surfaces au grade le plus bas |
| Économie de 30-50% |
| Planifier la texture tôt |
| Éviter des réparations coûteuses |
Checklist
Spécification de finition
-
Surfaces Classe A identifiées
-
Niveau de finition pour chaque surface
-
Traitement de la ligne de séparation planifié
-
Exigences de texture spécifiées
-
Méthode de mesure définie
-
Critères d’acceptation documentés
Construction de moule
- Sé