Aperçu du Projet
Un fabricant britannique de terminaux de paiement développant un dispositif POS de nouvelle génération pour le marché européen avait besoin d’un moule de production pour le boîtier du terminal — un ensemble d’injection bi-matière combinant un rail noir de PC pour lecteur de carte avec une coque principale blanche en PC UL V-0, une cloison centrale et une structure de nervures internes. L’ensemble complet mesure 106 × 146 × 56 mm et pèse 110 grammes.
Le boîtier intègre un rail de guidage de précision pour lecteur de carte en PC noir, une coque structurelle en PC blanc avec parois de 3 mm, une cloison centrale de 1,5 mm, des nervures de renfort de 1 mm, une plaque de blindage métallique et des contacts surmoulés dans la cloison centrale, et une grille de haut-parleur intégrée sur un côté. Chacune de ces caractéristiques doit être produite en un seul cycle de moule rotatif bi-injection.
Spécifications de la Pièce
| Paramètre | Spécification |
|---|---|
| Produit | Ensemble boîtier de terminal de paiement POS |
| Localisation du client | Royaume-Uni |
| Dimensions | 106,0 × 146,0 × 56,0 mm |
| Poids (ensemble complet) | 110 g |
| Épaisseur de paroi du boîtier | 3,0 mm |
| Épaisseur de la cloison centrale | 1,5 mm |
| Épaisseur des nervures | 1,0 mm |
| Première injection (noir) | PC — rail du lecteur de carte |
| Deuxième injection (blanc) | PC UL V-0 — coque principale, cloison, nervures |
| Inserts métalliques | Plaque de blindage + contacts (surmoulés) |
| Caractéristiques spéciales | Grille de haut-parleur intégrée en paroi latérale |
| Application | Terminal de paiement, POS financier |
Approche Technique
Stratégie Bi-Injection — Pourquoi pas deux moules séparés ?
Le client a d’abord envisagé de fabriquer le rail noir et la coque blanche comme deux pièces séparées. Cette approche aurait simplifié la conception du moule mais introduisait trois problèmes :
Alignement du chemin de carte. Le rail du lecteur de bande magnétique exige ±0,2 mm sur toute la longueur de glissement. Un composant noir séparé introduit une accumulation de tolérances d’assemblage. Un moule bi-injection forme le rail noir et la coque blanche comme une pièce unique liée moléculairement, éliminant trois interfaces d’assemblage.
Protection contre l’intrusion. Les terminaux POS en environnement commercial sont exposés aux boissons renversées et aux produits de nettoyage. Un assemblage en deux parties crée un chemin d’entrée d’humidité qu’un boîtier bi-injection monobloc élimine.
Preuve d’effraction. Les terminaux de paiement sont soumis aux exigences PCI PTS de résistance à l’effraction physique. Un boîtier bi-injection où le rail noir est lié de façon permanente à la coque blanche rend toute tentative de séparation visiblement destructrice.
Sélection du Matériau — Pourquoi PC pour les deux injections ?
Utiliser du PC pour les deux injections était une décision d’ingénierie délibérée. Le procédé bi-injection exige que les matériaux se lient au niveau moléculaire lors du surmoulage.
PC noir (première injection) a été choisi pour sa résistance à l’usure (>500 000 glissements), sa stabilité dimensionnelle (retrait 0,5–0,7 %) et sa compatibilité thermique avec la deuxième injection.
PC blanc UL V-0 (deuxième injection) a été choisi pour sa combinaison d’ignifugation et de propriétés mécaniques. La certification UL V-0 à 3 mm d’épaisseur est une exigence obligatoire pour les terminaux de paiement en environnements commerciaux européens selon IEC 62368-1.
Surmoulage d’Inserts Métalliques
La cloison centrale intègre deux inserts métalliques :
- Plaque de blindage — Tôle d’acier inoxydable de 0,3 mm pour le blindage électromagnétique.
- Points de contact — Contacts en laiton à ressort pour le chemin de terre.
Le contrôle critique du procédé consiste à empêcher la bavure plastique d’empiéter sur les surfaces de contact. Une bavure de 0,05 mm sur un contact de terre crée une connexion électrique intermittente. Le moule incorpore des surfaces de fermeture positive autour de chaque point de contact avec un jeu de 0,02 mm.
Gestion des Épaisseurs de Paroi Variables
Le boîtier présente trois zones d’épaisseur — 3 mm, 1,5 mm et 1 mm — remplies pendant la même deuxième injection. La solution a été une stratégie d’injection multipoint avec 3–4 points d’entrée. La température du moule de 85–95°C maintient la surface de l’empreinte assez chaude pour que les sections de 1 mm se remplissent complètement.
Détails de Conception du Moule
| Paramètre | Détail |
|---|---|
| Type de moule | Moule à injection rotatif bi-injection |
| Empreintes | 1+1 (plateau rotatif, index 180°) |
| Acier du moule | P20 (noyau et cavité) |
| Premier poste | PC noir — rail du lecteur de carte |
| Deuxième poste | PC blanc UL V-0 — coque, cloison, nervures |
| Système de canaux | Canal chaud, contrôle par valve à tiroir |
| Chargement des inserts | Chargement manuel, fixation par pions de positionnement |
| Refroidissement | Refroidissement conforme au deuxième poste |
| Éjection | Éjecteur multipoint avec libération séquencée |
| Surfaces de fermeture | Jeu de 0,02 mm aux points de contact des inserts |
| Durée de vie du moule | 300 000 injections |
Procédé de Moulage par Injection
Première Injection — PC Noir (Rail du Lecteur)
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Matériau | PC noir, haute fluidité, résistant UV |
| Température du fourreau | 270–285°C (zonée) |
| Température de buse | 295°C |
| Température du moule | 85–95°C |
| Pression d’injection | 95–115 MPa |
| Pression de maintien | 80–95 MPa |
| Temps de maintien | 2–3 s |
| Temps de refroidissement | 12–15 s |
Deuxième Injection — PC Blanc UL V-0 (Coque Principale)
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Matériau | PC blanc, haute fluidité, UL V-0 |
| Température du fourreau | 280–300°C (zonée) |
| Température de buse | 305°C |
| Température du moule | 85–95°C |
| Pression d’injection | 80–105 MPa |
| Pression de maintien | 70–90 MPa |
| Temps de maintien | 2–3 s |
| Temps de refroidissement | 18–22 s |
| Points d’injection | 3–4 points multiples |
| Séchage du matériau | 120°C × 4 heures, humidité <0,02 % |
Contrôle Qualité
Chaque lot est soumis à un protocole d’inspection structuré :
- Inspection dimensionnelle — MMT sur première pièce et échantillonnage 1:200 ; largeur du rail vérifiée en 5 points contre ±0,2 mm
- Intégrité de liaison bi-injection — Microscopie de coupe transversale à la ligne de liaison ; aucune délamination, vide ou contamination
- Qualité de surmoulage des inserts — Test de continuité à 100 % ; inspection de surface de contact sous 10×
- Inspection de la grille — Inspection visuelle rétroéclairée à 100 %
- Aspect de surface — Inspection visuelle à 100 % sous 800 lux
- Vérification UL V-0 — Essai de combustion verticale selon UL 94
- Essai de chute — Chute libre de 1,0 m sur béton, 6 orientations
- Cyclage thermique — -20°C à +60°C, 50 cycles ; variation dimensionnelle <0,1 mm
- Durabilité au glissement — 500 000 cycles ; usure du rail <0,05 mm
- Cohérence du poids — Variation <1,5 %, selon le protocole de contrôle qualité
Résultats
| Métrique | Objectif | Atteint |
|---|---|---|
| Précision dimensionnelle du rail | ±0,2 mm sur 106 mm | Cpk = 1,52 |
| Résistance de liaison bi-injection | Aucune délamination | ✅ Réussi |
| Continuité des contacts d’inserts | 100 % | ✅ 100 % |
| Taux de remplissage de la grille | 100 % | 99,8 % |
| Essai de flamme UL V-0 | Extinction ≤10 s | ✅ Réussi (8,5 s) |
| Essai de chute (1,0 m) | Aucune fissure | ✅ Réussi |
| Cyclage thermique | Δ <0,1 mm | Δ = 0,04 mm |
| Durabilité (500k cycles) | Usure <0,05 mm | 0,02 mm |
| Variation de poids (1re inj.) | <1,5 % | 1,1 % |
| Variation de poids (2e inj.) | <1,5 % | 1,3 % |
| Coût par pièce | ≤¥28,00 | ¥24,50 |
Cette étude de cas démontre la capacité de JBRplas pour le moulage par injection bi-injection complexe — y compris moule rotatif avec intégration moléculaire PC noir/blanc, surmoulage d’inserts métalliques pour blindage EMI, contrôle dimensionnel de qualité financière et vérification qualité intégrée pour les exigences de certification des terminaux de paiement.
