Comment fabriquer des moules en silicone : guide pratique

À travers l’histoire, les artisans ont utilisé des moules pour tout fabriquer, des armes de l’âge du bronze aux produits de consommation modernes. Les premiers moules étaient traditionnellement fabriqués en pierre, mais la science moderne a permis l’émergence de matériaux tels que le silicone, plus faciles à travailler.

Aujourd'hui, un grand nombre de secteurs utilisent le moulage en silicone. Les concepteurs de produits, les ingénieurs, les bricoleurs et même les cuisiniers fabriquent tous des moules en silicone pour créer des pièces uniques ou en petites séries.

Dans ce guide pratique de fabrication de moules en silicone, nous détaillons tout ce que vous devez savoir avant de démarrer, nous listons les éléments dont vous aurez besoin, et nous vous guidons pas à pas pour intégrer les moules en silicone à tous types de projets.


Livre blanc

Moulage en silicone pour la conception de produits

Téléchargez ce rapport pour découvrir les études de cas des entreprises OXO, Tinta Crayons et Dame Products, qui illustrent trois mises en œuvre différentes du moulage en silicone pour la conception et la fabrication de produits, dont le surmoulage et le moulage par insertion.

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Pourquoi fabriquer des moules en silicone ?

Le silicone est un matériau de choix pour la fabrication de moules, car il offre un grand nombre d’avantages. Vous pouvez personnaliser vos conceptions grâce au moulage en silicone. Ces moules sont durables et peuvent donc être utilisés de manière répétée sans risque de casse. L’origine minérale du silicone, en comparaison avec le caoutchouc, son équivalent organique, en fait un matériau hautement résistant à la chaleur et au froid, aux expositions chimiques et même aux champignons. Les principaux avantages des moules en silicone sont les suivants :

Flexibilité

La flexibilité du silicone en fait un matériau facile à travailler. Les moules en silicone sont souples et légers comparés à des matériaux plus rigides comme le plastique, et sont aussi plus faciles à retirer lorsqu’une pièce est terminée. Grâce à la grande flexibilité du silicone, le moule et la pièce fabriquée sont moins susceptibles de se briser ou de s’écailler. Vous pouvez utiliser des moules en silicone sur mesure aussi bien pour des composants techniques complexes que pour des glaçons à motif tropical ou des confiseries.

Stabilité

Le silicone supporte des températures entre -65 °C et 400 °C. De plus, il peut s’allonger jusqu’à 700 %, en fonction de sa formulation. Le silicone étant très stable sous toutes les conditions, les moules peuvent passer au four, être congelés et être étirés au moment du retrait.

Durabilité

Dans la plupart des cas, vous pouvez utiliser un moule en silicone de nombreuses fois. Néanmoins, il est important de noter que la durée de vie des moules peut grandement varier. Des moulages fréquents ou des conceptions complexes et détaillées entrainent une dégradation plus rapide du moule. Pour maximiser la durée de vie de vos moules en silicone, nettoyez-les avec de l’eau et un savon doux, séchez-les minutieusement et stockez-les à plat sans les empiler.

Limites

Bien que les avantages à travailler avec du silicone soient nombreux, il faut également être conscient de ses quelques limites :

  • Le silicone coûte plus cher que le latex ou les caoutchoucs naturels. Une comparaison rapide sur Amazon montre qu’un gallon (3,8 l) de silicone atteint souvent les 100 $, près du double du prix du latex.

  • Bien qu’il soit flexible, le silicone peut se déchirer s’il est trop étiré.

  • Tous les silicones n’ont pas exactement la même formulation. Achetez toujours votre silicone et tous vos matériaux de fabrication à un fournisseur fiable.

Applications courantes pour les moules en silicone

Les particuliers aussi bien que les professionnels utilisent les moules en silicone pour leur polyvalence et leur simplicité. Voici quelques exemples de secteurs et d’applications qui fabriquent des moules en silicone pour leur production :

Prototypage

De nombreux secteurs utilisent le moulage en silicone pour le prototypage et le développement de produits. Le coût des moules en silicone est significativement plus faible que celui de l’outillage en dur utilisé pour les procédés de fabrication traditionnels comme le moulage par injection. Le moulage en silicone est donc idéal pour le prototypage de produits, ainsi que pour créer des unités bêta afin de tester un marché et la réaction des clients à un nouveau produit. Bien que l’impression 3D soit plus adaptée pour créer des pièces uniques rapidement, les moulages en silicone et en uréthane sont idéaux pour des petites séries de pièces.


Webinaire

La production de transition avec l’impression 3D et l’uréthane

La production de transition (« bridge production ») est plus rapide que les méthodes traditionnelles de fabrication et est utile pour les petites séries ou quand la conception est susceptible d’évoluer. Regardez ce webinaire pour découvrir comment passer de l’impression 3D au moulage de petites séries pour arriver au moulage par injection.

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Joaillerie

Les joailliers utilisent des moules en silicone personnalisés pour dupliquer en cire des modèles sculptés à la main ou imprimés en 3D, ce qui leur permet de supprimer le long travail de main d'œuvre nécessaire pour créer des modèles en cire pour chaque nouvelle pièce, tout en continuant à mouler à partir de la cire. Cela représente une avancée notable pour la production en série, permettant au moulage à modèle perdu d'être utilisé à grande échelle. Grâce à la capacité des moules en silicone à refléter les moindres détails, les joailliers peuvent produire des pièces ornementées et des formes compliquées.

Moule en silicone vulcanisé à température ambiante (RTV) formé autour d’un master imprimé en 3D.


Livre blanc

Moulage de caoutchouc vulcanisé avec des masters imprimés en 3D

L'impression en 3D avec des matériaux haute performance permet aux joailliers et aux mouleurs de tirer profit des technologies numériques pour améliorer leur processus de production. Découvrez maintenant comment l'impression 3D peut être utilisée pour produire des pièces en métal de petite taille.

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Produits de consommation

Les créateurs utilisent les moules en silicone pour fabriquer de nombreux objets artisanaux personnalisés comme les savons ou les bougies. Même les fabricants de fournitures scolaires utilisent des moules en silicone pour façonner des craies ou des gommes.

Par exemple, Tinta Crayons, une petite entreprise australienne, utilise le moulage en silicone pour fabriquer des crayons aux formes ludiques avec beaucoup de détails.

Crayons en forme de robot moulés en silicone par Tinta Crayons. (source de l’image)

Alimentaire

Des moules en silicone de qualité alimentaire sont utilisés pour toutes sortes de confiseries fantaisie, dont les chocolats, les glaces à l’eau et les sucettes. Le silicone pouvant supporter la chaleur jusqu’à 400 °C, les moules peuvent également être utilisés pour la cuisine. Les petites pâtisseries comme les muffins ou les cupcakes lèvent bien dans les moules en silicone.

Projets de bricolage

Les artistes et les bricoleurs indépendants utilisent souvent le moulage en silicone pour leurs créations uniques. Les moules en silicone peuvent être utilisés pour créer ou reproduire de nombreux objets comme des boules de bain ou des friandises pour chien : tout est possible. Un projet amusant pour les enfants peut être de créer un moulage de leur main en silicone. Il faut juste s’assurer de choisir un silicone sans danger pour la peau.

Comment fabriquer des modèles de moules en silicone

Le modèle, parfois appelé le master, est la pièce utilisée pour créer un négatif précis pour votre moule en silicone. Si vous cherchez simplement à reproduire un objet existant, vous pouvez utiliser cet objet comme modèle. Vous devez juste vous assurer que l’objet pourra supporter le processus de fabrication du moule.

Pour créer une nouvelle forme ou un prototype, vous devez d’abord fabriquer votre modèle. Plusieurs options sont possibles. Voici quelques méthodes pour fabriquer des modèles de moules en silicone :

  • Le modelage : si vous êtes un sculpteur talentueux ou si vous prévoyez une forme relativement simple, vous pouvez créer votre modèle à l’argile. Le modelage peut aussi être amusant pour les enfants et économique pour les bricoleurs.

  • La sculpture : vous pouvez créer votre modèle en bois. Les masters en bois sculpté sont un très bon choix pour fabriquer des carreaux ou des objets plats.

  • L’impression 3D : de nombreux concepteurs professionnels choisissent de fabriquer des modèles par impression 3D. Les imprimantes 3D de bureau offrent de nombreux avantages, parmi lesquels la souplesse de conception des logiciels de CAO, une grande précision, la facilité à modifier les prototypes et des délais d’exécution courts.

Une fois que vous avez votre modèle, vous pouvez démarrer la fabrication de votre moule en silicone.

Démarrer la fabrication de votre moule en silicone

Voici tous les éléments dont vous avez besoin pour fabriquer un moule en silicone :

  • Un modèle master

  • Du silicone liquide, par exemple OOMOO 30 de Smooth-On

  • Une boîte ou un contenant non poreux

  • Un agent démoulant, comme Universal mold release de Smooth-On

  • De la cire, de la résine ou tout autre matériau pour l’utilisation finale

Moules en silicone en une pièce ou en deux pièces

Avant de démarrer la fabrication de vos moules, vous devez déterminer quel type de moule vous souhaitez créer. 

Les moules en silicone d’une pièce sont comme des bacs à glaçons. Vous remplissez le moule puis laissez le matériau durcir. Néanmoins, comme les bacs à glaçons qui créent une face plane, les moules d’une pièce ne sont utilisables que pour des formes comportant une surface plane. Si votre master comporte des contre-dépouilles profondes, il sera aussi plus difficile à retirer. Il en sera de même pour les pièces terminées qui seront difficiles à retirer sans dommage, une fois le silicone durci.

Si ces contraintes ne posent pas problème dans votre cas précis, un moule en silicone d’une pièce est le moyen idéal de créer une reproduction 3D homogène de votre master sur toutes les autres faces.

Les moules en silicone d’une pièce sont idéaux pour les formes comportant une surface plane et pas de contre-dépouilles profondes.

Un moule en silicone en deux pièces est plus adapté pour reproduire un master 3D sans surface plane ou avec des contre-dépouilles profondes. Le moule est constitué de deux pièces qui s’emboîtent pour former une cavité 3D que l’on peut remplir (similaire au moulage par injection).

Les moules en deux pièces ne laissent pas de surface plane et sont plus faciles à manipuler que les moules d’une pièce. Par contre, ils sont un peu plus complexes à créer et des joints apparents peuvent se former si les deux pièces ne sont pas exactement alignées.

Les moules en silicone en deux pièces peuvent reproduire tout type de master. (source de l’image)

Comment fabriquer des moules en silicone

Tout d’abord, vous devez décider si vous souhaitez utiliser un moule en une pièce ou en deux pièces. C’est le même processus de fabrication pour les deux types de moules, mais créer un moule en deux pièces prendra un peu plus de temps. Vous pouvez utiliser les instructions étape par étape suivantes pour créer vos propres moules en silicone.

Moule en silicone d’une pièce

  1. Créer le master du produit : c’est la forme de votre produit fini, qui sera dupliquée dans un autre matériau. Lorsque vous imprimez sur une imprimante 3D stéréolithographique (SLA), utilisez n’importe quelle résine standard avec une épaisseur de couche de 50 microns. Veillez à ne pas avoir de traces de support sur le motif. Lavez minutieusement les pièces avec de l’alcool isopropylique. Toute viscosité résiduelle sur la surface peut nuire au processus de moulage.

  2. Construire le boîtier du moule : le MDF enduit est un choix classique pour la boîte de confinement du moule en silicone, mais un simple contenant en plastique déjà existant peut aussi faire l’affaire. L’essentiel est d’avoir un matériau non poreux et un fond plat.

  3. Disposer le master et appliquer l’agent démoulant : commencez par pulvériser légèrement l’intérieur de votre boîtier avec votre agent démoulant. Positionnez les masters dans la boîte, avec les motifs vers le haut. Pulvérisez-les également avec l’agent démoulant. Il faudra ensuite à peu près 10 minutes pour qu’ils soient bien secs.

  4. Préparer le silicone : mélangez le caoutchouc silicone en suivant les instructions de son emballage. Vous pouvez utiliser un appareil vibrant comme une ponceuse électrique à main pour éliminer les bulles d’air.

  5. Verser le silicone dans le boîtier du moule : faites couler lentement le caoutchouc silicone mélangé dans la boîte de confinement. Visez d’abord le fond pour que le silicone remonte le long des contours de votre master imprimé en 3D. Recouvrez-le d’au moins un centimètre de silicone. Le processus de polymérisation prendra entre une heure et une journée, en fonction de la marque et du type de silicone.

  6. Démouler le silicone : une fois la polymérisation terminée, décollez le silicone du boîtier et ôtez les masters. Vous avez maintenant le moule, de type bac à glaçons, qui va servir à couler vos produits finis.

  7. Mouler la pièce : une fois encore, il est préférable de pulvériser légèrement le moule en silicone avec l’agent démoulant et de le laisser sécher pendant 10 minutes. Versez votre matériau final (cire ou béton, par exemple) dans les cavités et laissez-le durcir.

  8. Préparer le moule pour le moulage suivant : vous pouvez utiliser ce moule en silicone de nombreuses fois. Revenez à l’étape précédente et répétez la procédure.

Moules en silicone en deux pièces

Pour créer un moule en deux pièces, commencez par les deux premières étapes ci-dessus (créer le master et construire le boîtier). Puis suivez les étapes suivantes pour créer un moule en deux pièces :

  1. Disposer les masters dans de l’argile : utilisez l’argile pour former ce qui deviendra une moitié de votre moule à la fin du processus. L’argile doit être placée dans le boîtier du moule avec la moitié du master qui en ressort.

  2. Préparer et verser le silicone : suivez les instructions sur l’emballage pour préparer le silicone et versez-le doucement dans le boîtier du moule par-dessus l’argile et les masters. Cette couche de silicone constituera une moitié de votre moule.

  3. Retirer le tout du boîtier du moule : une fois votre premier moule polymérisé, retirez le moule en silicone, les masters et l’argile du boîtier. Ce n’est pas un problème si les couches se séparent au moment de l’extraction.

  4. Nettoyer l’argile : retirez toute l’argile pour faire apparaître votre premier moule en silicone et les masters. Assurez-vous de bien nettoyer les masters et le moule.

  5. Remettre le moule et les masters dans le boîtier : introduisez le moule en silicone existant et les masters (disposés dans le moule) dans le boîtier du moule, cette fois-ci vers le haut plutôt que vers le bas.

  6. Appliquer l’agent de démoulage : appliquez une fine couche d’agent de démoulage sur le dessus de votre master et du moule en silicone existant pour faciliter le démoulage.

  7. Préparer et verser le silicone pour le second moule : préparez et versez le silicone dans le boîtier pour créer votre second moule, en suivant les mêmes instructions que précédemment.

  8. Attendre la polymérisation du second moule : laissez le temps à votre second moule de polymériser avant d’essayer de le retirer du boîtier.

  9. Démouler les pièces : retirez les deux moules en silicone du boîtier et détachez-les doucement l’un de l’autre.

Des possibilités infinies grâce aux techniques de moulage en silicone

Que ce soit pour des produits alimentaires, des figurines ou des composants commerciaux, les processus de production sont divers et variés. Différentes méthodes de production sont fréquemment combinées pour obtenir les meilleurs résultats. Il s’agit donc de comprendre les avantages et les inconvénients de chaque méthode pour pouvoir prendre les meilleures décisions concernant votre projet. 

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