Les composants des moules et des machines sont utilisés sous charge. Cette charge peut être statique, avec une intensité constante, ou bien fluctuante, variant dans le temps. En général, les cas impliquant des charges fluctuantes sont plus fréquents. De plus, il est connu qu'en raison de l'accumulation de charges répétées, un phénomène appelé fatigue se produit dans les pièces de machine, entraînant leur rupture à un niveau de contrainte nettement inférieur à celui provoqué par une charge statique.
Ce type de défaillance causé par l'accumulation de charges répétées est appelé rupture par fatigue. En général, des données statistiques montrent que la majorité des pièces de moule et des pièces de machine se rompent après environ 10⁷ cycles de contrainte répétée (10 millions de cycles). La contrainte limite inférieure qui provoque la rupture par fatigue est appelée limite de fatigue ; celle-ci est influencée par les facteurs suivants. En veillant à ce que ces facteurs ne deviennent pas défavorables, on peut augmenter la limite de fatigue.
Dans la conception de pièces de moule ayant des cycles de moulage courts et un nombre élevé de coulées, prendre des mesures pour augmenter la limite de fatigue peut conduire à une réduction des coûts d'entretien.
Facteurs affectant la limite de fatigue
- Résistance à la traction
- Effet d'entaille
- Effet de taille
- Rugosité de surface
- Corrosion
- Contrainte appliquée par d'autres pièces
- Température ambiante pendant l'usinage
- Température de l'environnement de service
- Vitesse de charge répétée
- Charge combinée
- Charge répétée
- Charge fluctuante
- Pause de charge
- Déformation par fatigue
Parmi les exemples courants de rupture par fatigue dans les pièces de moules d'injection plastique figurent la rupture des goujons de noyau, la destruction des cavités, la déformation par flambage des goupilles d'éjection et la rupture des ressorts hélicoïdaux.
Les concepteurs de moules doivent toujours garder à l'esprit la rupture par fatigue, même pour des charges faibles, dès lors qu'elles sont appliquées de manière répétée.