Test de performances : pourquoi les moules en graphite sont le nouveau choix pour la fabrication haut de gamme

Le marché mondial des moules connaît une transformation structurelle en 2025. Selon le dernier rapport de l'Association internationale des fournisseurs de l'industrie des moules, du matériel et du plastique (IMHX), le taux de pénétration des moules en graphite dans la fabrication haut de gamme est passé de 18 % en 2023 à 32 % en 2025, tandis que la part de marché des moules en acier traditionnels a chuté de 9 points de pourcentage d'une année sur l'autre. Derrière ces données se cachent les avantages significatifs des matériaux graphite en termes de performances de base telles que la résistance aux températures élevées et le moulage de précision, qui conduisent à une révolution de la production dans des secteurs tels que l'automobile, les semi-conducteurs et l'aérospatiale.

Core Performance PK : moules en graphite par rapport aux moules en acier traditionnels

Lors du salon international de la fabrication de précision (PrecisionTech 2025) qui s'est tenu à Munich, en Allemagne, en décembre, un « défi de performance des moules » a démontré intuitivement l'écart entre les deux. Les données de test ont montré que dans un scénario de moulage sous pression d'un alliage d'aluminium à 1 600 ℃, les moules traditionnels en acier H13 présentaient une déformation de 0,3 mm après 8 heures d'utilisation continue, avec une rugosité de surface augmentant jusqu'à Ra1,2 μm ; en revanche, les moules constitués de pièces en graphite de haute pureté ne présentaient qu'une déformation de 0,05 mm après 12 heures de fonctionnement continu, maintenant ainsi la rugosité de la surface en dessous de Ra0,4 μm sans nécessiter de refroidissement et de maintenance fréquents.

"Dans le passé, lors de la production de pales de moteurs d'avion, les moules en acier devaient être remplacés toutes les 50 pièces moulées. Aujourd'hui, avec les moules en graphite, cela peut être étendu jusqu'à 300 fois, réduisant ainsi les coûts globaux de 40 %", a déclaré le directeur technique d'une entreprise de fabrication aérospatiale présente au salon. De plus, la légèreté des moules en graphite est également très appréciée : à taille égale, les moules en graphite pèsent seulement 1/5 des moules en acier, ce qui réduit considérablement la charge mécanique des lignes de production automatisées et abaisse les taux de défaillance des équipements de 25 %.

Expansion des applications : pénétration complète des semi-conducteurs vers les nouvelles énergies

Dans le domaine des semi-conducteurs, les supports de tranches en graphite isostatique sont devenus le choix le plus répandu. Les données d'une usine TSMC montrent qu'après l'utilisation de supports en graphite isostatique, l'erreur de précision de transmission des tranches de 12 pouces est contrôlée à ± 0,01 mm, soit une amélioration de 60 % par rapport aux supports en céramique, et le rendement des puces a augmenté de 8 %. La teneur ultra-faible en impuretés (≤ 3 ppm) de ce matériau peut efficacement éviter la contamination des plaquettes par des ions métalliques pendant les processus à haute température, répondant aux exigences des processus de fabrication avancés de 7 nm et moins.

L’essor du nouveau secteur de l’énergie a encore entraîné une augmentation de la demande de moules en graphite. Dans le processus de formation des pièces polaires des batteries au lithium, les moules en caoutchouc traditionnels sont sujets au débordement des bords, ce qui entraîne un taux de rebut pouvant atteindre 12 % ; en revanche, les moules en graphite peuvent obtenir une formation sans bavures des bords des pièces polaires grâce à des motifs microstructurés gravés au laser, réduisant ainsi le taux de rebut à moins de 3 %. Une entreprise leader dans le secteur des batteries électriques a révélé qu'après le passage aux moules en graphite, la capacité de production quotidienne de sa ligne de production a augmenté de 12 000 pièces, économisant ainsi plus de 20 millions de yuans par an.

Résoudre les problèmes du secteur : les services de personnalisation accélèrent le remplacement du marché

Malgré leurs avantages évidents, la demande de personnalisation des moules en graphite était autrefois un problème pour l'industrie : les cycles de traitement traditionnels duraient 20 à 30 jours, ce qui rendait difficile de suivre le rythme rapide des itérations de fabrication. Aujourd'hui, les grandes entreprises ont raccourci le cycle de personnalisation à 7 à 10 jours grâce à un processus combiné « impression 3D + finition de précision CNC ». Un fabricant de moules en graphite a lancé une « solution unique » qui peut simultanément compléter l'ensemble du processus de conception du moule, de sélection des matériaux et de tests de performances sur la base des dessins de pièces fournis par les clients, ainsi qu'un service de maintenance gratuit d'un an.

Ce modèle de service efficace est de plus en plus reconnu sur le marché international. Au troisième trimestre 2025, les exportations chinoises de moules en graphite vers l'Europe ont augmenté de 58 % sur un an, les constructeurs automobiles allemands représentant 35 % des achats. "Les moules en graphite résolvent non seulement nos problèmes d'efficacité de production, mais leur nature recyclable est également conforme aux exigences européennes de réduction des émissions de carbone", a déclaré un responsable des achats du groupe Bosch. Après le traitement de purification, le taux de récupération des matériaux des moules en graphite usagés peut atteindre 80 %, aidant ainsi les entreprises à réduire leur empreinte carbone.

Tendances futures : l'innovation matérielle entraîne de nouvelles avancées en matière de performances

Les experts du secteur prédisent que les moules en graphite évolueront vers des directions « plus performantes et plus intelligentes » en 2026. D'une part, la recherche et le développement de matériaux composites en graphite à base de graphène ont réalisé des percées, avec leur résistance à la flexion 40 % supérieure à celle du graphite traditionnel, répondant aux besoins de scénarios extrêmes tels que les chambres de combustion des moteurs d'avion ; d'autre part, des moules intelligents en graphite équipés de capteurs de température et de pression permettront une production de masse, optimisant le processus de moulage grâce à un retour de données en temps réel pour améliorer encore la cohérence du produit.

À mesure que l'industrie manufacturière mondiale se transforme vers une « technologie avancée et de haute précision », le processus de remplacement du marché des moules en graphite continuera de s'accélérer. Comme indiqué dans le rapport IMHX : « Au cours des 5 prochaines années, les moules en graphite domineront le marché des moules haut de gamme et deviendront l'un des principaux indicateurs pour mesurer la compétitivité technologique des entreprises manufacturières. »