Lorsqu'il s'agit de produire rapidement des composants en plastique de haute qualité, les deux procédés que sont l'impression 3D et le moulage par injection sont considérés comme les plus économiques. Alors que le moulage par injection est une méthode de fabrication éprouvée dans le domaine de la production en série, voire en grande quantité, les fabricants sont encore sceptiques quant à l'impression 3D. La fabrication additive est parfaitement adaptée aux prototypes - mais pour la production de grandes séries ?
Avec cet article, nous souhaitons vous fournir une aide à la décision et répondre à la question de savoir quand quelle méthode de production est adaptée à vos composants.
Le moulage parinjection est utilisé pour la production de pièces en plastique identiques en grandes ou très grandes séries. Dans le processus de moulage par injection, un moule négatif de la pièce à produire est d'abord conçu, puis fraisé dans un matériau solide - généralement de l'aluminium ou de l'acier. Ce moule est ensuite installé sur la machine de moulage par injection. Le matériau liquéfié et chauffé est alors injecté dans le moule, s'y refroidit et peut ensuite être retiré du moule sous forme de composant fini.
L'impression 3D, en revanche, ne nécessite pas la production préalable d'un moule. Dans le processus de fabrication additive, le composant respectif est créé couche par couche dans l'espace de construction de l'imprimante 3D. Une fois l'impression terminée, le composant peut simplement être retiré de l'imprimante. En fonction de la technologie, il peut être nécessaire de retirer ensuite les structures de support.
Le moule nécessaire à la production de composants moulés par injection est complexe à fabriquer et implique donc des coûts initiaux élevés. Les modifications de la géométrie des composants impliquent toujours un ajustement du moule, ce qui prend du temps et engendre donc des coûts supplémentaires. Les avantages du procédé de moulage par injection résident dans sa grande précision et sa rapidité. Le moulage par injection présente un avantage lorsqu'il s'agit de produire des volumes très importants avec des tolérances serrées ou des qualités de surface très élevées.
L'impression 3D élimine complètement le coût initial de fabrication des moules. Les composants peuvent être fabriqués directement à partir du fichier de conception (CAO) sans aucun détour. Toute modification de la géométrie des composants peut également être mise en œuvre en cours de production sans grande perte de temps. Certaines géométries ne peuvent même être produites qu'à l'aide de procédés d'impression 3D ! Les procédés d'impression 3D présentent toujours un avantage lorsqu'il s'agit d'une production en série aussi flexible que possible, avec la possibilité d'apporter des modifications rapides, même pendant la production en cours.
PS : des séries de 10'000 pièces sont facilement réalisables avec l'impression 3D, pour en savoir plus : vers le blog
Pour prendre une décision pour ou contre un procédé dans le domaine de la production en série de composants en plastique, plusieurs paramètres doivent être considérés et comparés. Les critères de décision les plus importants sont les suivants :
Les procédés d'impression 3D, en revanche, offrent la possibilité d'adapter ou de modifier les composants à tout moment. En intervenant numériquement sur les données de conception existantes, les optimisations du composant peuvent être réalisées en un temps très court et mises en œuvre immédiatement avec le prochain lot de pièces à imprimer.
Les procédés modernes d'impression 3D tels que le traitement numérique de la lumière (DLP), la fusion par absorption sélective (SAF) ou la fusion multijet (MJF) permettent désormais de produire de manière économique des composants en plastique en grandes séries, jusqu'à 10 000 unités. En particulier lorsque plusieurs composants peuvent être imprimés ensemble en une seule étape de production, la fabrication additive offre un immense avantage en termes de temps, même pour les grandes séries.
Le moulage par injection est le procédé le plus avantageux pour les grandes séries de plus de 10 000 pièces si aucune modification de la géométrie n'est à prévoir. En raison des coûts initiaux élevés de l'outil de moulage par injection, les quantités sont limitées vers le bas - en dessous de 1000-10 000 pièces, la production d'un outil n'est généralement pas rentable.
Même si les imprimantes 3D modernes peuvent superposer les couches les plus fines, les détails des couches individuelles d'un composant sont toujours visibles et perceptibles. Cela rend le post-traitement nécessaire si les composants doivent avoir des surfaces particulièrement lisses (par exemple, les éléments de roulement dans la construction mécanique). Cependant, en fonction de la géométrie des composants, les technologies DLP (Digital Light Processing) et SLA (Stereolithography) permettent égalementd'obtenir dessurfaces similaires au moulage par injection.
Dans le moulage par injection, le matériau est versé dans le moule en une seule opération, de sorte qu'aucune couche n'est visible et qu'aucune bavure n'est perceptible. La qualité de la surface est toujours identique tout au long de la production en série, et les retouches ne sont pas du tout nécessaires ou peuvent être effectuées de manière rentable à l'aide de processus de finition automatisés.
Avant de pouvoir produire des pièces moulées par injection, il faut d'abord fabriquer le moule des pièces. Ensuite, la presse à injecter doit être réglée et adaptée à la production en série. Ces différentes étapes de travail augmentent considérablement les temps de passage. Une autre perte de temps se produit si des modifications du composant sont nécessaires pendant la production. Dans ce cas, le moule existant doit être retravaillé ou même fabriqué à partir de zéro.
Avec le processus d'impression 3D, il n'est pas nécessaire d'inclure dans le calcul des travaux préparatoires fastidieux ou des temps de préparation. Une fois que les données de conception ont été créées, la production peut commencer immédiatement. Les modifications apportées à la géométrie de la pièce peuvent être mises en œuvre immédiatement dans les fichiers de conception et incorporées dans le lot d'impression suivant. Cela rend le processus d'impression 3D particulièrement intéressant pour les travaux où le temps est compté.
PS : Chez Jellypipe, vous pouvez voir immédiatement le prix et le délai de livraison dans le magasin après avoir téléchargé un fichier, et vous pouvez décider librement de ce qui est le plus important pour vous. Vous pouvez accéder à un magasin comme suit (sélectionnez le partenaire, cliquez sur le lien du magasin) : Vérifier maintenant
Les composants moulés par injection sont limités en termes de géométries possibles - car seuls sont possibles les contours qui peuvent être représentés dans le moule négatif à l'aide de procédés d'usinage. Les géométries complexes peuvent être réalisées à l'aide de glissières ou d'outils spéciaux, mais elles se situent alors à un autre niveau en termes de coût.
Avec les procédés d'impression 3D, en revanche, la liberté de conception est maximale. Pratiquement toutes les géométries, ainsi que des pièces mobiles ou des assemblages entiers, peuvent être produits avec une imprimante 3D. Plus la conception d'un composant est complexe, plus les avantages offerts par les procédés modernes d'impression 3D sont importants.
Ce qui suit s'applique aux pièces moulées par injection : La première pièce d'une série est la même que la dernière. Des modifications dans la production en cours, par exemple des contours adaptés ou des géométries optimisées, ne sont toujours possibles qu'en adaptant le moule utilisé. Cet outil doit être retravaillé sur une fraiseuse ou fabriqué entièrement à neuf. Pendant cette période, la production en série proprement dite des composants en plastique est à l'arrêt.
Les procédés d'impression 3D, en revanche, offrent la possibilité d'adapter ou de modifier les composants à tout moment. En intervenant numériquement sur les données de conception existantes, des optimisations du composant peuvent être réalisées en un temps très court et immédiatement mises en œuvre avec le prochain lot de pièces à imprimer.
Lors de la production de pièces par moulage par injection, il n'y a pratiquement pas de déchets, car on introduit toujours dans le moule exactement la quantité de matériau nécessaire à la fabrication de chaque composant. Cependant, le moulage par injection est un processus très gourmand en énergie, et ce à deux égards. En effet, tant la production du moule que la fabrication des composants nécessitent le fonctionnement de machines qui, dans certains cas, utilisent des moteurs électriques d'une puissance de plusieurs kilowatts. À cela s'ajoute l'utilisation de matériaux auxiliaires et de fonctionnement nuisibles à l'environnement, tels que des huiles ou des réfrigérants lubrifiants. Enfin, la production de moules génère des déchets sous forme de copeaux, qui doivent être éliminés à grands frais et intégrés dans le circuit de recyclage.
Dans le cas des pièces imprimées en 3D, un minimum de déchets est généré lorsque les structures de support doivent être retirées ou les bords lissés. Mais c'est à peu près tout, car la fabricationne nécessite pas de matériaux de fonctionnement ou auxiliaires, ni de gros moteurs électriques. Par conséquent, l'impression 3D présente un avantage certain en matière de fabrication durable en utilisant le moins possible de ressources.
Le processus d'impression 3D et le processus de moulage par injection présentent tous deux leurs propres avantages et inconvénients. Le grand avantage est d'utiliser les deux de manière économique.
Vous devriez utiliser le processus de moulage par injection pour produire vos composants si :
Le processus d'impression 3D, quant à lui, est à privilégier lorsque :
Vous avez encore des questions sur la méthode de production optimale pour votre composant ou vous souhaitez discuter avec nous d'un projet spécifique ? Alors appelez-nous ou écrivez-noustout de suite! Nos experts sont à votre disposition à tout moment et se réjouissent de vous entendre !
Vous avez besoin d'une qualité de surface et de géométries optimales pour l'impression 3D ? Que diriez-vous de la technologie du moulage à la cire perdue ? Le procédé hybride combine les avantages.
Lisez maintenant : technologie hybride de la fonderie de précision
Restez informé grâce à notre newsletter.
