Lors de la conception de pièces en plastique pour la fabrication, le processus que vous souhaitez rationaliser dépend de nombreux facteurs, tels que la géométrie des pièces, la quantité, la fonction, le matériau et la position dans le cycle de développement. L'impression 3D et le moulage par injection sont deux procédés de fabrication de premier plan ; cependant, quelle approche est la meilleure reste à décider. Par conséquent, dans cet article, nous aborderons les avantages et les conditions d'utilisation de ces deux procédés.
Quels sont les avantages de impression en 3D?
Voici une partie des avantages significatifs associés à l'impression 3D :
- Rapide et polyvalent
L'impression 3D est recommandée pour le prototypage précis et reproductible et la production de pièces d'utilisation finale à faible volume afin d'assurer une livraison plus rapide des composants. Nul doute que la technologie de l'impression 3D appartient à l'origine au prototypage rapide de pièces. Mais il est maintenant apparu comme une fabrication viable pour les pièces de production d'utilisation finale soutenue par des matériaux et des processus avancés.
- Concevoir des géométries complexes
Pour la fabrication de pièces dont la géométrie est relativement simple, le moulage par injection ou l'usinage CNC peut être une solution plus appropriée et plus rentable. Mais pour les géométries complexes organiques et complexes, les pièces nécessitant plusieurs itérations et les pièces en plastique de petite taille, l'impression 3D peut être une solution préférable. En règle générale, l'approche de fabrication additive offre une plus grande liberté de conception que le moulage par injection ou les approches de fabrication conventionnelles. Néanmoins, la condition est que le processus de conception ait été mené efficacement car sinon, le degré de liberté peut être plus coûteux et plus chronophage pour les fabricants.
- Combinaison d'assemblages de pièces
Comme indiqué ci-dessus, l'avantage le plus important de la FA est qu'elle offre une liberté considérable pour la conception de géométries de pièces complexes. Dans le même temps, la possibilité de consolider des assemblages de pièces existants, qui sont généralement constitués de plusieurs pièces, en une seule pièce est un autre avantage important offert par l'impression 3D. En fin de compte, cela conduit à l'élimination des coûts d'assemblage. Par exemple, moins de main-d'œuvre est nécessaire, les coûts d'exploitation sont réduits et les risques d'échec à tout moment sont moindres.
- Haute durabilité des pièces en poids léger
Les matériaux additifs utilisés dans l'impression 3D offrent une excellente durabilité tout en étant légers. C'est la raison de l'utilisation de pièces imprimées en 3D dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile. Bien que nous ne considérions la matière plastique que comme un additif dans cet article, l'aluminium imprimé (ALSi10Mg) est également l'un des matériaux les plus adoptés pour la production de pièces d'utilisation finale.
- Option de personnalisation
La flexibilité de personnalisation des pièces imprimées en 3D est un autre avantage notable de la fabrication additive. Dans ce sens, la production de pièces d'utilisation finale à faible volume, y compris les dispositifs médicaux centrés sur le patient, les appareils portables et les pièces aérospatiales hautement performantes à faible volume, semble idéale en utilisant l'impression 3D. De plus, les options de personnalisation disponibles avec la FA sont sans précédent puisqu'elles permettent la reconstruction de pièces de faible volume, préalablement moulées ou coulées.
Quels sont les avantages du moulage par injection ?
Le moulage par injection présente également certains avantages liés à son utilisation en tant que processus de fabrication :
- Prix inférieur
La rentabilité est un avantage important du moulage par injection. Par exemple, le coût de l'outillage du moule en aluminium varie de $5000 à $80 000, selon la conception de la pièce et le nombre de composants requis. Ainsi, si vous recherchez la production à grande échelle d'une pièce spécifique, le coût d'outillage du moule sera satisfait de l'augmentation de la quantité.
- Une large gamme de choix de matériaux
Les matières premières utilisées dans le moulage par injection sont les résines thermoplastiques, les élastomères et les options de caoutchouc de silicone liquide. Dans cette gamme, des milliers de matériaux entrent dans la catégorie des matériaux utilisés dans le processus de fabrication réalisé par moulage par injection. En revanche, seuls quelques matériaux sont disponibles qui peuvent être utilisés dans l'impression 3D. De plus, la disponibilité de cette gamme de matériaux beaucoup plus étendue fait du moulage par injection le procédé de fabrication le plus célèbre et le plus adopté par de nombreuses industries. À cet égard, les propriétés, les fonctions, les applications des pièces peuvent également être contrôlées avec l'ajout du matériau souhaité comme matière première.
- Grands Volumes
Parmi les nombreux avantages du moulage par injection, la capacité de production utilisant cette approche devient trop élevée. Après l'investissement initial dans l'outillage du moule, le moule peut être utilisé pour produire des milliers de pièces avec une large gamme de tailles et de complexité.
- Évolutivité du produit
Si vous avez l'intention de concevoir une pièce que vous devez mettre à l'échelle en milliers, voire en millions, l'impression 3D ne sera pas une option valable. Bien que certaines des technologies associées à l'impression 3D puissent être utilisées, telles que la fusion multi-jets, la production de pièces est toujours inférieure à 1000. Alternativement, l'évolutivité du moulage par injection est trop élevée. Une fois prototypé rapidement avec le bon choix de matériau avant de passer à la production à grande échelle, la conception est optimisée pour la moulabilité. De plus, la fabrication de millions de pièces est possible à l'aide d'un seul moule.
- Processus rapide
Avec l'impression 3D, le délai d'exécution des pièces de production finales ou des prototypes peut être plus long que prévu. Compte tenu de cela, cela peut durer plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Mais dans le cas du moulage par injection, le délai d'exécution peut être plus court. Par exemple, cela peut prendre une quinzaine de jours, selon la complexité de la pièce, la taille de la production et le type de projet.
Impression 3D pour Moulage par injection
La plupart du temps, ces techniques de fabrication, lorsqu'elles sont combinées, jouent un rôle crucial dans le modèle existant d'un produit. Le processus part des capacités de conception-modération prédominantes des prototypes imprimés en 3D. Il passe ensuite au moulage par injection pour les quantités de pièces expansées.
Bref, la méthode de fabrication choisie doit être bien adaptée à l'application de votre pièce et à ses fonctions. Gardez également à l'esprit que le moulage par injection et l'impression 3D avec des matériaux additifs ne sont pas les seuls procédés de fabrication disponibles dans votre boîte à outils. Comme alternative, divers processus de fabrication peuvent être intégrés, y compris l'usinage CNC ou la fabrication de tôles, qui peuvent être utilisés exclusivement ou combinés avec l'impression 3D.