Révolutionner la production : le moulage par injection rencontre l'impression 3D pour pièces complexes

Quand on parle de produits plastiques, la méthode la plus courante est le moulage par injection, couvrant la grande majorité des pièces plastiques utilisées quotidiennement. Comme les noms l'indiquent, les pièces moulées par injection produisent des objets complexes en déposant du plastique dans des moules jusqu'à solidification dans la forme désirée. Produire les moules nécessiterait ordinairement de l'usinage CNC depuis divers métaux comme l'aluminium ou l'acier.

Cependant, de plus en plus d'entreprises optent pour des moules d'injection imprimés en 3D plutôt que ceux utilisant des méthodes soustractives. Voici pourquoi :

Moules moins chers et production plus rapide

Un problème du moulage par injection traditionnel : les moules peuvent être coûteux. Investissement massif pouvant aller de 3 000 $ à plus de 100 000 $ (selon complexité du moule ou matériau). Certes, cela donne souvent un grand nombre d'objets en production de gros volume. Les moules durent aussi assez longtemps. Mais c'est un montant énorme, surtout comparé aux homologues imprimés en 3D.

Les moules d'injection imprimés en 3D, surtout développés par SLA ou Material Jetting, peuvent approximer la précision des moules usinés CNC à un prix bien inférieur. Ils permettent aussi des délais bien plus courts pour produits, prototypes et tests. Sans compter qu'ils permettent aux entreprises de produire et tester les moules en interne, avec un contrôle accru sur le produit final.

Le fabricant d'interrupteurs Berker a trouvé ces avantages cruciaux. Avec une Objet30 Pro, ils ont réduit les temps de production de 28 jours à 3, et les coûts de 22 000 $ à 3 000 $.

« Cette nouvelle flexibilité nous permet d'essayer deux ou trois solutions différentes simultanément pour obtenir le meilleur résultat », dit Andreas Krause, Directeur Technique et Fabrication chez Berker. « La qualité confirmée de nos produits produits via ces prototypes fonctionnels a accéléré nos processus R&D. »

Fabrication de faibles volumes

Comme mentionné, si les moules imprimés 3D sont excellents pour prix et vitesse, ils ne conviennent pas trop à la fabrication de gros volumes. Les moules en plastique imprimé ne résistent pas aussi bien à l'usure et ne durent pas aussi longtemps. Mais ce n'est pas un énorme inconvénient car cela a permis de développer une niche dans la fabrication de faibles volumes. Les moules de prototype par injection créés en impression 3D n'étaient jamais censés remplacer les outillages tendres ou durs en production moyenne et grande, mais combler l'écart entre outillages tendres et prototypes imprimés 3D.

Avec des matériaux d'impression 3D résistants à la température modernes et la liberté de conception qu'offre l'impression 3D, les moules imprimés sont devenus une option viable pour fabriquer des matrices d'injection de faible série. Idéaux pour délais plus courts (1-2 semaines vs 5-7 semaines). Pour certains produits comme composants électriques ou équipements de plomberie, il est plus rentable d'avoir de petites séries plutôt que de sauter dans la production de masse.

Ces séries fonctionnent avec des quantités de 50 à 100 pièces. Aussi parfaits pour pièces assez petites, < 150 mm. Bien que les séries semblent petites, elles réduisent drastiquement les coûts de démarrage du moulage par injection, permettant aux entreprises de produire au niveau de production intermédiaire.

Améliorer la complexité des pièces

Deux types de moules d'injection imprimés : inserts de moule dans cadres en aluminium et pièces autonomes entièrement imprimées en 3D. En termes de qualité, les moules sans cadre ont beaucoup à offrir. Cela vient de leur construction de base : ils permettent toutes sortes de détails sans dépendre de ces boîtiers aluminium traditionnels.

Sans cadre aluminium, l'imprimante utilise plus de matière et de temps, mais assure des détails plus fins comme canaux de refroidissement complexes. Ce niveau de détail supérieur peut être crucial pour ajouter tous les minuscules composants fonctionnels et interstices dont certains produits ont besoin. Des entreprises comme Grundfos, qui produisent des systèmes de pompage, ont trouvé que c'était le meilleur moyen d'obtenir de minuscules détails dans l'objet moulé tout en maintenant une excellente finition de surface.

C'est encore plus impressionnant vu que le moulage par injection offre déjà certaines des pièces les plus complexes et meilleures finitions du marché. Mais le produit final n'est jamais meilleur que le moule dont il est issu, et ces détails repoussent encore les limites.

Si vous êtes intéressé par toutes les possibilités offertes par la fabrication moderne comme l'impression 3D, l'usinage CNC ou bien d'autres technologies, consultez rapiddirect.com pour plus d'informations ou services à la demande pratiques.