Sélectionner la méthode de fabrication idéale pour les séries de faible volume

Historiquement, la fabrication en faible volume était une entreprise prohibitivement coûteuse. L'outillage des moules durables utilisés dans les procédés de production de masse comme le moulage par injection est coûteux et peut ajouter des semaines ou des mois aux délais de production. Les fabricants compensaient les coûts initiaux élevés par des commandes à haut volume, ce qui réduit le coût par pièce et génère des marges bénéficiaires plus élevées. Bien que cela facilite la production de pièces identiques en grandes quantités, cela limite grandement la capacité de fabriquer économiquement des pièces spécialisées ou hautement personnalisées.

Cependant, un certain nombre de méthodes de fabrication, y compris la coulée de polyuréthane et l'usinage CNC, ont augmenté la faisabilité d'une production à petite échelle abordable. De plus, les récentes avancées en fabrication additive ont permis aux ingénieurs de créer des pièces avec des géométries complexes et des caractéristiques de conception uniques sans créer de moules, économisant ainsi la production à faible volume à bien des égards.

La limite de ce qui constitue une production à faible volume varie selon les industries, mais elle est généralement comprise comme des séries produisant entre 50 et des dizaines de milliers de pièces. Les pièces hautement personnalisées et les prototypes, les pièces aux géométries complexes et l'outillage de pont sont quelques catégories d'applications de pièces généralement produites en volumes plus faibles.

Les méthodes de production à faible volume sont généralement plus rapides, ce qui permet aux entreprises de mettre leur produit sur le marché rapidement. Pour les fabricants, l'efficacité est primordiale, et il est important de savoir quel procédé a le plus de sens pour chaque pièce. Voici quelques méthodes de fabrication couramment utilisées pour la production de petits volumes.

Coulée de polyuréthane

Le processus de coulée de polyuréthane fonctionne en enfermant un modèle maître dans un moule en silicone, qui est ensuite utilisé pour créer des répliques extrêmement précises de la pièce. Cela en fait un choix viable pour les pièces lorsque la finition de surface est un critère. Ces moules en silicone peuvent être mis en production dès qu'ils ont durci.

Les pièces en polyuréthane coulées nécessitent un post-traitement minimal et ont des caractéristiques et propriétés similaires à celles des pièces créées par des procédés comme le moulage par injection, qui sont connus pour leur durabilité. Généralement, les moules en silicone ne sont bons que pour environ 25 à 50 tirs avant d'être mis au rebut, ce qui rend le processus rentable pour la production à faible volume.

Usinage CNC

L'usinage CNC est un procédé soustractif qui utilise des outils commandés par ordinateur pour façonner des pièces tridimensionnelles en enlevant de la matière d'une pièce brute solide. Cela permet aux fabricants de programmer des opérations répétables, hautement précises et complexes qui ne peuvent pas être effectuées manuellement ou efficacement. Cependant, à mesure que la complexité de la pièce augmente, le nombre d'opérations mécaniques augmente également, ce qui fait grimper le coût de production.

Un avantage significatif de l'usinage CNC est qu'il a peu de restrictions en ce qui concerne le matériau de fabrication. D'autre part, certaines caractéristiques internes sont impossibles à réaliser par usinage CNC. Dans les cas où ces caractéristiques sont nécessaires, l'impression 3D peut présenter une solution plus efficace.

Par conséquent, il appartient aux ingénieurs et aux chefs de produit de faire leur devoir de diligence pour sélectionner la méthode appropriée pour atteindre les résultats souhaités. Bien que l'usinage CNC ne puisse généralement pas offrir des délais d'exécution comparables à l'impression 3D et à la coulée de polyuréthane, il offre des délais plus courts que le moulage par injection.

Fabrication additive

La fabrication additive est fréquemment un excellent choix pour la production à faible volume. La fabrication additive vous permet de créer des pièces sans les frais initiaux associés à l'outillage. Les pièces peuvent également être produites sans quantités minimales de commande, ce qui permet d'économiser à la fois les coûts de production et de stockage. Voici quelques technologies additives à envisager pour les petites séries de production.

Digital Light Synthesis (DLS) de Carbon

La technologie Digital Light Synthesis™ (DLS) de Carbon crée des pièces en projetant des images UV dans un réservoir de résine photopolymérisable UV alors que la plateforme de construction s'élève. Cela permet aux fabricants de créer des pièces hautement isotropes avec une finition de surface, une résolution et des propriétés mécaniques supérieures. C'est un excellent choix pour créer de petits volumes de pièces aux formes complexes.

Frittage laser sélectif (SLS)

La technologie SLS utilise des lasers pour fondre de la matière en poudre couche par couche, construisant la pièce verticalement. Le processus est idéal pour les pièces qui nécessitent une bonne finition de surface, une résolution et une résistance, et peut être utilisé avec une gamme de matériaux de base.

Multi-Jet Fusion (MJF)

Le MJF est similaire au SLS, sauf qu'il utilise des têtes d'impression mobiles pour déposer et fusionner des couches de poudre de nylon. Le MJF produit des pièces avec des propriétés mécaniques isotropes cohérentes et une résolution de détails fins, dont beaucoup sont pleinement fonctionnelles et adaptées à l'utilisation finale. Le processus permet une production rapide et est une excellente option pour créer de l'outillage nécessitant résistance et résistance à la chaleur, comme des gabarits et des fixations.

Choisir le bon procédé de production pour votre travail

En fin de compte, déterminer la bonne méthode pour une commande à faible volume donnée se résumera à quelques considérations clés : l'application de la pièce, le matériau et le calendrier. Pour déterminer la meilleure marche à suivre, envisagez de vous associer à un atelier de fabrication complet comme Fast Radius. Notre équipe de concepteurs et d'ingénieurs hautement expérimentés fournit un soutien complet pour l'ensemble du processus de production. Contactez-nous aujourd'hui si vous êtes prêt à commencer votre prochain projet.