Choisir la bonne méthode de fabrication pour votre cycle de production à faible volume

Historiquement, la fabrication en petits volumes était une entreprise d'un coût prohibitif. L'outillage des moules durables utilisés dans les processus de production de masse comme le moulage par injection coûte cher et peut ajouter des semaines ou des mois aux délais de production. Les fabricants compensent les dépenses en capital initiales élevées avec des commandes à volume élevé, 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 considérablement la capacité de fabriquer des pièces spécialisées ou hautement personnalisées de manière économique.

Cependant, un certain nombre de méthodes de fabrication, y compris la coulée d'uréthane et l'usinage CNC, ont augmenté la faisabilité d'une production abordable à petite échelle. De plus, les progrès récents de la 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 à bien des égards la production à faible volume.

Le seuil de ce qui constitue une production à faible volume varie selon les industries, mais est généralement compris comme signifiant des séries qui produisent entre 50 et des dizaines de milliers de pièces. Les pièces et prototypes hautement personnalisés, les pièces aux géométries complexes et l'outillage de pont sont quelques catégories d'applications de pièces qui sont généralement produites en petits volumes.

Les méthodes de production à faible volume sont généralement plus rapides, ce qui permet aux entreprises de commercialiser rapidement leurs produits. Pour les fabricants, l'efficacité est primordiale et il est important de savoir quel processus est le plus logique pour chaque pièce. Voici quelques méthodes de fabrication couramment utilisées pour la production de petits volumes.

Uréthane coulé

Le processus d'uréthane coulé fonctionne en enfermant un modèle principal 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 problème. Ces moules en silicone peuvent être mis en production dès leur prise.

Les pièces moulées en uréthane nécessitent un post-traitement minimal et ont des caractéristiques et des propriétés similaires à celles des pièces créées par des procédés tels que le moulage par injection, qui sont connus pour leur durabilité. Généralement, les moules en silicone ne sont bons que pour environ 25 à 50 coups avant de devoir être retirés, ce qui rend le processus rentable pour la production à faible volume.

Usinage CNC

L'usinage CNC est un processus soustractif qui utilise des outils contrôlés par ordinateur pour façonner des pièces tridimensionnelles en enlevant de la matière d'une pièce solide. Cela permet aux fabricants de programmer des opérations répétables, très précises et complexes qui ne peuvent être effectuées manuellement ou efficacement. Cependant, à mesure que la complexité des pièces augmente, le nombre d'opérations mécaniques augmente également, ce qui augmente 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. En revanche, certaines caractéristiques internes sont impossibles à réaliser par usinage CNC. Dans les cas où ces fonctionnalités sont nécessaires, l'impression 3D peut présenter une solution plus efficace.

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

Fabrication additive

La fabrication additive est souvent un excellent choix pour la production à faible volume. La fabrication additive vous permet de créer des pièces sans les dépenses initiales associées à l'outillage. Les pièces peuvent également être produites sans quantités minimales de commande, ce qui permet d'économiser à la fois sur les coûts de production et de transport. Voici quelques technologies additives à prendre en compte pour les petites séries de production.

Synthèse numérique de la lumière (DLS) de Carbon

La technologie Digital Light Synthesis ™ (DLS) de Carbon crée des pièces en projetant des images UV dans un réservoir de résine durcissable aux UV à mesure que la plate-forme 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 faire fondre le matériau en poudre une couche à la fois, en construisant la pièce verticalement. Le processus est idéal pour les pièces nécessitant une bonne finition de surface, une bonne résolution et une bonne résistance, et peut être utilisé avec une gamme de matériaux de base.

Fusion multi-jets (MJF)

Le MJF est similaire au SLS, sauf qu'il utilise des têtes d'encre mobiles pour déposer et fusionner des couches de matériau en poudre de nylon. MJF donne des pièces avec des propriétés mécaniques isotropes cohérentes et une résolution fine des caractéristiques, dont beaucoup sont entièrement fonctionnelles et adaptées à une utilisation finale. Le processus permet une production rapide et constitue une excellente option pour créer des outils qui nécessitent de la force et de la résistance à la chaleur, tels que des gabarits et des fixations.

Choisir le bon processus de production pour votre travail

En fin de compte, déterminer la bonne méthode pour une commande de petit volume donnée se résumera à quelques considérations clés :application de la pièce, matériau et calendrier. Pour déterminer le meilleur plan d'action, envisagez de vous associer à un atelier de fabrication à service complet comme Fast Radius. Notre équipe de concepteurs et d'ingénieurs hautement expérimentés fournit une assistance complète tout au long du processus de production. Contactez-nous dès aujourd'hui si vous êtes prêt à démarrer votre prochain projet.