Quand utiliser l'impression 3D pour l'outillage de moulage par injection

Le moulage par injection est un processus simple et reproductible, idéal pour la production en série de pièces aux formes complexes. Ce processus utilise une chaleur et une pression élevées pour injecter le matériau fondu dans le moule d'injection avant de refroidir le matériau. Après refroidissement, vous pouvez ouvrir le moule et révéler votre pièce finie.

Un moule ou un outil bien fait est essentiel pour produire des pièces fonctionnelles moulées par injection. Au fur et à mesure que la technologie d'impression 3D s'est développée, les moules d'injection imprimés en 3D sont devenus une alternative rentable à l'outillage en acier traditionnel. Les moules imprimés en 3D sont-ils le meilleur choix pour votre prochaine production ? Voici ce que vous devez savoir.

Comment sont fabriqués les moules d'injection imprimés en 3D

Pour imprimer en 3D des moules à injection, vous devrez créer un fichier numérique qui est l'inverse de votre conception finale. L'imprimante lira le fichier et déposera le matériau en couches en conséquence, en ajoutant des supports si nécessaire pour éviter la déformation. Une fois l'impression terminée, le moule peut être inséré dans un cadre en aluminium qui soutient le moule contre la chaleur et la pression de la buse de moulage par injection pour éviter le gauchissement.

Lors de la conception d'un moule, incluez des évents d'aération dans la conception pour améliorer l'écoulement du matériau fondu dans le moule, minimiser la pression, accélérer le processus d'injection et réduire le risque de flash. Vous pouvez également imprimer le moule à une hauteur de couche inférieure et orienter les faces internes du moule afin qu'aucune structure de support ne touche l'une ou l'autre des faces du moule. Cela améliore la qualité de surface de la pièce et minimise la quantité de post-traitement nécessaire.

Les avantages des moules d'injection d'impression 3D

L'impression 3D est une excellente option d'outillage de moule si vous souhaitez réduire les coûts de production. Le processus de moulage par injection en lui-même est très rentable pour les cycles de production à grand volume, mais la fabrication des moules peut coûter cher très rapidement. Les moules en acier complexes avec plusieurs cavités, par exemple, peuvent facilement coûter plus de 100 000 $. De nombreux fabricants font imprimer leurs moules par injection en 3D car cela leur permet de produire des moules à une fraction du coût des méthodes traditionnelles et cela rend les cycles de production à faible volume plus rentables. Les méthodes traditionnelles d'outillage de moules sont coûteuses et nécessitent beaucoup d'équipement, mais les moules d'injection simples d'impression 3D nécessitent un équipement limité et peuvent coûter beaucoup moins cher.

En plus d'être moins chère, la fabrication de moules avec l'impression 3D est beaucoup plus rapide que l'utilisation des méthodes d'outillage traditionnelles. Cela peut prendre de deux à cinq mois pour produire un moule d'injection d'acier et 10 à 15 jours pour fabriquer un moule d'injection d'aluminium par usinage CNC, mais il ne faut généralement que deux à trois jours pour créer un moule imprimé en 3D. L'utilisation de processus de fabrication additive n'implique aucun outillage et peu ou pas de préparation de fabrication, ce qui la rend idéale pour ceux qui cherchent à obtenir des délais d'exécution rapides sans sacrifier la complexité ou la précision.

Vous pouvez imprimer des composants précis et complexes avec une imprimante 3D. Ce haut niveau de précision combiné à des coûts réduits rend également l'impression 3D idéale pour créer rapidement des prototypes détaillés qui représentent avec précision le produit final. Les ingénieurs peuvent modifier la conception et voir les résultats rapidement, ce qui leur permet d'affiner le moule avant la production en série et de réduire le risque d'erreurs.

Les limites des moules d'injection d'impression 3D

Les moules d'injection d'impression 3D offrent de nombreux avantages, mais il y a quelques limites à prendre en compte. Par exemple, vous ne pouvez imprimer en 3D qu'un moule de la taille d'un pamplemousse, car les volumes de pièces sont souvent limités à 10 pouces cubes. La construction d'un moule à l'aide de l'usinage par décharge électrique (EDM), d'autre part, vous permet de créer des cavités de moule précises avec des volumes de pièces allant jusqu'à 59 pouces cubes. De plus, étant donné que l'impression 3D dépose le matériau couche par couche, un moule imprimé en 3D peut avoir de petits bords sur des surfaces inclinées qui nécessitent un usinage ou un ponçage pour être enlevés.

De plus, un moule imprimé en 3D est moins durable qu'un moule usiné traditionnellement dans certaines circonstances. Les moules en plastique imprimés en 3D ont tendance à se décomposer lorsqu'ils sont continuellement exposés à la chaleur et à la pression du moulage par injection, ils ne doivent donc être utilisés que pour le prototypage ou de petites séries allant jusqu'à 1000 pièces. Pour les gros volumes de production, envisagez d'utiliser l'usinage CNC ou l'EDM pour créer des moules en acier ou en aluminium pour le moulage par injection.

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L'impression 3D a rendu la création de moules à injection rapide et rentable, mais elle ne convient pas à toutes les situations. Si vous prévoyez une grande série ou si vous avez besoin de créer de grandes pièces, il peut être préférable d'utiliser une méthode d'outillage traditionnelle, telle que l'usinage CNC ou l'EDM. Un partenaire de fabrication expérimenté peut vous aider à choisir la méthode d'outillage de moule qui donnera les meilleurs résultats pour votre projet.

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