Usinage CNC ou moulage par injection :quelle méthode convient le mieux aux pièces en plastique ?

Lorsque les équipes de produits ont besoin d'un grand nombre de pièces en plastique produites de manière rentable, elles se demanderont probablement si le moulage par injection est une option viable. L'outillage de moulage par injection nécessite un investissement initial important, mais la durabilité et la durée de vie des moules peuvent réduire considérablement le coût de production unitaire.

Bien que le moulage par injection soit l'une des méthodes les plus populaires et les plus fiables pour fabriquer des pièces en plastique, ce n'est peut-être pas le processus idéal pour certains travaux. Heureusement, les composants en plastique peuvent être fabriqués via un certain nombre de méthodes, y compris l'usinage CNC, un processus offrant une suite d'avantages uniques.

Lors du choix entre l'usinage CNC et le moulage par injection, il se peut qu'il n'y ait pas de bon ou de mauvais choix. Les équipes de produit doivent évaluer les avantages et les limites respectifs de chaque processus par rapport aux exigences spécifiques du projet telles que les exigences en matière de coût, de conception et d'ingénierie. Voici par où commencer.

Considérations clés pour l'usinage CNC par rapport au moulage par injection

Le processus de moulage par injection de plastique consiste à chauffer des pastilles de résine thermoplastique, à injecter le matériau fondu dans un moule en acier trempé à travers une buse sous pression, à éjecter la pièce une fois qu'elle a refroidi et à répéter.

En revanche, l'usinage CNC est un processus soustractif qui utilise des outils de coupe et une rotation à grande vitesse pour créer des pièces en retirant de la matière d'une pièce plus grande. Étant donné que ces deux méthodes de fabrication adoptent des approches extrêmement différentes quant à la façon dont la pièce est réellement formée, chaque option comporte son propre ensemble d'avantages et de considérations.

Lancements de production

L'un des principaux facteurs contributifs est la taille du cycle de production. Bien qu'il existe des exceptions, le moulage par injection n'est généralement réalisable économiquement que lorsque les pièces sont produites en gros volumes, car les moules en acier et en aluminium utilisés dans le processus peuvent être extrêmement coûteux et longs à fabriquer, en fonction de la complexité de la conception.

La durabilité et la durée de vie du moule permettent de produire rapidement des milliers, voire des millions de pièces, ce qui réduit considérablement le coût unitaire des pièces en plastique moulées par injection une fois l'outillage finalisé. L'augmentation du volume de production n'affecte pas de manière significative le coût unitaire des pièces usinées, donc si les volumes de pièces devraient être élevés, le moulage par injection pourrait valoir la peine d'être envisagé. L'usinage est beaucoup plus coûteux à l'unité que le moulage par injection de plastique, mais sans l'outillage du moule à prendre en compte, le processus peut être utilisé pour créer de plus petites quantités de pièces dans des délais plus courts.

Conception

La conception des pièces introduit un autre ensemble de considérations qui peuvent faire basculer la décision d'une équipe dans un sens ou dans l'autre. Les angles internes vifs, par exemple, sont extrêmement difficiles à obtenir avec l'usinage CNC à moins que des solutions de contournement spécialisées ne soient employées, alors que le moulage par injection peut généralement s'adapter à ces éléments de conception de manière transparente.

Cependant, si les équipes prévoient que la conception d'une pièce pourrait changer ou être mise à jour prochainement, l'usinage pourrait être la meilleure option, car les coûts de moulage par injection de plastique sur mesure peuvent atteindre des dizaines à des centaines de milliers de dollars par moule. De plus, l'usinage CNC permet des adaptations et des changements de conception assez faciles, alors que les modifications des conceptions de moulage par injection sont généralement coûteuses et chronophages.

Matériel

Le matériau de la pièce doit également être pris en considération, car chaque processus est adapté à différents types de matériaux. Alors que de nombreux thermoplastiques, thermodurcissables et matériaux flexibles comme les caoutchoucs et les élastomères sont idéaux pour le moulage par injection, l'usinage CNC peut perdre en précision sur des matériaux plus tendres. D'autre part, de nombreux plastiques plus durs et plus performants ne peuvent être usinés.

Tolérances

La précision et les tolérances d'une pièce sont un autre facteur. Les tolérances, ou la quantité de variation physique acceptable dans les pièces viables, aident à garantir que les pièces d'utilisation finale s'emboîtent et fonctionnent comme prévu. Les moules à injection sont généralement usinés selon des tolérances standard de 0,005", tandis que les outils d'usinage CNC sont capables de couper des pièces avec des tolérances extrêmement précises de 0,001". Cependant, l'usinage de moules avec des tolérances extrêmement serrées devient rapidement coûteux, ce qui fait augmenter les coûts de moulage par injection de plastique. Dans de nombreux cas, l'usinage direct des pièces peut donc être plus efficace.

Finition de surface

En ce qui concerne la finition de surface d'une pièce, le moulage par injection utilise des éjecteurs pour retirer de force la pièce refroidie, ce qui peut laisser de légères imperfections cosmétiques sur la surface du produit. Cela peut ne pas avoir d'importance pour certaines applications, mais si les équipes de produits exigent des finitions parfaitement lisses, l'usinage CNC peut être le choix idéal pour les pièces en plastique.

Obtenez un avis d'expert sur la conception de la production

Le moulage par injection et l'usinage CNC offrent chacun aux équipes de produits une gamme de forces et de pièges respectifs. La variation de conception est généralement difficile à réaliser de manière économique via le moulage par injection, tandis que les pièces en plastique CNC personnalisées peuvent être fabriquées rapidement, en plus petit nombre et à partir de matériaux spéciaux.

Il convient de noter que dans certains cas, les deux processus peuvent être utilisés en tandem. Si une application de pièce comprend un composant de stock qui devra également être proposé avec des fonctionnalités supplémentaires ou alternatives (comme cela pourrait être le cas avec des options automobiles améliorées), une technique pour minimiser les dépenses d'outillage de moule consiste à usiner le moule de base, à produire autant de la pièce de référence selon les besoins, puis réusinez le moule pour inclure les fonctionnalités supplémentaires. Le réusinage du moule existant est plus rentable que la création d'un moule entièrement nouveau, et les inserts de moulage peuvent facilement être utilisés pour modifier la conception de la pièce selon les besoins.

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