5 tendances dans la fabrication de moules, les plastiques et le moulage par injection qui définiront 2021

Le moulage par injection est un processus de fabrication simple et efficace avec une histoire riche. La première machine de moulage par injection a été créée en 1872 par John Wesley et Isaiah Wyatt, et utilisait un piston pour injecter du plastique à travers un cylindre chauffé dans un moule.

L'industrie du moulage par injection a progressé lentement après ce développement initial, mais a connu une renaissance au cours des années 1940 lorsque la Seconde Guerre mondiale a créé une forte augmentation de la demande de produits fabriqués en série. James Watson Hendry a construit la première machine d'injection à vis d'extrusion en 1946, ce qui a donné aux ingénieurs un plus grand contrôle, et a ensuite apporté de nombreuses contributions à l'industrie qui définissent ce que nous considérons aujourd'hui comme le moulage par injection.

En 2020, le moulage par injection de plastique se retrouve dans une grande variété d'industries, de l'aérospatiale à l'emballage en passant par les jouets pour enfants. Bien que la technologie existe depuis de nombreuses années, le domaine du moulage par injection, de la fabrication de moules et des plastiques continue d'évoluer en réponse aux nouvelles avancées technologiques, aux perturbations du marché et à d'autres facteurs sociaux et économiques.

Voici cinq tendances clés du secteur susceptibles de façonner l'orientation de la fabrication de moules, des plastiques et du moulage par injection au cours de l'année à venir.

1. Une transition mondiale vers la durabilité

La durabilité est une considération importante pour tout type de fabrication, mais l'industrie des plastiques a été particulièrement examinée pour ses lacunes à cet égard. Depuis 1950, le monde a produit 8 milliards de tonnes de plastique et seulement 9 % d'entre eux ont été recyclés - les 91 % restants sont soit incinérés, soit laissés à s'accumuler dans des décharges. De plus, on estime que l'industrie manufacturière représente à elle seule 21 % de toutes les émissions de gaz à effet de serre.

La montée du consommateur soucieux de l'environnement et un changement culturel plus large vers la durabilité ont incité les entreprises manufacturières à examiner leurs opérations et à réfléchir à la manière dont elles peuvent réduire les déchets. Cela peut inclure le fonctionnement plus efficace des machines de moulage par injection pour économiser l'énergie, la création de produits à partir de matériaux 100 % recyclés, la mise en œuvre de sources d'énergie renouvelables ou hybrides dans les installations de fabrication, une plus grande attention aux déchets de matériaux, etc.

Bien que la tendance à la durabilité soit prometteuse, les équipes de produits doivent être conscientes de la façon dont ces tendances peuvent affecter leur capacité à répondre aux exigences critiques du projet. Par exemple, les matériaux recyclés peuvent avoir un impact négatif sur les propriétés physiques et mécaniques de la pièce finale.

De nombreux filaments en plastique recyclé sur le marché aujourd'hui ont des problèmes de qualité qui entravent la capacité à obtenir des pièces de haute qualité constante d'un cycle de production à l'autre. Dans ce cas, l'utilisation d'un filament en plastique vierge pourrait être le meilleur moyen d'obtenir une pièce propre et fonctionnelle. S'éloigner du plastique vierge et se diriger vers un avenir plus durable prendra du temps et de la recherche, mais c'est une entreprise louable pour la plupart des entreprises manufacturières.

2. Un regain d'intérêt pour les bioplastiques

Inspirés par la tendance au développement durable, de nombreux fabricants explorent les avantages de l'utilisation du bioplastique pour la fabrication de moules et le moulage par injection.

Les bioplastiques, ou bioplastiques PLA, sont des alternatives aux plastiques à base de pétrole dérivés de biomasses comme le maïs, la canne à sucre, les algues ou même les carapaces de crevettes. Les bioplastiques sont biodégradables, neutres en carbone et se décomposent uniquement en biomasse, en dioxyde de carbone et en eau dans les environnements naturels. Si les fabricants créent des produits et des emballages à partir de bioplastiques, ils peuvent contribuer à créer une dynamique vers des marchés plus respectueux de l'environnement et à réduire les dommages environnementaux.

Cette tendance est déjà très prometteuse. Selon European Bioplastics, le marché mondial des bioplastiques devrait bondir de 25 % d'ici 2023. Même si les bioplastiques PLA sont respectueux de l'environnement et offrent des propriétés mécaniques comparables aux polyesters à base de pétrole, les équipes produits doivent être conscientes des limites de ce matériau.

Par exemple, les bioplastiques ne sont pas totalement exempts de pollution car il y a encore des coûts de récolte, de raffinage et d'expédition à prendre en compte, même si le matériau lui-même est renouvelable. De plus, la recyclabilité des bioplastiques peut être facilement compromise. Les bioplastiques sont souvent combinés avec des polymères non recyclables pour augmenter leur résistance, et ces bioplastiques hybrides se décomposeront en matériaux non toxiques en trois mois dans des conditions de compostage spécifiques. Cependant, si ces bioplastiques hybrides se retrouvent dans une décharge traditionnelle, cette même décomposition peut prendre au moins 100 ans. Aucun plastique n'est parfait, mais nous sommes ravis de voir ce que les progrès des bioplastiques apporteront en 2021.

3. Expérimenter des alternatives matérielles

En 2020, l'utilisation de matériaux composites s'est imposée comme l'une des tendances majeures dans les industries automobile et aérospatiale - et nous nous attendons à ce que cette tendance se poursuive. Un matériau composite est un mélange hétérogène de deux matériaux ou plus qui sont réunis pour former un produit global plus solide. Les ingénieurs peuvent rendre le matériau encore plus résistant en ajoutant des fibres de verre ou de carbone à la matrice polymère environnante.

Livre par livre, les composites sont plus solides que les matériaux hautes performances comme l'acier et plus légers, ce qui les rend idéaux pour de nombreuses applications automobiles, aérospatiales et de construction. Les composites offrent aux équipes de produits une alternative durable, flexible et économique aux matériaux qu'elles ont l'habitude d'utiliser pour la fabrication de moules et le moulage par injection. Les fabricants et les ingénieurs devraient s'attendre à voir plus de matériaux composites en 2021, d'autant plus qu'ils gagnent en popularité dans les espaces médicaux et militaires.

4. Une augmentation de la demande de matériaux légers

Dans l'ensemble, les consommateurs et les fabricants veulent des produits plus légers. Dans les secteurs de l'automobile et de l'aérospatiale, des pièces plus légères se traduisent souvent par une meilleure consommation d'essence ou une plus longue durée de vie de la batterie.

En ce qui concerne la fabrication de dispositifs médicaux, les prothèses articulaires et les stents fabriqués à partir de matériaux légers peuvent améliorer considérablement les résultats pour les patients. Comme la tendance à l'allégement va de pair avec l'utilisation accrue de matériaux composites, les ingénieurs et les équipes de produits devraient intégrer plus facilement les considérations de poids dans leurs plans de conception pour 2021.

5. Utilisation accrue de l'automatisation

L'automatisation et l'utilisation accrue de logiciels, d'apprentissage automatique et d'analyses avancées dans la fabrication sont des tendances croissantes susceptibles de se poursuivre en 2021. La programmation d'aujourd'hui est plus simple qu'elle ne l'était par le passé, ce qui entraîne des cycles de production plus rapides, des temps d'arrêt réduits et une maintenance plus efficace. .

L'automatisation offre également un meilleur contrôle du processus de moulage par injection. Les fabricants, les ingénieurs et les équipes de produits devraient saisir l'opportunité d'utiliser un logiciel pour faire progresser la fabrication de moules et le moulage par injection s'ils ne l'ont pas déjà fait.

Les concepteurs et les équipes de produits devraient également tirer parti de l'analyse des flux de moules en 2021 pour conserver un avantage concurrentiel. L'analyse du flux de moule utilise un logiciel pour simuler le cycle de moulage par injection et prédire comment le moule sera rempli, ce qui est particulièrement utile pendant la phase de conception. Les ingénieurs peuvent utiliser l'analyse de flux de moulage pour tester le retrait, le gauchissement, les motifs de remplissage irréguliers et bien plus encore avant de passer au prototypage. Ce logiciel intelligent peut également prédire comment le moule réagira lorsqu'il sera injecté avec des matériaux fondus sous pression.

La technologie peut être coûteuse, mais les avantages techniques et économiques l'emportent largement sur les coûts.

Regard vers l'avenir de la fabrication de moules

2020 a été une année imprévisible et sans précédent. Certains fabricants, ingénieurs et équipes de produits pourraient être tentés de revenir au statu quo, mais ils peuvent obtenir de meilleurs résultats en 2021 en saisissant certaines des opportunités précieuses énoncées dans les tendances susmentionnées. L'automatisation, l'allègement et un engagement renouvelé envers une fabrication respectueuse de l'environnement vont certainement bouleverser la fabrication de moules très bientôt. Un partenaire de fabrication chevronné peut aider les équipes de produits à faire de leur prochain mouvement leur meilleur coup.

Lorsque les équipes produit s'associent à Fast Radius, elles obtiennent le meilleur des deux mondes :l'expérience et l'innovation. Nous avons passé des années à perfectionner la fabrication multi-processus à la demande et avec cette base solide, nous sommes libres de garder nos doigts sur le pouls de ce qui va suivre dans la fabrication de moules, les plastiques et le moulage par injection. Nos partenaires peuvent s'attendre à de faibles taux de rebut, à de faibles coûts de main-d'œuvre et à une assistance experte en matière de conception et d'ingénierie tout au long des étapes de développement, de production et d'exécution des produits. Contactez-nous dès aujourd'hui pour un devis — créons quelque chose d'incroyable.

Pour plus d'informations sur l'industrie manufacturière et des projections de tendances pour 2021, consultez les articles de blog associés dans le centre d'apprentissage Fast Radius.

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