8 conseils pour un moulage par injection rentable

Le moulage par injection est un processus de fabrication qui utilise une buse sous pression pour injecter du matériau fondu dans un moule en métal durable, éjecter la pièce une fois qu'elle a durci et remplir le moule en succession rapide. Cela permet la production économique de pièces identiques avec des tolérances reproductibles en grand volume, y compris des produits tels que des composants de bouteilles en plastique, des dispositifs médicaux, des boîtiers électroniques et des pièces automobiles.

Procédé hautement adaptable, le moulage par injection est compatible avec une large gamme de matériaux et permet une bonne flexibilité de conception en termes de géométrie des pièces. Mais combien coûte le moulage par injection ? Il peut s'agir d'une méthode de production assez coûteuse, en raison du temps et des fonds nécessaires pour outiller et tester correctement les moules en acier trempé. En tant que tel, les équipes de produits peuvent bénéficier de la recherche de quelques moyens efficaces de réduire les coûts tout au long du processus de développement de produits. . Voici quelques points de départ.

1. Éviter les contre-dépouilles

Les contre-dépouilles sont des caractéristiques de conception en surplomb (telles que des languettes encliquetables) qui empêchent une pièce d'être éjectée du moule sans dommage. Dans de nombreux cas, les contre-dépouilles peuvent être évitées en orientant les caractéristiques de la pièce afin qu'elles soient parallèles à la ligne de traction lorsque le moule est ouvert. Cependant, si les contre-dépouilles sont inévitables, l'incorporation d'actions secondaires s'avérera bénéfique à long terme, mais augmentera les coûts de moulage par injection.

2. Concevoir des pièces (et des moules) efficacement

L'objectif de conceptions de moulage par injection efficaces doit être de répondre aux exigences prédéfinies tout en minimisant l'utilisation de matériaux et sans sacrifier la qualité. La suppression des fonctionnalités de moulage par injection personnalisées inutiles telles que la marque, les surfaces texturées et les numéros de pièce des conceptions de moules est essentielle pour maintenir les coûts bas.

L'incorporation de matériau supplémentaire dans la conception des pièces peut en fait endommager l'intégrité structurelle d'une pièce. En effet, les grandes pièces et les sections épaisses sont non seulement sujettes au gauchissement et à l'affaissement, mais augmentent également les coûts des matériaux et les temps de refroidissement. De plus, l'optimisation de l'orientation des pièces dans un moule peut améliorer les taux de remplissage, minimiser les rebuts et réduire les coûts.

3. Utiliser des moules multi-empreintes

Si le matériau et la géométrie le permettent, l'inclusion de cavités supplémentaires dans une conception de moule est un moyen assez simple d'augmenter l'efficacité de la production. Bien que les cavités supplémentaires augmentent le coût de découpe des moules individuels, elles sont beaucoup plus économiques à produire que des moules et des outils séparés pour chaque pièce. Les moules multi-empreintes augmentent la vitesse de production et contribuent également à réduire considérablement le coût de production unitaire au fil du temps.

4. Consolidez des pièces similaires dans le même moule

Si des familles de pièces ou plusieurs projets de moulage par injection de plastique impliquent des composants qui utilisent le même matériau et sont approximativement de la même taille, il est possible qu'ils puissent être regroupés dans un seul moule, une autre façon de réduire les dépenses d'outillage. C'est ce qu'on appelle un "moule familial".

L'assemblage de composants de pièce avec une charnière vivante ou des fonctions d'auto-accouplement est un autre moyen d'éliminer les étapes de post-traitement (bien que celles-ci puissent limiter les options de matériaux viables à celles telles que le polypropylène, qui offre à la fois une bonne durabilité et une bonne flexibilité).

5. Optimiser les tolérances des pièces

Bien qu'un certain degré de variation soit inévitable dans la fabrication, les tolérances - ou la plage de variation acceptable entre les composants et les séries - permettent aux équipes de produits de s'assurer que les pièces viables sont de taille, de forme et de qualité constantes.

Des tolérances plus serrées nécessitent une meilleure définition du moule, et les coûts d'usinage CNC associés à un outillage à tolérance serrée augmentent rapidement. S'il y a de la place pour la flexibilité dans la tolérance d'une pièce, les équipes de produits peuvent potentiellement réduire les dépenses d'outillage en spécifiant uniquement les tolérances critiques.

6. Modifier les moules au lieu d'en fabriquer de nouveaux

Si une pièce passe par plusieurs itérations avant qu'une conception viable ne soit finalisée, les équipes de produits peuvent être en mesure de réduire les coûts en modifiant leurs moules existants plutôt qu'en en fabriquant de nouveaux. La conception d'inserts d'outils ou le réusinage d'un moule par étapes pour inclure des fonctionnalités supplémentaires élimine le besoin de plusieurs cycles d'outillage. Cela réduit souvent considérablement les coûts de développement.

7. Tirez parti des outils d'analyse de remplissage de moule

Les outils de moulage par injection tels que les logiciels de simulation de remplissage de moules peuvent s'avérer essentiels pour affiner la conception des moules avant le début de l'outillage. Les prototypes de moules numériques permettent aux équipes d'améliorer l'efficacité du refroidissement, d'optimiser les temps de cycle et de tester les problèmes tels que les taux de remplissage irréguliers, les poches d'air et le gauchissement. Correctement mis en œuvre, ces outils contribuent à des moules de meilleure qualité et évitent des révisions coûteuses.

8. Surveiller le temps de cycle

Des temps de cycle plus rapides réduisent le coût unitaire de production. En général, la durée du cycle de moulage par injection dépasse celle des autres méthodes de fabrication, permettant la production rapide et rentable de pièces en grands volumes.

Le matériau de la pièce, la géométrie de la pièce et la composition du moule affectent tous la vitesse de refroidissement de la résine thermoplastique, qui est l'un des principaux moteurs du temps de cycle. L'aluminium offre de meilleurs taux de transfert thermique que les aciers à haute résistance avancés, ce qui permet des temps de cycle plus rapides, mais est également beaucoup moins durable et ne peut donc pas produire autant de pièces.

Les moules en acier trempé prennent plus de temps à usiner, mais sont moins susceptibles d'être endommagés par des géométries de composants complexes ou des matériaux difficiles. Les moules qui nécessitent un chauffage et un refroidissement doivent être équipés de circuits d'eau pour améliorer le temps de cycle.

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L'efficacité opérationnelle est essentielle pour réduire les coûts de production du moulage par injection et peut être obtenue grâce à une combinaison d'étapes, notamment la rationalisation de la conception des pièces pour des temps de cycle optimaux, la limitation du temps d'outillage coûteux et l'ajout de plusieurs pièces similaires au même moule. Enfin, l'un des moyens les plus efficaces et fiables de réduire les coûts consiste à s'associer à un fabricant expert comme Fast Radius.

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