Usinage CNC vs moulage sous pression :la répartition ultime des performances

Les ingénieurs et les équipes de produits disposent de nombreuses options pour la fabrication du métal. Selon la conception de la pièce et le cas d'utilisation, la découpe, le pliage, le cisaillement ou l'estampage - pour n'en nommer que quelques-uns - peuvent être appropriés.

Parmi les méthodes de fabrication des métaux les plus largement utilisées figurent l'usinage et le moulage sous pression à commande numérique par ordinateur (CNC), qui partagent certaines similitudes mais présentent également des différences essentielles à garder à l'esprit. Voici tout ce que les équipes produit doivent savoir avant de choisir l'usinage CNC ou le moulage sous pression pour leur prochain projet.

Qu'est-ce que l'usinage CNC ?

L'usinage CNC est un processus de fabrication polyvalent qui permet aux fabricants de créer des volumes moyens à élevés de pièces très précises à partir de presque tous les matériaux, des métaux et des plastiques au bois et aux matériaux composites.

L'usinage CNC est un procédé soustractif :il s'agit de retirer progressivement de la matière d'un bloc solide pour créer la pièce finie (par opposition à l'impression 3D qui consiste à créer une pièce par dépôt progressif de matière). Les fichiers de conception numériques sont utilisés pour programmer les mouvements de la machine CNC, et les commandes numériques dirigent le processus de fabrication. Cela garantit des pièces propres, fonctionnelles et reproductibles à chaque fois.

L'usinage CNC est idéal pour créer des pièces très précises avec des tolérances serrées, des pièces de niche et des prototypes. Les pièces usinées CNC ont les mêmes propriétés physiques que leur matériau en vrac, ce qui rend le processus idéal pour les applications hautes performances. Les applications courantes incluent les moteurs à hélice dans l'industrie aérospatiale, les équipements chirurgicaux dans l'industrie des dispositifs médicaux et les boîtiers électroniques dans l'industrie des semi-conducteurs.

L'usinage CNC a ses limites, notamment en termes de coût. Les coûts de démarrage initiaux de ce processus sont élevés et il en coûte plus cher d'usiner des pièces aux géométries complexes. Les ingénieurs doivent également tenir compte des coûts des matériaux, d'autant plus que les déchets de matériaux ne peuvent souvent pas être réutilisés. Du point de vue de la conception, les pièces avec des géométries internes ou des contre-dépouilles abruptes ne peuvent pas être usinées de manière réaliste car l'outil de coupe doit pouvoir se déplacer librement dans et hors du bloc de matériau. Les équipes de conception doivent soigneusement évaluer dans quelle mesure la conception de leurs pièces sera limitée si elles choisissent l'usinage CNC.

Qu'est-ce que le moulage sous pression ?

Le moulage sous pression, similaire au moulage par injection de métal (MIM), est un processus de fabrication de métal qui permet aux fabricants de créer des pièces géométriquement complexes avec des moules réutilisables, appelés matrices. Lors du moulage sous pression, un métal non ferreux comme l'aluminium est fondu dans un four et injecté dans la matrice à très haute pression.

Le moulage sous pression est rapide et excellent pour produire des pièces très précises et reproductibles. Les pièces moulées sous pression sont plus solides que leurs homologues en plastique, ont des finitions de surface lisses et sont relativement durables. De plus, le moulage sous pression devance l'usinage CNC lorsqu'il s'agit de cycles de production à grand volume et de fabrication de produits à grande échelle.

Le processus est la technique de fabrication de métal la plus populaire dans les industries de consommation et commerciales. Les applications courantes incluent les pièces automobiles, les jouets pour enfants, les pièces de robinets d'évier, les engrenages et les applications marines.

Le processus de moulage sous pression est très polyvalent, mais il n'est pas sans limites. Par exemple, le moulage sous pression peut créer une pièce de n'importe quelle taille et forme, tant que ces dimensions sont dans les limites de capacité d'une machine de coulée. En raison de cette contrainte, les équipes de produits doivent concevoir dans une gamme limitée de dimensions de produits. Il convient également de noter que la malléabilité des alliages métalliques peut limiter la complexité de la coulée finale.

Considérations clés pour choisir entre l'usinage CNC ou le moulage sous pression

Les considérations de volume, de coût et de déchets doivent être une priorité pour les équipes de produits qui cherchent à adopter un processus de fabrication métallique. L'usinage CNC peut être utilisé pour des centaines et des milliers de cycles de production, mais pour tout ce qui est plus grand, le moulage sous pression s'avérera le choix le plus économique. La création de la matrice nécessite un investissement initial en temps et en ressources, mais une fois créée, des dizaines de milliers de pièces identiques peuvent être fabriquées à un coût par pièce relativement faible.

Le moulage sous pression peut être plus rentable en termes de volume, mais l'usinage CNC compense le coût de la matrice. Avec l'usinage CNC, les ingénieurs peuvent modéliser, usiner, tester et remodeler des prototypes sans retourner à la planche à dessin. Apporter d'importants changements de conception aux matrices nécessite un moule entièrement nouveau. Lorsque les équipes produit évaluent leurs options, il est important de considérer combien de prototypes peuvent être nécessaires avant le début de la production et dans quelle mesure ils sont susceptibles de s'écarter de leur modèle principal.

Les équipes produit soucieuses de la rentabilité ou de l'impact environnemental doivent réfléchir aux déchets avant de prendre une décision. L'usinage CNC a tendance à produire beaucoup de déchets, mais le moulage sous pression produit moins de déchets car le matériau est versé directement dans le moule. Si l'empreinte carbone d'une équipe ou les coûts irrécupérables sont une préoccupation, le moulage sous pression peut être le meilleur choix.

Choisir le bon processus de fabrication avec un peu d'aide

Les équipes de produits doivent envisager l'usinage CNC si elles nécessitent une production moyenne à élevée de pièces précises, un degré de flexibilité de conception et disposent du capital nécessaire pour investir dans des machines CNC dès le départ ou sous-traiter la production à un partenaire de confiance. D'un autre côté, les équipes de produits devraient envisager le moulage sous pression si elles veulent un moyen rentable de produire un très grand nombre de pièces identiques et souhaitent tirer le meilleur parti de l'argent qu'elles dépensent en matériaux.

Les comparaisons de processus de fabrication comme celles-ci sont utiles pour gagner en clarté et visualiser les principales différences entre deux processus à un niveau élevé. Pourtant, sélectionner le processus le mieux adapté aux exigences spécifiques d'un projet peut être difficile. Un partenaire de fabrication mondial chevronné comme Fast Radius peut assumer une partie de ce fardeau. Notre équipe de concepteurs, d'ingénieurs, de technologues et de conseillers a de l'expérience dans tous les principaux processus de fabrication - de la fabrication additive au moulage par injection, en passant par le moulage d'uréthane, etc. - et nous sommes experts pour associer les exigences des projets des clients avec le meilleur ajustement. solutions. Contactez-nous aujourd'hui. Nous vous aiderons à faire le bon choix.

Pour approfondir tout ce qui concerne l'usinage CNC ou comparer et contraster d'autres processus de fabrication, comme le moulage d'uréthane par rapport au moulage par injection, consultez nos articles récents dans le centre d'apprentissage Fast Radius.

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