Réduire vos coûts de moulage par injection dans le prototypage plastique

Nous vivons dans un monde de production de masse où il n'y a tout simplement pas de moules à injection qui s'échappent. Presque tous les articles que nous utilisons au quotidien contiennent des pièces en plastique fabriquées par moulage par injection. Compte tenu de l'omniprésence de tels objets, il devient vital de mieux comprendre les coûts du moulage par injection.

Maintenant, plusieurs facteurs déterminent le coût du moulage par injection. Il n'y a pas un seul facteur en jeu ici. Par conséquent, l'objectif de cet article est d'informer et d'éduquer les lecteurs comme vous sur les coûts du moulage par injection. De cette façon, chaque fois que vous avez besoin de créer de tels moules pour vos propres besoins, vous pouvez le faire tout en engageant des dépenses de moule optimales.

5 facteurs qui affectent le coût des moules d'injection

Lors de l'évaluation du coût du moulage par injection, vous constaterez qu'il y a 5 facteurs majeurs en jeu sur l'ensemble du cycle de production. Ci-dessous, nous examinons chacun de ces facteurs pour vous aider à évaluer l'impact global sur les coûts des moules à injection.

Dans chaque cas, nous avons partagé des exemples de coûts de moulage par injection appropriés. Ils vous aideront à comprendre la différence faite par ces facteurs mentionnés ci-dessous.

Taille de la pièce

Les pièces en plastique sont disponibles dans une pléthore de tailles différentes. Selon le but à atteindre, il pourrait y avoir un assortiment complexe de pièces à fabriquer. Les automobiles en sont un exemple classique. Dans un véhicule solitaire, plusieurs de ces pièces seraient incorporées. Lorsque vous pensez à des variantes supplémentaires de ces véhicules, les besoins en pièces augmentent encore.

Avec autant de pièces différentes, toutes de plusieurs tailles à fabriquer, le coût global du moule à injection est appelé à augmenter. Cela est d'autant plus vrai que chaque pièce nécessiterait sa propre taille de moule unique.

Complexité des pièces

Certaines parties sont relativement basiques. Les impressions 3D prises à la maison sur une base de faible volume en sont un bon exemple, le degré de complexité impliqué étant particulièrement rudimentaire. Un moule à cavité unique serait également considéré comme assez basique.

D'autre part, vous avez des moules plus grands, souvent en acier avec plus de cavités à l'intérieur. Un exemple approprié serait les pièces intérieures d'avion en plastique. Ils sont requis en grands volumes, souvent par dizaines de milliers, avec une précision sans faille. Souvent, ils nécessitent des logos d'entreprise en relief, ce qui ajoute encore à leur complexité. À mesure que cette complexité augmente, le coût du moulage par injection de plastique est appelé à augmenter.

Cavités de pièce

Dans l'exemple ci-dessus, nous avons cité des moules en acier avec de multiples cavités. De tels moules peuvent être particulièrement complexes. Au sein de ceux-ci, il y a une surabondance absolue de moules d'injection plastique. Selon le résultat final, les cavités requises peuvent varier considérablement.

À mesure que le besoin de telles cavités de pièces moulées par injection augmente, il y a une augmentation simultanée des coûts de moulage par injection de plastique.

Finition de la pièce

Le meilleur exemple à citer ici serait celui des pièces moulées par injection personnalisées. Le degré de finition requis sur une pièce donnée aura une incidence directe sur les coûts de fabrication encourus.

Une finition lisse très brillante, par exemple, nécessiterait plus d'heures de travail et d'efforts par rapport à une finition texturée. Le premier devrait passer par une série d'étapes de polissage avant de pouvoir atteindre l'aspect souhaité. Toutes ces étapes supplémentaires s'ajouteront au coût total.

Lorsque tel est le cas, l'ensemble du processus de moulage par injection devient particulièrement complexe. Bien sûr, lorsque cela se produit, le coût global des moules d'injection plastique augmente considérablement.

Quantités de pièces

Lors de la détermination du coût de l'outillage de moulage par injection, les quantités de pièces jouent un rôle essentiel. Comme la logique vous le dira, plus le nombre de pièces à fabriquer à l'aide du même moule est élevé, plus le coût par pièce diminue.

En même temps, gardez à l'esprit qu'il existe un cycle de machine pour chaque projet de moulage. Cela a une double implication sur le temps nécessaire pour créer une sortie finie à chaque fois, ainsi que sur la durée globale pendant laquelle un moule peut créer des pièces de production. Au-delà de ce seuil, la qualité finit par être compromise. En fait, un moule à injection typique ne peut tout simplement pas produire de sortie une fois que la quantité prédéterminée d'unités a été créée. Par conséquent, considérez également le besoin de moules d'injection plastique frais dans ce contexte.

Qu'est-ce qui détermine le coût du moulage par injection ?

Encore une fois, nous tenons à souligner que plusieurs facteurs contribuent au coût d'un moule d'injection plastique typique. Gardez-les à l'esprit lors du calcul des coûts de moulage par injection pour créer des moules.

1. Coût des machines

Une compréhension appropriée du moulage par injection nécessite que vous réalisiez et appréciiez également le coût des machines impliquées dans le processus. Aujourd'hui, il existe des machines de moulage avec un tonnage gargantuesque, produisant des moules à injection de types très disparates. Ces machines de moulage plus grandes, associées aux opérations plus complexes nécessaires à leur fonctionnement, contribuent toutes à augmenter les coûts.

Parallèlement, il existe des machines de moulage par injection relativement plus simples, mais aussi plus durables et polyvalentes, qui sont particulièrement rentables. Par conséquent, tenez toujours compte des coûts des machines de moulage par injection dans ce contexte.

2. Coût de l'outillage (coût du moule)

Ce n'est rien d'autre que le coût d'un moule typique. Ici aussi, vous serez au courant d'un certain nombre de facteurs ayant une incidence sur les coûts d'outillage. Ils incluent la complexité de la ou des pièces fabriquées, le volume de production, le processus suivi pour fabriquer le moule, ainsi que le matériau du moule, disons un moule en aluminium ou en acier, etc.

Les trois méthodes suivantes sont les plus couramment utilisées pour fabriquer des moules de moulage par injection :

Usinage CNC

C'est la méthode la plus couramment utilisée pour fabriquer des moules à injection. Cela implique l'utilisation de machines à commande numérique par ordinateur (CNC) pour créer des moules à partir d'un bloc de matériau, généralement de l'aluminium ou de l'acier.

L'usinage CNC est un processus de fabrication soustractif, où l'excédent de matière est retiré d'un bloc de matière première à l'aide d'outils de coupe rotatifs à grande vitesse.

Les moules en acier ou en aluminium sont généralement fabriqués avec ce procédé. Un avantage majeur est le niveau de précision supérieur qui est atteint dans ce cas. C'est aussi relativement rapide et économique.

Impression 3D (fabrication additive)

Souvent, l'impression 3D s'avère être l'une des approches les moins coûteuses du moulage par injection. Il s'agit d'une méthode relativement récente utilisée pour fabriquer des moules. Il s'agit de construire le moule en couches. Cependant, il n'est pas adapté à la création de moules aux géométries complexes.

Dans l'ensemble, les progrès de la technologie d'impression 3D ont considérablement augmenté les possibilités globales à portée de main, tout en maintenant les coûts à des niveaux optimaux.

EDM (usinage par électroérosion)

Certaines des conceptions de moules les plus complexes sont réalisées à l'aide de cette méthode. Oui, les coûts impliqués peuvent être élevés, mais les résultats obtenus dans ce cas sont supérieurs à la plupart. De plus, compte tenu de l'application (largement) industrielle de cette méthode, les coûts sont souvent moins préoccupants qu'une qualité de production exceptionnelle.

3. Coût de la main-d'œuvre

Peu importe le degré de mécanisation de vos processus de fabrication, les coûts de main-d'œuvre seront toujours impliqués. Par exemple, vous aurez certainement besoin d'un opérateur de machine pour exécuter votre processus de moulage par injection. Dans le même temps, en fonction de la géographie en question ainsi que de la dynamique de son marché de l'offre de travail et de sa devise, cela peut ou non s'avérer être un facteur convaincant.

4. Coût des matières injectées 

Le coût des matières premières injectées dans le moule jouera un rôle important dans le coût global des pièces moulées par injection. Il existe de nombreux types de plastiques pouvant être utilisés pour le moulage par injection, notamment l'ABS, le PS, le PE, le PC, le PP ou le TPU. Plus le matériau est cher, plus les pièces seront chères. Dans certains cas, il peut être nécessaire d'utiliser des matériaux exotiques, ce qui peut encore augmenter le coût.

5. Autres

• Résine polymère – La quantité, ainsi que la qualité (qui doit être bonne, pour assurer un rendement supérieur) de la résine polymère requise, peuvent réduire considérablement les coûts. Gardez cela à l'esprit lors de la sélection de votre résine d'ingénierie.
• Base de moule – C'est là que se retrouvent toutes les cavités du moule, y compris un moule familial similaire mais non identique (si présent). Si votre moule est de taille raisonnablement grande, cela augmenterait considérablement les coûts de la base. Bien sûr, l'adoption d'une approche de cavité centrale impliquant des cavités murales aiderait à contrôler les coûts de moulage.
• Lignes de refroidissement – Aussi appelés canaux de refroidissement, ils sont essentiels à la vitesse et à l'efficacité du refroidissement des moules, permettant aux matériaux injectés de se solidifier. Oui, en veillant à ce que leur mise à disposition augmente les coûts variables.

Comment réduire les coûts de moulage par injection ?

Les économies sur les coûts de production sont primordiales lorsqu'il vient à la fabrication puisqu'elle minimise le coût final du produit. Comme nous le savons tous, l'astuce la plus simple pour réduire le prix par pièce consiste à augmenter la quantité de pièces, car les coûts initiaux liés à l'usinage et à la conception du moule peuvent être utilisés sur un plus grand nombre de pièces. En plus de cela, vous pouvez également essayer plusieurs façons de réduire les coûts de moulage par injection.

1. Évaluez votre conception pour la fabricabilité (DFM)

L'un des meilleurs moyens de réduire les coûts de moulage par injection consiste à concevoir votre pièce de manière à ce qu'elle soit facile à fabriquer. Cela inclut la prise en compte de facteurs tels que les contre-dépouilles, l'épaisseur de paroi et la finition complexe. En simplifiant votre conception, vous pouvez souvent réduire le nombre de cavités de moule nécessaires, ce qui réduira à son tour vos coûts d'outillage. Voici quelques pistes à prendre en compte pour l'optimisation.

1) Éliminer ou réduire les contre-dépouilles

Généralement, les caractéristiques de contre-dépouille compliquent et dans certains cas empêchent l'injection de pièces. Éliminez-les si possible. Si vous avez du mal à vous en débarrasser, essayez des fermetures coulissantes, des noyaux traversants ou modifiez la ligne de séparation et les angles de dépouille pour simplifier la construction du moule. Si la technique est appliquée de manière appropriée, elle réduit les coûts d'outillage.

2) Évitez les moisissures d'épaisseur de paroi

Une façon de réduire le coût du moulage par injection consiste à utiliser un moule à paroi plus mince. Des murs plus minces nécessitent moins de matériau et coûtent donc moins cher à produire. De plus, des parois plus minces entraînent des temps de refroidissement plus courts, ce qui peut entraîner des temps de cycle réduits et une productivité accrue.

Cependant, il est important de noter que les moules à parois plus minces peuvent ne pas convenir à toutes les applications. Dans certains cas, des parois plus minces peuvent entraîner des pièces plus faibles et plus sujettes à la rupture. En tant que tel, il est important d'examiner attentivement les avantages et les inconvénients de l'utilisation d'un moule à paroi plus mince avant de prendre une décision.

3) Minimiser les finitions et les apparences complexes

La suppression des fonctionnalités inutiles qui n'ajoutent pas de valeur significative à votre sortie finale est un moyen idyllique de réduire les coûts de moulage par injection de plastique. Les surfaces texturées, par exemple, peuvent tout simplement ne pas être nécessaires. Cela est également vrai pour les compléments cosmétiques comme le grenaillage ou le polissage des moules. N'oubliez pas que les caractéristiques excédentaires peuvent également nécessiter davantage de cavités de moule, ce qui entraîne des coûts supplémentaires vers le nord.

4) Essayez de concevoir des pièces auto-accouplées

Si vous entreprenez un projet avec deux segments imbriqués ou un boîtier à enclenchement, il est recommandé de reconcevoir les accrochages pour qu'ils s'emboîtent au lieu de répéter le processus pour chaque accrochage.

2. Moules universels au lieu de moules personnalisés

Si vous n'avez pas besoin d'un moule personnalisé, pensez à utiliser le moule universel. Ces moules sont souvent moins chers que les moules personnalisés et peuvent tout de même produire des pièces de haute qualité.

De plus, si vous avez besoin d'un moule personnalisé, envisagez toujours d'avoir un modèle CAO en place avant de commencer le processus de fabrication. Cela aidera à optimiser les conceptions et à identifier les problèmes potentiels tels que les angles de dépouille abrupts, les épaisseurs de paroi inutiles, les formes complexes, etc.

Cela vous fera économiser beaucoup d'argent (et un mal de tête !) à long terme. Fabriquer des moules au lieu d'acheter un nouveau moule lorsque le besoin s'en fait sentir est un autre moyen astucieux d'économiser de l'argent précieux. Les pièces auto-accouplées à la place de plusieurs modes aident également sur ce front.

3. Minimisez le nombre de cavités dans votre moule

Plus il y a de cavités dans un moule, plus le coût sera élevé. Par conséquent, il est important de minimiser autant que possible le nombre de cavités dans votre moule.

Une façon de réduire le nombre de cavités consiste à utiliser une analyse de flux de moulage pour optimiser la conception de votre pièce. L'analyse Moldflow peut vous aider à identifier les zones où les cavités peuvent être éliminées sans compromettre la fonction ou l'esthétique de la pièce.

4. Utilisez des matériaux à moindre coût dans la mesure du possible

Le coût du matériau que vous utilisez pour vos pièces peut avoir un impact significatif sur le coût global de production. Dans la mesure du possible, utilisez des matériaux moins coûteux tels que l'ABS ou le polypropylène.

FAQ

Le moulage par injection est-il cher ?

Il n'y a pas de réponse simple et directe à cela. Mais de manière générale, on peut dire que, si le moulage par injection peut être coûteux, ce n'est pas toujours le cas. Des facteurs tels que les volumes de production ainsi que la complexité des pièces fabriquées jouent un rôle clé dans la détermination finale des coûts de moulage par injection. Lorsque des articles similaires avec des tolérances serrées sont fabriqués en grandes quantités, le moulage par injection s'avère être un processus peu coûteux.

Combien coûte le moulage par injection ?

Il peut varier considérablement de quelques centaines à des centaines de milliers de dollars. Pensez à la vaste application du moulage par injection. Il existe une gamme pratiquement illimitée de produits fabriqués avec eux. Dans un tel scénario, il est difficile de spécifier un chiffre exact en ce qui concerne le coût du moulage par injection.

Le moulage par injection est-il respectueux de l'environnement ?

Oui, non seulement le moulage par injection peut s'avérer être une solution rentable pour fabriquer une pléthore de produits en plastique, mais il peut aussi être respectueux de l'environnement, tout comme l'impression 3D. Tout d'abord, considérez l'utilisation optimale du plastique ici avec un minimum ou pas de gaspillage ou d'infiltration. De plus, étant donné que nous traitons ici de plastique fondu, plusieurs éléments organiques peuvent être ajoutés au mélange pour finalement obtenir une sortie de moulage par injection de plastique respectueuse de l'environnement.

Commencez par le moulage par injection rapide

Comme nous l'avons affirmé à plusieurs reprises tout au long de cet article, il peut y avoir des disparités importantes dans les coûts de moulage par injection pour le prototypage plastique. Des facteurs tels que les volumes de production ainsi que des moules extrêmement complexes jouent un rôle essentiel dans la détermination des coûts finaux.

Les entreprises choisissent souvent le moulage par injection rapide pour leurs besoins de prototypage plastique, car il s'agit d'un moyen rentable de créer rapidement des prototypes. Commençons avec le moulage par injection rapide chez WayKen.