Qu'est-ce que le moulage par injection en petites séries ? Avantages et cas d'utilisation
Avec un peu de chance et une conception solide, les ingénieurs produit finissent par être confrontés à un jour de réflexion : la demande pour leurs pièces en polymère est en hausse et ni l'impression 3D ni l'usinage ne peuvent répondre aux besoins de production prévus. Il est alors temps d'investir dans un moule d'injection.
Si vous optez pour la voie de la fabrication traditionnelle, vous feriez mieux de vous y mettre. En effet, une fois que vous aurez trouvé une entreprise d'outillage réputée et investi dans la fabrication d'outils pour la production, vous devrez probablement attendre des mois pour les recevoir. Certes, le prix à la pièce est attractif, du moins pour les volumes importants, mais le chemin à parcourir peut être semé d'embûches. Heureusement, il existe une alternative : le moulage par injection en petites séries.
Qu'est-ce que le moulage par injection en petites séries ?
Le moulage par injection en petites séries est un procédé qui utilise un outil moins cher pour des quantités réduites. Il contourne le paradigme des gros volumes que nous venons de décrire - investissements importants, longs délais d'attente et, surtout, manque de flexibilité - pour en adopter un beaucoup plus souple.
Contrairement aux outils de production dits "durs", les moules d'injection plastique de petite série sont fabriqués en aluminium, un métal connu pour sa facilité d'usinage et sa haute conductivité thermique. Certes, ils ne durent pas aussi longtemps que ceux fabriqués en acier à outils trempé, mais pour les travaux de moins de 10 000 pièces, ils représentent une alternative moins chère, qui permet également de livrer des pièces finies en une semaine ou deux seulement, au lieu de plusieurs mois.
Il existe de nombreuses façons de tirer parti de cette technologie de fabrication, mais en termes simples, les petites séries constituent un excellent choix pour les fabricants qui cherchent à obtenir des pièces plastiques de haute qualité aussi rapidement et économiquement que possible.
Principaux avantages du moulage par injection en petites séries
Mais quels sont les avantages ? Tout d'abord, les moules d'injection en aluminium sont beaucoup moins chers que leurs homologues en acier trempé. La différence dépend du nombre de cavités, de la géométrie de la pièce et d'autres considérations liées au moulage, comme la présence de contre-dépouilles ou d'inserts, mais il suffit de dire que vous serez agréablement surpris.
L'équation ne se résume toutefois pas au coût. Des délais plus courts et la possibilité d'itérer rapidement se traduisent par des cycles de développement de produits plus rapides, ce qui accélère la mise sur le marché. Cet avantage est encore renforcé par le fait que notre service de moulage par injection en petites séries n'impose pas de quantités minimales de commande, de sorte que les clients peuvent commander uniquement ce qui est nécessaire pour répondre à la demande actuelle. Et comme les pièces sont moulées à partir de matières de qualité production et présentent des finitions de surface de haute qualité (comparables à celles de certaines impressions 3D), elles sont bien adaptées aux applications finales exigeantes.
Considérations relatives au coût des pièces moulées à court terme
La déclaration de quantité de commande minimale ci-dessus s'accompagne d'une petite mise en garde, bien qu'importante. Comme pour tout processus de fabrication, la configuration de la machine et l'outillage pour le moulage par injection en petite série prennent un temps déterminé, dont les coûts doivent être amortis sur cette quantité de commande.
Avant d'examiner certains cas d'utilisation, il est important de définir plus précisément le terme "petite série". Le point de basculement de la quantité générale d'un moulage en petite série à un moulage en production est de 10 000 pièces. Grâce à l'offre d'usine à rotation rapide de Protolabs, les clients disposent de deux options d'outillage : Les moules de prototypage sont garantis pour un minimum de 2 000 tirs (la plupart durent bien plus longtemps), tandis que ceux qui relèvent de notre offre de production à la demande bénéficient d'une garantie de durée de vie du moule - lorsque votre outil en aluminium s'use, nous le remplaçons gratuitement. Bien qu'il s'agisse dans les deux cas d'un moulage par injection en petite série, le premier constitue une option plus économique en fonction de vos besoins quantitatifs.
Si l'on ajoute à cela nos autres avantages à la demande - inspection du premier article, rapports de capacité, rapports de développement du processus de moulage scientifique et PPAP, pour n'en citer que quelques-uns -, de nombreux clients ont choisi de faire d'un moule en aluminium à faible tirage leur moule final.
Vous envisagez des quantités de l'ordre de plusieurs millions d'unités ? L'outillage de production peut être un meilleur choix pour vous. L'autre côté de l'équation vous amène à l'impression 3D, où une pièce est souvent moins chère à des quantités très réduites. C'est pourquoi de nombreux fabricants choisissent d'imprimer leurs prototypes jusqu'à ce qu'ils aient déterminé la conception finale, après quoi ils passeront au moulage par injection en petite série.
A technician takes a close look at an aluminum mold. Aluminum molds cost much less than steel ones, making them a great choice for prototyping.
Quand utiliser le moulage par injection à court terme ?
Quelle est donc la meilleure approche ? La réponse dépend des besoins spécifiques de votre entreprise. Prenons l'exemple d'un fabricant de dispositifs médicaux qui a lancé avec succès un nouveau modèle mais qui, compte tenu de la volatilité actuelle du marché, ne sait pas s'il doit investir dans un outil de production en acier. C'est un scénario parfait pour un outil d'injection en petite série, puisqu'il permet une approche "pay as you go" de l'introduction du produit. Et si l'entreprise médicale décide d'opter pour un outil en acier, le moule en aluminium servira de "pont" au cours des prochains mois, jusqu'à ce que la livraison, les essais et la montée en puissance du moule de production soient terminés.
Cela soulève une autre application courante des petites séries. Les outils de transition ne sont pas seulement utilisés pour répondre à une demande croissante pendant la phase de montée en puissance de l'introduction d'un produit. Ils peuvent également servir de police d'assurance à faible coût pour des programmes plus matures.
Un exemple récent est celui d'un fabricant d'appareils électroménagers qui a rencontré des problèmes de qualité plusieurs années après le lancement de son produit. Confrontée à de nombreuses semaines d'immobilisation, l'entreprise avait besoin d'un outil de transition qui lui permettrait de maintenir sa chaîne de montage opérationnelle jusqu'à ce qu'elle ait terminé les réparations de l'outil de production. Depuis qu'elle possède un deuxième moule, elle peut l'utiliser pour répondre à des pics de demande inattendus ou comme outil de secours en cas de nouvelle défaillance de l'outil principal.
Enfin, le moulage par injection en petites séries offre un autre avantage crucial : il permet aux concepteurs d'optimiser la moulabilité et les performances du produit avec beaucoup moins de risques que l'alternative qui consiste à passer directement du prototype imprimé en 3D à l'outil de production en acier. En testant vos conceptions avec un outil en aluminium, vous pouvez réduire considérablement les coûts de développement. Pour des secteurs comme celui des dispositifs médicaux, il est essentiel de pouvoir réduire le temps de développement tout en surmontant les obstacles de la FDA grâce au moulage par injection en petite série.
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