How to select the best manufacturing process for your Part

Il existe différents process de fabrication pour les matières plastiques, élastomères et métalliques. Dans ce blog, nous nous concentrerons sur le moulage par injection, l'usinage CNC et l'impression 3D.

À quoi ressemble le paysage de la fabrication ?

Bien que présentant des similitudes, le moulage par injection, l'usinage CNC et l'impression 3D sont des approches différentes qui peuvent répondre à des besoins différents. Certaines pièces et certains produits conviennent mieux à un service qu'à un autre, que ce soit en raison de la matière utilisée, de la quantité, de l'état de surface ou de la fonctionnalité.

Le moulage par injection et l'usinage CNC sont des processus soustractifs, ce qui signifie que la matière est retirée d'un bloc pour créer une pièce. Alors que le moulage par injection injecte du plastique en fusion dans un moule évidé, l'usinage CNC découpe un bloc à l'aide d'une fraise ou d'un tour.

L'impression 3D est légèrement plus durable car il s'agit d'un processus additif. Cela signifie que la matière est ajoutée couche par couche pour créer une pièce, ce qui signifie moins de déchets.

L'usinage CNC permet d'obtenir une grande précision.

Pourquoi l'usinage CNC est-il une option intéressante ?

Lorsque la haute précision est cruciale, l'usinage CNC est le choix idéal. Il permet de produire des pièces d'une précision incroyable, souvent avec une tolérance de quelques microns seulement. En plus d'être très précises et exactes, les pièces produites à l'aide de l'usinage CNC sont cohérentes, reproductibles, polyvalentes et efficaces.

Quelles sont les principales applications de l'usinage CNC ?

L'usinage CNC trouve des applications dans la plupart des secteurs d'activité. Les secteurs de l'aéronautique et de l'automobile ont tendance à le privilégier pour la fabrication de pièces telles que les composants de moteurs, les pièces de transmission, les aubes de turbines, les composants de cellules d'avion, et bien d'autres encore. Cela ne veut pas dire que les autres industries ne l'utilisent pas ; l'usinage CNC est très adopté par l'industrie médicale, l'industrie électronique et bien d'autres encore.

Définir la complexité avec l'impression 3D.

Comment fonctionne la fabrication additive ?

La fabrication additive, également connue sous le nom d'impression 3D, est un terme utilisé pour décrire plusieurs technologies différentes qui permettent de résister aux pièces couche par couche. Quelques exemples de technologies de fabrication additive incluent la stéréolithographie, le frittage sélectif au laser, le frittage direct au laser de métaux, la fusion multijet, la modélisation par dépôt de fusion, et bien d'autres encore.

Certaines machines d'impression 3D utiliseront un filament extrudé pour produire des pièces, tandis que d'autres utiliseront des couches pour fritter ou durcir des matières telles que des poudres de métal ou de plastique et des résines liquides.

Quelle est la meilleure application de l'impression 3D dans l'industrie manufacturière ?

L'impression 3D a de nombreuses applications, mais l'une des meilleures est sans doute le prototypage. Elle est rapide, rentable et offre une grande souplesse de conception, ce qui la rend idéale pour tester la fonctionnalité des pièces au début du cycle de vie de votre produit. Mais l'impression 3D ne se limite pas aux prototypes ; elle convient à un large éventail d'applications, notamment l'outillage et les posages, les pièces sur mesure et personnalisées, les structures complexes et légères, les pièces de rechange et les petits lots de pièces d'utilisation finale telles que les composants aéronautiques, les implants médicaux et les pièces automobiles personnalisées.

Soyez polyvalent avec le moulage par injection.

Comment fonctionne le process de moulage par injection et quelle est sa place dans le cycle de vie d'un produit ?

Le moulage par injection jouera un rôle crucial dans le cycle de vie d'un produit créé à l'aide de ce process.

• Conception du produit - Bien que le processus ne soit pas utilisé ici, la pièce est conçue en tenant compte du moulage par injection. Au cours de cette étape, le concepteur prend en compte la fabricabilité de la pièce et veille à ce qu'elle puisse être produite par moulage par injection. La conception pour la fabrication (DFM) peut être utile : le logiciel met en évidence toutes les parties du produit qui ne peuvent pas être fabriquées et explique pourquoi. Il met également en évidence toutes les zones potentiellement problématiques, telles que celles dont les parois sont trop minces ou dont les caractéristiques sont trop petites. La DFM prend également en charge la conception itérative, permettant au concepteur de continuer à concevoir et à envoyer des commentaires jusqu'à ce que la pièce revienne comme étant fabricable et sans défaut.
• Prototypage et essais - Si l'impression 3D est le moyen privilégié pour le prototypage, le moulage par injection peut être et est également utilisé pour produire des prototypes destinés à des essais fonctionnels. Ces tests fonctionnels permettent de déterminer si des modifications supplémentaires sont nécessaires avant de passer à la production.
• Production à faible volume - production de petits lots pour les essais pilotes, la validation des pièces et le retour d'information des clients.
• Croissance / production en très grand volume - production à la demande. Lorsque votre produit est entièrement testé et lancé.
• Maturité - peut-être des séries de production plus faibles/des urgences dans la chaîne d'approvisionnement pour combler le fossé.
• Déclin - baisse des séries de production, planification de la fin de vie. Il peut s'agir de revenir en arrière pour produire la version 2.0 d'un produit.

Quelles sont les industries qui bénéficient généralement du moulage par injection ?

Le moulage par injection est un processus de fabrication polyvalent et efficace qui est utilisé dans un large éventail d'industries. Sa capacité à produire de grands volumes de pièces complexes et précises avec constance et qualité le rend particulièrement attractif pour la plupart des industries.

Voici quelques exemples de la manière dont le moulage par injection a profité à des industries clés,

• Industrie automobile - tableaux de bord, pare-chocs, panneaux de porte, petites pièces de moteur
• Industrie de la consommation - articles ménagers, jouets, ustensiles de cuisine, récipients de stockage
• Industrie électronique - boîtiers pour appareils électroniques, connecteurs, interrupteurs, divers composants de smartphones
• Industrie médicale - instruments chirurgicaux, boîtiers pour équipements médicaux, articles jetables tels que seringues et récipients
• Industrie de l'emballage - bouchons et fermetures, bouteilles, conteneurs, emballages pour aliments, boissons, cosmétiques et produits pharmaceutiques
• Industrie de la construction - posages, raccords, tuyaux, panneaux
• Industrie aéronautique - composants pour l'intérieur des avions, pièces structurelles légères
• Industrie agricole - composants pour les machines, composants pour les systèmes d'irrigation, pièces en plastique utilisées dans l'agriculture.
• Industrie de l'éclairage - lentilles, posages, couvercles pour LED et lampes fluorescentes, réflecteurs.

Comparaison des process de fabrication.

Dans cette section, nous comparons les principaux processus de fabrication et vous donnons un aperçu de la manière de choisir le processus le mieux adapté à vos besoins.

Le moulage par injection est idéal pour la production de grands volumes et les géométries complexes avec des caractéristiques détaillées et une grande variété de matières. En général, le service est divisé entre le prototypage et les séries de production à la demande. Les services à la demande signifient que le moulage par injection peut être plus rentable à long terme.

L'usinage CNC est idéal pour les scénarios qui exigent une grande précision, des tolérances serrées et des formes et caractéristiques complexes. Il est plus à l'aise avec les faibles niveaux de production et offre une large gamme de matières, y compris les métaux.

L'impression 3D est parfaite pour le prototypage rapide ; ses délais d'exécution rapides et ses coûts moindres par rapport à d'autres process la rendent parfaite pour l'itération rapide. Sa conception quasi illimitée la rend également idéale pour les structures complexes qui sont trop compliquées pour être moulées ou usinées. En raison de la complexité qu'il offre, il est également idéal pour alléger les structures. Sa rapidité permet également d'améliorer les possibilités de personnalisation des pièces.

Comment ces services se comparent-ils ? Consultez le tableau pratique que nous avons créé ci-dessous, qui met en évidence les quantités idéales, les délais d'exécution, les matières et bien plus encore pour chaque service.

	Moulage par injection	Usinage CNC	Impression 3D
Quantité	25 à 10 000+ pièces	1 à 200+ pièces	1 à 50+ pièces
Vitesse	1-15 jours	même jour - 3 jours	1-7 jours
Options de matériaux	70+ types de résines thermoplastiques/ thermodurcissables	40+ types de plastique et métal	25+ types de plastique et métal
Finitions de surface	PM-F0, PM-F1, PM-T1, PM-T2, SPI-C1, SPI-B1, SPI-A2	Usiné tel quel, ébarbé, ou ébarbé avec sablage léger	Peinture/teinture, lissage vapeur, polissage, sablage
	Plus proposé par notre réseau	Plus proposé par notre réseau	Plus proposé par notre réseau
Limitations de conception	Limitations soulignées dans le retour sur la fabricabilité du design	Limitations soulignées dans le retour sur la fabricabilité du design	Design presque illimité (toutes limitations soulignées dans le retour sur la fabricabilité du design)
Support disponible	Responsable de compte dédié et ingénieur d'applications / Service de conception consultatif	Responsable de compte dédié et ingénieur d'applications	Responsable de compte dédié et ingénieur d'applications / Service de gestion de projet

 

 

What are the advantages and limitations of manufacturing processes?

Each manufacturing process has benefits and limitations, so let’s compare. Perhaps it will give you further insight and help you decide which process is best for you.

	Moulage par injection	Usinage CNC	Impression 3D
Avantages	Coût inférieur pour des volumes élevés Pièces fonctionnelles Répétabilité Complexité Large gamme de matériaux Prototypage, outillage provisoire et production à faible volume	Grande précision Pièces à faible volume Répétabilité Pièces fonctionnelles Complexité	Prototypage et tests de concept Pièces à faible volume Pièces personnalisées sur mesure Vitesse et complexité Composants fonctionnels/esthétiques Moins de déchets par rapport à d'autres procédés Flexibilité de conception Allègement
Limites	Délais les plus longs Coûts plus élevés Plus de déchets de matériau Plus de contraintes de conception que d'autres services Coûts initiaux	Coûts plus élevés Plus de déchets de matériau	Choix de matériaux réduits Contraintes de taille Temps et coût de post-traitement supplémentaires pour de meilleures finitions de surface

Comment déterminer le meilleur process de fabrication ?

Pour déterminer le meilleur process de fabrication, les principales considérations concernent votre pièce Quelle sera l'utilisation de votre pièce ? Dans quelle matière doit-elle être fabriquée ? Dans quel délai avez-vous besoin de la pièce ? Quel est votre budget ?

Toutes ces questions peuvent vous aider à affiner votre recherche de la solution idéale pour vous

Comme indiqué précédemment et dans les tableaux ci-dessus

Le moulage par injection - idéal pour les volumes de production plus importants, il est cohérent, reproductible et offre un très grand choix de matières.

L'usinage CNC - idéal pour les pièces de haute précision en quantités réduites, dispose d'une large gamme de matières disponibles, y compris les métaux.

Impression 3D - parfaite pour le prototypage rapide, la personnalisation, les géométries complexes et l'allègement.

Où chaque process de fabrication a-t-il été couronné de succès ?

Voyons quelques exemples concrets de chaque process et de la manière dont ils ont aidé les clients.

Quelles sont les tendances à venir dans l'industrie de fabrication ?

L'industrie de fabrication est en pleine transformation, avec l'IA, l'automatisation et la robotique au premier plan et une attention croissante portée à la durabilité.

Voici quelques-unes des tendances clés et futures,

1. Industrie 4.0 et fabrication intelligente - automatisation renforcée, surveillance en temps réel, maintenance prédictive et processus de production optimisés/intégrés/automatisés. Jumeaux numériques pour la simulation, l'amélioration de la conception, la surveillance en temps réel et les stratégies de maintenance proactive.
2. Fabrication additive - évolution constante et changement du paysage de la fabrication. Réduction des délais, personnalisation et volumes de fabrication plus importants.
3. Matériaux avancés - recherche sur les nanomatériaux, les bioplastiques et les matériaux intelligents.
4. Robotique et automatisation - Utilisation accrue des cobots (robots collaboratifs), des AGV (véhicules guidés autonomes) et des RPA (automatisation des processus robotiques). Conduisant à une plus grande productivité, à une sécurité améliorée et à la capacité de fonctionner 24/7.
5. Fabrication durable - efficacité énergétique, réduction des déchets, recyclage, sources d'énergie renouvelables.
6. Customisation et personnalisation - désir accru de différenciation de la part des clients, permis par des systèmes de fabrication flexibles, des logiciels avancés et la fabrication additive.

Ce ne sont là que quelques-unes des tendances qui façonnent actuellement le paysage de la fabrication et qui se poursuivront à l'avenir, l'accent étant mis de plus en plus sur la durabilité, la personnalisation et l'automatisation. Pour garder une longueur d'avance sur ces tendances, il faut investir en permanence dans les technologies, la main-d'œuvre et la planification stratégique.