Comparaison des coûts entre le moulage par injection et l'impression 3D

Les applications de l'impression 3D se développent rapidement en réponse aux nouveaux matériaux, technologies et processus secondaires annoncés apparemment tous les jours. La fabrication additive est désormais utilisée non seulement pour le prototypage, mais aussi pour les pièces de production afin de réduire les assemblages et de fabriquer des géométries complexes.

Le moulage par injection reste le cheval de bataille qui produit des pièces dans le monde entier, sans grand bruit. Perfectionné au fil des décennies, le moulage reste le service de prédilection pour produire des pièces rentables en quantités allant de 50 à plus d'un million.

L'avenir où l'impression 3D remplacera le moulage par injection est peut-être encore lointain, mais aujourd'hui, ces deux techniques fonctionnent parfaitement en tandem. Si l'impression 3D est souvent présentée comme un service de choix pour le prototypage, les coûts sont généralement prohibitifs lorsqu'il s'agit de passer à des volumes de production, et c'est là que le moulage par injection peut intervenir.

Quel est le service qui vous convient le mieux ? Commençons par examiner les facteurs de coût des deux services de fabrication.

Travail de post-traitement

Le temps de construction et le post-traitement sont les deux principaux facteurs de coût. Déterminer les moyens de rationaliser votre conception ou de renoncer aux finitions inutiles permet de réduire considérablement les dépenses.

Temps de conception

 

Pour les ingénieurs soumis à une pression croissante pour commercialiser leurs produits, le temps, c'est de l'argent. L'itération rapide est essentielle pour raccourcir le délai de mise au point de votre conception et passer du concept à la pièce finale. C'est pourquoi nos clients commencent par l'impression 3D pendant le processus de prototypage avant de passer au moulage par injection lorsque la pièce est prête pour les volumes de production.

L'itération des produits avec l'impression 3D est plus rapide et moins coûteuse que le moulage par injection. Si vous identifiez un défaut de conception une fois la pièce imprimée en 3D, le fichier CAO peut être facilement modifié et téléchargé, et une nouvelle itération peut être imprimée et envoyée en quelques jours. Le moulage par injection nécessite des dépenses importantes à chaque modification de la conception en raison de la nécessité de retravailler le moule. En outre, le moulage par injection nécessite généralement plus de travail de conception en amont, car la création d'un moule peut être un processus complexe avec de nombreux facteurs à prendre en compte.

Changes to moulded part design requires reworking the mould.

Mise en place et outillage

Les coûts de configuration et d'outillage sont un autre domaine dans lequel l'impression 3D est clairement gagnante, car elle ne nécessite aucun investissement. Le moulage par injection, par contre, s'accompagne de coûts d'outillage et souvent de frais de mise en place pour chaque série de pièces moulées. Comme nous l'avons vu précédemment, l'analyse DFM permet de réduire les coûts d'outillage, mais un moule peut encore représenter des milliers d'euros de dépenses initiales.

 

Prix pièce par pièce

Le moulage par injection a maintenant l'occasion de briller. Le prix à la pièce du moulage par injection sera nettement inférieur à celui de l'impression 3D dès que nous atteindrons un volume élevé de pièces. Bien que nous ayons longuement discuté du coût de l'outillage, chaque pièce qui sort de ce moule sera plus rentable une fois que vous aurez atteint des quantités qui rationalisent l'investissement initial.

Heureusement, nos ingénieurs d'application savent comment aider nos clients à déterminer si les économies réalisées sur le prix des pièces justifient les coûts initiaux du moulage par injection.

Finishing options, like vapour smoothing (shown above) add aesthetic and performance-related benefits for printed parts. Just be aware of extra costs that come with finishing to weigh whether it’s worth the investment.

Post-traitement

 

Quelle que soit la technologie utilisée, presque toutes les pièces imprimées en 3D nécessitent un certain niveau de post-traitement. Les processus obligatoires après l'impression d'une pièce comprennent l'élimination des structures de soutien ou de l'excès de résine, en fonction de la technologie choisie. Le développement d'options de post-traitement, telles que le vapour smoothing, l'amélioration de la résistance et de l'esthétique, a joué un rôle essentiel dans l'élargissement des applications de la fabrication additive, mais chacune d'entre elles s'accompagne d'une dépense supplémentaire.

Le moulage par injection, quant à lui, offre plus de 100 matières thermoplastiques et thermodurcissables qui sortent du moule avec des finitions de haute qualité adaptées à la production. Des procédés de finition sont disponibles pour texturer un moule, ajouter des inserts filetés, une gravure au laser et bien d'autres choses encore, mais ils ne sont pas nécessaires pour la durabilité et la finition de la pièce.

Prototypage et fabrication à la demande

Le moulage par injection reste une option viable au stade du prototypage. Chez Protolabs, nous utilisons un moule en aluminium à cavité unique qui peut produire des centaines de pièces et qui est généralement livré en une semaine ou moins. Nos clients choisissent souvent le prototypage par moulage par injection s'ils ont besoin d'effectuer des itérations de conception ou de matériaux, ainsi que d'évaluer les compromis en matière de coût ou de fabricabilité.

Une fois le stade du prototypage franchi, nos clients passent souvent à la fabrication à la demande, en produisant des pièces moulées par injection à la vitesse de Protolabs. En utilisant un moule en acier, les quantités de pièces sont pratiquement illimitées. Le moulage par injection à la demande vous permet de répondre à vos besoins en matière de stocks sans quantités minimales de commande et offre une flexibilité de la chaîne d'approvisionnement grâce à l'outillage pont, à la production juste à temps ou à des stratégies de double approvisionnement.

En savoir plus sur le prototypage et la fabrication à la demande pour le moulage par injection.