Avant-propos : L'impression 3D et le moulage par injection révolutionnent le secteur de la fabrication. L'impression 3D et le moulage par injection sont tous deux utilisés pour fabriquer des produits physiques, mais ils fonctionnent de manière très différente et présentent des avantages différents. L'impression 3D ne peut donc pas remplacer complètement le moulage par injection.

Qu'est-ce que l'impression 3D ?

L'impression 3D, également appelée fabrication additive, est un moyen de fabriquer des objets en les construisant couche par couche. C'est comme construire une maison avec des briques Lego, mais au lieu d'utiliser vos mains, c'est une machine qui fait tout le travail. La machine lit un fichier informatique qui lui indique ce qu'elle doit faire, puis elle fabrique l'objet souhaité à partir de plastique, de métal ou d'autres matériaux.

L'un des avantages de l'impression 3D est qu'elle permet de fabriquer des objets difficiles, voire impossibles à réaliser avec d'autres types de machines. Cela signifie que vous pouvez fabriquer toutes sortes de nouvelles choses que vous ne pouviez pas faire auparavant. Vous pouvez également fabriquer des objets très rapidement et à très bon marché, car vous ne devez pas dépenser beaucoup d'argent pour fabriquer un outil spécial ou un moule.

Qu'est-ce que le moulage par injection ?

Le moulage par injection est une méthode qui consiste à chauffer un produit, à le faire fondre, puis à l'injecter dans un moule. Pour ce faire, il faut l'enfoncer en exerçant une forte pression. On le laisse ensuite refroidir et durcir. Une fois que c'est fait, tu as un objet. C'est une bonne façon de fabriquer beaucoup de choses qui sont difficiles à faire. C'est l'une des façons dont nous fabriquons les choses.

Voici donc comment procéder moulage par injection fonctionne : vous faites fondre des granulés de plastique et vous les projetez dans un moule sous haute pression. Le moule a la forme de l'objet que vous voulez fabriquer. Lorsque le plastique refroidit et durcit, il prend la forme du moule, puis la pièce est extraite.

Le moulage par injection présente l'avantage d'être efficace et de permettre la fabrication d'un grand nombre de pièces. Une fois le moule payé, le coût de fabrication de chaque pièce est assez faible, surtout si vous en fabriquez beaucoup. De plus, il est possible de fabriquer toutes sortes de formes avec toutes sortes de matières plastiques.

Avantages du moulage par injection

Le moulage par injection est réputé pour son efficacité inégalée dans la production de masse, vous offrant un moyen rapide, cohérent et rentable de fabriquer vos produits. Il est idéal pour fabriquer des pièces de forme complexe et permet de maintenir une précision et une cohérence élevées lorsque vous fabriquez un grand nombre de pièces. Vous pouvez également utiliser un grand nombre de matériaux et de couleurs différents pour répondre aux besoins des différentes industries.

Adapté à la fabrication de produits complexes et de précision

L'un des principaux avantages du moulage par injection de plastique est qu'il est facile de concevoir des pièces et des assemblages complexes de précision en plastique. Le moulage par injection offre des tolérances étroites par rapport à d'autres technologies. C'est pourquoi il est également largement utilisé dans la production de pièces automobiles.

Choisir librement parmi une variété de matériaux

Il existe une multitude de matières plastiques qui peuvent être utilisées dans le processus de moulage par injection de plastique. Il existe des matériaux tels que les plastiques antistatiques, les caoutchoucs thermoplastiques, les plastiques résistants aux produits chimiques et les matériaux biocompostables qui sont disponibles en couleurs assorties ou en mélanges-maîtres.

Des processus automatisés qui réduisent les coûts de fabrication

Le moulage par injection est un processus automatisé. En fait, la plupart des moulage par injection sont réalisés à l'aide de machines et de robots. L'automatisation réduisant les coûts de fabrication, les frais généraux sont également réduits. En outre, comme la main-d'œuvre est réduite, le coût global de fabrication du produit est également réduit.

Des méthodes de production très efficaces

Une fois que le moule d'injection est conçu selon les spécifications données par le client et que la machine de moulage par injection est préprogrammée, le processus de moulage proprement dit utilisé pour produire la pièce devient très rapide. Par conséquent, un seul moule peut produire davantage de produits. La productivité élevée rend le moulage par injection efficace et rentable.

Produire moins de déchets et être vert

Pour le moulage par injection, le facteur de répétabilité des pièces est très élevé. Même les carottes et les canaux (c'est-à-dire les fragments de plastique résiduels créés par le tunnel plastique, à partir desquels ils atteignent le moule proprement dit) peuvent être rebroyés en vue d'une réutilisation des matériaux.

Inconvénients de l'impression 3D

L'impression 3D, également connue sous le nom de fabrication additive, a changé notre façon de concevoir et de produire. Si elle offre une flexibilité et une personnalisation inégalées, elle présente aussi des limites. Le processus est généralement plus lent que les méthodes de fabrication traditionnelles, ce qui le rend moins adapté à la production en grande quantité.

Pas assez fort

Par rapport aux matériaux de fabrication traditionnels, la plupart des matériaux d'impression 3D actuels ne sont pas assez solides. Bien que certains matériaux à haute résistance et résistants à l'usure aient été mis au point, ils ne sont toujours pas aussi solides que le métal. Cela limite certaines applications qui doivent être très solides.

La vitesse de fabrication est relativement lente

Par rapport aux processus de fabrication traditionnels, l'impression 3D est lente. Il faut beaucoup de temps pour imprimer des objets de grande taille, car l'impression 3D construit les objets couche par couche. Même si l'on a essayé de rendre l'impression 3D plus rapide, elle ne peut toujours pas rivaliser avec les vitesses de fabrication traditionnelles.

Les matériaux sont coûteux

À l'heure actuelle, les matériaux utilisés dans l'impression 3D sont coûteux. Certains matériaux spéciaux pour l'impression 3D sont très chers. Il est donc difficile d'utiliser l'impression 3D pour de grandes choses, surtout lorsque les matériaux coûtent plus cher que la fabrication traditionnelle.

La détection des défauts est un problème

En raison du contrôle complexe du processus de fabrication par impression 3D, qui utilise des procédés de fabrication par couches et couche par couche, la qualité des joints entre les couches ne peut pas être aussi uniforme que celle des pièces forgées de précision. La technologie d'impression 3D est limitée par ses principes de formage inhérents.

Les pièces fabriquées par la technologie d'impression 3D, en particulier les pièces métalliques, présentent des défauts de fabrication internes, comprenant principalement des vides, des microfissures, une mauvaise fusion et d'autres défauts. La taille de ces défauts est généralement inférieure à 20 μm, soit moins que le seuil des méthodes générales de contrôle non destructif, et ces défauts sont des sources d'initiation de fissures, affectant sérieusement la performance de fatigue de la structure.

Difficulté d'un contrôle précis

Dans le processus d'impression 3D, depuis le logiciel et le matériel de l'équipement lui-même jusqu'aux matériaux de formage et aux processus de formage, il existe de multiples facteurs qui affectent la qualité du traitement à chaque étape. La pratique de l'ingénierie montre que les facteurs clés affectant la précision de l'impression 3D sont le contrôle mécanique, le traitement des données du modèle, les caractéristiques des matériaux et le contrôle des paramètres de formage.

Ces facteurs contrôlent la quantité de matière ajoutée, la taille de l'unité d'impression 3D et la précision du mouvement du système, qui déterminent la précision de la pièce dans le sens de l'accumulation et la capacité de fabrication des caractéristiques minimales de la pièce.

Pour améliorer la précision de l'impression 3D, il faut réduire la quantité de matériau ajouté, contrôler la taille de l'unité d'impression 3D et améliorer la précision des mouvements du système. Toutefois, ces capacités sont difficiles à améliorer dans le cadre d'une recherche à court terme.

Quelles sont les principales différences entre l'impression 3D et le moulage par injection ?

L'impression 3D et le moulage par injection sont souvent considérés comme des technologies concurrentes, chacune ayant ses propres avantages et applications.

Alors que l'impression 3D offre personnalisation et flexibilité, le moulage par injection est plus efficace pour la production de grands volumes et pour réduire les coûts.

Comparons les différences entre l'impression 3D et le moulage par injection.

Coûts initiaux de mise en place

Le moulage par injection a des coûts d'installation initiaux élevés en raison de la fabrication des moules (par exemple, $10 000 - $50 000), alors que l'impression 3D a des coûts d'installation initiaux relativement faibles car aucun moule n'est nécessaire.

Coût par unité

Moulage par injection est faible en cas de volume important et les coûts diminuent avec l'échelle, l'impression 3D est généralement plus élevée, en particulier pour les pièces uniques ou les petits lots.

Vitesse

Le moulage par injection est rapide, de quelques secondes à quelques minutes par pièce, idéal pour la production de masse. L'impression 3D est plus lente, elle prend plusieurs heures par pièce et varie en fonction de la complexité et de la taille.

Matériaux

Le moulage par injection est disponible dans une large gamme de matériaux, y compris divers plastiques et métaux, et convient aux applications soumises à de fortes contraintes. L'impression 3D est disponible dans une large gamme de matériaux, y compris les plastiques, les métaux et les résines, mais l'adéquation varie en fonction de l'application.

Volume

Le moulage par injection est très efficace pour la production de masse, avec une production allant de milliers à des millions de pièces. L'impression 3D est mieux adaptée aux petites séries, aux prototypes et aux produits personnalisés.

Personnalisation

Le remplacement des moules de moulage par injection est coûteux et prend du temps. L'impression 3D est très .

Flexible et facile à modifier numériquement

Solidité et durabilité

Le moulage par injection est généralement plus solide et plus adapté aux pièces fonctionnelles, tandis que l'impression 3D peut varier en fonction de la technologie et des matériaux utilisés.

Précision et cohérence

Le moulage par injection est extrêmement précis avec des tolérances étroites (par exemple, ±0,005 pouce), l'impression 3D est précise mais peut varier (par exemple, ±0,1 mm à ±0,5 mm).

Impact environnemental

Le moulage par injection a un impact élevé en raison des déchets de matériaux et de l'énergie utilisée dans le processus. L'impression 3D a le potentiel d'avoir un impact plus faible avec moins de déchets et des matériaux plus durables.

Capacités en matière de complexité de la conception

Le moulage par injection peut prendre en charge des conceptions complexes, mais il est limité par les contraintes du moule. L'impression 3D est idéale pour les formes complexes et les détails compliqués.

Tolérances et qualité de surface

Le moulage par injection offre des tolérances serrées et une bonne finition sans traitement supplémentaire. Les tolérances de l'impression 3D peuvent ne pas être aussi serrées et la finition de la surface peut nécessiter un traitement ultérieur.

Adéquation du matériau à l'utilisation finale

Le moulage par injection est excellent et convient aux pièces fonctionnelles et aux produits finis, tandis que l'impression 3D convient aux prototypes et aux pièces non fonctionnelles, mais tout dépend de ce que vous fabriquez.

Quand utiliser le moulage par injection pour les pièces en plastique ?

Le moulage par injection est la solution idéale pour certains besoins de fabrication. C'est la meilleure méthode pour les projets où le volume, le coût et la précision sont importants.

Production de masse

Lorsque vous devez fabriquer un grand nombre de pièces, moulage par injection est la solution idéale. Il est parfait pour la production de masse, car il permet de fabriquer une tonne de pièces rapidement et régulièrement. Le coût de mise en place du moule est compensé par le coût inférieur par pièce, ce qui vous permet d'économiser beaucoup d'argent lorsque vous fabriquez un grand nombre de pièces. Le moulage par injection est le moyen le plus rapide et le plus efficace de fabriquer des milliers, voire des millions de pièces identiques.

Cohérence et précision dans la production

Le moulage par injection est connu pour sa capacité à produire des pièces d'une grande précision et d'une grande uniformité. C'est la solution idéale si vous avez besoin de pièces aux tolérances serrées et de qualité constante. La précision du moulage par injection signifie que chaque pièce est une copie de la précédente, ce qui est important dans les secteurs où l'uniformité est essentielle, comme l'automobile et la fabrication d'appareils médicaux.

Conception de pièces complexes et conception détaillée

Lorsque vous avez affaire à des conceptions de pièces complexes ou que vous avez besoin de détails compliqués, le moulage par injection est souvent le meilleur choix. Ce procédé permet de traiter des géométries complexes et des détails fins qui pourraient être difficiles, voire impossibles, à réaliser avec l'impression 3D. Les moules à injection peuvent être conçus pour produire des formes complexes avec une grande précision, ce qui rend cette méthode idéale pour les pièces présentant des caractéristiques détaillées ou des exigences fonctionnelles spécifiques.

Matériaux et durabilité

Si vous devez fabriquer des pièces à partir d'un matériau spécifique ou avec certaines propriétés physiques, le moulage par injection vous offre de nombreuses options. Vous pouvez utiliser toutes sortes de plastiques et de composites pour vous assurer que votre produit final est suffisamment solide, flexible ou résistant à la chaleur. C'est particulièrement important si vous fabriquez des pièces qui doivent résister à de fortes contraintes mécaniques ou à des facteurs environnementaux.

Rentabilité pour les grosses commandes

Lorsque vous fabriquez un grand nombre de pièces, les avantages en termes de coûts du moulage par injection commencent vraiment à se faire sentir. Même si vous devez dépenser plus d'argent au départ pour concevoir le moule et installer la machine, le coût par pièce diminue considérablement au fur et à mesure que vous fabriquez davantage de pièces.

Excellente finition de la surface et bel aspect

Les pièces fabriquées par moulage par injection présentent un excellent état de surface et ne nécessitent généralement pas de travaux supplémentaires. Il est important que les produits de consommation soient aussi beaux que fonctionnels. Le moulage par injection est le meilleur moyen de fabriquer des pièces qui ont la même apparence, la même couleur et le même toucher. C'est pourquoi les fabricants de téléphones et de grille-pain utilisent le moulage par injection.

Quand utiliser l'impression 3D ?

L'impression 3D est très utile pour certaines choses et présente certains avantages par rapport à d'autres méthodes de fabrication comme le moulage par injection.

Vous pouvez fabriquer des choses rapidement et les modifier rapidement

Lorsque vous commencez à fabriquer quelque chose, l'impression 3D est un outil extraordinaire. Elle vous permet de fabriquer un objet, de l'essayer et de l'améliorer. Vous pouvez fabriquer des choses rapidement et les modifier rapidement. L'impression 3D permet de fabriquer rapidement et facilement des objets, de les fabriquer quand on en a besoin et d'essayer de nouvelles idées.

Fabrication de pièces sur mesure

L'impression 3D est idéale pour fabriquer des pièces sur mesure ou personnalisées. Qu'il s'agisse d'appareils médicaux personnalisés, de pièces automobiles personnalisées ou de modèles architecturaux uniques, cette méthode permet une grande personnalisation sans le coût élevé des moules personnalisés pour le moulage par injection.

Formes et dessins complexes

L'un des principaux avantages de l'impression 3D est qu'elle permet de traiter des formes et des conceptions complexes qu'il serait difficile, voire impossible, de réaliser avec le moulage par injection. Cela signifie que vous pouvez faire des choses qui n'étaient pas possibles auparavant, comme fabriquer des pièces avec des formes internes, des contre-dépouilles et des formes bizarres.

Production en petites séries et à tirage limité

L'impression 3D est idéale pour fabriquer de petites quantités et des séries limitées. C'est une solution rentable pour les projets qui ne nécessitent pas un grand nombre de pièces, ce qui évite de dépenser des sommes considérables pour des moules d'injection. C'est particulièrement intéressant pour les startups et les petites entreprises qui n'ont pas beaucoup de produits.

Moins de déchets et une fabrication durable

Le développement durable est une question importante dans le secteur de la fabrication, et l'impression 3D est une option plus écologique. Au lieu de découper de la matière pour créer une forme, comme c'est le cas avec les méthodes traditionnelles, elle n'utilise que la matière dont elle a besoin pour construire la pièce. Cela signifie moins de déchets.

Différences d'application entre l'impression 3D et le moulage par injection

Le choix entre l'impression 3D et le moulage par injection dépend souvent de l'application. Chacune a ses propres atouts et est mieux adaptée aux différents besoins de production.

L'impression 3D est idéale pour la personnalisation et les conceptions complexes, tandis que le moulage par injection est le choix privilégié pour la production en grande quantité et rentable. Examinons de plus près les domaines d'application de chacune de ces techniques dans différents secteurs d'activité.

Prototypes

L'impression 3D permet de modifier rapidement la conception et de tester rapidement plusieurs itérations. Le moulage par injection est idéal pour les prototypes en phase finale qui doivent ressembler au produit réel.

Pièces personnalisées : l'impression 3D est idéale pour les produits ou les composants personnalisés répondant à des exigences uniques. Le moulage par injection est rentable pour les pièces personnalisées en grande quantité, mais chaque conception nécessite un moule.

Modèles complexes

L'impression 3D permet de réaliser des détails et des formes complexes impossibles à réaliser avec d'autres méthodes. Le moulage par injection est limité par la complexité du moule et convient mieux aux formes simples.

Production en petites séries

L'impression 3D est bon marché pour les petites séries et ne nécessite pas d'investissement initial important. Le moulage par injection est coûteux car il faut payer le moule et l'installation.

Production de masse

L'impression 3D n'est pas adaptée à la production de masse en raison de sa lenteur et de son coût unitaire élevé. Le moulage par injection est très efficace et réduit considérablement le coût par unité dans la production de masse.

Dispositifs médicaux

L'impression 3D convient aux implants médicaux et aux prothèses sur mesure, tandis que le moulage par injection est utilisé pour la production en série de fournitures médicales telles que les seringues et les flacons.

Pièces pour l'aérospatiale

L'impression 3D est adaptée aux composants légers et complexes, tandis que l'impression de la lumière est plus facile à mettre en œuvre. moulage par injection convient pour les articles à grand volume tels que les pièces de cabine.

Pièces détachées automobiles

L'impression 3D est limitée au prototypage et aux composants spécialisés, tandis que le moulage par injection est adapté aux articles de grand volume tels que les pièces d'habitacle.

Pièces détachées automobiles

L'impression 3D est limitée à la conception de prototypes et aux groupes professionnels, tandis que le moulage par injection domine la production de pièces standard de grand volume.

Biens de consommation

L'impression 3D est idéale pour les produits personnalisés ou en édition limitée, et le moulage par injection permet de fabriquer un grand nombre de produits tels que des jouets et des articles ménagers.

Éducation/Recherche

L'impression 3D est utile pour l'apprentissage et l'expérimentation. Le moulage par injection n'est généralement pas utilisé car il est très coûteux à mettre en place,

Pourquoi l'impression 3D ne peut-elle pas remplacer complètement le moulage par injection ?

Prix

Le FDM et le moulage par injection utilisent tous deux le matériau ABS. L'ABS pour le moulage par injection coûte 10 000 yuans par tonne, soit 10 yuans. Un kilogramme, plus quelques centimes de toner, voilà le coût de la matière première. Si l'on regarde en arrière, le FDM utilise du filament ABS, qui coûte environ 50 par kilogramme. La différence de coût des matériaux est presque cinq fois supérieure.

Utilisation des matériaux

On dit que l'impression 3D est une méthode de fabrication additive qui permet d'économiser des matériaux. Toutefois, de nombreuses personnes ne savent peut-être pas que le moulage par injection permet en fait d'économiser des matériaux. Le moulage par injection dispose d'un processus de recyclage et de réutilisation des déchets très abouti, et le matériau de la buse peut être réinvesti sans même atterrir sur le sol. Renvoyé dans la trémie pour être réutilisé, un sac de 25 kg de matières premières équivaut presque à 25 kg de produit.

Vitesse

D'une manière générale, il n'y a pas de problème majeur à traiter deux moules en une minute pour le moulage par injection afin de garantir une bonne qualité du produit. Le FDM et l'impression FDM doivent être comptabilisés en heures.

Solidité du produit et précision du moulage

Le terme "moulage par injection" est très clair. Une fois la matière première plastique fondue, elle est injectée dans le moule sous une certaine pression. La pression est maintenue pendant un certain temps après que la matière première a rempli le moule, puis après un certain temps de refroidissement, elle peut être retirée du moule.

Ce processus garantit que le produit a une résistance et une précision suffisantes. Les briques Lego, les briques Lego produites il y a 10 ans et les briques Lego produites aujourd'hui peuvent toutes s'emboîter correctement. Si le procédé FDM est utilisé pour fabriquer des briques Lego, il est difficile de contrôler la précision à ce niveau.

En outre, le FDM est imprimé couche par couche. Avec suffisamment de force, la même brique Lego peut être ramassée et utilisée si elle est tombée et a été piétinée, mais elle ne peut pas être réutilisée si elle est imprimée par FDM.

En conclusion, le moulage par injection présente des avantages au fur et à mesure de son évolution. Ces avantages m'empêchent de voir la possibilité d'être remplacé par l'impression 3D. L'impression 3D a ses avantages en tant que méthode de traitement spécialisée et personnalisée, mais je veux remplacer le moulage par injection. Je pense qu'il est encore difficile à former.

Conclusion

Lorsqu'il s'agit de choisir entre l'impression 3D et le moulage par injection, plusieurs éléments doivent être pris en compte. Il s'agit notamment du débit, de la complexité de la conception, du coût et de l'application envisagée. L'impression 3D est excellente parce qu'elle est très flexible. Vous pouvez l'utiliser pour le prototypage rapide, la personnalisation et la création de modèles complexes. Elle est parfaite pour la production de faibles volumes, en particulier lorsque vous avez besoin de pièces uniques ou complexes.

D'autre part, moulage par injection est idéal pour la production en grande quantité. Elle est rentable, précise et cohérente. C'est la solution idéale lorsque vous devez fabriquer une grande quantité de la même pièce. Elle est particulièrement efficace lorsque vous avez besoin de pièces solides et durables. Ainsi, lorsqu'il s'agit de comparer l'impression 3D et le moulage par injection, chacun a ses propres avantages. Vous devez examiner votre projet et décider laquelle vous convient le mieux.