Moulage par injection ou impression 3D : Quelle est la meilleure méthode ?

Le moulage par injection et l'impression 3D sont deux des méthodes de fabrication les plus populaires pour produire des pièces en plastique. Elles présentent toutes deux des avantages et des inconvénients en ce qui concerne des facteurs tels que le coût, la vitesse, la résistance, la liberté de conception, etc.

Comment savoir quel procédé convient le mieux à votre application spécifique ? Dans ce guide complet, en tant que professionnel fabricant de moulage par injectionPour vous aider à faire le bon choix, nous allons comparer le moulage par injection et l'impression 3D sur la base de dix facteurs.

Comment fonctionne le moulage par injection ?

Le moulage par injection permet de créer des pièces en plastique en injectant de la matière plastique fondue à haute pression dans un moule. Le moule comporte une cavité qui donne sa forme à la pièce.

Voici un aperçu rapide du processus de moulage par injection :

1. Les granulés de plastique sont introduits dans un tonneau chauffé où ils fondent.
2. Une vis injecte le plastique fondu dans la cavité du moule sous l'effet de la pression.
3. Le plastique se refroidit et se solidifie pour donner la forme finale à la pièce.
4. Le moule s'ouvre et la pièce est éjectée.

Ce procédé permet de produire rapidement des pièces plastiques complexes et à haute tolérance. Toutefois, le moulage par injection nécessite un investissement initial dans un outillage en acier ou en aluminium.

Comment fonctionne l'impression 3D

L'impression 3D permet de fabriquer des pièces en plastique couche par couche à l'aide de matériaux tels que le filament plastique, résine ou de la poudre. Les pièces sont produites à partir de fichiers de modèles 3D plutôt qu'à partir d'un outillage traditionnel.

Le processus de base est le suivant :

1. Un fichier de conception numérique en 3D est découpé en couches.
2. L'imprimante dépose des couches successives de matériau
3. Les couches sont fusionnées pour créer la pièce finale.

Ne nécessitant pas d'outillage, l'impression 3D permet des itérations de conception rapides et une production à la demande. Toutefois, les temps de cycle pour l'impression de chaque pièce sont plus lents que pour le moulage par injection.

Maintenant que nous avons abordé les principes de base de chaque processus, voyons comment ils se comparent en fonction de dix facteurs importants :

Moulage par injection ou impression 3D : Quelle est la meilleure méthode ?

Délai d'exécution

• Moulage par injection - Semaines ou mois ; le temps nécessaire pour usiner les moules en acier ou en aluminium.
• Impression 3D - Quelques heures ou quelques jours ; l'absence d'outillage minimise le délai d'exécution.

Il est clair que l'impression 3D présente un avantage significatif en termes de délais. La possibilité de passer directement de la conception à la pièce imprimée la rend idéale pour les prototypes et la production en faible volume.

Coût de la mise en place

• Moulage par injection - $10 000+ pour un seul moule en acier
• Impression 3D - $100 à $1,000+ pour l'imprimante

Les moules d'injection sont des outils de précision onéreux qui coûtent souvent des dizaines de milliers de dollars. En comparaison, les imprimantes 3D sont devenues très abordables.

Quantité de pièces

• Moulage par injection - Des milliers à des millions de pièces
• Impression 3D - 10 à 10 000+ pièces

L'économie du moulage par injection favorise les grandes quantités pour maximiser l'utilisation des moules. L'impression 3D a tendance à être plus rentable pour un nombre réduit de pièces.

Taille de la pièce

• Moulage par injection - Aucune restriction ; seule la taille du moule/de la presse est limitée
• Impression 3D - Limité par le volume de construction de l'imprimante

Les pièces de très grande taille ne peuvent être fabriquées que par moulage par injection, en fonction de la technologie d'impression 3D utilisée. Les nouvelles imprimantes 3D à grande échelle peuvent produire rapidement des pièces de grande taille.

Liberté de conception

• Moulage par injection - Restrictif ; angles d'attaque requis
• Impression 3D - Haut degré ; géométries complexes facilement imprimées

L'impression 3D offre beaucoup plus de liberté en ce qui concerne la géométrie des pièces. Les angles autoportants et les structures internes complexes ne posent aucun problème.

Précision et tolérances

• Moulage par injection - ±0,005 pouce ou plus
• Impression 3D - ±0,030 pouce en moyenne ; varie selon le processus

Les moules en acier de précision permettent au moulage par injection d'atteindre des tolérances plus étroites. La précision de l'impression 3D s'améliore régulièrement, mais reste inférieure à celle du moulage par injection.

Finition de la surface

• Moulage par injection - Finition brillante et lisse de l'outil moulé
• Impression 3D - Les lignes de la couche provoquent une finition rugueuse en "marches d'escalier".

La plupart des pièces moulées par injection ont un meilleur aspect cosmétique dès leur sortie du moule, sans qu'aucun traitement ultérieur ne soit nécessaire. Les pièces imprimées en 3D nécessitent généralement un ponçage/polissage.

Résistance de la pièce

• Moulage par injection - Excellent ; matériau dense et uniforme
• Impression 3D - Variable ; dépend de l'orientation de l'impression

Le processus de fabrication par couches de l'impression 3D entraîne une anisotropie des propriétés des matériaux. Les pièces peuvent être plus faibles le long de certains axes.

Options de matériaux

• Moulage par injection - Large gamme : des centaines de thermoplastiques/thermosets
• Impression 3D - Un ensemble limité mais croissant de plastiques

Le moulage par injection fonctionne avec à peu près n'importe quelle résine plastique. Les choix de matériaux pour l'impression 3D sont actuellement plus restreints mais s'élargissent rapidement.

Impact sur l'environnement

• Moulage par injection - Taux de rebut élevés ; coureurs non recyclables
• Impression 3D - Peu de déchets ; les supports sont facilement enlevés/recyclés

Étant donné sa nature additive, l'impression 3D n'utilise que la quantité de matériau nécessaire, ce qui réduit les déchets. L'usinage des moules a également un coût environnemental plus élevé.

Quand utiliser le moulage par injection ou l'impression 3D ?

Maintenant que vous connaissez les principales différences entre les deux méthodes de fabrication, voici un guide rapide pour savoir si le moulage par injection ou l'impression 3D est le meilleur choix :

Meilleures applications pour le moulage par injection

• Production en grande série de plus de 10 000 pièces
• Exigences strictes en matière de tolérance et de précision
• Pièces avec des finitions de qualité de production
• Situations où la résistance des matériaux est critique
• Grandes dimensions des pièces

Meilleures applications pour l'impression 3D

• Prototypage et essais préliminaires avec des thermoplastiques fonctionnels
• Fabrication de ponts avant que les outils de moulage par injection ne soient prêts
• Délais courts entre la conception et la fabrication des pièces
• Volumes de production faibles à moyens, inférieurs à 10 000 pièces
• Géométries de pièces complexes et personnalisées
• Gabarits, montages, aides à l'assemblage et outils de production pour utilisation finale

N'oubliez pas que vous ne devez pas nécessairement choisir l'un ou l'autre. De nombreux projets de développement de produits commencent par des prototypes imprimés en 3D, puis utilisent un petit lot de pièces moulées par injection pour les essais, avant de passer à la production en série.

La combinaison de l'impression 3D et du moulage par injection vous permet de tirer parti des atouts de chaque processus au stade approprié. Cette stratégie hybride permet de commercialiser plus rapidement des produits de haute qualité.

Le bilan

Lorsqu'on compare le moulage par injection à l'impression 3D, il n'y a pas de choix universellement "meilleur". La bonne méthode de fabrication dépend de paramètres tels que la quantité, la qualité, la conception, le délai d'exécution, etc.

Le moulage par injection est adapté à la production de masse, tandis que l'impression 3D convient aux faibles volumes et à la personnalisation. Souvent, l'utilisation des deux technologies en tandem donne les meilleurs résultats.

Nous espérons que cette vue d'ensemble vous donne une perspective équilibrée sur la décision entre le moulage par injection et l'impression 3D. N'hésitez pas à nous contacter si vous avez besoin d'aide pour choisir le processus optimal pour votre prochain projet !