Comment réduire le coût du moulage par injection de grandes pièces

Le moulage par injection peut être un moyen extrêmement rentable de fabriquer de grandes quantités de pièces en plastique, mais les coûts élevés de l'outillage souvent associés au moulage par injection de grandes pièces peuvent le rendre prohibitif. En tant que professionnel moulage par injection de grandes pièces j'ai voulu partager quelques conseils d'initiés sur la manière dont les fabricants peuvent réduire les coûts du moulage par injection de grandes pièces sans sacrifier la qualité ou la capacité de production.

Pourquoi le moulage par injection de grandes pièces a-t-il tendance à coûter plus cher ?

Quelques raisons essentielles expliquent pourquoi le moulage par injection de grandes pièces engendre souvent des coûts plus élevés que la production de petites pièces :

• Machines plus grandes : Les pièces de grande taille nécessitent des machines de moulage par injection plus grandes pour s'adapter à leur taille et à leur poids. Ces machines de taille industrielle ont des coûts d'investissement, d'exploitation et de maintenance plus élevés.
• Augmentation des temps de cycle : Il faut plus de temps pour que le plastique en fusion remplisse des moules plus grands et plus profonds, ce qui allonge les temps de refroidissement. Des temps de cycle plus longs se traduisent par des coûts d'exploitation plus élevés et une production horaire plus faible.
• Outillage robuste : Les grands moules d'injection nécessitent un outillage robuste en acier trempé pour résister aux cycles de production prolongés et éviter une usure prématurée. Les coûts d'usinage et de matériaux sont donc plus élevés.
• Plus de résine plastique : Des cavités plus grandes nécessitent évidemment plus de plastique brut pour les remplir. La quantité de matière pure entraîne des coûts de plastique plus élevés par pièce.

Alors, comment un fabricant peut-il éviter ces pénalités importantes ? Voici mes conseils.

Comment réduire le coût du moulage par injection de grandes pièces

Évaluer soigneusement la conception des pièces

Comme pour la plupart des méthodes de fabrication, la conception de la pièce a un impact considérable sur les coûts de moulage. Des formes simples et épurées utiliser moins de matériaux et minimiser les temps de cycle. Consolider plusieurs petits composants en une seule grande pièce chaque fois que cela est possible.

Côtes et goussets assurent la résistance et la rigidité tout en permettant des parois plus fines et une utilisation moindre de plastique. Simulations d'écoulement et de refroidissement révèlera d'emblée tout défaut de conception. Ne sous-estimez pas les avantages en termes de coûts de l'analyse de la conception pour la fabrication (DFM).

Utiliser des bases de moule en aluminium

L'aluminium constitue une excellente base pour les grands moules en raison de son rapport poids/résistance. Le coût des matériaux et de l'usinage est moins élevé pour l'aluminium que pour l'acier. Les réparations et les modifications sont également plus simples. Le point de fusion plus bas de l'aluminium raccourcit les temps de refroidissement, ce qui représente une économie supplémentaire.

Je recommanderais les moules en aluminium pour les petites séries jusqu'à environ 10 000 cycles. Pour les quantités plus importantes, les moules en acier offrent une durée de vie plus longue et utilisent des revêtements spécialisés pour accélérer le refroidissement. Discutez des options avec le mouleur par injection de votre choix pour déterminer le matériau de moule optimal pour votre application.

Utiliser des résines plastiques plus rapides

Moulage plus rapide résine ont été mises au point et permettent de réduire considérablement les réduire les temps de refroidissement. Par exemple, la série Catamold motion de BASF contient des catalyseurs spéciaux permettant de jusqu'à 35% de cycles plus rapides. Eastman produit des polymères similaires à cycle rapide comme le Tritan OM430.

Étudiez les nouvelles formulations de plastique pour le moulage rapide lors de la sélection de vos matériaux. Le coût supplémentaire par livre est facilement justifié par le rendement horaire plus élevé et la consommation d'énergie plus faible résultant de temps de cycle plus courts. Veillez également à valider les performances mécaniques.

Exploiter les moules multi-empreintes et les moules familiaux

Bien qu'ils soient initialement plus coûteux, moules à cavités multiples La production simultanée de quatre, six ou huit pièces offre des avantages considérables en termes de coûts pour les volumes plus importants. Vous amortissez les dépenses d'outillage en augmentant la production par cycle tout en rationalisant l'automatisation.

A modulaire système familial de lutte contre les moisissures avec des inserts interchangeables permet de mouler des composants séquentiels à partir de la même base. Le changement est plus rapide et moins coûteux que l'utilisation d'outils dédiés entièrement distincts. Les pièces de grande taille ayant des attributs ou des dimensions communs sont des candidats de choix pour les moules familiaux. La normalisation des paramètres du moule facilite cette approche.

Adopter le nouveau moulage multi-matériaux

Le moulage innovant multi-matériaux combine les plastiques durs et souples en une seule étape, éliminant ainsi l'assemblage. Les fonctionnalités améliorées peuvent réduire les coûts globaux grâce à l'intégration des pièces. Le surmoulage sur des inserts métalliques est une autre option en plein essor.

Le moulage multi-matériaux nécessite des machines et des compétences spécialisées. Recherchez des moulistes par injection sur mesure et des équipementiers ayant démontré leurs capacités. Soyez prêt à payer des droits de licence pour certaines technologies propriétaires encore sous brevet. Les économies à long terme devraient néanmoins justifier ces dépenses.

Externaliser vers l'Asie pour augmenter les volumes

À l'heure actuelle, aucune région ne peut rivaliser avec la Chine et l'Asie du Sud-Est en termes de capacité de moulage par injection et de main-d'œuvre bon marché. Une fois que vous avez vérifié la qualité et les protections de la propriété intellectuelle, la délocalisation de contrats de gros volumes se justifie d'un point de vue économique, malgré les frais d'expédition et les droits de douane supplémentaires.

Au niveau national, l'utilisation d'un mouleur par injection proche des fournisseurs de résine permet de réduire les coûts de logistique des matériaux. En obtenant des devis compétitifs auprès de plusieurs fournisseurs, vous vous assurez également de bénéficier d'un prix de marché équitable. Envisagez également la fabrication en sous-traitance pour les pics de capacité ou les applications spécialisées.

Profiter des incitations fiscales

Les États et les collectivités locales accordent des exonérations fiscales, des crédits, des exemptions de taxes foncières et des subventions pour la formation des salariés afin d'attirer et de retenir les entreprises manufacturières. Le Mexique vante l'accès à la logistique et les incitations au libre-échange. Porto Rico offre des avantages similaires, comme un taux d'imposition sur les sociétés de 4%.

Donner la priorité à la gestion de l'énergie

Les usines de moulage par injection sont notoirement gourmandes en énergie. Les statistiques du DOE indiquent que l'électricité représente plus de 25% des coûts de production des mouleurs par injection. La gestion stratégique de votre consommation d'énergie par le déplacement des pics de charge, les compteurs intelligents, le recyclage de la chaleur résiduelle et les rabais accordés par les services publics augmentent directement vos bénéfices.

Adopter une perspective de coût total

Il faut toujours tenir compte du coût total lorsqu'on compare les investissements dans le moulage par injection aux économies réalisées sur le prix des pièces. Les modifications apportées à la conception amélioreront-elles la fabricabilité ? Les moules multi-empreintes justifient-ils les investissements initiaux plus risqués ? La production locale annule-t-elle les économies réalisées à l'étranger ? Modélisez différents scénarios pour découvrir votre point optimal de prix au débarquement.

Ces conseils pour économiser de l'argent ne font qu'effleurer la question de la maîtrise des coûts d'injection d'une grande partie de l'argent. Pour moi, le fait d'injecter régulièrement des le suivi de chaque dénominateur de dépenses-matériaux, usinage, main-d'œuvre, logistique et, oui, même les services publics - est primordiale pour maximiser les bénéfices dans ce secteur où les marges sont comprimées. Une transparence totale des coûts vous permet d'ajuster vos opérations en conséquence.

Quelles sont les mesures que vous avez trouvées efficaces pour économiser sur le moulage par injection de grandes pièces ? N'hésitez pas à me faire part de toute autre tactique de réduction des coûts dans les commentaires ci-dessous !

Principaux enseignements pour réduire les coûts du moulage par injection :

• Simplifier les géométries des pièces dans la mesure du possible
• Remplacer l'acier par des composants en aluminium dans l'outillage du moule
• Utiliser de nouvelles formulations de plastique pour réduire les temps de refroidissement
• Adopter des configurations de moules multi-empreintes et de moules familiaux
• Envisager des solutions de moulage ou de surmoulage multi-matériaux
• Rechercher des partenaires de fabrication à l'étranger pour la production en volume
• Tirer parti des incitations commerciales de l'État et du gouvernement fédéral
• Contrôler et économiser la consommation d'énergie

Le bilan

Comme nous l'avons examiné ici, les entreprises peuvent réduire les coûts généralement plus élevés du moulage par injection de grandes pièces en prenant des décisions de conception intelligentes, en sélectionnant des matériaux, en adoptant des stratégies de production avancées et en affinant les processus. Quelles autres méthodes ai-je oubliées ? Je suis impatient de connaître les nouvelles idées des lecteurs pour économiser le moulage de grandes pièces. N'hésitez pas à partager vos propres expériences en matière de fabrication de matières plastiques ci-dessous !