Moulage par injection ou impression 3D

Différentes méthodes permettent de fabriquer des produits en plastique. Le moulage par injection de plastique et l'impression 3D sont deux approches à la mode. Chacune présente des avantages et des inconvénients qui lui sont propres. Vous devez donc comparer le moulage par injection et l'impression 3D pour en savoir plus.

Le moulage par injection plastique est une technique ancienne. Elle a été utilisée pour la première fois au 18e siècle. Cent ans après sa découverte, une nouvelle méthode, l'impression 3D, a été introduite. À l'heure actuelle, les deux approches sont largement répandues dans l'industrie du plastique.

Lorsque vous comparerez le moulage par injection et l'impression 3D, vous découvrirez également leur pertinence dans différents domaines. Par exemple, le moulage par injection est idéal pour les commandes de gros volumes. En revanche, l'impression 3D est idéale pour la fabrication de prototypes. De même, il existe d'autres différences. Cet article les présente et vous indique quelle est la solution la plus adaptée à votre entreprise.

Qu'est-ce que le moulage par injection ?

Moulage par injection est la méthode la plus répandue. Comme son nom l'indique, cette méthode consiste à injecter du plastique dans un moule et à créer des formes variées.

Cette technique est utilisée pour fabriquer la plupart des pièces en plastique que les gens utilisent tous les jours. Le moulage par injection est largement utilisé pour les petites pièces, comme les jouets, et les grandes, comme les articles de cuisine. Cette technique est très efficace, en particulier pour la création de pièces plastiques complexes. Selon les experts, cette méthode permet d'obtenir des tolérances allant jusqu'à ±0,1 mm.

Une machine de moulage par injection typique comporte trois unités centrales. (1) L'unité d'injection, qui ressemble à une seringue géante, se compose de trois parties principales. (a) Une trémie reçoit les granulés de plastique et les envoie dans la chambre principale. (b) Une chambre de chauffe chauffe ces granulés et crée du plastique en fusion. (c) Une extrudeuse permet de pousser le plastique vers le moule.

(2) L'unité de moulage donne aux pièces en plastique la forme souhaitée. Elle utilise un moule spécifique pour des pièces en plastique spécifiques. Cette unité est donc réglable.

(3) La pince permet généralement d'ouvrir et de fermer le moule. Un moule se compose généralement de deux moitiés : l'unité de moulage maintient une moitié et l'unité de fermeture fixe l'autre. Lorsqu'un opérateur appuie sur la pince, la moitié du moule s'ouvre et laisse apparaître la pièce en plastique nouvellement formée.

Comment fonctionne le moulage par injection ?

Le processus de moulage par injection commence par l'introduction des granulés de plastique dans la trémie. Les éléments chauffants chauffent progressivement ces granulés pour former du plastique fondu. Ensuite, à l'aide de l'extrudeuse, le plastique fondu atteint la chambre d'injection.

Lorsque l'opérateur est prêt, l'unité d'injection pousse le plastique fondu dans la cavité. Une fois refroidies, les pièces en plastique sont retirées du moule d'injection plastique. technologie des moules en plastique pour en savoir plus sur les moules en plastique.

Le moulage par injection est le mieux adapté :

Le moulage par injection est un procédé de fabrication très efficace. Cette méthode est idéale pour une production plus rapide et des produits homogènes. Voici quelques points clés pour lesquels le moulage par injection est le meilleur choix :

1. Le moulage par injection est adapté aux grandes séries. Il permet de produire plus de 1 000 pièces par cycle.
2. Cette technique convient à la production finale. Elle n'est pas idéale pour le prototypage.
3. Le moulage par injection peut généralement prendre en charge tous les types de conceptions et de tailles. Cette flexibilité fait de cette méthode une option rentable.
4. Le moulage par injection permet de produire des pièces en plastique plus résistantes. Contrairement à l'impression 3D, les pièces moulées par injection sont durables et peuvent supporter davantage de contraintes.
5. Une fois le moule créé, le moulage par injection peut produire des millions de pièces en plastique. Cela rend votre entreprise plus rentable et vous aide à obtenir un retour rapide sur votre investissement.

Limites du moulage par injection de matières plastiques

Le moulage par injection est meilleur pour de nombreuses raisons, mais il présente encore des limites. En raison de ces limites, l'impression 3D est généralement un meilleur choix.

1. Le moulage par injection nécessite un coût initial élevé. Il faut fabriquer des moules différents pour chaque pièce plastique spécifique.
2. Cette méthode n'est pas idéale pour les commandes de faible volume. Le coût élevé de l'outillage augmentera considérablement le coût de production.
3. Cette méthode nécessite des délais d'exécution plus longs. Elle peut prendre de 5 à 7 semaines.
4. Cette méthode nécessite plus de temps pour se mettre en place.

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

L'impression 3D est un type de fabrication additive. Elle crée généralement des formes en ajoutant du plastique couche par couche, d'où son nom de fabrication additive. Cependant, l'impression 3D, comme son nom l'indique, crée des objets tridimensionnels. Elle utilise principalement des matières plastiques parce qu'elles sont légères et faciles à fondre.

On peut penser aux processus de fabrication traditionnels, comme l'usinage CNC. Il s'agit de méthodes soustractives. L'impression 3D, elle, ajoute de la matière. Il est donc possible de créer de nombreuses formes complexes en limitant les pertes de matière.

Une imprimante 3D se présente généralement sous la forme d'une boîte. Une imprimante 3D simple comporte quatre éléments clés.

(1) Le cadre donne à la machine un support structurel. Selon la qualité de la machine, il est généralement en métal ou en plastique.

(2) Le lit d'impression est généralement plat, comme celui d'une machine de découpe au laser.

(3) Une buse ou tête d'impression est un composant essentiel d'une imprimante 3D. La plupart du temps, elle est accompagnée d'un extrudeur. En fonction de la trajectoire programmée, la tête d'impression peut généralement se déplacer le long des axes X, Y et Z.

(4) Un panneau de commande contrôle généralement ce processus, vous permettant de connecter votre ordinateur à la machine.

Comment fonctionne une imprimante 3D ?

Tout d'abord, vous devez préparer votre fichier de conception. Vous pouvez utiliser n'importe quel logiciel, mais vous devez vous assurer que le type de fichier est STL ou OBJ. Certains contrôleurs d'imprimante 3D avancés peuvent également prendre en charge un autre type de fichier. Une fois le fichier inséré dans le contrôleur, la machine crée automatiquement des programmes pour la trajectoire de la tête d'impression.

Avant cela, vous devez préparer votre machine. Vérifiez que vous avez installé le filament plastique avec l'extrudeuse et la tête d'impression. Lorsque vous commencez à imprimer, la buse chauffe le filament et le fait fondre sous une forme semi-liquide. En même temps, la tête d'impression suit la trajectoire programmée. Elle dépose progressivement les plastiques semi-liquides couche par couche sur la tête d'impression.

Dans ce cas, un filament plastique spécialisé durcit rapidement et donne une forme solide. Les filaments plastiques les plus utilisés dans ce cas sont le PLA, l'ABS, le PP, le PC, le PETG, le TPU et bien d'autres encore. Cependant, le processus continue d'ajouter des plastiques couche par couche jusqu'à ce que le corps entier soit créé.

Une fois l'impression terminée, vous pouvez retirer les extensions inutiles. Dans l'impression 3D, ces pièces supplémentaires sont appelées structures de support. Toutefois, vous pouvez également procéder à d'autres finitions, comme le lissage des bords rugueux.

L'impression 3D est la mieux adaptée :

L'impression 3D vous offre une solution flexible pour créer de nombreuses pièces plastiques complexes. Elle ouvre un large éventail de possibilités pour la réalisation de nombreux projets de bricolage. Dans le domaine de la fabrication, l'utilisation de l'impression 3D est vaste. Voici quelques points clés pour lesquels l'impression 3D est le meilleur choix :

1. L'impression 3D est idéale pour créer des prototypes pour toutes les pièces finales. Les prototypes en plastique sont également utilisés pour tester le produit pour de nombreuses pièces moulées sous pression. L'impression 3D est rapide et précise, ce qui facilite grandement le prototypage rapide.
2. L'impression 3D convient aux commandes de faible volume. Pour une production à grande échelle, le moulage par injection est une solution rentable.
3. L'impression 3D est généralement une meilleure option pour les pièces en plastique de petite et moyenne taille. Toutefois, de nombreuses imprimantes 3D modernes sont capables de créer des structures de grande taille.
4. Cette méthode permet de produire des pièces rapidement. L'impression d'une pièce ne prend que quelques minutes à quelques heures.
5. L'impression 3D est idéale pour les changements de conception fréquents. Elle permet de modifier et d'actualiser les dessins.
6. En effet, l'impression 3D est un excellent outil pour créer des formes complexes.

Limites du moulage en 3D

L'impression 3D est réputée pour ses nombreux avantages, mais elle présente encore certaines limites. C'est là que le moulage par injection devient une option appropriée.

1. L'impression 3D est très limitée à certains matériaux plastiques. Les plastiques PLA, ABS, PC, PP, PETG et TPU sont à la mode dans l'impression 3D.
2. Si vous souhaitez que vos pièces en plastique soient résistantes, l'impression 3D n'est pas la solution idéale. Le moulage par injection convient à la fabrication de pièces en plastique robustes.
3. L'impression 3D est un processus relativement lent. Il faut de quelques minutes à quelques heures pour réaliser un tirage. Pour cette raison, l'impression 3D n'est pas adaptée à la production à grande échelle.
4. Les imprimantes 3D nécessitent un entretien fréquent. Après chaque impression, vous devez nettoyer l'extrudeuse et la tête d'impression.

Moulage par injection VS impression 3D : Quelle est la meilleure solution ?

Les deux sections précédentes vous ont familiarisé avec ces techniques. Quelles sont-elles ? Comment fonctionnent-elles ? À quoi conviennent-elles le mieux ? Les deux méthodes peuvent être meilleures pour un usage spécifique, mais le niveau d'adéquation peut encore différer. Dans cette section, nous examinerons quelques facteurs pour déterminer la meilleure adéquation de chaque méthode.

Avant cela, examinons le résumé de cette discussion dans le tableau suivant.

Facteurs	Moulage par injection	Impression 3D
Volume de production	Convient à la production de grands volumes en raison de son faible coût unitaire	Convient à la production de faibles volumes
Complexité de la conception	Limité par la conception du moule, vous ne pouvez réaliser qu'un modèle particulier une fois le moule créé.	Convient à une modification fréquente de la conception ; très flexible
La force	Production de pièces à haute résistance	Résistance relativement faible
Prototypage	Ne convient pas	Adapté
Conception de l'outillage	Nécessite des moules sur mesure	Pas de besoin
Délais d'exécution	Temps de préparation et de production plus long en raison de la création du moule ; plus rapide une fois la préparation terminée	Temps de préparation courts, délais d'exécution rapides
Taille de la pièce et tolérance	Peut produire des pièces plastiques de petite et grande taille ; tolérance jusqu'à ±0,1 mm	Convient aux petites et moyennes pièces en plastique ; tolérance jusqu'à ±0,25 mm
Personnalisation	Limité à la conception des moules	Hautement personnalisable
Finition de la surface	Finition de surface lisse	Elle peut nécessiter un travail de post-traitement.
Déchets de matériaux	Moins de déchets	Déchets de matériaux modérés à élevés
Coût	Coût initial élevé mais coûts unitaires inférieurs pour les commandes de gros volumes	Coût initial plus faible mais coûts unitaires élevés

Moulage par injection et impression 3D : Volume de production

Le volume de production joue un rôle crucial dans la fabrication de pièces en plastique. Vous pouvez être propriétaire d'une petite, moyenne ou grande entreprise. Vous pouvez proposer à vos clients des modèles personnalisés ou standard. Déterminez donc le type de production que vous proposerez à vos clients. Vous serez alors en mesure de choisir le processus de fabrication approprié.

Le moulage par injection est idéal pour la production à grande échelle. Une fois le moule créé, vous pouvez fabriquer des millions de pièces en plastique avec le même design. Vous pouvez créer de nombreuses couleurs, même si le design reste le même.

L'impression 3D est idéale pour les conceptions personnalisées. Votre client peut commander de 10 à 100 pièces conçues sur mesure. Dans ce cas, l'impression 3D fait un excellent travail. Vous n'avez pas besoin de créer des moules coûteux pour ce travail.

Moulage par injection VS impression 3D : Complexité de la conception

Les deux méthodes permettent de créer des modèles très complexes. Toutefois, le moulage par injection se limite à la conception du moule. Une fois le moule créé, vous n'avez pas la possibilité de le personnaliser. La complexité de la conception est donc limitée à la conception du moule dans le cas du moulage par injection.

L'impression 3D vous offre davantage de possibilités de personnaliser votre design. Vous pouvez créer des géométries complexes, comme les caractéristiques des dragons ou des dessins anciens détaillés, et bien d'autres choses encore. Il n'y a pas de coût d'outillage supplémentaire.

Moulage par injection et impression 3D : Solidité

Certaines pièces en plastique, telles que les pièces automobiles, les jouets et les équipements industriels, nécessitent une résistance élevée. Ces articles sont souvent soumis à des manipulations brutales et à des forces d'impact.

Le moulage par injection permet d'améliorer la résistance d'un objet en plastique. Comme vous le savez, cette méthode permet de faire fondre complètement des granulés de plastique et de leur donner une forme solide.

L'impression 3D, quant à elle, convertit des filaments de plastique sous forme semi-liquide. Elle construit des objets en 3D couche par couche. Par conséquent, la résistance de chaque couche est légèrement diminuée.

Dans l'ensemble, le moulage par injection est la meilleure option en termes de résistance.

Moulage par injection VS impression 3D : Prototypage

Le prototype est également connu sous le nom d'échantillon ou de modèle du produit. Les prototypes ou échantillons ressemblent généralement à la forme et aux propriétés du produit final.

L'impression 3D est le meilleur moyen de fabriquer des échantillons. Même dans le cas du prototypage rapide, l'impression 3D peut vous offrir la meilleure solution. Le moulage par injection ne convient que pour la fabrication de pièces finales. Bien que vous ayez besoin de prototypes lors de la fabrication des moules, l'impression 3D est également pratique dans ce cas.

Moulage par injection VS impression 3D : Conception de l'outillage

La conception de l'outillage est un élément essentiel du moulage par injection de matières plastiques. Les moules sont également appelés "outillage". Les moules d'injection sont coûteux et leur conception et leur production prennent du temps. Selon la valeur du marché en 2024, un moule d'injection coûte approximativement entre $3 000 et $100 000.

Le coût initial élevé augmente également le coût par unité, de sorte que la conception de l'outillage peut ne pas être utile pour la production à petite échelle. Toutefois, le prix unitaire diminue pour les commandes de gros volumes.

En revanche, l'impression 3D ne nécessite pas d'outillage. Vous pouvez imprimer directement à partir d'une conception numérique. C'est pourquoi l'impression 3D est idéale pour créer des prototypes qui peuvent servir à la fabrication ultérieure de moules d'injection.

Moulage par injection VS impression 3D : Délais d'exécution

Le délai d'exécution est le temps total nécessaire pour lancer la production et fabriquer le produit fini.

Le moulage par injection comporte plusieurs étapes de fabrication. Tout d'abord, il faut concevoir et créer des moules spécifiques pour les pièces en plastique. Ensuite, vous devez les installer au bon endroit sur la machine de moulage par injection. Vous devez à chaque fois introduire les granulés de plastique dans la trémie. L'ensemble du processus peut prendre de 5 à 7 semaines pour les pièces en plastique les plus simples.

D'autre part, l'impression 3D offre généralement un délai d'exécution plus court. Il n'est pas nécessaire d'avoir un outillage complexe ; c'est comme un système prêt à l'emploi. Dans le cas présent, pour les pièces complexes en plastique, le délai d'exécution est d'environ 1 à 2 semaines.

Moulage par injection VS impression 3D : Taille des pièces et tolérance

Le moulage par injection produit généralement des pièces en plastique de toutes tailles. Il peut maintenir une tolérance élevée même si la pièce est énorme. C'est pourquoi le moulage par injection convient parfaitement aux productions en grande quantité.

L'impression 3D présente certaines limites en ce qui concerne la taille des pièces. Vous pouvez généralement travailler avec des pièces en plastique de petite et moyenne taille. Pour créer des pièces de grande taille, vous devez les fabriquer en sections et les assembler par la suite.

Moulage par injection et impression 3D : Personnalisation

L'imprimante 3D est l'outil de personnalisation par excellence. Elle vous permet de créer des modèles complexes sans avoir besoin d'outils ou de moules spéciaux. Si nécessaire, vous pouvez également modifier les dessins et produire des articles uniques. Les modifications peuvent être effectuées rapidement. Ces avantages font de l'impression 3D un outil idéal pour la création de produits personnalisés.

Le moulage par injection est moins flexible. Vous pouvez créer des moules personnalisés si votre client a besoin de pièces plastiques personnalisées en grande quantité. Toutefois, la conception des moules est un processus qui prend du temps. Il peut être nécessaire d'ajuster le moule pour modifier une petite conception, et chaque modification entraîne des coûts supplémentaires. Le moulage par injection n'est donc pas adapté à la personnalisation.

Moulage par injection et impression 3D : Finition de surface

Le moulage par injection offre généralement des pièces en plastique avec une finition plus lisse que l'impression 3D. À l'exception du plan de joint, les pièces moulées par injection ne présentent pas d'aspérités.

Dans l'impression 3D, la couche inférieure soutient généralement la couche supérieure. Pour cette raison, il se peut que des parties supplémentaires apparaissent à la surface de l'objet imprimé. Ces parties supplémentaires nuisent généralement à la douceur de l'objet imprimé. Par conséquent, un travail supplémentaire de post-traitement peut s'avérer nécessaire pour rendre la surface plus lisse.

La plupart des produits de consommation, y compris les pièces automobiles, les jouets et les boîtiers électroniques, nécessitent une finition de haute qualité. Le moulage par injection est un meilleur choix pour ces produits.

Moulage par injection et impression 3D : Déchets de matériaux

Le moulage par injection produit généralement moins de déchets. Il est possible que des matériaux supplémentaires soient produits en raison des carottes, du caoutchouc et du plan de joint. Par rapport à l'impression 3D, cette quantité est nettement inférieure. Il est bon de pouvoir réutiliser ce matériau supplémentaire en l'introduisant dans la trémie lors de la prochaine production.

L'impression 3D crée de nombreuses couches supplémentaires qui ne sont pas nécessaires. La machine crée généralement ces couches supplémentaires à des fins de soutien structurel. Toutefois, vous ne pourrez pas utiliser ce matériau supplémentaire ultérieurement, car l'impression 3D n'utilise qu'un rouleau de filament plastique.

Moulage par injection VS impression 3D : Coût

Lorsque vous évaluez le coût, vous devez d'abord le décomposer. Tout d'abord, le moulage par injection nécessite un coût initial élevé. Il peut comprendre le prix de la machine et la conception de l'outillage. Dans ce cas, une imprimante 3D est une option moins coûteuse.

En fonction du volume de production, le moulage par injection offre une solution moins onéreuse pour les productions en grande quantité. Le coût par unité pour les faibles volumes augmente considérablement en raison des coûts élevés de l'outillage. L'impression 3D maintient le même prix pour la production à petite et à grande échelle.

Enfin, pour les travaux de longue durée, c'est le moulage par injection qui l'emporte. Toutefois, l'impression 3D conserve un coût élevé par pièce. C'est pourquoi l'impression 3D ne convient que pour les prototypes, les petites séries et les changements rapides.

Questions fréquemment posées

L'impression 3D est-elle moins chère que le moulage par injection ?

L'impression 3D est généralement moins coûteuse pour la production de faibles volumes. Elle ne nécessite pas de coûts d'outillage. En outre, les imprimantes 3D sont également moins chères que les machines de moulage par injection. Toutefois, pour la production à grande échelle, le moulage par injection offre une solution plus abordable. Une fois le moule créé, il est possible de fabriquer des millions de pièces en plastique à partir du même moule.

 Le PVC est-il utilisé dans le moulage par injection ?

Oui, le PVC est couramment utilisé dans le moulage par injection. Il est moins cher que le PC, l'ABS et le PP. C'est pourquoi de nombreuses pièces en plastique sont fabriquées en PVC. Ce plastique offre une excellente résistance chimique, une grande durabilité et une grande polyvalence. Il convient parfaitement à la fabrication de tuyaux, de raccords, de pièces automobiles et de nombreux autres biens de consommation.

Quel est le meilleur pays pour le moulage par injection ?

La Chine est le premier pays producteur de moulage par injection. De nombreuses usines de ce pays proposent des pièces en plastique à un prix avantageux tout en maintenant une qualité élevée. Pour les commandes de gros volumes, la Chine est le meilleur choix pour votre entreprise.

Combien coûte la fabrication d'un moule à injection ?

Le moule d'injection plastique peut coûter entre $3 000 et $100 000. Les moules pour les pièces de petite taille et de conception simple peuvent coûter entre 1 4 T 3 000 et 1 4 T 6 000. En revanche, la conception complexe et l'outillage de haute qualité peuvent coûter entre $25 000 et $50 000. Le prix dépend de la conception, de la taille et de la qualité de la pièce en plastique.

Quel est le prix moyen d'une bonne imprimante 3D ?

Le prix moyen d'une bonne imprimante 3D peut varier de $1 000 à $4 000. Vous pouvez également trouver des imprimantes 3D à $200, mais elles ne sont destinées qu'à des kits de démarrage. Par ailleurs, les imprimantes 3D de la gamme $500 à $1 500 sont idéales pour les amateurs. Mais pour un travail professionnel, il faut prévoir un budget un peu plus élevé.

Résumé

Nous avons passé en revue un guide détaillé sur le plastique moulage par injection ou impression 3D. L'article a mis en évidence tous les détails dont vous avez besoin pour choisir la meilleure option. Toutefois, résumons nos conseils et examinons ce qui pourrait convenir le mieux à votre projet.

Le moulage par injection est idéal pour les commandes de gros volumes. Plusieurs usines indiquent que le volume minimum doit être supérieur à 500 unités. Cette méthode convient à la création de nombreux produits de consommation, de pièces automobiles, etc.

L'impression 3D convient principalement au prototypage rapide, aux commandes de faible volume et aux pièces plastiques personnalisées. Contrairement au moulage par injection, Impression 3D n'a pas besoin du plus petit volume. Cependant, cette technique nécessite à la fois du temps et des coûts de filament pour une production à grande échelle.

Tableau 1 Impression 3D plastique vs moulage par injection : Quelle est la meilleure solution ?

Facteur	Meilleure option
Production en grande quantité	Moulage par injection
Production en faible volume	Impression 3D
Prototypage	Impression 3D
Rapport coût-efficacité	Moulage par injection pour la production à grande échelle, l'impression 3D ou la production à faible volume
Flexibilité des matériaux	Moulage par injection
Produits de consommation	Moulage par injection

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