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Jan 28, 2024

Coût du moulage par injection

Partager cet article Le moulage par injection est généralement décrit comme une solution rentable

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Le moulage par injection est généralement décrit comme un processus de fabrication rentable… lors de la commande de grandes quantités de pièces.

La raison en est simple : avec le moulage par injection, les coûts d'outillage initiaux sont très élevés, tandis que les coûts réels de moulage du plastique sont très faibles, ce qui signifie que le coût unitaire effectif diminue lorsque davantage d'unités sont nécessaires.

Par exemple, imaginez qu'un moule en acier inoxydable pour une petite voiture coûte 5 000 $ et que chaque petite voiture en plastique fabriquée avec le moule coûte 0,50 $. Dans ce scénario, commander 1x unité de la voiture jouet coûterait 5 000,50 $, commander 2x unités coûterait 5 001 $ et commander 1 000x unités coûterait 5 500 $.

Dans tous les scénarios, le moule représente la majeure partie du coût, de sorte que le coût total ne varie pas beaucoup.

Cependant, dans ces trois scénarios, le coût unitaire effectif varie considérablement :

Comme vous pouvez le voir, il y a une réduction spectaculaire du coût unitaire lorsque la quantité unitaire augmente, puisque les unités supplémentaires amortissent le coût élevé du moule.

Commander plus d'unités de la voiture jouet représente clairement un meilleur rapport qualité-prix. (En fait, commander une seule unité semblerait être un gaspillage d'argent colossal.)

Mais de quelle "grandeur" parle-t-on quand on dit que le moulage par injection est adapté à de grandes quantités de pièces ? 100 ? 1 000 ? 10 000 ? Un million? En tant qu'entreprise décidant entre plusieurs processus de fabrication pour une commande de taille moyenne de prototypes ou de pièces d'utilisation finale, nous voulons savoirà quel point le moulage par injection devient plus rentable que les alternativescomme l'impression 3D.

Et bien qu'il n'y ait pas de formule simple pour déterminer le moment où le moulage par injection devient plus rentable que l'impression 3D, nous pouvons prendre en compte certains facteurs qui nous aideront à prendre la bonne décision.

3ERP, expert en moulage par injection et autres services de fabrication à la demande, fournit ici des conseils pour choisir entre l'impression 3D par moulage par injection en fonction de la taille de la commande requise.

Pour les entreprises qui cherchent à compléter le prototypage ou la production de pièces en plastique, l'injection et l'impression 3D peuvent sembler des options tentantes, et il peut sembler difficile d'évaluer les avantages respectifs de chacune.

Cependant, avant de se lancer dans des calculs précis, il convient de signaler certaines situations où un procédé de fabrication est nettement préférable à l'autre.

Commençons par un scénario dans lequel une entreprise a besoin d'un très petit nombre de prototypes (peut-être un seul), et les propriétés matérielles et esthétiques du ou des prototypes sont d'une importance négligeable. Peut-être que l'équipe interne de R&D veut simplement voir, très vaguement, à quoi ressemble un boîtier en plastique jaune sur son nouvel appareil électronique.

Dans un tel scénario, l'impression 3D serait le choix évidemment préférable : elle serait nettement moins chère et les éventuelles lacunes techniques du prototype n'auraient pas d'importance.

Sinon, imaginez un scénario dans lequel une poignée de prototypes (peut-être un seul) sont nécessaires, mais l'entreprise cherche à présenter son produit à un investisseur, qui doit être convaincu que la pièce d'utilisation finale (à fabriquer avec moulage par injection lors de la production de masse) fonctionnera correctement pour l'usage auquel elle est destinée.

Dans un tel scénario, même si l'impression 3D du prototype peut être moins chère, il peut être intéressant pour l'entreprise de créer un prototype moulé par injection afin de démontrer la viabilité de son produit final.

Il est difficile de comparer les coûts du moulage par injection et de l'impression 3D car les processus sont fondamentalement différents, non seulement en termes de fonctionnement, mais aussi de détermination de leurs coûts respectifs.

De manière générale, le moulage par injection est un processus dont les coûts de démarrage sont élevés : les moules métalliques sont coûteux à fabriquer et cette étape préliminaire peut être un obstacle insurmontable pour certaines petites entreprises. Cependant, une fois qu'un moule a été fabriqué, le coût de chaque "coup" de plastique injecté est très faible.

L'impression 3D est différente car, contrairement au moulage par injection, il s'agit d'un processus en une seule étape. Aucun outillage n'est nécessaire et la pièce finie sort directement de l'imprimante. Cela signifie qu'il n'y a pas de coûts de démarrage obstructifs.

Cela étant dit, le coût d'une seule pièce en plastique imprimée en 3D est généralement plus élevé qu'un coup de plastique injecté. En effet, le filament d'impression 3D (pour les imprimantes FDM) est plus cher que les granulés de plastique, et la lenteur des imprimantes 3D signifie que les fournisseurs de services doivent facturer davantage pour leur fonctionnement.

Dans cet esprit, la différence la plus importante entre les deux processus est quele coût unitaire du moulage par injection est dynamique : elle diminue lorsque le nombre d'unités augmente. Avec l'impression 3D, en revanche, le coût unitaire est statique : les pièces coûteront généralement le même montant, que vous en commandiez une ou 1 000.

Cela signifie queL'impression 3D en petites quantités est moins chère que le moulage par injection, tandis que le moulage par injection en grande quantité est moins cher que l'impression 3D . Cela signifie également, logiquement, qu'il existe une quantité spécifique à laquelle l'option "meilleure valeur" passe de l'impression 3D au moulage par injection.

Trouver cette quantité dépend de plusieurs facteurs.

Lors de l'évaluation des coûts potentiels du moulage par injection et de l'impression 3D, il vaut la peine de commencer par la partie potentiellement la plus coûteuse du projet : le moule.

Les moules peuvent coûter des milliers de dollars, car ils sont usinés à partir de métal et doivent durer longtemps - potentiellement des centaines de milliers de grenailles en plastique. Cependant, il est possible de réduire considérablement le coût des moules grâce àoutillage rapide, la création de moules de qualité prototype avec des machines CNC ou des imprimantes 3D métal.

Le coût des moules peut également être réduit en utilisant de l'aluminium au lieu de l'acier. L'aluminium est moins durable que l'acier à outils, mais il est toujours capable de produire des pièces moulées de haute qualité à partir de matériaux non corrosifs.

Si le coût du moule peut être réduit, le nombre de pièces moulées nécessaires pour être rentable diminue.

À titre d'exemple, imaginez qu'un moule en acier pour une petite voiture coûte 5 000 $, qu'un moule en aluminium coûte 1 000 $ et que le coût par grenaille de plastique avec l'un ou l'autre moule est de 0,50 $. Imaginez aussi qu'une version imprimée en 3D de la voiture jouet coûte 20 $.

Dans cet exemple, les coûts potentiels du projet seraient les suivants :

Dans ce scénario, une commande de 50 unités est moins chère avec l'impression 3D, mais une commande de 60 unités est moins chère en utilisant le moulage par injection avec un moule en aluminium. (Pendant ce temps, le moule en acier plus cher devient plus rentable que l'impression 3D juste au-dessus de la barre des 250 unités.)

Une autre considération qui affectera le calcul est le plastique utilisé pour fabriquer la pièce, et il y a plusieurs variables à considérer ici.

Un facteur à considérer est que tous les plastiques imprimables en 3D ne sont pas moulables, et vice versa. Une autre est que le filament d'impression 3D est dans l'ensemble plus cher que les granulés de plastique utilisés pour le moulage par injection, car il doit être façonné avec précision par le fabricant du matériau.

Il est important de noter que le coût des plastiques peut ne pas être cohérent entre les formats de granulés et de filaments : des matériaux comme le nylon et le polycarbonate, par exemple, restent des produits relativement haut de gamme sur le marché des filaments d'impression 3D, de sorte qu'un nombre relativement faible de pièces en nylon serait nécessaire pour rendre le moulage par injection plus rentable que l'impression 3D. (Un matériau d'impression 3D courant comme l'ABS, cependant, nécessiterait un nombre beaucoup plus important.)

Le type de plastique utilisé pour fabriquer les pièces peut donc déterminer quel procédé de fabrication est le plus économique pour un volume de commande donné.

La conception de la pièce peut également affecter son coût potentiel pour le moulage par injection et l'impression 3D. Une pièce avec des surplombs, par exemple, peut être beaucoup moins chère à imprimer en 3D, car les pièces moulées par injection avec des surplombs nécessitent un outillage plus complexe.

En d'autres termes, si la conception de votre pièce n'est pas adaptée au moulage par injection, vous devrez probablement commander plus de pièces pour rendre le moulage par injection rentable.

Le FDM reste le processus d'impression 3D le plus courant, mais les options alternatives incluent la stéréolithographie et le frittage laser sélectif. Ces autres procédés sont plus chers que le FDM, ce qui affecte naturellement leur accessibilité par rapport au moulage par injection.

Par exemple, 200 pièces FDM peuvent être moins chères que 200 pièces moulées par injection équivalentes, mais 200 pièces SLS peuvent être plus chères que 200 pièces moulées par injection.

Étant donné que le coût unitaire des pièces en plastique est dynamique pour le moulage par injection et statique pour l'impression 3D, il peut être difficile d'évaluer quelle option offre le meilleur rapport qualité-prix pour une commande donnée.

De nombreux facteurs, notamment la création du moule, le matériau et la forme de la pièce, peuvent affecter le coût de la commande, et à des degrés différents selon le processus de fabrication.

Dans cet esprit, la meilleure solution au dilemme peut être simplement de demander un devis pour les deux processus.

3ERP possède une expertise à la fois en moulage par injection et en impression 3D, et peut évaluer les projets au cas par cas pour voir lequel représente le meilleur rapport qualité-prix.

Contactez-nous et nous mettrons votre projet en place.

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