Moulage par injection vs impression 3D : comment choisir ?

Cet article résume tous les facteurs à prendre en compte pour choisir entre le moulage par injection et l'impression 3D, de la complexité de la conception à la finition de la surface.
3D printing vs. injection moulding

Dans le cadre de la production de pièces en plastique, le moulage par injection et l’impression 3D sont les deux technologies de fabrication les plus couramment utilisées. Cet article fournit un bref aperçu, assortis d’une comparaison, de ces deux procédés, et liste plusieurs facteurs à prendre en compte quand il s’agit de choisir la technologie la mieux adaptée à votre projet.

Quelles différences entre l’impression 3D et le moulage par injection ?

Impression 3D

L’impression 3D est une technique de fabrication additive, ce qui signifie que l’ouvrage est bâti par superposition de couches de matériaux successives. L’impression 3D est capable de réaliser des objets tridimensionnels à partir d’un modèle numérique que l’imprimante s’attachera à concrétiser en une pièce tangible, au moyen de matériaux constitués en filaments ou en poudres.

Moulage par injection

Le moulage par injection fait usage d’un moule qui est en fait un négatif de l’objet à réaliser. Ce moule est usiné dans la masse à partir d’un matériau adéquat (par exemple de l’aluminium ou de l’acier à outils) capable de supporter le matériau en fusion qui sera utilisé pour fabriquer le produit final. Cette matière en fusion, une fois versée dans le moule, prendra naturellement la forme de la pièce, qui sera prête une fois la matière refroidie.

FDM icon animation
Animation du processus FDM
Injection molding process animation
Animation du processus de moulage par injection

Comment choisir : moulage par injection ou impression 3D ?

Si vous devez choisir entre le moulage par injection ou l’impression 3D pour la production de votre ouvrage, voici les principaux éléments à prendre en considération :

Quantité à produire

La quantité de pièces requises constitue l’un des principaux facteurs de décision. Le moulage par injection est connu pour être particulièrement efficace quand il s’agit de lancer des cycles de production traitant des volumes élevés (c.à.d plus de 1000 pièces par cycle).

Pour les faibles volumes (moins de 10 pièces, qu’elles soient identiques ou non), en revanche, l’impression 3D sera beaucoup plus adaptée et surtout moins onéreuse, en particulier si l’on peut s’accommoder des procédés d’impression 3D les plus simples (comme le FDM ou le SLS) et de matériaux plastiques bon marché, tels que l’ABS, les PC ou le Nylon. Pour les quantités intermédiaires (de 10 à 1000 pièces), le procédé MJF peut s’avérer être une option parfaitement viable, et d’ailleurs relativement commune. 

Conclusion : le moulage par injection est l’option de choix pour les productions en gros. Pour les pièces uniques ou les petits lots, l’impression 3D sera à privilégier.

Complexité de l’ouvrage

Le moulage par injection de mande la fabrication d’un moule (le négatif de la pièce à produire) selon les spécifications mécaniques de l’ouvrage. Or réaliser un modèle CAD adapté au moulage par injection est loin d’être une tâche triviale car elle implique de prendre de nombreux éléments en considération : les angles droits, par exemple, peuvent rendre la pièce difficile à séparer du moule. Quant aux parties délicates, inutile de dire qu’elles devront être traitées avec le plus grand soin.

À l’inverse, l’impression 3D excelle dans la reproduction de géométries complexes : quelle que soit la complexité de l’ouvrage, l’impression 3D permet de le réaliser avec un minimum d’efforts.

Conclusion : pensez à vérifier si votre ouvrage est compatible avec le moulage par injection. Dans le cas contraire, procédez aux ajustements nécessaires. Si ce n’est pas possible, alors il faudra passer à l’impression 3D.

Temps de traitement

Parce que le procédé nécessite une analyse détaillée de l’ouvrage et la fabrication d’un moule parfaitement adapté, les temps de traitement dans le cas du moulage par injection sont plus longs (compter 10 à 20 jours). En comparaison, les temps de traitement de l’impression 3D sont infiniment plus courts : chez Xometry, vous pouvez espérer recevoir le produit de votre commande en un maximum de 3 jours ouvrés. 

Conclusion : si vous êtes pris par le temps, alors l’impression 3D est la meilleure alternative.

Personnalisation

Modifier un moule destiné à être utilisé dans le cadre du moulage par injection demande une grande dépense de temps et d’argent afin de modifier les plans de conception. C’est pourquoi le moulage par injection n’est pas spécialement recommandé pour des pièces personnalisées ou appelées à subir des modifications : considérez que ce qui sort du moule est votre produit fini et vous devrez l’accepter tel quel, vu la difficulté à modifier un moule une fois ce dernier finalisé.

D’un autre côté, l’impression 3D offre une grande liberté de personnalisation : il suffit juste de modifier le modèle CAD original. C’est la raison pour laquelle l’impression 3D est particulièrement appréciée en phase de prototypage ou pour la réalisation de pièces de test.

Conclusion : l’impression 3D est à privilégier pour tout ce qui est prototypage et personnalisation.

Résistance du matériau

Les pièces réalisées via le moulage par injection consistent en une unique couche déversée dans le moule, ce qui garantit la robustesse de l’ouvrage en minimisant la probabilité de fissures ou de points faibles structuraux. Par contre, le principe de fabrication par dépôt de couches successives de l’impression 3D a un impact direct sur la résistance du produit fini : l’apparition en cours de fabrication d’arêtes et de défauts structuraux est, dans ce cas, beaucoup plus probable. Autant de problèmes qui sont typiquement inexistants dans le cadre de la fabrication par moulage par injection plastique.

Conclusion : si la résistance de l’ouvrage est une priorité, alors le moulage par injection sera la solution de choix.

Rendu de surface

Même si les couches superposées au cours de l’impression 3D sont extrêmement fines et resserrées entre elles, il n’en demeure pas moins que l’on peut les distinguer à l’œil. Cela peut donner lieux à des surfaces crénelées sur le produit final, un défaut qui sera toujours présent, même avec les épaisseurs de couche les plus fines, et qui peut constituer un problème, en particulier si votre pièce est destinée à être en contact par frottements avec d’autres objets (par exemple : des pièces mécaniques mouvantes). Dans ces cas-là, une étape supplémentaire de traitement post-usinage sera nécessaire pour lisser la pièce.

En comparaison, dans le cadre du moulage par injection, la pièce est fabriquée d’un seul tenant, ce qui garantit un rendu de surface lisse et quasi uniforme. De plus, les pièces obtenues par moulage par injection peuvent être facilement traitées en post-usinage.

Conclusion : on préférera le moulage par injection si le rendu de surface est un facteur critique.

Injection Moulding SPI Finishes
Exemple d’options de traitements post-usinage pour le moulage par injection

Gestion des déchets

Pour chaque pièce fabriquée, le moulage par injection utilise exactement la quantité nécessaire pour remplir le moule, ce qui en fait une méthode de production très efficace en termes de gestion des déchets. À l’inverse, l’impression 3D peut promouvoir des pertes de matériaux (par exemple, pour l’impression des structures de maintien). Même si les poudres utilisées dans certains procédés d’impression 3D peuvent être réutilisées, il y a une limite au nombre de fois où cela peut être fait, les matériaux finissant, à la longue, par voir leurs propriétés mécaniques altérées. 

Conclusion : l’impression 3D produit de petites quantités de déchets (structures de maintien, impressions ratées à trier en sortie de production, etc…) mais l’un dans l’autre, cette quantité reste minime pour des productions à faibles volumes ou pour des pièces uniques. Cependant, elle peut rapidement devenir significative pour des lots plus importants. C’est pourquoi, pour les grosses productions, il faudra privilégier le moulage par injection qui, lui, ne gâche pas les matériaux de fabrication.

En résumé

 Quand choisir l’impression 3D Quand choisir le moulage par injection
Fabrication de petits lots, volumes faibles Fabrication en gros, en série
Ouvrage doté d’une géométrie complexe La résistance du matériau est à privilégier
Pièces devant être imprimées le plus rapidement possible Exigence d’un bon rendu de surface
Prototypage et personnalisation Pas de déchets ou de gâchis

Dans le monde de la fabrication industrielle, on considère parfois (à tort) que l’impression 3D constitue la solution ultime et qu’elle peut supplanter le moulage par injection dans tous les domaines. Or ces deux technologies possèdent chacune leurs propres avantages et inconvénients. Chez Xometry, nous vous offrons à la fois des services de moulage par injection et d’impression 3D, chacun disposant de sa propre équipe dédiée prête à vous soutenir dans la réalisation de votre projet. Importez votre modèle CAD pour obtenir votre devis.

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