Le moulage par injection et l'impression 3D sont deux méthodes de production différentes permettant la fabrication de pièces pour l'industrie. Ces deux méthodes donnent la possibilité aux professionnels d'obtenir des pièces simplement à partir de designs en trois dimensions. Dans cet article, nous allons comparer les deux modes de production afin de déterminer les types d'applications leur correspondant.
Fonctionnement des deux méthodes de production
Afin de comprendre au mieux les intérêts, avantages et inconvénients de chaque mode de production, il est important de connaître leur fonctionnement et la manière dont ces modes peuvent être intégrés au sein d'une unité de production.
Matériel nécessaire pour l'impression 3D
La fabrication par impression 3D nécessite une imprimante 3D ainsi que du consommable. Différentes technologies existent sur le marché. En premier, le FDM (Fused deposition modeling) qui utilise des bobines de filaments plastique. Deuxièmement, le SLA (Stereolithography) qui utilise des cartouches de résine liquide. Dans les deux cas, l'impression permet d'obtenir des pièces en imprimant des couches successives de matière. Il existe un grand nombre de matériaux plus ou moins simples à imprimer et possédant des propriétés différentes.
Moulage par injection : comment ça marche ?
Comme son nom l'indique, le moulage par injection consiste à injecter une matière fondue dans un moule. Puis, de laisser refroidir et durcir la matière afin d'obtenir la pièce finale. La méthode du moulage par injection requiert d'avantages d'éléments que l'impression 3D.
Une machine de moulage par injection, également appelée presse à injection, sera nécessaire. Celle-ci se compose d'une vis sans fin permettant d'acheminer la matière sous forme solide. Il y a également une unité de chauffe permettant de faire fondre la matière. Enfin, le système dispose d'un injecteur haute pression permettant de remplir le moule. Le moulage par injection nécessite également un moule, fabriqué au préalable. Le plus souvent il est en aluminium, en acier trempé ou en cuivre. Il faut bien évidement de la matière pour la conception de la pièce finale.
Les avantages liés à ces modes de production
Ces deux technologies diffèrent donc en termes de technique utilisée pour concevoir les pièces finales et en termes de matériel nécessaire pour leur utilisation. L'impression 3D et le moulage pour injection ont également tous les deux des intérêts différents.
Avantages de l'impression 3D
Concernant la technologie d'impression 3D, on peut considérer que le coût d'investissement en termes de matériel est relativement bas. En effet, il existe un grand nombre de machines sur le marché avec des prix très variables et accessibles à tout budget.
De plus, la technologie de fabrication additive couche par couche permet de détecter simplement et pendant la fabrication si le modèle présente des erreurs de conception. Celles-ci pourront être corrigées également de façon rapide en retravaillant le modèle 3D.
Enfin, les machines 3D permettent de concevoir des pièces possédant des détails très fins ou composées de géométries complexes ou de cavités très simplement à l'aide de filament support. La précision est l'un des atouts de l'impression 3D.
Avantages du moulage par injection
L'avantage principal de la méthode de moulage par injection repose sur la capacité de produire des pièces en grande série, de façon rapide et avec de hautes précisions dans la répétabilité des designs. Ensuite, les objets produits à l'aide du moulage par injection possèdent de hautes résistances dans le sens où elles sont conçues d'une seule couche et en une seule fois avec l'injection de l'ensemble de la matière liquide à l'intérieur du moule.
Enfin, l'injection de matière à l'intérieur du moule permet de garantir un respect exact de la quantité de matière nécessaire pour la fabrication de la pièce. Si le moule est bien conçu, il n'y a pas de perte de matière lors du processus de fabrication.
Inconvénients et limites
Comme toutes les méthodes de production utilisées dans l'industrie, le moulage par injection et l'impression 3D possèdent également certaines limites pouvant être plus ou moins atténuées ou évitées en fonction de la méthode choisie.
Les limites de l'impression 3D
L'impression 3D est quelque peu limitée en termes de volume de construction des pièces. En effet, la plupart des machines disponibles sur le marché possèdent des volumes d'impression relativement petits et pouvant être un frein pour certaines applications. Il existe cependant des machines grand volume (jusqu'à un mètre cube) mais l'investissement initial sera plus élevé.
L'impression 3D possède une autre limite, liée en partie au volume d'impression des machines, il s'agit de la capacité de produire des pièces en grande série. Il sera tout de même possible de produire en petites et moyennes séries en optant pour des imprimantes 3D de production.
Les points faibles du moulage par injection
Concernant le moulage par injection, le problème principal se trouve dans la difficulté d'obtenir des géométries complexes. En effet, la création d'un moule nécessite de designer une inversion de la pièce finale, ce qui limite et complexifie de façon importante les possibilités en termes de design.
La correction des erreurs est également plus complexe. Lorsqu'une erreur de fabrication est constatée sur du moulage par injection, il sera nécessaire de recréer entièrement un nouveau moule. Ce qui sera pénalisant en termes de temps et en termes de coût.
Le coût qui est également une des limites de l'injection. En effet, l'investissement initial pour ce genre de production sera beaucoup plus élevé que l'impression 3D. De plus, la conception de nouveaux moules représente également un coût élevé à prendre en compte dans le calcul du retour sur investissement.
Si la finalité de l'impression 3D et du moulage par injection est la même, à savoir la production de pièces, il s'avère que ces deux méthodes de fabrication possèdent chacune leurs intérêts dans des applications particulières. En effet, le moulage par injection sera plus intéressant pour la production de pièces finies en grande série alors que l'impression 3D permettra au contraire de produire des pièces au design complexe en petite série. L'investissement, moins élevé pour l'impression 3D, sera également un facteur à prendre en compte dans la prise de décision. Quelle méthode privilégiez-vous et pour quel type d’application ? N'hésitez pas à partager vos expériences en laissant un commentaire sous l'article.
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