Le moulage par injection, également appelé moulage par injection plastique, permet de produire de grandes quantités de pièces en plastique. Il est généralement utilisé pour la production en série d’articles identiques. Le processus consiste à injecter une matière fondue dans un moule.
La personnalisation du moule, qui donne aux pièces différentes formes, intervient lors de la fabrication de l’outillage. Elle permet de produire autant de pièces que nécessaire avec des dimensions et des formes identiques. Elle s’applique également aux moules et aux conceptions complexes qui exigent de faibles tolérances dimensionnelles.
Si vous souhaitez vous lancer dans le moulage du plastique, vous devez vous renseigner sur le coût des moules d’injection et sur les moyens de le réduire avant de démarrer la production. Cet article vous présente les coûts du moulage par injection plastique et les différents facteurs qui les influencent, afin de vous aider à évaluer les coûts moyens de production.
Comment fonctionne le moulage par injection ?
Le processus de moulage est relativement simple. Il commence par la fabrication de l’outillage du moule, qui peut être réalisé dans des métaux tels que l’acier ou l’aluminium. Toutefois, un moule en aluminium ne doit être utilisé que pour produire des pièces en plastique à tolérances serrées.
Les moules en aluminium ne sont pas non plus la meilleure option pour les grandes séries : ils s’usent rapidement et leurs propriétés mécaniques sont inférieures. Les moules en acier conviennent mieux aux productions en grand volume, car ils sont durables et offrent de meilleures propriétés mécaniques.
Introduisez ensuite les matériaux à utiliser dans un fourreau chauffé et mélangez-les. Une fois fondus, ils sont injectés dans un moule métallique fermé. En refroidissant, le plastique fondu prend la forme du moule. Un régulateur de température externe faisant circuler de l’huile ou de l’eau peut réduire le temps de refroidissement des pièces.
Une fois le plastique solidifié, montez les éléments du moule sur les plateaux afin que les broches d’éjection puissent libérer les pièces. L’étape suivante consiste à séparer les matériaux puis à les associer dans un moule à deux injections, un type de moulage par injection plastique. Cette méthode permet d’obtenir un toucher plus souple, de faire varier les performances des pièces et d’ajouter des couleurs.
Vous pouvez réaliser un moule monocavité ou multicavités. Avec un moule multicavités, vous pouvez fabriquer dans toutes les empreintes des pièces identiques ou différentes. Les moules monocavités comme les moules multicavités exigent toutefois une conception soignée et des matériaux de qualité.
Voici quelques points à prendre en compte pour votre projet de moulage par injection :
- Finances : Si vous envisagez de vous lancer dans la fabrication par moulage par injection, vous devez disposer de ressources financières suffisantes. Le coût d’entrée peut être très élevé, car il faut acheter les moules et les machines.
- Volume de production : Avant de lancer la fabrication des moules, déterminez le nombre de pièces que vous souhaitez produire. Cela vous aidera à évaluer la rentabilité du moulage par injection.
- Facteurs de conception : La conception des pièces peut simplifier ou compliquer le processus de moulage par injection. Une géométrie simple facilite le moulage. Une bonne conception limite les dommages et les défauts pendant la production.
- Considérations de production : Vous devez également tenir compte du temps total nécessaire à la fabrication des pièces. La réduction du temps favorise la productivité. Envisagez donc un outillage bien conçu et des moules pour presse à canaux chauds afin de réduire le cycle machine.
Facteurs qui influencent le coût du moulage par injection
Le coût du moulage par injection varie selon le type, la forme et la taille du moule. Les principaux facteurs qui influencent le coût du moulage sont les suivants :
Coût des équipements
Les équipements nécessaires à votre projet influencent fortement le coût du moulage par injection. Vous pouvez acheter des presses à injection de petite capacité pour démarrer. Elles sont moins coûteuses et s’intègrent facilement à votre budget de lancement.
Des équipements de plus grande capacité conviennent mieux à la fabrication en grande série. Si vous les faites venir de l’étranger, les frais d’expédition augmenteront le coût des moules d’injection.
Si vous ne pouvez pas assumer le coût des moules d’injection, vous pouvez sous-traiter le projet à des spécialistes tiers dotés de capacités avancées en moulage par injection.
Coût de l’outillage
Le coût de l’outillage est un autre facteur important. Contrairement aux machines, la fabrication des moules ne constitue pas un investissement unique. Il faut construire périodiquement de nouvelles bases de moule, ce qui augmente le coût de l’outillage et des moules.
Le coût de l’outillage varie selon le procédé. Voici quelques exemples :
Impression 3D : C’est l’une des méthodes les plus rapides et les plus économiques pour créer des pièces destinées au moulage par injection.
Cette méthode est considérée comme moins coûteuse pour fabriquer des moules, car une imprimante 3D suffit. Il n’est pas non plus nécessaire de faire appel à des spécialistes, ce qui réduit le coût total du moulage par injection.
Usinage CNC : L’usinage CNC est utilisé pour fabriquer des moules métalliques. Cette méthode est efficace et produit des moules de qualité. Toutefois, les machines CNC ont une durée de vie plus courte : il faut donc en acheter de nouvelles périodiquement, ce qui augmente le coût des moules d’injection.
Usinage par électroérosion : L’électroérosion permet de fabriquer des moules complexes. Elle déforme le métal par chauffage pour lui donner la forme souhaitée. Elle offre une grande précision, mais ne peut être utilisée que sur des métaux.
Complexité
Le coût du moulage par injection dépend également de l’esthétique et de la complexité de la conception. Les conceptions plus complexes entraînent un coût supérieur pour les moules d’injection plastique.
Résine plastique
La résine plastique utilisée pour le moulage par injection détermine également si le coût du procédé peut être réduit. Plus la quantité de résine nécessaire est importante, plus le coût total du moulage par injection augmente. Une quantité moindre réduit le coût du moule.
Coûts de main-d’œuvre
Même si la plupart des opérations sont automatisées, des coûts d’installation, d’exploitation et de réparation restent à prévoir, ce qui augmente le coût total du moule d’injection.
Coût de la matière injectée
Autres facteurs
D’autres facteurs influent sur le coût total du cycle de moulage par injection, notamment :
- Services secondaires
- Caractéristiques du produit
- Volume de production
Comment réduire les coûts du moulage par injection
Le moulage par injection peut être très coûteux. Pour maîtriser les dépenses, vous devez comprendre comment réduire les coûts du moulage. Voici quelques solutions :
- Réutiliser les moules
- Utiliser la technologie du surmoulage d’inserts
- Éviter les caractéristiques superflues
- Simplifier la conception des pièces
- Utiliser des moules multicavités et des moules familiaux
Classification des moules d’injection plastique
Le choix du moule d’injection plastique le mieux adapté est essentiel, car il influe sur les coûts de production, la vitesse et la qualité des résultats. Les moules d’injection sont classés selon plusieurs caractéristiques, notamment :
Selon la plaque du moule
Des plaques sont utilisées dans les empreintes du moule pour garantir des résultats satisfaisants. Le nombre de plaques permet de distinguer différents types de moules d’injection, notamment :
Moule à empilage
Le moule à empilage coûte plus cher que les moules d’injection à deux ou trois plaques. Toutefois, son coût d’exploitation global est moindre, car ses plaques parallèles rendent le processus plus efficace et réduisent les défauts. De plus, il ne nécessite qu’une faible force de fermeture par cycle.
Moule d’injection à trois plaques
Il comporte une troisième plaque appelée plaque de dévêtissage. Contrairement au moule à deux plaques, il possède deux lignes de joint entre les plaques de noyau et d’empreinte. Ces lignes séparent la pièce moulée du système de canaux. Ce type est moins courant que le moule à deux plaques, mais il est plus rapide et plus efficace, car le système de canaux n’a pas besoin d’être recyclé ou séparé manuellement.
Moule d’injection à deux plaques
Il s’agit du type de moule à injection le plus courant dans cette classification, car son outillage est peu coûteux. Il comporte un seul plan de joint reliant la plaque à empreinte et la plaque à noyau. Ce moule peut être utilisé avec tous les systèmes d’alimentation, mais il convient davantage aux moules à empreinte unique.
Selon le nombre d’empreintes
Le nombre de pièces produites par cycle est un autre critère permettant de distinguer les types de moules à injection plastique. On trouve notamment :
Moule à empreinte unique
Ce type de moule ne comporte qu’une seule empreinte et produit donc une pièce par cycle. Il est moins coûteux que les moules multi-empreintes et familiaux, mais son rendement de production inférieur entraîne un coût de moulage par injection plastique plus élevé.
Moules multi-empreintes
Ils comportent plusieurs empreintes, ce qui permet de produire simultanément plusieurs pièces. Leur cadence de production est supérieure à celle d’un moule à empreinte unique, ce qui les rend plus économiques. Si vous fabriquez de grandes pièces en plastique, envisagez l’achat d’un moule à injection multi-empreintes.
Moules familiaux
Comme les moules à injection multi-empreintes, les moules familiaux comportent plusieurs empreintes. Celles-ci ne sont toutefois pas identiques : elles servent donc à produire des pièces de formes et de dimensions différentes.
Vous pouvez, par exemple, fabriquer des récipients en plastique et leurs couvercles au cours d’un même cycle de moulage. Ce type de configuration coûte davantage en raison du prix du moule, mais augmente les volumes produits et réduit les coûts d’exploitation globaux.
Selon le système d’alimentation
Cette catégorie regroupe trois types de moules à injection, différenciés par leur système d’alimentation et leurs canaux. Le système d’alimentation comprend un réseau de conduits, notamment la carotte, les seuils et les canaux, qui acheminent le plastique fondu vers les empreintes. Il comprend les types suivants :
Moules à injection à canaux chauds
Ces moules sont chauffés par des tiges ou des résistances, à l’intérieur ou à l’extérieur. Ils restent intégrés dans une plaque de collecteur fixe, ce qui empêche leur éjection avec les pièces en plastique.
Le moulage par injection avec canaux chauds améliore l’efficacité et réduit les déchets. Il n’est pas non plus nécessaire de rebroyer la matière ni d’effectuer des opérations supplémentaires pour retirer les canaux. Si vous souhaitez produire rapidement de grandes quantités, l’association de canaux chauds et d’un moule multi-empreintes constitue une solution d’outillage optimale.
Les moules à injection à canaux chauds présentent toutefois aussi des inconvénients. Leur coût est relativement élevé. Ils nécessitent également une maintenance importante, et vous devrez faire appel à un professionnel qualifié pour surveiller le processus de moulage par injection plastique.
Comme indiqué, les canaux sont dissimulés dans les plaques de collecteur. Le nettoyage est donc difficile, et il peut être impossible d’éliminer les résidus de plastique ou les restes des opérations précédentes. Si vous fabriquez des récipients colorés, vous pouvez envisager un autre système d’alimentation.
Un autre inconvénient des systèmes à canaux chauds est que les récipients peuvent rester collés dans les empreintes. Il peut donc être préférable d’utiliser ce système avec des matériaux peu sensibles à la chaleur.
Moules à injection à canaux froids
Ce système utilise des canaux non chauffés pour acheminer la matière fondue vers l’empreinte. Il peut donc être utilisé avec des matériaux sensibles à la chaleur. Le système de moulage par injection est ouvert et visible, ce qui permet de savoir quand un nettoyage est nécessaire.
Ces moules sont également faciles à entretenir et moins coûteux. Ils permettent en outre de changer facilement de couleur et de matière en production. Les modifications de conception sont assez simples à mettre en œuvre grâce au positionnement des canaux et aux seuils rapidement interchangeables.
L’inconvénient d’un système de moulage par injection à canaux froids est qu’il faut préparer un nouveau système de canaux à chaque nouveau cycle, car les canaux sont coupés dans le moule lors de l’éjection des pièces. Il peut aussi être nécessaire de séparer les canaux de la pièce moulée.
Autre inconvénient : ce système génère de grandes quantités de déchets. Des opérations supplémentaires sont donc nécessaires pour rebroyer la matière et retirer les canaux, ce qui peut affecter le résultat final.
Moules à injection à canaux isolés
Le moulage par injection avec canaux isolés reprend le principe du moulage à canaux froids, mais ses effets finaux sont similaires à ceux du moulage à canaux chauds. Ces moules fonctionnent comme les moules à canaux froids, mais utilisent des résistances à cartouche pour créer des couches. Ces couches entourent le plastique fondu et forment des carottes isolées.
Ils constituent une solution de remplacement intéressante aux canaux chauds, car ils coûtent moins cher et ne nécessitent pas de surveillance de la température. Ils permettent également de changer rapidement de matière et de couleur. Toutefois, ils ne peuvent être utilisés qu’avec des plastiques de qualité technique.
Conclusion
Le moulage par injection est l’un des procédés les plus utilisés dans l’industrie manufacturière. Il est rentable pour la production de grandes séries ; vous pouvez l’envisager si vous prévoyez de créer une entreprise de fabrication de produits en plastique.
